DE10352046A1 - Batterie mit wenigstens einer elektrochemischen Speicherzelle und einer Kühleinrichtung - Google Patents

Batterie mit wenigstens einer elektrochemischen Speicherzelle und einer Kühleinrichtung Download PDF

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Abstract

Es ist eine Kühleinrichtung für eine Batterie mit wenigstens einer zylindrischen elektrochemischen Speicherzelle beschrieben, welche ein Gehäuse aufweist, das von einem, insbesondere flüssigen, Kühlmedium durchströmt ist. Erfindungsgemäß ist der zumindest annähernd größte Teil einer zylindrischen Mantelfläche der wenigstens einen elektrochemischen Speicherzelle von einem einstückigen Aufnahmeelement umgeben. Dieses Aufnahmeelement ist seinerseits in dem Gehäuse angeordnet und weist in Längsrichtung verlaufende elastische Bereiche auf, welche durch eine elastische Dehnung eine Erweiterung des Durchmessers des Aufnahmeelements erlauben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Batterie mit wenigstens einer zylindrischen elektrochemischen Speicherzelle und einer Kühleinrichtung, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
  • Aus der DE 195 03 085 A1 ist ein Batteriemodul bekannt, in welchem mehrere elektrochemische Speicherzellen durch sie elektrisch isolierende und Kanäle für ein flüssiges Kühlmedium bildende Einbauten auf Abstand voneinander gehalten sind. Die Einbauten bilden damit unter anderem eine Kühleinrichtung, zwischen welchen die einzelnen Speicherzellen angeordnet sind. Die Zufuhr und die Abfuhr des Kühlmediums erfolgt über spezielle Kanäle, welche hinsichtlich ihres durchströmbaren Querschnitts so ausgestaltet sind, dass es zu einer gleichmäßigen Kühlung der Speicherzellen kommt.
  • Dementsprechend ist der Aufbau der Einbauten und der Kanäle sehr komplex und erfordert eine Vielzahl von einzelnen Bauteilen, welche jeweils gegeneinander abgedichtet werden müssen. Um ein einen Wärmeübertrag ermöglichendes flächiges Anliegen der Einbauten an den Flachseiten der Speicherzellen realisieren zu können, müssen außerdem extrem geringe Fertigungstoleranzen sowohl bei den Speicherzellen als auch bei den Einbauten eingehalten werden, was mit einem erheblich Kostenaufwand verbunden ist. Sollen außerdem Speicherzellen eingesetzt werden, welche abweichend zu den Speicherzellen der oben genannten Schrift nicht überwiegend flach, sondern mit gekrümmten Außenflächen ausgebildet sind, beispielsweise zylindrische Speicherzellen, so gewinnt die Problematik hinsichtlich der Fertigungstoleranzen weiter an Bedeutung. Dies kann soweit führen, dass zumindest bei zylindrischen Speicherzellen die Herstellung mit vertretbarem Aufwand nicht mehr möglich ist.
  • Daher ist aus der DE 197 50 069 A1 eine gekühlte Batterie mit zylindrischen elektrochemischen Akkumulatorzellen bekannt, bei welcher die Kühlung durch wenigstens zwei Hohlkörper erfolgt, welche halbkreisförmige Ausnehmungen aufweisen. Die Batterien sind zwischen den Ausnehmungen der wenigstens zwei Hohlkörper angeordnet und dort eingeklemmt.
  • Neben den oben bereits angesprochenen Toleranzproblemen, kann durch den Aufbau, welcher zwangsweise einen relativ großen Abstand der beiden Hohlkörper zueinander erforderlich macht, keine Kühlung der kompletten elektrochemischen Akkumulatorzelle erzielt werden. Durch die Tatsache, dass stellenweise keine ausreichende Wärmeabfuhr stattfinden kann, kann es, insbesondere bei Hochleistungsspeicherzellen, zu nachteiligen und punktuellen Überhitzungen kommen, welche die Performance und die Lebensdauer der Speicherzellen verschlechtern. Außerdem ermöglicht der Aufbau keine gleichmäßige Kühlung, da das Kühlmedium sich beim Durchströmen der Hohlkörper zunehmend erwärmt und die erste angeströmte Speicherzelle dementsprechend stärker gekühlt wird als die letzte Speicherzelle derselben Reihe.
  • Des weiteren sind aus dem allgemeinen Stand der Technik Batterien bekannt, welche mittels Luft als Kühlmedium gekühlt werden. Derartige Batterien sind beispielsweise durch die DE 32 24 161 A1 oder die DE 100 03 247 A1 beschrieben.
  • Zum Fördern der Luft als Kühlmedium sind jeweils Fördereinrichtungen, wie z.B. Gebläse oder dergleichen, notwendig, welche in nachteiliger Weise erhebliche Lärmemissionen verursachen. Des weiteren ist die durch die Luft zu erzielenden Kühlleistung für einige Batterietypen bei hochdynamischen Wechseln zwischen Laden und Entladen, insbesondere beim Laden mit sehr hohen Strömen, wie sie beispielsweise beim Einsatz in Kraftfahrzeugen beim Einspeichern von Bremsrekuperationsenergie auftreten, nicht ausreichend.
  • Das Strömungs- und Kühlverhalten der Luft ist zudem von der Temperatur, dem Feuchtegehalt dem Verschmutzungsgrad und von lokalen Verwirbelungen durch Strömungswiderstände an elektrischen und mechanischen Installationen innerhalb der Batterie abhängig, so dass eine gleichmäßige Kühlung über die gesamte Betriebsdauer der Batterie kaum zu erreichen ist. Im Fahrzeugbetrieb sind außerdem neben Luftansaugfiltern auch aufwendige Kühl- und Trocknungseinrichtungen erforderlich, zumindest beim Betrieb des Fahrzeugs in klimatisch wärmeren Regionen, in denen die Temperatur der Außenluft für eine Direktkühlung zu hoch ist.
  • Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Anmeldungen mit dem Aktenzeichen 102 23 782 ist es außerdem bekannt eine Batterie mit wenigstens einer elektrochemischen Speicherzelle und eine Kühleinrichtung so auszubilden, dass die wenigstens eine elektrochemische Speicherzelle zwischen Teilen der Kühleinrichtung angeordnet ist. Die Kühleinrichtung ist dabei von einem flüssigen Kühlmedium durchströmt. Gemäß der Anmeldung ist jede der elektrochemischen Speicherzellen in einer Öffnung der Kühleinrichtung aufgenommen, und steht mit jeweils wenigstens einer in einer Richtung senkrecht zu einer Längsachse der elektrochemische Speicherzelle gekrümmten Außenfläche zumindest teilweise in kraftschlüssigem Kontakt mit der Kühleinrichtung. Die Kühleinrichtung weist in den Bereichen des kraftschlüssigen Kontakts wenigstens eine Dehnfuge auf.
  • Dieser Aufbau von hoher Funktionalität ist dabei hinsichtlich seiner Herstellung relativ aufwändig, da die Kühleinrichtung ein sehr komplexes Bauteil ist.
  • Es ist daher die Aufgabe eine Kühleinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, welche die Kühlung einer hochdynamisch belasteten Batterie in allen Betriebszuständen sicherstellt, und die darüber hinaus einfach und kostengünstig in der Herstellung ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale.
  • Der erfindungsgemäße Aufbau erlaubt es, dass als Aufnahmeelemente sehr einfache und damit sehr leicht und kostengünstig herzustellende Bauteilen eingesetzt werden können. Aufgrund ihrer elastischen Bereiche wird ein idealer Kontakt der gekühlten Aufnahmeelemente mit den Speicherzellen ermöglicht.
  • Ferner kann durch den Ersatz von offenen Dehnfugen durch die elastischen Bereiche ein in sich hinsichtlich seiner Mantelfläche geschlossenes Aufnahmeelement erreicht werden, so dass dieses Aufnahmeelement als ein Teilelement einer modular aufgebauten, gegenüber der Umgebung und den Speicherzellen dichten Kühleinrichtung realisiert werden kann. Dieser modulare Aufbau bietet dabei den Vorteil, dass für die Herstellung des Aufnahmeelements ein anderes Material als für das Gehäuse eingesetzt werden kann. In idealer Weise wird das für das Aufnahmeelement eingesetzte Material eine bessere Wärmeleitfähigkeit und/oder eine geringere Wandstärke aufweisen als das Material des Gehäuses, so dass der Wärmeübergang von der Speicherzelle auf das Kühlmedium verbessert wird. Zusätzlich kann das Gehäuse aus insbesondere hinsichtlich der Festigkeit geeigneten Materialien hergestellt werden, ohne dass hier hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit besondere Erfordernisse zu beachten wären. Beispielsweise können für das Gehäuse Kompositmaterialien eingesetzt werden, welche eine hohe Festigkeit des Gehäuses, welches gleichzeitig den Abschluss der Batterie gegenüber der Umgebung bildet oder bilden kann, sicherstellen.
  • Durch diese sehr effiziente und günstige Ausbildung der Kühleinrichtung mit den Aufnahmeelemente, können bei Batterien mit einer Kühleinrichtung gemäß der Erfindung herkömmliche, bekannte und unbegrenzt verfügbare Speicherzellen, insbesondere Hochleistungsspeicherzellen, wie Nickelmetallhydrid- oder Lithiumzellen, verwendet werden. Diese Speicherzellen, welche üblicherweise zylindrisch ausgebildet sind, können bei der erfindungsgemäßen Batterie durch den oben beschriebenen Aufbau der Kühleinrichtung ideal gekühlt werden. Das dabei verwendbare flüssige Kühlmedium stellt eine vergleichsweise hohe Kühlleistung sicher, ohne dass dafür allzu große Volumenströme des Kühlmediums erforderlich werden. Die benötigten Volumenströme lassen sich vielmehr über eine einfache und kostengünstige Fördereinrichtung bereitstellen. Beim bevorzugten Einsatzzweck der erfindungsgemäßen Batterie in einem Kraftfahrzeug, kann insbesondere auch eine Kombination des Kühlkreislaufs für die Kühleinrichtung mit einer üblicherweise vorhandenen Klimaanlage bzw. deren Kühlkreislauf erfolgen.
  • Durch die Aufnahme der Speicherzelle in dem Aufnahmeelement und durch dessen Dehnbarkeit wird ein annähernd voll flächiger Kontakt der Mantelfläche der Speicherzelle mit dem gekühlten Aufnahmeelement, und damit eine hervorragende Kühlung erreicht. Dabei sind die bei der Fertigung der Aufnahmeelemente einzuhaltenden Toleranzen vollkommen unkritisch, da durch die mittels der elastischen Bereiche geschaffenen Elastizität ein Toleranzausgleich erzielt werden kann. Bei einer vergleichbaren Ausführung ohne diese erfindungsgemäße Eigenschaft, müssten sehr enge – und damit teure und aufwändig zu fertigende – Toleranzen sowohl seitens der Außenfläche der Speicherzelle, als auch seitens der Öffnung eingehalten werden, um eine entsprechend große Kontaktfläche zu erhalten, welche für eine ausreichende Wärmeleitung von der Speicherzelle auf die von dem Kühlmedium durchströmte Kühleinrichtung, bei der benötigten Kühlleistung, erforderlich ist.
  • Eine besonders günstige und vorteilhafte Verwendung einer derartigen Kühleinrichtung ist ihr Einsatz für Batterien als elektrische Energiespeichereinrichtung in einem Fahrzeug mit wenigstens einer zu Traktionszwecken genutzten Elektromaschine.
  • Eine solche Batterie ermöglicht eine sehr hohe elektrische Leistung je Volumeneinheit. Sie ermöglicht den Betrieb, insbesondere das Laden und Entladen mit sehr hohen Strömen, da die hierbei unvermeidlich entstehende Verlustwärme durch die Kühleinrichtung optimal abtransportiert werden kann. Diese Punkte prädestinieren die Batterie für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, da insbesondere dabei die Anforderungen an die genannten Punkte sehr hoch sind. Dabei spielt es keine Rolle ob die Batterie zur alleinigen Versorgung von Traktionskomponenten, mit einer Aufladung aus einem stationären Stromerzeuger und gegebenenfalls einer Nachladung mit Leistung, welche bei der Bremsrekuperation gewonnen wurde, oder im Rahmen eines hybridisierten Antriebs- und/oder Energieversorgungssystem eingesetzt wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem Ausführungsbeispiel, welches anhand der Zeichnung nachfolgend erläutert wird.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung;
  • 2 eine mögliche Ausgestaltung eines Aufnahmeelements der Kühleinrichtung gemäß 1;
  • 3 bis 6 weitere mögliche Ausgestaltungen des elastischen Bereichs des Aufnahmeelements gemäß 2;
  • 7 eine mögliche Ausgestaltung des Gehäuses gemäß 1; und
  • 8 eine Explosionsdarstellung der Kühleinrichtung gemäß 1.
  • In 1 ist eine Kühleinrichtung 1 zu erkennen, welche für eine Batterie mit mehreren zylindrischen elektrochemischen Speicherzellen ausgebildet ist, welche hier nicht explizit dargestellt sind. Die Kühleinrichtung 1 besteht aus einem Gehäuse 2, einem Deckel 3 sowie einem Boden 4. Außerdem sind in dem Gehäuse 2 Aufnahmeelemente 5, von welchen lediglich einige mit Bezugszeichen versehen wurden, für die zylindrischen elektrochemischen Speicherzellen vorgesehen, welche zumindest durch Öffnungen 6 in dem Deckel 3 verlaufen und in das Gehäuse 2 ragen. Die zumindest hinsichtlich ihrer Mantelfläche geschlossen ausgeführten Aufnahmeelemente 5 sind somit gegenüber dem inneren des Gehäuses 2 dicht ausgebildet und werden von in dem Gehäuse 2 strömenden Kühlmedium umströmt.
  • In der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Kühleinrichtung 1 für eine Batterie mit mehreren der zylindrischen elektrochemischen Speicherzellen sind diese bzw. die Aufnahmeelemente 5, in welchen die einzelnen zylindrischen elektrochemischen Speicherzellen angeordnet werden, in der Art der dichtesten Packung angeordnet. Die in der aus der Kristallographie bekannten Art und Weise der dichtesten Packung angeordneten zylindrischen Speicherzellen stehen in mehreren jeweils um den Betrag mindestens eines halben Durchmessers der Speicherzellen zueinander versetzt liegenden Reihen. Dabei stehen die einzelnen Speicherzellen bzw. ihre Mittelachsen jeweils parallel zueinander, ohne dass diese sich berühren. Die Anordnung erlaubt eine sehr dichte Packung der einzelnen Speicherzellen in der Kühleinrichtung, wobei die zwischen den einzelnen Speicherzellen verbleibenden Räume in dem Gehäuse 2 ausreichend Platz für die Strömung des Kühlmediums bieten. Die Kühleinrichtung 1 bzw. die mit ihr gekühlte Batterie wird durch diese besonders günstige Ausgestaltung hinsichtlich ihrer Größe bei idealer Kühlbarkeit und bestmöglicher Funktionalität optimiert. Dabei ist in 1 die bevorzugte Ausführungsform der Kühleinrichtung 1 für eine Batterie mit mehreren elektrochemischen Speicherzellen dargestellt. Selbstverständlich wäre auch eine Ausführung der Kühleinrichtung 1 auch mit weniger elektrochemischen Speicherzellen, minimal mit einer elektrochemischen Speicherzelle denkbar.
  • Die Aufnahmeelemente 5 für die elektrochemischen Speicherzellen können entweder von einer Seite in das Gehäuse 2 ragen, wobei sie dann außer ihrer geschlossenen Mantelfläche auch noch eine dicht mit dieser verbundenen Bodenfläche aufweisen müssen, oder in besonders günstiger Weise auch durch eine weitere Öffnung 7 in dem Boden 4, welche hier nicht erkennbar ist, durch das Gehäuse 2 hindurch verlaufen. Die Zugänglich keit zu den und die elektrische Anschließbarkeit der Speicherzellen von zumindest einer Seite aus, kann somit sichergestellt werden. Die sich daraus ergebenden Vereinfachungen bei der Montage und der Wartung der Batterie sollten offensichtlich sein.
  • In 2 ist eines der Aufnahmeelemente 5 dargestellt. Dieses weist im wesentlichen die Form eines Zylindermantels auf und ist damit für den bevorzugten Ausführungsfall der Kühleinrichtung 1 mit einer Zugänglichkeit zu den elektrochemischen Speicherzellen von der Seite des Deckels 3 und der Seite des Bodens 4 des Gehäuses 2 aus vorgesehen. Das Aufnahmeelement 5 weist eine in sich geschlossene und dichte Mantelfläche auf. Das Aufnahmeelement 5 weist ferner elastische Bereiche 8 auf. Diese elastischen Bereiche 8 können auf verschiedene Arten ausgebildet sein, wie es in den 2 bis 6 zu erkennen ist.
  • Die einfachste Variante besteht aus einer Verringerung der Materialstärke zur Verbesserung der Ausnutzung der Eigenelastizität des Materials des Aufnahmeelements 5 in den elastischen Bereichen 8, wie sie in 3 dargestellt ist.
  • Die hinsichtlich der erzielbaren Elastizität bessere Möglichkeit besteht in der Verwendung von mäanderartigen Faltungen mit wenigstens einem einen u- oder v-förmigen Abschnitt. Ein entsprechender Aufbau mit einem je u-förmigen Abschnitt als elastischen Bereich 8 ist in 2 dargestellt, während die 4 bis 6 alternative Ausgestaltungen mit jeweils einem v-förmigen Abschnitt, oder mit einer mäanderartigen Ausgestaltung mit mehreren u- bzw. v-förmigen Abschnitten darstellen. Die mäanderförmige Ausgestaltung der elastischen Bereiche 8, welche aus Gründen der einfachen Herstellbarkeit meist nur über einen der v- oder u-förmigen Abschnitte verfügen wird, weist dabei den Vorteil auf, dass bereits durch den wenigstens einen Abschnitt eines Mäanders eine sehr hohe Elastizität des Aufnahmeelements 5 zu erzielen ist. Damit können für das Aufnahmeelement 5 verschiedene Materialien eingesetzt werden, auch Materialien mit geringerer Elastizität.
  • Ferner wird durch den wenigstens einen Abschnitt eines Mäanders, welcher sich immer von der inneren zylindrischen Mantelfläche nach außen erstrecken wird, um die ungestörte Aufnahme der elektrochemischen Speicherzellen zu erlauben, die äußere Oberfläche des Aufnahmeelements 5 vergrößert. Diese Vergrößerung der Oberfläche bewirkt eine Verbesserung der Kühlung des Aufnahmeelements 5 sowie der später in dem Aufnahmeelement 5 angeordneten elektrochemischen Speicherzelle, insbesondere dann, wenn das Aufnahmeelement 5 aus einem gut wärmeleitenden Material, z.B. aus Aluminiumblech, besteht. Neben einer reinen Vergrößerung der Oberfläche in der Art von Kühlrippen, bewirkt der wenigstens eine Abschnitt eines Mäanders außerdem die Erzeugung und/oder Erhöhung der Turbulenzen in dem Kühlmedium. In an sich bekannter Weise führt dies zu einem verbesserten Wärmeübergang und damit einer effizienteren Kühlung der elektrochemischen Speicherzellen.
  • Bei der Montage der Kühleinrichtung wird das Aufnahmeelement 5 in die jeweiligen korrespondierenden Öffnungen 6, 7 des Bodens 4 bzw. Deckels 3 eingesetzt. Die Öffnungen 6, 7 sind dazu etwas größer als die Aufnahmeelemente 5 und diese werden in die Öffnungen 6, 7 geschoben und dann in den Eingeschobenen Bereichen durch ein entsprechendes Werkzeug plastisch so verformt, so dass unter geringer Aufweitung am oberen und unterem Ende der Aufnahmeelemente 5 eine feste Verbindung mit dem Boden 4 bzw. dem Deckel 3 entsteht. Alternativ oder unterstützend könnten hier auch Klebstoffe etc. eingesetzt werden.
  • Die oberen/unteren Enden der Aufnahmeelemente 5 können sich danach nicht mehr dehnen, da sie nun fest mit den massiven unelastischen Boden 4 bzw. Deckel 3 verbunden sind. Die Aufnahmeelemente 5 brauchen also zur Montage der Speicherzellen einen konischen Ansatz oder dergleichen. Dazu kann jedoch die Aufweitung dienen, welche ein Einsetzen und Durchschieben der Speicherzellen bis in den elastischen Bereich der Aufnahmeelemente 5 erlaubt. Durch das Einschieben der Speicherzelle in das Aufnahmeelement 5 werden sich die elastischen Bereiche des Aufnahmeelements 5 entsprechend verformen. Das Aufnahmeelement 5 legt sich so großflächig an die Speicherzelle bzw. deren äußere Oberfläche an. Neben der mechanischen Fixierung der Speicherzelle wird so außerdem eine kraftschlüssige und großflächige Verbindung für einen guten Wärmeübergang erzielt.
  • Über die Elastizität der elastischen Bereiche 8 lassen sich trotz eventueller fertigungsbedingter Form- und/oder Maßabweichungen zwischen den einzelnen Aufnahmeelementen 5 und den einzelnen zylindrischen elektrochemischen Speicherzellen vergleichsweise großflächige Bereiche mit einem unmittelbaren kraftschlüssigen Kontakt zwischen den Oberflächen der Speicherzellen und den Aufnahmeelemente 5 erreichen. Die Ableitung von Wärme an die ihrerseits durch das Kühlmedium gekühlten Aufnahmeelemente 5 der Kühleinrichtung 1 kann somit sehr effizient erfolgen. Der Aufwand bei der Montage der Speicherzellen in die Kühleinrichtung 1 – es ist keine explizite Befestigung der einzelnen Speicherzelle notwendig – kann ebenso wie der Aufwand bei der Herstellung der Kühleinrichtung 1 – es sind nur vergleichsweise niedrige Anforderungen an die Fertigungstoleranzen zu stellen – bei zumindest annähernd idealem Ergebnis hinsichtlich der Kühlung der Batterie minimiert werden.
  • Ohne nennenswerten Einfluss auf die beschriebene Funktionsweise der Aufnahmeelemente 5, können in diese entweder einstückig, beispielsweise aus einem spritzgegossenen oder extrudierten Bauteil aus Kunststoff oder aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sein. Insbesondere bei einem derartigen Herstellungsverfahren für die Aufnahmeelemente 5 sind die u-förmigen Abschnitte des Mäanders aus fertigungstechnischen Gründen zu bevorzugen. Alternativ dazu wäre es jedoch auch denkbar, das Aufnahmeelemente 5 beispielsweise aus einem gebogenen und gefalteten Blech herzustellen, wobei es sich hierbei anbieten würde, v-förmige Abschnitte zu verwenden und den Blechstreifen im Bereich eines der elastischen Bereiche 8 durch geeignetes Falten und/oder Löten zu verbinden. Als beispielhaftes Material für einen derartigen Aufbau des Aufnahmeelements 5 kann hier z.B. gut wärmeleitendes Aluminiumblech genannt werden, welches zu elektrischen Isolation gegenüber der Speicherzelle mit einer Eloxatschicht versehen sein könnte, so dass die Speicherzelle selbst nicht isoliert zu werden braucht.
  • Prinzipiell wurde zum Erzielen der benötigten Elastizität des Aufnahmeelements 5 ein einziger elastischer Bereich 8 ausreichen. Allerdings kann durch mehrere beispielsweise drei gleichmäßig über dem Umfang verteilte elastischen Bereiche 8 eine Verbesserung der Elastizität des Aufnahmeelements 5 erzielt werden, da jeder einzelne der elastischen Bereiche 8 eine geringere Elastizität aufweisen kann, als wenn nur einer der elastischen Bereiche 8 vorhandenen wäre. Bei der bevorzugten Ausführungsform des Aufnahmeelements 5 weist dieses sechs der elastischen Bereiche 8 auf, so dass mehrere der Aufnahmeelemente 5 in der Art von sechseckigen Waben dicht und mit vergleichsweise gleichmäßigen Abständen nebeneinander gepackt werden können. Der Vorteil dieses Aufbaus wird bei der Darstellung in 1 ersichtlich, da hier durch die elastischen Bereiche 8 zwischen den einzelnen Aufnahmeelementen 5 ausreichend große Kühlkanäle in dem Gehäuse 2 entstehen, durch welche das Kühlmedium die Aufnahmeelemente 5 und damit die in ihnen angeordneten elektrochemischen Speicherzellen ideal umströmen kann, ohne dass sich ungenutzte Bereiche bilden.
  • In 7 ist das Gehäuse 2 der Kühleinrichtung 1 nochmals dargestellt. Das Gehäuse 2 weist eine wabenartige Außenstruktur auf, welche es sich letztendlich aus einzelnen (virtuellen) sechseckigen Bereichen zusammensetzt, welche jeweils eines der Aufnahmeelemente 5 mit seinen sechs elastischen Bereichen 8 in der oben genannten Art umfassen.
  • Als Material für das Gehäuse 2, den Deckel 3, den Boden 4 sowie die Aufnahmeelemente 5 sind jeweils verschiedene Werkstoffe denkbar. Neben leicht, insbesondere mittels Druck- oder Spritzgussverfahren, zu verarbeitenden Metallen, wie beispielsweise Aluminium, spielen hier vor allem Kunststoffe eine entscheidende Rolle. Da herkömmliche zylindrische Speicherzellen im allgemeinen eine metallische Außenfläche mit einer Isolationsfolien oder -schicht, z.B. eine Eloxatschicht, aufweisen, gibt es bei der Verwendung von metallischen Aufnahmeelementen 5 typischerweise zwei Wärmeübergänge, zuerst von der Außenfläche auf die Isolation und dann von der Isolation auf das Aufnahmeelement 5. Wird dagegen ein Kunststoff, wie z.B. Polypropylen (PP), Polyamid (PA) oder dergleichen, für die Aufnahmeelemente 5 verwendet, so kann auf die Isolationsfolie verzichtet werden. Zusätzlich zu der reinen Einsparung der Isolationsfolie und des mit ihr verbundenen Montageaufwands, lässt sich so auch die Anzahl der Wärmeübergänge halbieren und damit die Effizienz der Wärmeübertragung bei systemintegrierter Isolation steigern. Des weiteren sind derartige Kunststoffe, beispielsweise durch Spritzguss oder extrudieren, vergleichsweise einfach zu verarbeiten, leicht und kostengünstig.
  • Der Aufbau der Kühleinrichtung 1 aus dem Gehäuse 2 und dem von diesem Gehäuse 2 unabhängigen Deckel 3 und Boden 4 sowie den davon wiederum unabhängigen Aufnahmeelementen 5 erlaubt es, dass jedes einzelne dieser Teile 2, 3, 4, 5 der Kühleinrichtung 1 aus einem anderen hierfür speziell geeigneten Material hergestellt werden kann. So können die Aufnahmeelemente 5 aus einem metallischen Werkstoff zum verbesserten Ableiten der Wärme einerseits, oder aus einem Kunststoff zur Einsparung der Isolation und zur erleichterten Herstellung der Aufnahmeelemente 5 andererseits hergestellt werden. Beim Einsatz eines Kunststoffes für das Aufnahmeelement 5 bietet sich die Herstellung über Spritzguss oder Extrusion an. Die Wandstärken eines solchen Aufnahmeelements 5 können bei einem Durchmesser von ca. 40 mm und einer Länge von ca. 140 mm typischerweise in der Größenordnung von 0,8 bis 1,2 mm liegen. Das Gehäuse 2, welches im Allgemeinen eine höhere mechanische Belastung auszuhalten hat und nicht wie die Aufnahmeelemente 5 mechanisch von den elektrochemischen Speicherzellen gestützt wird, kann dagegen aus einem entsprechend dickeren und/oder festeren Material, beispielsweise einem faserverstärkten Kunststoffmaterial mit einer in etwa doppelt so großen Wandstärke wie die Aufnahmeelemente 5, hergestellt sein. Ebenso wäre auch hier der Einsatz eines metallischen Gehäuses 2, entweder aus einem gefalteten Blech, einem Gussteil oder dergleichen denkbar.
  • Für den Deckel 3 und den Boden 4 sind dickere Wandstärken in der Größenordnung von ca. 4 mm sinnvoll, da diese Bauelemente 3, 4 bei der bevorzugten Ausführungsform der Kühleinrichtung 1 gemäß 1 die Aufnahmeelemente 5 in Position halten. Da zu weisen sowohl der Deckel 3 als auch der Boden 4 die entsprechenden Öffnungen 6, 7 auf, welche im Rahmen der Erläuterungen zu 1 bereits angesprochen wurden. Diese Öffnungen 6, 7, welche in 8 deutlicher zu erkennen sind, korrespondieren in ihrer Form mit der Außenform der Aufnahmeelemente 5. Durch den Öffnungsquerschnitt der Öffnungen 6, 7, welcher geringfügig kleiner ist, als der äußere Querschnitt der Aufnahmeelemente 5, kommt es bei der in 8 gezeigten Montage der Kühleinrichtung 1 zu einem Einklemmen der Aufnahmeelemente 5 in den korrespondierenden Öffnungen 6, 7. Die Klemmwirkung wird dabei durch das leichte Aufweiten der Aufnahmeelemente 5 beim Einschieben der Speicherzellen nochmals verstärkt. Die Öffnungen 6, 7 dienen dann als Halteelemente für die Aufnahmeelemente 5 und schließen gleichzeitig die Kühleinrichtung 1 gegenüber deren Umgebung dicht ab. Zusätzlich kann die reine Klemmwirkung dabei durch geeignete Klebstoffe, Dichtungen oder dergleichen verbessert werden.
  • Alternativ oder zusätzlich wären auch andere Halteelemente denkbar, beispielsweise geeignete Vorsprünge an dem Gehäuse 2, an welche die Aufnahmeelemente 5 geklemmt, geschraubt, genietet oder geklebt werden könnten.
  • Die bevorzugte Ausgestaltung der Kühleinrichtung 1 sieht nun vor, dass diese von einem flüssigen Kühlmedium durchströmt wird, welches die Aufnahmeelemente 5 kühlt, welche wiederum mit den einzelnen elektrochemischen Speicherzellen der Batterie in dem kraftschlüssigen großflächigen Kontakt stehen. Durch die Verwendung eines flüssigen Kühlmittels lässt sich dabei eine weitaus bessere Kühlung erreichen, als es mit einem gasförmigen Kühlmedium, welches bei einem solchen Aufbau jedoch auch denkbar wäre, der Fall ist. Eine effiziente Kühlung wird auch dadurch möglich, dass die Wandstärke der Aufnahmeelemente 5 im Verhältnis zu denen des Gehäuses 2, des Deckels 3 und/oder des Bodens 4 dünner ausgeführt werden können. In entsprechenden Versuchen haben sich Wandstärken für die die Speicherzellen umgebenden Aufnahmeelemente 5 von 1 mm oder weniger als ausreichend erwiesen, um die elektrische Isolation der Speicherzellen bei kleinstem möglichen Widerstand gegenüber der Wärmeleitung zu gewährleisten.
  • In 8 ist eine Explosionsdarstellung der Kühleinrichtung 1 gemäß 1 zu erkennen. Zur Kühlung der Batterie mittels der Kühleinrichtung 1, strömt flüssiges Kühlmedium in der durch die Pfeile A, B, C und D angedeuteten Art durch das Gehäuse 2. Die einzelnen Aufnahmeelemente 5 werden überwiegend entlang ihrer bzw. parallel zu ihren Längsachsen umströmt, so dass eine gleichmäßige Kühlung aller Aufnahmeelemente 5 und damit aller Speicherzellen der Batterie erzielt wird. also In dem Gehäuse 2 sind die Aufnahmeelemente 5, von welchen nur einige mit Bezugszeichen versehen wurden, lose eingelegt. Das Gehäuse 2 mit den darin eingelegten Aufnahmeelemente 5 wird dann mit dem Deckel 3 und dem Boden 4 zu der Kühleinrichtung 1 verpresst. Sowohl der Deckel 3 als auch der Boden 4 kann dazu in üblicher und an sich bekannter Weise mittels einer Phase, einer Querschnittsverengungen, welche in dem Gehäuse in der Art einer Presspassung zu liegen kommt oder mit entsprechenden überstehenden Teilen, welche in oder um das Gehäuse 2 ragen und den Deckel 3 bzw. den Boden 4 halten, versehen sein, so dass beim Verpressen eine dichte Kühleinrichtung 1 entsteht.
  • In der Darstellung gemäß 8 sind außerdem zwei flächige Elemente 9 zu erkennen, welche jeweils über Abstandshalter 10 mit dem Deckel 3 bzw. dem Boden 4 verbunden sind. Nach erfolgter Montage kommen die beiden Flächen 9 zwischen den Aufnahmeelementen 5 zu liegen und dienen dort als Strömungswiderstände. Die Ausgestaltung der Flächen 9 ist dabei so ge wählt, dass diese den zwischen den Aufnahmeelemente 5 und gegebenenfalls dem Gehäuse 2 befindlichen durchströmbaren Querschnitt gegenüber dem vor nach der jeweiligen Fläche 9 liegenden Bereich verringern. Die Flächen 9, von denen prinzipiell auch eine einzige ausreichen wurde, dienen also als Strömungswiderstände, welche aufgrund der durch sie verursachten Druckverluste für eine gleichmäßige Verteilung des Kühlmediums über den gesamten durchströmbaren Querschnitt des Gehäuses 2 sorgen.
  • Alternativ zu den hier dargestellten Flächen 9, welche eine vergleichbare Form aufweisen wie die Querschnitte in die sie eingebracht werden, gegenüber diesen jedoch geringfügig kleiner sind, wären auch andere Strömungswiderstände, beispielsweise Lochbleche oder dergleichen denkbar. Diese könnten außerdem als alternatives oder zusätzliches Halteelement Verwendung finden und die Aufnahmeelemente 5 in dem Gehäuse 2 sicher an ihrem Ort halten.
  • Durch die Anbindung der Flächen 9 über die Abstandshalter 10 an den Deckel 3 bzw. den Boden 4 entstehen, bei weiterhin sehr einfacher Montage der Kühleinrichtung 1, zwischen den Flächen 9 und dem Deckel 3 bzw. dem Boden 4 zwei Verteilerbereiche bzw. Verteilerkanäle für das Kühlmedium. Diese Verteilerkanäle können dann über in das Gehäuse 2 eingebrachte Einström- und Ausströmbohrungen bzw. -leitungsn, welche hier nicht dargestellt sind, mit dem Kühlmedium versorgt werden.
  • Die bevorzugte Richtung der Durchströmung der Kühleinrichtung 1 mit dem Kühlmedium ist dabei so, dass das Kühlmedium in dem Gehäuse 2, bei bestimmungsgemäßem Einsatz der Kühleinrichtung 1, wie er in 1 dargestellt ist, entgegen der Schwerkraft strömt und dementsprechend nach dem Umströmen der Aufnahmeelemente 5 das Gehäuse 2 wieder verlässt. Im Bereich der Einström- und Ausströmleitungen für das Kühlmedium können außerdem Einrichtungen zur Aufnahme von Sensoren, z.B. Temperaturfühler, oder dergleichen angeordnet sein.
  • Je nach eingesetztem Kühlmedium, z.B. Wasser, ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, ein Wärmeträgeröl oder dergleichen, kann es in Verbindung mit den zumindest teilweise für die Herstellung der Kühleinrichtung 1 eingesetzten Kunststoffen, wie PP oder PA, zu Problemen mit der Dichtheit über einen langen Zeitraum kommen. Insbesondere bei der üblicherweise sicherlich in den meisten Fällen bevorzugten Verwendung von wasserhaltigen Kühlmedien, kann es zu einer Diffusion von Wasser in und damit letztendlich auch durch den Kunststoff kommen. Die Dichtheit der Kühleinrichtung 1 ist damit nicht mehr zu 100% sichergestellt.
  • Abhilfe bieten hier im wesentlichen zwei verschiedene Ansätze. Einerseits kann die Kühleinrichtung 1 zumindest im Bereich der gefährdeten Teile mit einer für das eingesetzte Kühlmedium diffusionsdichten Schicht versehen werden. Die Kühleinrichtung 1 lässt sich dann vollkommen dicht ausbilden. Andererseits sind die Mengen an durch Diffusion austretendem Kühlmedium, z.B. Wasser, sehr gering. Eine sinnvolle Alternative zu der diffusionsdichten Schicht, kann daher andererseits auch der Einsatz von Trocknungsmittel, insbesondere in Form einer oder mehreren austauschbaren Patronen sein, welche im Bereich zwischen der Kühleinrichtung 1 und einem sie typischerweise umgebenden Batteriekasten angeordnet sein können.
  • Eine so aufgebaute Kühleinrichtung 1 erlaubt den Aufbau einer Batterie, welche die eingangs bereits erläuterten Anforderungen bei kleiner und platzsparender Bauart in zumindest annähernd idealer Weise erfüllt, und welche damit besonders gut geeignet ist, um als elektrische Energiespeichereinrichtung in einem Fahrzeug mit wenigstens einer zu Traktionszwecken genutzten Elektromaschine, eingesetzt zu werden. Als Kühlmedium kann bei der Verwendung in einem Fahrzeug ein in einem Kühlkreislauf des Fahrzeuges ohnehin zirkulierendes Medium verwendet werden. verwendet werden. Es ist jedoch oftmals so, dass ein eigener Kühlkreislauf für die Batterie notwendig ist, da die Maximaltemperatur der Zellen in der Regel weit unter der Maximaltemperatur des Motorkühlwassers der Verbrennungsmotoren liegt.

Claims (13)

  1. Kühleinrichtung für eine Batterie mit wenigstens einer zylindrischen elektrochemischen Speicherzelle, welche ein Gehäuse aufweist, dass von einem, insbesondere flüssigen, Kühlmedium durchströmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest annähernd größte Teil einer zylindrischen Mantelfläche der wenigstens einen elektrochemischen Speicherzelle von einem eine geschlossene Mantelfläche aufweisenden Aufnahmeelement (5) umgeben ist, welches seinerseits in dem Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei das Aufnahmeelement (5) in Längsrichtung verlaufende elastische Bereiche (8) über wenigstens einen Teil der Höhe der zylindrischen Mantelfläche aufweist, welche eine elastische Dehnung des Aufnahmeelement (5) in der Art, das sich beim Dehnen der Durchmesser des Aufnahmeelements (5) vergrößert, erlauben.
  2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Bereiche (8) eine dünnere Materialstärke als die benachbarten Bereiche des Aufnahmeelements (5) aufweisen.
  3. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Bereiche (8) durch eine mäanderförmige Ausgestaltung, mit wenigstens u- oder v-förmigen Abschnitt, des Materials des Aufnahmeelements (5) ausgebildet sind.
  4. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (5) wenigstens drei, insbesondere sechs, der elastischen Bereiche (8) aufweist.
  5. Kühleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Bereiche (8) wenigstens annähernd gleichmäßig über den Durchmesser des Aufnahmeelements (5) verteilt sind.
  6. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeelemente (5), beim Einsatz von wenigstens zwei oder mehr Aufnahmeelementen (5), wenigstens annähernd parallel zueinander durch ein Halteelement in dem Gehäuse (2) fixiert sind.
  7. Kühleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Boden (4) und/oder Deckel (3) des Gehäuses (2) mit den Aufnahmeelementen (5) korrespondierende Öffnungen (6, 7) aufweisen und als Halteelemente genutzt sind.
  8. Kühleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Aufnahmeelementen (5) korrespondierenden Öffnungen (6,7) in dem Deckel (3) und/oder dem Boden (4) des Gehäuses (2) so ausgebildet sind, dass die Verbindung zwischen den Aufnahmeelementen (5) und dem Deckel (3) und/oder dem Boden (4) durch eine Verformung der Aufnahmeelemente (5) und/oder des Deckels (3) und/oder des Boden (4) bei der Montage, für das Kühlmedium dicht ist.
  9. Kühleinrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (2) Strömungswiderstände () in der Art angeordnet sind, dass diese eine gleichmäßige Umströmung aller Aufnahmeelemente (5) mit dem Kühlmedium bewirken.
  10. Kühleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungswiderstände in Form wenigstens einer zumindest annähernd senkrecht zu der Längsrichtung der Aufnahmeelemente (5) angeordneten und von dem Boden (4) und dem Deckel (3) des Gehäuses beanstandeten Fläche (9) ausgebildet sind, welche Öffnungen für den Durchtritt des Kühlmediums aufweist, welche in ihrem Querschnitt kleiner als der im Bereich vor und nach der Fläche (9) durchströmbare Querschnitt sind.
  11. Kühleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Fläche (9) über Abstandshalter (10) mit dem Boden (4) und/oder dem Deckel (3) verbunden ist.
  12. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeelemente (5) in der Art der dichtesten Packung, ohne einander zu berühren, in dem Gehäuse (2) angeordnet sind.
  13. Verwendung einer Kühleinrichtung nach einem der oben genannten Ansprüche für eine Batterie als elektrische Energiespeichereinrichtung in einem Fahrzeug mit wenigstens einer zu Traktionszwecken genutzten Elektromaschine.
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Cited By (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007068223A1 (de) * 2005-12-12 2007-06-21 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Batteriehalter
DE102007010744A1 (de) * 2007-02-27 2008-08-28 Daimler Ag Batteriezelle und Zellverbund einer Batterie
WO2008106948A1 (de) * 2007-03-05 2008-09-12 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Vorrichtung zum zusammenfügen und aufbewahren von energiespeicherzellen
EP1990860A1 (de) 2007-05-07 2008-11-12 Valeo Klimasysteme GmbH Antriebsbatteriebaugruppes eines Elektro-, Brennstoffzellen- oder Hybridfahrzeugs
WO2009014070A1 (ja) 2007-07-23 2009-01-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 組電池
EP2051314A1 (de) * 2007-10-19 2009-04-22 Behr GmbH & Co. KG Vorrichtung zur elektrischen Energiespeicherung
WO2009052928A1 (de) * 2007-10-19 2009-04-30 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur elektrischen energiespeicherung
WO2009141348A1 (de) * 2008-05-21 2009-11-26 Robert Bosch Gmbh Batteriepack und handwerkzeugmaschine mit einem batteriepack
WO2010023064A1 (de) * 2008-08-26 2010-03-04 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul
DE102008059971A1 (de) 2008-12-02 2010-06-10 Daimler Ag Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102008059972A1 (de) 2008-12-02 2010-06-10 Daimler Ag Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie
DE102009025802A1 (de) 2009-05-14 2010-11-25 Auto-Kabel Managementgesellschaft Mbh Akkumulator mit gekühlten Zellen und Verfahren zur Herstellung desselben
WO2011073425A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-23 Magna E-Car Systems Gmbh & Co Og Kühl-/heizelement für einen akkumulator
FR2977378A1 (fr) * 2011-06-28 2013-01-04 Mecaplast Sa Dispositif de stockage pour cellules de batterie
RU2521075C1 (ru) * 2010-07-26 2014-06-27 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Биполярная батарея
EP2950366A1 (de) * 2014-05-27 2015-12-02 Robert Bosch Gmbh Batterieeinheit mit einer mehrzahl von batteriezellen sowie batteriemodul mit einer mehrzahl solcher batterieeinheiten
EP3046178A1 (de) * 2015-01-15 2016-07-20 Saft Batterie, die mit einer vorrichtung zur wärmeregulierung der elektrochemischen elemente ausgestattet ist, und entsprechendes herstellungsverfahren
EP3065200A3 (de) * 2015-02-13 2016-12-21 LG Electronics Inc. Staubsauger und batterieanordnung und ladeständer
DE102016110639A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriemodul
DE102016113177A1 (de) * 2016-07-18 2018-01-18 Oliver Puls Batterieanordnung
WO2018024791A1 (fr) 2016-08-03 2018-02-08 Carre Products Système de stockage d'énergie électrique destiné à être contenu dans un mât
DE102016121173A1 (de) 2016-11-07 2018-05-09 Erbslöh Aluminium Gmbh Batteriemodul
DE102017206564A1 (de) 2017-04-19 2018-10-25 Robert Bosch Gmbh Untereinheit eines Batteriemoduls, Batteriemodul mit einer solchen Untereinheit und Verfahren zur Herstellung einer solchen
EP2923393B1 (de) 2012-11-23 2019-04-24 Husqvarna AB Vorrichtung zur bereitstellung einer batteriepackkühlung
DE102017219873A1 (de) * 2017-11-08 2019-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Kühlstruktur und Grundkörperelement hierfür
CN110036503A (zh) * 2016-12-07 2019-07-19 奥迪股份公司 蓄电系统
DE102010019747B4 (de) 2009-05-12 2020-07-09 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Batterieanordnungen
DE102019102049A1 (de) * 2019-01-28 2020-07-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug mit einer Bodenbaugruppe und einer Speicherzellenbaugruppe
EP3639316A4 (de) * 2017-06-15 2021-03-10 A123 Systems LLC Gestapelte prismatische architektur für elektrochemische zelle
DE102006010063B4 (de) 2006-03-04 2021-09-02 Bbp Kunststoffwerk Marbach Baier Gmbh Kühleinrichtung für Batterien
WO2021214794A1 (en) * 2020-04-24 2021-10-28 Tvs Motor Company Limited Battery module with a cell holder assembly
DE102020129668A1 (de) 2020-11-11 2022-05-12 Audi Aktiengesellschaft Rundzellenkühlvorrichtung zum Kühlen von Rundzellen einer Batterie, Herstellungsverfahren für eine Rundzellenkühlvorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer Rundzellenkühlvorrichtung
DE102019205432B4 (de) 2019-04-15 2022-11-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriemodul und Kraftfahrzeug
DE102021119070A1 (de) 2021-07-22 2023-01-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fortbewegungsmittel, Verfahren und Anordnung für einen elektrochemischen Energiespeicher
DE102021125359A1 (de) 2021-09-30 2023-03-30 Audi Aktiengesellschaft Kühleinrichtung, Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen einer Kühleinrichtung
DE102021214586A1 (de) 2021-12-17 2023-06-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Batterie
DE102022000360A1 (de) 2022-01-31 2023-08-03 Mercedes-Benz Group AG Mehrfachzellgehäuse und elektrischer Energiespeicher
EP4195360A4 (de) * 2021-10-22 2024-04-10 Contemporary Amperex Technology Co Ltd Batteriezellenhalter, batteriemodul, batterie und elektrische vorrichtung

Cited By (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007068223A1 (de) * 2005-12-12 2007-06-21 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Batteriehalter
DE102006010063B4 (de) 2006-03-04 2021-09-02 Bbp Kunststoffwerk Marbach Baier Gmbh Kühleinrichtung für Batterien
DE102007010744B4 (de) * 2007-02-27 2009-01-22 Daimler Ag Batteriezelle einer Batterie, Zellverbund aus Batteriezellen und Verwendung mehrerer Zellen
DE102007010744A1 (de) * 2007-02-27 2008-08-28 Daimler Ag Batteriezelle und Zellverbund einer Batterie
US20100104933A1 (en) * 2007-03-05 2010-04-29 Jens Unterdorfer Device for Combining and Housing Power Storage Cells
WO2008106948A1 (de) * 2007-03-05 2008-09-12 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Vorrichtung zum zusammenfügen und aufbewahren von energiespeicherzellen
KR101477974B1 (ko) * 2007-03-05 2015-01-02 테믹 오토모티브 일렉트릭 모터스 게엠베하 전력 저장 전지를 결합하고 보관하기 위한 장치
US8669001B2 (en) 2007-03-05 2014-03-11 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Device for combining and housing power storage cells
CN101647135B (zh) * 2007-03-05 2012-07-11 Temic汽车电机有限公司 组装和保持蓄能电池的装置
EP1990860A1 (de) 2007-05-07 2008-11-12 Valeo Klimasysteme GmbH Antriebsbatteriebaugruppes eines Elektro-, Brennstoffzellen- oder Hybridfahrzeugs
EP1990862A1 (de) * 2007-05-07 2008-11-12 Valeo Klimasysteme GmbH Antriebsbatteriebaugruppe eines Elektro-, Brennstoffzellen- oder Hybridfahrzeugs
US20080305388A1 (en) * 2007-05-07 2008-12-11 Roland Haussman Power Train Battery Assembly Of An Electric, Fuel-Cell Or Hybrid Vehicle
US9502700B2 (en) * 2007-05-07 2016-11-22 Valeo Klimasysteme Gmbh Power train battery assembly of an electric, fuel-cell or hybrid vehicle
US9065110B2 (en) 2007-07-23 2015-06-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery assembly
EP2169741A4 (de) * 2007-07-23 2012-04-18 Toyota Motor Co Ltd Batterieanordnung
WO2009014070A1 (ja) 2007-07-23 2009-01-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 組電池
EP2169741A1 (de) * 2007-07-23 2010-03-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Batterieanordnung
WO2009052928A1 (de) * 2007-10-19 2009-04-30 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur elektrischen energiespeicherung
US8129047B2 (en) 2007-10-19 2012-03-06 Behr Gmbh & Co., Kg Device for storing electric energy
EP2051314A1 (de) * 2007-10-19 2009-04-22 Behr GmbH & Co. KG Vorrichtung zur elektrischen Energiespeicherung
WO2009141348A1 (de) * 2008-05-21 2009-11-26 Robert Bosch Gmbh Batteriepack und handwerkzeugmaschine mit einem batteriepack
WO2010023064A1 (de) * 2008-08-26 2010-03-04 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul
DE102008059972A1 (de) 2008-12-02 2010-06-10 Daimler Ag Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie
DE102008059971A1 (de) 2008-12-02 2010-06-10 Daimler Ag Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102010019747B4 (de) 2009-05-12 2020-07-09 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Batterieanordnungen
DE102009025802A1 (de) 2009-05-14 2010-11-25 Auto-Kabel Managementgesellschaft Mbh Akkumulator mit gekühlten Zellen und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102009025802B4 (de) * 2009-05-14 2014-02-20 Auto-Kabel Management Gmbh Akkumulator mit gekühlten Zellen und Verfahren zur Herstellung desselben
WO2011073425A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-23 Magna E-Car Systems Gmbh & Co Og Kühl-/heizelement für einen akkumulator
US9203073B2 (en) 2010-07-26 2015-12-01 Nissan Motor Co., Ltd. Bipolar battery
RU2521075C1 (ru) * 2010-07-26 2014-06-27 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Биполярная батарея
FR2977378A1 (fr) * 2011-06-28 2013-01-04 Mecaplast Sa Dispositif de stockage pour cellules de batterie
EP2923393B1 (de) 2012-11-23 2019-04-24 Husqvarna AB Vorrichtung zur bereitstellung einer batteriepackkühlung
EP2950366A1 (de) * 2014-05-27 2015-12-02 Robert Bosch Gmbh Batterieeinheit mit einer mehrzahl von batteriezellen sowie batteriemodul mit einer mehrzahl solcher batterieeinheiten
EP3046178A1 (de) * 2015-01-15 2016-07-20 Saft Batterie, die mit einer vorrichtung zur wärmeregulierung der elektrochemischen elemente ausgestattet ist, und entsprechendes herstellungsverfahren
EP3065200A3 (de) * 2015-02-13 2016-12-21 LG Electronics Inc. Staubsauger und batterieanordnung und ladeständer
US10786128B2 (en) 2015-02-13 2020-09-29 Lg Electronics Inc. Vacuum cleaner, battery assembly and charging stand
DE102016110639A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriemodul
DE102016113177A1 (de) * 2016-07-18 2018-01-18 Oliver Puls Batterieanordnung
WO2018024791A1 (fr) 2016-08-03 2018-02-08 Carre Products Système de stockage d'énergie électrique destiné à être contenu dans un mât
DE102016121173A1 (de) 2016-11-07 2018-05-09 Erbslöh Aluminium Gmbh Batteriemodul
CN110036503A (zh) * 2016-12-07 2019-07-19 奥迪股份公司 蓄电系统
DE102017206564A1 (de) 2017-04-19 2018-10-25 Robert Bosch Gmbh Untereinheit eines Batteriemoduls, Batteriemodul mit einer solchen Untereinheit und Verfahren zur Herstellung einer solchen
US10833348B2 (en) 2017-04-19 2020-11-10 Robert Bosch Gmbh Subunit of a battery module, battery module comprising such a subunit and method for producing same
EP3639316A4 (de) * 2017-06-15 2021-03-10 A123 Systems LLC Gestapelte prismatische architektur für elektrochemische zelle
DE102017219873A1 (de) * 2017-11-08 2019-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Kühlstruktur und Grundkörperelement hierfür
DE102019102049A1 (de) * 2019-01-28 2020-07-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug mit einer Bodenbaugruppe und einer Speicherzellenbaugruppe
DE102019205432B4 (de) 2019-04-15 2022-11-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriemodul und Kraftfahrzeug
WO2021214794A1 (en) * 2020-04-24 2021-10-28 Tvs Motor Company Limited Battery module with a cell holder assembly
DE102020129668A1 (de) 2020-11-11 2022-05-12 Audi Aktiengesellschaft Rundzellenkühlvorrichtung zum Kühlen von Rundzellen einer Batterie, Herstellungsverfahren für eine Rundzellenkühlvorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer Rundzellenkühlvorrichtung
DE102021119070A1 (de) 2021-07-22 2023-01-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fortbewegungsmittel, Verfahren und Anordnung für einen elektrochemischen Energiespeicher
DE102021125359A1 (de) 2021-09-30 2023-03-30 Audi Aktiengesellschaft Kühleinrichtung, Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen einer Kühleinrichtung
EP4195360A4 (de) * 2021-10-22 2024-04-10 Contemporary Amperex Technology Co Ltd Batteriezellenhalter, batteriemodul, batterie und elektrische vorrichtung
DE102021214586A1 (de) 2021-12-17 2023-06-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Batterie
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