DE102022209540A1

DE102022209540A1 - Battery cell module

Info

Publication number: DE102022209540A1
Application number: DE102022209540.5A
Authority: DE
Inventors: Tugay Abali; Julius Aktas; Jochen Eppinger; Dragos-Cristian Iancu; Thomas Kalmbach; Jessica Kansy; Christian Kern; Oleksandr Pavlov; Eduard Reimer; Dieter Reisinger; Karl-Ulrich Schmid-Walderich
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2022-09-13
Filing date: 2022-09-13
Publication date: 2024-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriezellenmodul (1) mit einem Zellenstapel (2) aus Zellen (3) und zwei Zellenträgern (4a, 4b). Ferner weist das Batteriezellenmodul (1) ein Gehäuse (5) auf, wobei der Zellenstapel (2) mit den Zellenträgern (4a, 4b) in dem Gehäuse (5) aufgenommen ist. Der Zellenträger (4a, 4b) weist einen Berstbereich (6a, 6b) zum Entgasen der Zellen (3) beim thermischen Durchgehen auf.The invention relates to a battery cell module (1) with a cell stack (2) made of cells (3) and two cell carriers (4a, 4b). Furthermore, the battery cell module (1) has a housing (5), the cell stack (2) with the cell carriers (4a, 4b) being accommodated in the housing (5). The cell carrier (4a, 4b) has a bursting area (6a, 6b) for degassing the cells (3) during thermal runaway.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriezellenmodul für ein Fahrzeug mit einem Zellenstapel aus mehreren Zellen und wenigstens zwei Zellenträgern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a battery cell module for a vehicle with a cell stack consisting of several cells and at least two cell carriers according to the preamble of claim 1.

Ein Batteriezellenmodul umfasst üblicherweise ein Gehäuse und einen im Gehäuse angeordneten Zellenstapel aus mehreren aneinander gestapelten Zellen. Die Zellen - beispielweise Pouch-Zellen - sind elektrisch miteinander verschaltet und können in einem Fahrzeug als Energiequelle eingesetzt werden. Beim thermischen Durchgehen der Zellen wird in dem Batteriezellenmodul innerhalb kürzester Zeit eine große Menge an Gasen freigesetzt. Die entstandenen Gase müssen aus dem Gehäuse des Batteriezellenmoduls nach außen ausgeleitet werden. WO 2018/081639 A1 offenbart beispielweise eine Sollbruchstelle in dem Gehäuse, die bei einem Unfall über ein externes Signal mittels einer Explosion geöffnet wird. Über diese Sollbruchstelle können die entstandenen Gase nach au-ßen abgeleitet werden. Nachteiligerweise können weitere Elemente des Batteriezellenmoduls das freie Entweichen der entstandenen Gase verhindern, so dass eine unkontrollierte Gehäuseöffnung nicht ausgeschlossen ist.A battery cell module usually comprises a housing and a cell stack arranged in the housing and consisting of several cells stacked together. The cells - for example pouch cells - are electrically interconnected and can be used in a vehicle as an energy source. When the cells undergo thermal runaway, a large amount of gases are released in the battery cell module within a very short period of time. The resulting gases must be discharged from the housing of the battery cell module to the outside. WO 2018/081639 A1 For example, discloses a predetermined breaking point in the housing, which is opened in the event of an accident via an external signal by means of an explosion. The resulting gases can be discharged to the outside via this predetermined breaking point. Disadvantageously, additional elements of the battery cell module can prevent the free escape of the resulting gases, so that an uncontrolled opening of the housing cannot be ruled out.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein Batteriezellenmodul der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden.The object of the invention is therefore to provide an improved or at least alternative embodiment for a battery cell module of the generic type, in which the disadvantages described are overcome.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die beim thermischen Durchgehen der Zellen entstandenen Gase und mit den Gasen ausgetragene Partikel bzw. Zellbestandteile auch innerhalb des Gehäuses zu leiten, um einen sich einstellenden Druckaufbau im Batteriezellenmodul möglichst gering zu halten und dadurch die Gefahr einer unkontrollierten Gehäuseöffnung auszuschließen oder zumindest zu minimieren.The present invention is based on the general idea of conducting the gases created during the thermal runaway of the cells and the particles or cell components discharged with the gases within the housing in order to keep the pressure build-up in the battery cell module as low as possible and thereby the risk of uncontrolled To exclude or at least minimize the housing opening.

Das erfindungsgemäße Batteriezellenmodul ist für ein Fahrzeug, insbesondere für ein batteriebetriebenes Fahrzeug, ausgelegt. Das Batteriezellenmodul weist dabei einen Zellenstapel aus mehreren Zellen und wenigstens zwei Zellenträger auf. Die jeweiligen Zellen können beispielweise Pouch-Zellen oder zylindrische Zellen oder prismatische Zellen sein. In dem Zellenstapel sind die Zellen in eine Stapelrichtung aneinander gestapelt. Die jeweiligen Zellenträger sind parallel zur Stapelrichtung ausgerichtet und sind an zwei gegenüberliegenden Seiten des Zellenstapels angeordnet. Das Batteriezellenmodul weist zudem ein Gehäuse auf und der Zellenstapel mit den jeweiligen Zellenträgern ist in dem Gehäuse aufgenommen. Erfindungsgemäß weist wenigstens einer der Zellenträger wenigstens einen Berstbereich zum Entgasen der Zellen beim thermischen Durchgehen auf.The battery cell module according to the invention is designed for a vehicle, in particular for a battery-operated vehicle. The battery cell module has a cell stack made up of several cells and at least two cell carriers. The respective cells can be, for example, pouch cells or cylindrical cells or prismatic cells. In the cell stack, the cells are stacked together in a stacking direction. The respective cell carriers are aligned parallel to the stacking direction and are arranged on two opposite sides of the cell stack. The battery cell module also has a housing and the cell stack with the respective cell carriers is accommodated in the housing. According to the invention, at least one of the cell carriers has at least one bursting area for degassing the cells during thermal runaway.

Der jeweilige Zellenträger hält und fixiert die Zellen aneinander. Dazu kann das Batteriezellenmodul einen Halterahmen aufweisen, der den Zellenstapel an vier von den jeweiligen Zellenträgern freien Seiten des Zellenstapels umläuft und die Zellen in Stapelrichtung verpresst. Der Halterahmen kann dann mit den jeweiligen Zellenträgern festverbunden sein und dadurch können die Zellen aneinander fixiert werden. Der jeweilige Zellenträger kann vorteilhafterweise aus Kunststoffbeispielweise als ein Kunststoffspritzteil - geformt sein.The respective cell carrier holds and fixes the cells together. For this purpose, the battery cell module can have a holding frame which runs around the cell stack on four sides of the cell stack that are free of the respective cell carriers and presses the cells in the stacking direction. The holding frame can then be firmly connected to the respective cell carriers and the cells can thereby be fixed to one another. The respective cell carrier can advantageously be formed from plastic, for example as a plastic injection molded part.

Der jeweilige Berstbereich ist in dem jeweiligen Zellenträger geformt und kann sich bei einem steigenden Druck öffnen. Der jeweilige Berstbereich bildet demnach einen Sollbruchbereich ab. Die in dem Zellenstapel bei einem thermischen Durchgehen der Zellen entstandenen Gase können über den Berstbereich gezielt zu dem Gehäuse entweichen. Der jeweilige Zellenträger kann also das Entweichen von Gasen zu dem Gehäuse hin nicht verhindern und die entstandenen Gase können ungehindert bzw. vereinfacht zu dem Gehäuse entweichen. An dem Gehäuse können die entstandenen Gase nun nach außen entweichen und dadurch kann eine unkontrollierte Gehäuseöffnung verhindert werden. Durch den Bestbereich kann der Druckaufbau in dem Gehäuse während des Entgasens verringert werden. Zudem kann der Berstbereich die Verstopfungsgefahr kleiner Durchtrittsstellen - beispielweise durch austretende oder mitgerissene Bestandteile der Zellen - verringern.The respective bursting area is formed in the respective cell carrier and can open when the pressure increases. The respective bursting area therefore represents a predetermined breaking area. The gases created in the cell stack during a thermal runaway of the cells can escape specifically to the housing via the bursting area. The respective cell carrier cannot therefore prevent the escape of gases towards the housing and the resulting gases can escape to the housing unhindered or in a simplified manner. The resulting gases can now escape to the outside of the housing, thereby preventing uncontrolled opening of the housing. The best range allows the pressure build-up in the housing to be reduced during degassing. In addition, the bursting area can reduce the risk of small passage points becoming blocked - for example due to leaking or entrained components of the cells.

Der jeweilige Zellenträger kann die gesamte ihm zugewandte Seite des Zellenstapels flächenmäßig abdecken. Der jeweilige Berstbereich kann dabei länglich sein und sich in Stapelrichtung über die gesamte Länge des jeweiligen Zellenträgers erstrecken. Der jeweilige Berstbereich liegt dann quer zur Stapelrichtung über allen Zellen des Zellenstapels, so dass beim thermischen Durchgehen einer beliebigen Zelle die entstandenen Gase durch den jeweiligen Berstbereich des Zellträgers hindurch auf dem kürzesten Weg entweichen können.The respective cell carrier can cover the entire surface of the cell stack facing it. The respective bursting area can be elongated and extend in the stacking direction over the entire length of the respective cell carrier. The respective bursting area then lies transversely to the stacking direction above all cells of the cell stack, so that when any cell undergoes thermal runaway, the resulting gases can escape through the respective bursting area of the cell carrier along the shortest path.

Der jeweiligen Zellenträger kann auch zwei längliche Berstbereiche aufweisen und die jeweiligen Berstbereiche können in Stapelrichtung und zueinander parallel ausgerichtet sein. Dadurch liegen quer zur Stapelrichtung jeweils zwei Berstbereiche über der jeweiligen Zelle und dadurch kann das Entweichen der entstandenen Gase weiter vereinfacht werden. Insbesondere müssen die entstandenen Gase nicht oder nur über eine kurze Strecke entlang des jeweiligen Zellenträgers zu dem Berstbereich strömen. Die beiden länglichen Berstbereiche können sich insbesondere in Stapelrichtung über die gesamte Länge des Zellenstapels erstrecken und zueinander quer zur Stapelrichtung entsprechend beabstandet sein.The respective cell carrier can also have two elongated bursting areas and the respective bursting areas can be aligned in the stacking direction and parallel to one another. As a result, there are two bursting areas above the respective cell transversely to the stacking direction and this means that the Ent softening of the resulting gases can be further simplified. In particular, the resulting gases do not have to flow or only flow over a short distance along the respective cell carrier to the bursting area. The two elongated bursting regions can extend over the entire length of the cell stack, in particular in the stacking direction, and can be spaced accordingly from one another transversely to the stacking direction.

Der jeweilige Berstbereich kann durch mehrere Sollbruchstellen abgebildet sein. Die mehreren Sollbruchstellen können dabei in Stapelrichtung des Zellenstapels in einer Reihe nebeneinander angeordnet sein. Die jeweiligen Sollbruchstellen können zueinander einen identischen Abstand aufweisen bzw. in Stapelrichtung gleichmäßig verteilt sein.The respective bursting area can be represented by several predetermined breaking points. The multiple predetermined breaking points can be arranged next to each other in a row in the stacking direction of the cell stack. The respective predetermined breaking points can be at an identical distance from one another or can be evenly distributed in the stacking direction.

Dabei können jeder der Zellen jeweils eine Sollbruchstelle des jeweiligen Berstbereichs zugeordnet sein. Die jeweilige Sollbruchstelle kann dabei quer zur Stapelrichtung über der jeweiligen Zelle angeordnet sein. Sind an dem jeweiligen Zellenträger zwei Berstbereiche ausgebildet, so sind dann jeder der Zellen insgesamt zwei Sollbruchstellen zugeordnet. Jeder der Zellen können auch jeweils zwei Sollbruchstellen des jeweiligen Berstbereichs zugeordnet sein. Die jeweilige Zelle kann dann in Stapelrichtung zwischen den beiden ihr zugeordneten Sollbruchstellen angeordnet sein. Sind an dem jeweiligen Zellenträger zwei Berstbereiche ausgebildet, so sind dann jeder der Zellen insgesamt vier Sollbruchstellen zugeordnet. Grundsätzlich kann der jeweiligen Zelle auch eine andere Anzahl der Sollbruchstellen zugeordnet sein.Each of the cells can be assigned a predetermined breaking point of the respective bursting area. The respective predetermined breaking point can be arranged transversely to the stacking direction above the respective cell. If two bursting areas are formed on the respective cell carrier, then each of the cells is assigned a total of two predetermined breaking points. Each of the cells can also be assigned two predetermined breaking points of the respective bursting area. The respective cell can then be arranged in the stacking direction between the two predetermined breaking points assigned to it. If two bursting areas are formed on the respective cell carrier, a total of four predetermined breaking points are assigned to each of the cells. In principle, the respective cell can also be assigned a different number of predetermined breaking points.

Bei einer möglichen Ausführungsform des jeweiligen Berstbereichs kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Sollbruchstelle durch eine Rille in dem jeweiligen Zellträger abgebildet ist. Die Rille formt dabei eine Verdünnung bzw. eine Dünnstelle des Zellenträgers und der Zellenträger weist an der Rille eine reduzierte Druckbeständigkeit auf. Entsprechend gibt der Zellenträger beim steigenden Druck in dem Zellenstapel an der Rille nach und es bildet sich ein Durchgang zum Entweichen der entstandenen Gase von dem Zellenstapel zu dem Gehäuse. Die Rille kann dabei eine beliebige Form aufweisen. Insbesondre kann die Rille I-förmig oder X-förmig oder C-förmig oder O-förmig oder

-förmig oder sternförmig ausgebildet sein.In a possible embodiment of the respective bursting area, it can be provided that the respective predetermined breaking point is represented by a groove in the respective cell carrier. The groove forms a thinning or a thin spot in the cell carrier and the cell carrier has a reduced pressure resistance at the groove. Accordingly, as the pressure in the cell stack increases, the cell carrier gives way at the groove and a passage is formed for the resulting gases to escape from the cell stack to the housing. The groove can have any shape. In particular, the groove can be I-shaped or X-shaped or C-shaped or O-shaped or

-shaped or star-shaped.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des jeweiligen Berstbereichs kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Sollbruchstelle durch eine in dem jeweiligen Zellträger angeordnete Berstscheibe abgebildet ist. Die Bestscheibe ist mit dem jeweiligen Zellenträger zweckgemäß - beispielweise stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig - festverbunden. Die Berstscheibe ist durch eine Membran gebildet, die bei einem definierten Druck durchbricht. Auch hier gibt der Zellenträger beim steigenden Druck in dem Zellenstapel an der Berstscheibe nach und es bildet sich ein Durchgang zum Entweichen der entstandenen Gase zu dem Gehäuse.In a further possible embodiment of the respective bursting region, it can be provided that the respective predetermined breaking point is represented by a rupture disk arranged in the respective cell carrier. The best disk is appropriately firmly connected to the respective cell carrier - for example, in a material-locking and/or non-positive and/or positive-locking manner. The rupture disk is formed by a membrane that breaks through at a defined pressure. Here, too, the cell carrier gives way to the rupture disk as the pressure in the cell stack increases and a passage is formed for the resulting gases to escape to the housing.

Der Zellenstapel kann wenigstens einen sich in Stapelrichtung erstreckenden Kontaktbereich aufweisen, wobei die Zellen in dem jeweiligen Kontaktbereich miteinander elektrisch kontaktiert sind. Der jeweilige Kontaktbereich kann dann an der dem jeweiligen Zellenträger zugewandten Seite des Zellenstapels angeordnet sein und der jeweilige Berstbereich zu dem jeweiligen Kontaktbereich benachbart sein. Die Zellen können jeweils zwei Elektroden aufweisen, die entsprechend der parallelen oder seriellen Verschaltung der Zellen miteinander elektrisch kontaktiert sind. Abhängig von der Verschaltung der Zellen kann der Zellenstapel zwei Kontaktbereiche auf den gegenüberliegenden Seiten des Zellenstapels oder einen Kontaktbereich aufweisen. Bei einem thermischen Durchgehen der Zelle treten die entstandenen Gase am wahrscheinlichsten an den Elektroden bzw. an dem jeweiligen Kontaktbereich aus. Ist der jeweilige Berstbereich benachbart zu dem Kontaktbereich der Zellen angeordnet, so können die entstandenen Gase auf dem kürzesten Weg durch den jeweiligen Zellenträger hindurch zu dem Gehäuse geleitet werden.The cell stack can have at least one contact area extending in the stack direction, the cells being electrically contacted with one another in the respective contact area. The respective contact area can then be arranged on the side of the cell stack facing the respective cell carrier and the respective bursting area can be adjacent to the respective contact area. The cells can each have two electrodes, which are electrically contacted with one another depending on the parallel or serial connection of the cells. Depending on the interconnection of the cells, the cell stack can have two contact areas on opposite sides of the cell stack or one contact area. If the cell undergoes thermal runaway, the resulting gases are most likely to escape from the electrodes or the respective contact area. If the respective bursting area is arranged adjacent to the contact area of the cells, the resulting gases can be conducted via the shortest route through the respective cell carrier to the housing.

Das Gehäuse kann an einer dem jeweiligen Zellenträger zugewandten Gehäuseseite wenigstens einen weiteren Berstbereich aufweisen. Dabei können der jeweilige Berstbereich des Zellenträgers und der jeweilige Berstbereich des Gehäuses quer zur Stapelrichtung zumindest bereichsweise übereinanderliegen. Dadurch können die entstandenen Gase durch den jeweiligen Berstbereich des Zellenträgers hindurch auf dem kürzesten Weg zu dem jeweiligen Berstbereich des Gehäuses geleitet werden. Dadurch kann ein unkontrollierter Druckaufbau und die Gefahr einer unkontrollierten Gehäuseöffnung minimiert werden. Der jeweilige Berstbereich des Gehäuses kann vorteilhafterweise die oben bereits beschriebene Merkmale des jeweiligen Berstbereichs des Zellenträgers aufweisen.The housing can have at least one further bursting region on a housing side facing the respective cell carrier. The respective bursting area of the cell carrier and the respective bursting area of the housing can lie one above the other at least in some areas transversely to the stacking direction. As a result, the resulting gases can be guided through the respective bursting area of the cell carrier on the shortest path to the respective bursting area of the housing. This can minimize an uncontrolled build-up of pressure and the risk of an uncontrolled opening of the housing. The respective bursting area of the housing can advantageously have the features of the respective bursting area of the cell carrier already described above.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures based on the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference numbers referring to the same or similar or functionally the same components.

Es zeigen, jeweils schematisch

1 eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Batteriezellenmoduls;
2 eine Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Batteriezellenmoduls mit dem gezeigten Entweichen von Gasen beim thermischen Durchgehen;
3 eine teilweise Ansicht eines Zellenstapels und eines Zellenträgers des erfindungsgemäßen Batteriezellenmoduls;
4 eine teilweise Schnittansicht des Zellenträgers des erfindungsgemä-ßen Batteriezellenmoduls.

Show it schematically

1 an exploded view of a battery cell module according to the invention;
2 an exploded view of the battery cell module according to the invention with the escape of gases during thermal runaway shown;
3 a partial view of a cell stack and a cell carrier of the battery cell module according to the invention;
4 a partial sectional view of the cell carrier of the battery cell module according to the invention.

1 zeigt eine schematische Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Batteriezellenmoduls 1 für ein Fahrzeug, insbesondere für ein batteriebetriebenes Fahrzeug. Das Batteriezellenmodul 1 weist dabei einen Zellenstapel 2 aus mehreren Zellen 3 und in diesem Ausführungsbeispiel zwei Zellenträger 4a und 4b auf. Die Zellen 3 sind in dem Zellenstapel 2 in eine Stapelrichtung SR aneinander gestapelt. Die jeweiligen Zellenträger 4a und 4b sind parallel zur Stapelrichtung SR ausgerichtet und sind an einander gegenüberliegenden Seiten 2a und 2b des Zellenstapels 2 angeordnet. 1 shows a schematic exploded view of a battery cell module 1 according to the invention for a vehicle, in particular for a battery-operated vehicle. The battery cell module 1 has a cell stack 2 made up of several cells 3 and, in this exemplary embodiment, two cell carriers 4a and 4b. The cells 3 are stacked together in the cell stack 2 in a stacking direction SR. The respective cell carriers 4a and 4b are aligned parallel to the stacking direction SR and are arranged on opposite sides 2a and 2b of the cell stack 2.

Zudem weist das Batteriezellenmodul 1 ein Gehäuse 5 auf, wobei der Zellenstapel 2 mit den Zellenträgern 4a und 4b in dem Gehäuse 5 aufgenommen ist. Der Zellenstapel 2 ist mit der Seite 2a und demnach mit dem Zellenträger 4a zu einer Gehäuseseite 5a des Gehäuses 5 zugewandt angeordnet. Das Gehäuse 5 ist insbesondere von einer dielektrischen Kühlflüssigkeit durchströmbar und der Zellenstapel 2 ist mit der Kühlflüssigkeit unmittelbar beaufschlagt und gekühlt.In addition, the battery cell module 1 has a housing 5, with the cell stack 2 with the cell carriers 4a and 4b being accommodated in the housing 5. The cell stack 2 is arranged with the side 2a and therefore with the cell carrier 4a facing a housing side 5a of the housing 5. In particular, a dielectric coolant can flow through the housing 5 and the cell stack 2 is directly acted upon and cooled by the coolant.

In dem Zellenträger 4a ist ein Berstbereich 6a und in dem Gehäuse 5 auf seiner dem Zellenträger 4a zugewandten Gehäuseseite 5a ist ein weiterer Berstbereich 7 ausgeformt. Die Berstbereiche 6a und 7 liegen quer zur Stapelrichtung SR übereinander und sind zum Entgasen der Zellen 3 beim thermischen Durchgehen vorgesehen.A bursting region 6a is formed in the cell carrier 4a and a further bursting region 7 is formed in the housing 5 on its housing side 5a facing the cell carrier 4a. The bursting areas 6a and 7 lie one above the other transversely to the stacking direction SR and are intended for degassing the cells 3 during thermal runaway.

2 zeigt eine schematische Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Batteriezellenmoduls 1, wobei hier mit einem Pfeil das Entgasen der Zellen 3 gezeigt ist. Beim thermischen Durchgehen einer der Zellen 3 entstehen Gase. Die entstandenen Gase verlassen die Zellen 3 und in dem Batteriezellenmodul 1 wird dadurch ein Druck aufgebaut. Der Zellenträger 4a gibt unter dem aufgebauten Druck in dem Berstbereich 6a nach, so dass eine Öffnung 8 in dem Zellenträger 4a gebildet wird. Die entstandenen Gase dringen dann durch die Öffnung 8 zu dem Gehäuse 5 hindurch. Durch den aufgebauten Druck gibt auch das Gehäuse 5 in dem Berstbereich 7 nach, so dass eine Öffnung 9 in dem Gehäuse 5 gebildet ist. Die entstandenen Gase können nun über die Öffnung 9 nach außen entweichen und der Druck in dem Batteriezellenmodul 1 kann abgebaut bzw. während des Entgasens der Zellen 3 möglichst geringgehalten werden. Die Berstbereiche 6a und 7 liegen quer zur Stapelrichtung SR möglichst bzw. zumindest bereichsweise übereinander, so dass die entstandenen Gase über den kürzesten Weg aus dem Batteriezellenmodul 1 entweichen können. 2 shows a schematic exploded view of the battery cell module 1 according to the invention, the degassing of the cells 3 being shown here with an arrow. When one of the cells 3 undergoes thermal runaway, gases are produced. The resulting gases leave the cells 3 and a pressure is built up in the battery cell module 1. The cell carrier 4a gives way under the pressure built up in the bursting area 6a, so that an opening 8 is formed in the cell carrier 4a. The resulting gases then penetrate through the opening 8 to the housing 5. Due to the pressure built up, the housing 5 also gives way in the bursting area 7, so that an opening 9 is formed in the housing 5. The resulting gases can now escape to the outside via the opening 9 and the pressure in the battery cell module 1 can be reduced or kept as low as possible during the degassing of the cells 3. The bursting areas 6a and 7 lie transversely to the stacking direction SR, if possible or at least in some areas, one above the other, so that the resulting gases can escape from the battery cell module 1 via the shortest path.

3 zeigt eine teilweise Ansicht des Zellenstapels 2 und des Zellenträgers 4a des erfindungsgemäßen Batteriezellenmoduls 1. Im Teilbild B ist ein Bereich des Zellenträgers 4a vergrößert dargestellt. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist der jeweilige Zellenträger 4a zwei Berstbereiche 6a und 6b auf. Der jeweilige Berstbereich 6a bzw. 6b weist mehrere Sollbruchstellen 10 in Form I-förmiger Rillen 11 auf. Die Rillen 11 formen dabei Verdünnungen bzw. Dünnstellen in dem Zellenträger 4a, so dass der Zellenträger 4a beim steigenden Druck an den Rillen 11 nachgeben kann. 3 shows a partial view of the cell stack 2 and the cell carrier 4a of the battery cell module 1 according to the invention. In partial image B, an area of the cell carrier 4a is shown enlarged. In the exemplary embodiment shown here, the respective cell carrier 4a has two bursting areas 6a and 6b. The respective bursting area 6a or 6b has several predetermined breaking points 10 in the form of I-shaped grooves 11. The grooves 11 form thinnings or thin spots in the cell carrier 4a, so that the cell carrier 4a can give in when the pressure on the grooves 11 increases.

Die Rillen 11 des jeweiligen Berstbereichs 6a bzw. 6b sind parallel und zueinander beabstandet in einer Reihe angeordnet, wobei der jeweiligen Zelle 3 jeweils eine Rille 11 des jeweiligen Berstbereichs 6a bzw. 6b zugeordnet ist. Da in dem Zellenträger 4a zwei Berstbereiche 6a und 6b geformt sind, sind jeder Zelle 3 insgesamt zwei Rillen 11 zugeordnet. Die jeweiligen Rillen 11 sind zueinander identisch ausgebildet.The grooves 11 of the respective bursting region 6a or 6b are arranged parallel and spaced apart in a row, with the respective cell 3 each being assigned a groove 11 of the respective bursting region 6a or 6b. Since two bursting areas 6a and 6b are formed in the cell carrier 4a, a total of two grooves 11 are assigned to each cell 3. The respective grooves 11 are identical to one another.

Die Zellen 3 sind miteinander in einem Kontaktbereich 12 elektrisch kontaktiert. Der Kontaktbereich 12 ist dabei auf der Seite 2a des Zellenstapels 2 geformt und ist demnach dem Zellenträger 4a zugewandt angeordnet. Zum elektrischen Kontaktieren weisen die Zellen 3 elektrische Kontakte 13 auf, die durch den Zellenträger 4a hindurchgeführt und elektrisch kontaktiert sind. Die Zellen 3 können seriell oder parallel auf eine dem Fachmann bekannte Weise miteinander verschaltet sein. Der Kontaktbereich 12 liegt dabei quer zur Stapelrichtung SR zwischen den beiden Berstbereichen 6a und 6b.The cells 3 are electrically contacted with one another in a contact area 12. The contact area 12 is formed on the side 2a of the cell stack 2 and is therefore arranged facing the cell carrier 4a. For electrical contacting, the cells 3 have electrical contacts 13, which are passed through the cell carrier 4a and are electrically contacted. The cells 3 can be connected to one another in series or parallel in a manner known to those skilled in the art. The contact area 12 lies transversely to the stacking direction SR between the two bursting areas 6a and 6b.

4 zeigt eine Schnittansicht des Zellenträgers 4a des erfindungsgemäßen Batteriezellenmoduls 1 in dem Berstbereich 6a. In 4 ist die durch die Rille 11 gebildete Verdünnung bzw. Dünnstelle in dem Zellenträger 4a besonders gut erkennbar. 4 shows a sectional view of the cell carrier 4a of the battery cell module 1 according to the invention in the bursting area 6a. In 4 is the thinning formed by the groove 11 place in the cell carrier 4a particularly clearly visible.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2018081639 A1 [0002]

Claims

Battery cell module (1) for a vehicle, - the battery cell module (1) having a cell stack (2) made up of several cells (3) and at least two cell carriers (4a, 4b), - the cells (3) in the cell stack (2) are stacked together in a stacking direction (SR), - the respective cell carriers (4a, 4b) being aligned parallel to the stacking direction (SR) and being arranged on two opposite sides (2a, 2b) of the cell stack (2), and - that Battery cell module (1) has a housing (5) and the cell stack (2) with the respective cell carriers (4a, 4b) is accommodated in the housing (5), characterized in that at least one of the cell carriers (4a, 4b) has at least one bursting area (6a, 6b) for degassing the cells (3) during thermal runaway.

Battery cell module Claim 1 , characterized in that - the respective cell carrier (4a, 4b) covers the entire side (2a, 2b) of the cell stack (2) facing it, and - that the respective bursting area (6a, 6b) is elongated and extends in the stacking direction ( SR) extends over the entire length of the respective cell carrier (4a, 4b).

Battery cell module Claim 1 or 2 , characterized in that the respective cell carrier (4a, 4b) has two elongated bursting areas (6a, 6b) and the respective bursting areas (6a, 6b) are parallel to one another and aligned in the stacking direction (SR).

Battery cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the respective bursting area (6a, 6b) is represented by a plurality of predetermined breaking points (10) and the several predetermined breaking points (10) are arranged next to one another in a row in the stacking direction (SR) of the cell stack (2). .

Battery cell module Claim 4 , characterized in that the respective predetermined breaking point (10) is represented by a groove (11) in the respective cell carrier (4a, 4b).

Battery cell module Claim 4 or 5 , characterized in that the groove (11) is I-shaped or X-shaped or C-shaped or O-shaped or

-shaped or star-shaped.

Battery cell module Claim 4 , characterized in that the respective predetermined breaking point (10) is represented by a rupture disk arranged in the respective cell carrier (4a, 4b).

Battery cell module according to one of the Claims 4 until 7 , characterized in that - each of the cells (3) is assigned a predetermined breaking point (10) of the respective bursting area (6a, 6b) and the respective predetermined breaking point (10) is arranged transversely to the stacking direction (SR) above the respective cell (3). , or - that each of the cells (3) is assigned two predetermined breaking points (10) of the respective bursting area (6a, 6b) and the respective cell (3) is arranged in the stacking direction (SR) between the two predetermined breaking points (10) assigned to it.

Battery cell module according to one of the preceding claims, characterized in that - the cell stack (2) has a contact area (12) extending in the stack direction (SR) and the cells (3) are electrically contacted with one another in the contact area (12), and - that the contact area (12) is arranged on the side (2a, 2b) of the cell stack (2) facing the respective cell carrier (4a, 4b) and the respective bursting area (6a, 6b) of the respective cell carrier (4a, 4b) faces the respective contact area (12) is adjacent.

Battery cell module according to one of the preceding claims, characterized in that - the housing (5) has at least one further bursting region (7) on a housing side (5a) facing the respective cell carrier (4a, 4b), and - that the respective bursting region (6a, 6b) of the respective cell carrier (4a, 4b) and the respective bursting region (7) of the housing (5) lie one above the other at least in some areas transversely to the stacking direction (SR).