DE102022133082A1 - Battery cell module for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriezellenmodul (200) für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Batteriezellen (202) und eine Kühleinheit (100), wobei die Kühleinheit (100) zwischen den Batteriezellen (202) angeordnet ist, wobei die Kühleinheit (100) elastisch verformbar ist und einen Kühlkanal (103) aufweist, wobei der Kühlkanal (103) bei einer elastischen Verformung der Kühleinheit (100) unverformt bleibt.The invention relates to a battery cell module (200) for a motor vehicle, comprising two battery cells (202) and a cooling unit (100), wherein the cooling unit (100) is arranged between the battery cells (202), wherein the cooling unit (100) is elastically deformable and has a cooling channel (103), wherein the cooling channel (103) remains undeformed during an elastic deformation of the cooling unit (100).

Description

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

Batteriezellenmodule werden als Bestandteile von Batterien in Kraftfahrzeugen verwendet, um einem elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs elektrische Energie zur Verfügung zu stellen. Während des Betriebs und bei einer Aufladung der Batterie entsteht Wärme, die durch eine oder mehrere Kühleinheit/en abtransportiert wird. Zu diesem Zweck wird häufig ein flüssiges Kühlmedium verwendet.Battery cell modules are used as components of batteries in motor vehicles to provide electrical energy to the motor vehicle's electric drive. During operation and when charging the battery, heat is generated, which is dissipated by one or more cooling units. A liquid cooling medium is often used for this purpose.

Aus DE 10 2018 108 962 A1 ist ein Modul aus Folienzellen bekannt, die durch eine elastisch verformbare Kühleinheit gekühlt werden.Out of EN 10 2018 108 962 A1 A module made of foil cells is known, which are cooled by an elastically deformable cooling unit.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kühlleistung zu verbessern.In contrast, the present invention is based on the object of improving the cooling performance.

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

Das Batteriezellenmodul gemäß Anspruch 1 umfasst zwei Batteriezellen und eine Kühleinheit. Unter einer Batteriezelle wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere ein Element verstanden, das elektrische Energie bereitstellt und mit elektrischer Energie aufladbar ist. Das Batteriezellenmodul kann insbesondere Bestandteil einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs sein.The battery cell module according to claim 1 comprises two battery cells and a cooling unit. In the context of this description, a battery cell is understood to mean in particular an element that provides electrical energy and can be charged with electrical energy. The battery cell module can in particular be a component of a traction battery of a motor vehicle.

Die Kühleinheit ist zwischen den Batteriezellen angeordnet, elastisch verformbar und weist einen Kühlkanal auf. Der Kühlkanal bleibt bei einer elastischen Verformung der Kühleinheit unverformt. Somit bleibt die Durchflussrate des Kühlmediums unabhängig von der elastischen Verformung konstant, sodass eine zuverlässige und gleichbleibende Kühlwirkung erzielt wird. Es ist auch möglich, dass die Kühleinheit mehrere Kühlkanäle aufweist, die bei der elastischen Verformung unverformt bleiben.The cooling unit is arranged between the battery cells, is elastically deformable and has a cooling channel. The cooling channel remains undeformed when the cooling unit is elastically deformed. The flow rate of the cooling medium therefore remains constant regardless of the elastic deformation, so that a reliable and consistent cooling effect is achieved. It is also possible for the cooling unit to have several cooling channels that remain undeformed when elastically deformed.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Kühleinheit zwei Abdeckplatten umfassen, die jeweils an einer der Batteriezellen anliegen. Dabei kann beispielsweise eine erste der Abdeckplatten an einer ersten der Batteriezellen und eine zweite der Abdeckplatten an einer zweiten der Batteriezellen anliegen.According to one embodiment of the invention, the cooling unit can comprise two cover plates, each of which rests against one of the battery cells. For example, a first of the cover plates can rest against a first of the battery cells and a second of the cover plates can rest against a second of the battery cells.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Kühlkanal zwischen den Abdeckplatten angeordnet sein.According to one embodiment of the invention, the cooling channel can be arranged between the cover plates.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Kühleinheit ein elastisch verformbares Element aufweisen, das zwischen den Abdeckplatten angeordnet ist und eine elastische Rückstellkraft auf die Abdeckplatten ausübt. Dies ist insbesondere vorteilhaft für eine besonders gute Wärmeleitung von den Batteriezellen über die Abdeckplatten zum Kühlkanal. Außerdem passt sich die Kühleinheit an die Größe des Spaltes zwischen den Batteriezellen an.According to one embodiment of the invention, the cooling unit can have an elastically deformable element that is arranged between the cover plates and exerts an elastic restoring force on the cover plates. This is particularly advantageous for particularly good heat conduction from the battery cells via the cover plates to the cooling channel. In addition, the cooling unit adapts to the size of the gap between the battery cells.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das elastisch verformbare Element eine Feder, eine Federplatte und/oder einen Schaum umfassen.According to one embodiment of the invention, the elastically deformable element may comprise a spring, a spring plate and/or a foam.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das elastisch verformbare Element durch eine während des Betriebs des Batteriezellenmoduls auftretende Formänderung der Batteriezellen verformbar sein. Dies kann insbesondere beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Fall sein. Beispielsweise kann die Formänderung der Batteriezellen beim Aufladen auftreten. Die Formänderung kann auch als Swelling bezeichnet werden.According to one embodiment of the invention, the elastically deformable element can be deformable by a change in the shape of the battery cells that occurs during operation of the battery cell module. This can be the case in particular during normal operation. For example, the change in the shape of the battery cells can occur during charging. The change in shape can also be referred to as swelling.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Kühlkanal dazu ausgebildet sein, dass ein flüssiges Kühlmedium durch ihn hindurch strömt.According to one embodiment of the invention, the cooling channel can be designed so that a liquid cooling medium flows through it.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Batteriezellenmodul einen Zufluss und einen Abfluss umfassen. Der Zufluss kann an einem ersten Ende des Kühlkanals angeordnet sein. Der Abfluss kann an einem zweiten Ende des Kühlkanals angeordnet sein. Der Zufluss und der Abfluss können jeweils für einen Anschluss an einen weiteren Kühlkanal außerhalb des Batteriezellenmoduls ausgebildet sein. So ist es möglich, dass ein Kühlmedium durch den Zufluss in den Kühlkanal strömt und durch den Abfluss wieder aus dem Kühlkanal heraus strömt.According to one embodiment of the invention, the battery cell module can comprise an inflow and an outflow. The inflow can be arranged at a first end of the cooling channel. The outflow can be arranged at a second end of the cooling channel. The inflow and the outflow can each be designed for connection to a further cooling channel outside the battery cell module. It is thus possible for a cooling medium to flow into the cooling channel through the inflow and out of the cooling channel again through the outflow.

Das Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 9 umfasst ein Batteriezellenmodul nach einer Ausführungsform der Erfindung und einen elektrischen Antrieb. Hierunter wird insbesondere ein Antrieb verstanden, der dazu ausgebildet ist, das gesamte Kraftfahrzeug in Bewegung zu versetzen. Das Batteriezellenmodul ist dazu ausgebildet, dem elektrischen Antrieb elektrische Energie zur Verfügung zu stellen. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Verkabelung erreicht werden. Das Kraftfahrzeug umfasst außerdem ein flüssiges Kühlmedium, das im Kühlkanal angeordnet ist.The motor vehicle according to claim 9 comprises a battery cell module according to an embodiment of the invention and an electric drive. This is understood in particular to mean a drive that is designed to set the entire motor vehicle in motion. The battery cell module is designed to provide electrical energy to the electric drive. This can be achieved, for example, by suitable cabling. The motor vehicle also comprises a liquid cooling medium that is arranged in the cooling channel.

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 zeigt

  • 1 eine schematische Schnittansicht durch einer Kühleinheit nach einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine schematische Schnittansicht durch ein Batteriezellenmodul nach einer Ausführungsform der Erfindung.
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 cooling unit according to an embodiment of the invention;
  • 2 a schematic sectional view through a battery cell module according to an embodiment of the invention.

Die Kühleinheit 100 umfasst einen Zufluss 101, einen Abfluss 102 mehrere Kühlkanäle 103 und einen Bereich 104 mit einem elastisch verformbaren Element. Ein flüssiges Kühlmedium kann über den Zufluss 101 in die Kühlkanäle 103 eingeleitet werden. Durch den Abfluss 102 kann das flüssige Kühlmedium aus den Kühlkanälen 103 austreten.The cooling unit 100 comprises an inlet 101, an outlet 102, several cooling channels 103 and an area 104 with an elastically deformable element. A liquid cooling medium can be introduced into the cooling channels 103 via the inlet 101. The liquid cooling medium can exit the cooling channels 103 through the outlet 102.

Die Kühleinheit 100 ist elastisch verformbar. Dies wird durch das elastisch verformbare Element erreicht, das beispielsweise eine Feder, eine Federplatte und/oder einen Schaum umfassen oder sein kann. Bei einer Verformung der Kühleinheit 100 bewahren die Kühlkanäle 103 ihre Form, sodass unabhängig von der Verformung ein konstanter Fluss des Kühlmediums erreicht werden kann.The cooling unit 100 is elastically deformable. This is achieved by the elastically deformable element, which can comprise or be, for example, a spring, a spring plate and/or a foam. When the cooling unit 100 is deformed, the cooling channels 103 retain their shape, so that a constant flow of the cooling medium can be achieved regardless of the deformation.

Das in 2 dargestellte Batteriezellenmodul 200 umfasst zwei Batteriezellen 202 und drei Kühleinheiten 100, die jeweils zwei Abdeckplatten 203 aufweisen. Die Abdeckplatten 203 können durch die elastische Rückstellkraft des elastisch verformbaren Elements verformbar sein. Die Abdeckplatten 203 einer mittleren der Kühleinheiten 100 liegen jeweils an einer der Batteriezellen 202 an. Die Batteriezellen 202 und die Kühleinheiten 100 sind innerhalb eines Gehäuses 201 angeordnet. Aufgrund der elastischen Rückstellkraft des elastisch verformbaren Elements, die in 2 mit Pfeilen dargestellt ist, werden die Abdeckplatten 203 gegen die jeweils benachbarte Batteriezelle 202 gedrückt.This in 2 The battery cell module 200 shown comprises two battery cells 202 and three cooling units 100, each of which has two cover plates 203. The cover plates 203 can be deformed by the elastic restoring force of the elastically deformable element. The cover plates 203 of a middle one of the cooling units 100 each rest against one of the battery cells 202. The battery cells 202 and the cooling units 100 are arranged within a housing 201. Due to the elastic restoring force of the elastically deformable element, which in 2 As shown by arrows, the cover plates 203 are pressed against the adjacent battery cell 202.

Während des Betriebs können die Batteriezellen 202 ihre Ausdehnung verändern. Dies kann beispielsweise durch Swelling bei einem Aufladevorgang geschehen. Durch die Verformbarkeit der Kühleinheiten 100 passen diese sich jeweils an den zwischen den Batteriezellen 202 bzw. zwischen einer der Batteriezellen 202 und dem Gehäuse 201 vorhandenen Spalt an. Somit ist auch bei einer Größenänderung der Batteriezellen 202 eine zuverlässige Kühlung gesichert.During operation, the battery cells 202 can change their size. This can happen, for example, through swelling during a charging process. Due to the deformability of the cooling units 100, they adapt to the gap between the battery cells 202 or between one of the battery cells 202 and the housing 201. This ensures reliable cooling even if the size of the battery cells 202 changes.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102018108962 A1 [0003]DE 102018108962 A1 [0003]

Claims (9)

Batteriezellenmodul (200) für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Batteriezellen (202) und eine Kühleinheit (100), wobei die Kühleinheit (100) zwischen den Batteriezellen (202) angeordnet ist, wobei die Kühleinheit (100) elastisch verformbar ist und einen Kühlkanal (103) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (103) bei einer elastischen Verformung der Kühleinheit (100) unverformt bleibt.Battery cell module (200) for a motor vehicle, comprising two battery cells (202) and a cooling unit (100), wherein the cooling unit (100) is arranged between the battery cells (202), wherein the cooling unit (100) is elastically deformable and has a cooling channel (103), characterized in that the cooling channel (103) remains undeformed during an elastic deformation of the cooling unit (100). Batteriezellenmodul (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (100) zwei Abdeckplatten (203) umfasst, wobei die Abdeckplatten (203) jeweils an einer der Batteriezellen (202) anliegen.Battery cell module (200) according to Claim 1 , characterized in that the cooling unit (100) comprises two cover plates (203), wherein the cover plates (203) each rest against one of the battery cells (202). Batteriezellenmodul (200) nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (103) zwischen den Abdeckplatten (203) angeordnet ist.Battery cell module (200) according to the preceding claim, characterized in that the cooling channel (103) is arranged between the cover plates (203). Batteriezellenmodul (200) nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (100) ein elastisch verformbares Element umfasst, wobei das elastisch verformbare Element zwischen den Abdeckplatten (203) angeordnet ist, und wobei das elastisch verformbare Element eine elastische Rückstellkraft auf die Abdeckplatten (203) ausübt.Battery cell module (200) according to one of the two preceding claims, characterized in that the cooling unit (100) comprises an elastically deformable element, wherein the elastically deformable element is arranged between the cover plates (203), and wherein the elastically deformable element exerts an elastic restoring force on the cover plates (203). Batteriezellenmodul (200) nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Element eine Feder, eine Federplatte und/oder einen Schaum umfasst.Battery cell module (200) according to the preceding claim, characterized in that the elastically deformable element comprises a spring, a spring plate and/or a foam. Batteriezellenmodul (200) nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Element durch eine während des Betriebs des Batteriezellenmoduls (200) auftretende Formänderung der Batteriezellen (202) verformbar ist.Battery cell module (200) according to one of the two preceding claims, characterized in that the elastically deformable element is deformable by a change in shape of the battery cells (202) occurring during operation of the battery cell module (200). Batteriezellenmodul (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (103) dazu ausgebildet ist, dass ein flüssiges Kühlmedium durch ihn hindurch strömt.Battery cell module (200) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling channel (103) is designed so that a liquid cooling medium flows through it. Batteriezellenmodul (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriezellenmodul (200) einen Zufluss (101) und einen Abfluss (102) umfasst, wobei der Zufluss (101) an einem ersten Ende des Kühlkanals (103) angeordnet ist, wobei der Abfluss (102) an einem zweiten Ende des Kühlkanals (103) angeordnet ist, und wobei der Zufluss (101) und der Abfluss (102) jeweils für einen Anschluss an einen weiteren Kühlkanal außerhalb des Batteriezellenmoduls (200) ausgebildet sind.Battery cell module (200) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cell module (200) comprises an inflow (101) and an outflow (102), wherein the inflow (101) is arranged at a first end of the cooling channel (103), wherein the outflow (102) is arranged at a second end of the cooling channel (103), and wherein the inflow (101) and the outflow (102) are each designed for connection to a further cooling channel outside the battery cell module (200). Kraftfahrzeug, umfassend ein Batteriezellenmodul (200) nach einem der vorherigen Ansprüche und einen elektrischen Antrieb, wobei das Batteriezellenmodul (200) dazu ausgebildet ist, dem Antrieb elektrische Energie zur Verfügung zu stellen, und wobei das Kraftfahrzeug ein flüssiges Kühlmedium umfasst, das im Kühlkanal (103) angeordnet ist.Motor vehicle, comprising a battery cell module (200) according to one of the preceding claims and an electric drive, wherein the battery cell module (200) is designed to provide electrical energy to the drive, and wherein the motor vehicle comprises a liquid cooling medium which is arranged in the cooling channel (103).
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