DE202021004397U1 - Batteriemodul und Batteriepack mit diesem Modul - Google Patents

Batteriemodul und Batteriepack mit diesem Modul Download PDF

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Abstract

Batteriemodul, das umfasst:
einen Batteriezellenstapel, in dem eine Vielzahl von Batteriezellen gestapelt sind,
einen Modulrahmen zur Aufnahme des Batteriezellenstapels,
einen Kühlkörper, der an einem Bodenabschnitt des Modulrahmens ausgebildet ist, und
einen Kühlanschluss für die Zufuhr eines Kühlmittels zum Kühlkörper,
wobei der Modulrahmen einen Modulrahmenvorsprungsabschnitt umfasst, der durch teilweises Vorspringen aus dem Bodenabschnitt des Modulrahmens gebildet ist,
wobei der Modulrahmenvorsprungsabschnitt einen ersten Modulrahmenvorsprungsabschnitt und einen zweiten Modulrahmenvorsprungsabschnitt umfasst, die so angeordnet sind, dass sie auf einer Seite des Modulrahmens voneinander beabstandet sind, und
wobei der Kühlanschluss einen Kühlmitteleinlassanschluss und einen Kühlmittelauslassanschluss umfasst und der Kühlmitteleinlassanschluss und der Kühlmittelauslassanschluss auf dem ersten Modulrahmenvorsprungsabschnitt bzw. dem zweiten Modulrahmenvorsprungsabschnitt angeordnet sind.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Querverweis mit verwandter(n) Anmeldungen)
  • Diese Anmeldung beansprucht die Prioritäte der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2020-0044965 , die am 14. April 2020 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereicht wurde.
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Batteriemodul und einen Batteriepack, der dasselbe enthält, und insbesondere auf ein Batteriemodul mit verbesserter Kühlleistung und einen Batteriespack, der dasselbe enthält.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • In der modernen Gesellschaft, in der tragbare Geräte wie Mobiltelefone, Notebooks, Camcorder und Digitalkameras täglich genutzt werden, wurde die Entwicklung von Technologien in den oben beschriebenen Bereichen für mobile Geräte vorangetrieben. Darüber hinaus werden aufladbare/entladbare Sekundärbatterien als Energiequelle für ein Elektrofahrzeug (EV), ein Hybridelektrofahrzeug (HEV), ein Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (P-HEV) und ähnliches verwendet, um zu versuchen, das Problem der Luftverschmutzung und dergleichen, das durch derzeitige Benzinfahrzeuge mit fossilen Brennstoffen verursacht wird, zu lösen. Daher besteht ein wachsender Bedarf an der Entwicklung von Sekundärbatterien.
  • Zu den derzeit im Handel erhältlichen Sekundärbatterien gehören Nickel-Cadmium-Batterien, Nickel-Wasserstoff-Batterien, Nickel-Zink-Batterien und Lithium-Sekundärbatterien. Unter ihnen ist die Lithium-Sekundärbatterie ins Rampenlicht gerückt, weil sie im Vergleich zu Sekundärbatterien auf Nickelbasis beispielsweise kaum Memory-Effekte aufweist und somit frei geladen und entladen werden kann, sowie eine sehr geringe Selbstentladung und eine hohe Energiedichte besitzt.
  • Eine solche Lithium-Sekundärbatterie verwendet hauptsächlich ein Oxid auf Lithiumbasis und ein kohlenstoffhaltiges Material als aktives Material der positiven Elektrode bzw. der negativen Elektrode. Die Lithium-Sekundärbatterie umfasst eine Elektrodenbaugruppe, in der eine positive Elektrodenplatte und eine negative Elektrodenplatte, die mit dem aktiven Material der positiven Elektrode bzw. dem aktiven Material der negativen Elektrode beschichtet sind, angeordnet sind, wobei ein Separator zwischen ihnen angeordnet ist, sowie ein Batteriegehäuse, das die Elektrodenbaugruppe zusammen mit einem Elektrolyten abdichtet und aufnimmt.
  • Im Allgemeinen kann die Lithium-Sekundärbatterie auf der Grundlage der Form des Außenmaterials in eine Sekundärbatterie vom Dosentyp, bei der die Elektrodenbaugruppe in einer Metalldose eingebaut ist, und eine Sekundärbatterie vom Beuteltyp (Pouch-Batterie), bei der die Elektrodenbaugruppe in einem Beutel aus einer Aluminium-Laminatfolie eingebaut ist, unterteilt werden.
  • Bei einer Sekundärbatterie für kleine Geräte werden zwei bis drei Batteriezellen angeordnet, bei einer Sekundärbatterie für ein mittleres oder großes Gerät, wie z. B. ein Auto, wird ein Batteriemodul verwendet, in dem eine große Anzahl an Batteriezellen elektrisch verbunden sind. In einem solchen Batteriemodul wird eine große Anzahl an Batteriezellen in Reihe oder parallel miteinander verbunden, um einen Zellenstapel zu bilden und so die Kapazität und Leistung zu verbessern. Darüber hinaus können ein oder mehrere Batteriemodule zusammen mit verschiedenen Kontroll- und Schutzsystemen wie einem Batteriemanagementsystem (BMS) und einem Kühlsystem zu einem Batteriepack montiert werden.
  • Wenn eine Sekundärbatterie eine angemessene Temperatur überschreitet, kann sich die Leistung der Sekundärbatterie verschlechtern, und im schlimmsten Fall kann sie explodieren oder Feuer fangen. Insbesondere in einem mit mehreren Sekundärbatterien, d. h. Batteriezellen ausgestatteten Batteriemodul oder Batteriepack kann die Temperatur aufgrund der Wärmeentwicklung, die von der Vielzahl an Batteriezellen auf engem Raum ausgeht, schneller und drastischer ansteigen. Mit anderen Worten, im Falle eines Batteriemoduls, in dem eine Vielzahl von Batteriezellen gestapelt sind, und eines Batteriepacks, das mit einem solchen Batteriemodul ausgestattet ist, kann eine hohe Leistung erzielt werden, aber es ist nicht einfach, die von den Batteriezellen während des Ladens und Entladens erzeugte Wärme abzuführen. Wenn die Wärmeableitung der Batteriezelle nicht ordnungsgemäß erfolgt, wird der Verschleiß der Batteriezelle beschleunigt und die Lebensdauer verkürzt, und die Möglichkeit einer Explosion oder Entzündung steigt.
  • Darüber hinaus ist ein Batteriemodul, das in einem Batteriepack für ein Fahrzeug enthalten ist, häufig direkter Sonneneinstrahlung und hohen Temperaturen ausgesetzt, beispielsweise im Sommer oder in einer Wüstenregion.
  • Daher kann es bei der Konfiguration eines Batteriemoduls oder eines Batteriepacks sehr wichtig sein, die Kühlleistung stabil und effektiv zu gewährleisten.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Batteriemoduls. 2 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Schnittlinie A-A' von 1 aufgenommen wurde. 2 zeigt insbesondere ein Wärmeübertragungselement und einen Kühlkörper, die sich unter dem Batteriemodul befinden.
  • Gemäß den 1 und 2 ist das herkömmliche Batteriemodul 10 so konfiguriert, dass eine Vielzahl von Batteriezellen 11 gestapelt werden, um einen Batteriezellenstapel 20 zu bilden, und der Batteriezellenstapel 20 ist in dem Modulrahmen 30 untergebracht.
  • Da das Batteriemodul 10, wie oben beschrieben, eine Vielzahl von Batteriezellen 11 enthält, erzeugt es bei einem Lade- und Entladevorgang eine große Wärmemenge. Als Kühlmittel kann das Batteriemodul 10 eine wärmeleitfähige Harzschicht 40 enthalten, die sich zwischen dem Batteriezellenstapel 20 und dem Bodenabschnitt 31 des Modulrahmens 30 befindet. Wenn das Batteriemodul 10 zur Bildung eines Batteriepacks auf dem Packrahmen montiert ist, können außerdem ein Wärmeübertragungselement 50 und ein Kühlkörper 60 nacheinander unter dem Batteriemodul 10 angeordnet sein. Bei dem Wärmeübertragungselement 50 kann es sich um ein Wärmeableitungskissen handeln, und der Kühlkörper 60 kann einen darin ausgebildeten Kühlmitteldurchlass aufweisen.
  • Die von der Batteriezelle 11 erzeugte Wärme passiert die wärmeleitende Harzschicht 40, den Bodenabschnitt 31 des Modulrahmens 30, das Wärmeübertragungselement 50 und den Kühlkörper 60 in dieser Reihenfolge und wird dann nach außen abgegeben.
  • Im Falle des herkömmlichen Batteriemoduls 10 ist im Übrigen wie oben beschrieben die Wärmeübertragungsstruktur kompliziert, und daher ist es schwierig, die von der Batteriezelle 11 erzeugte Wärme effektiv zu übertragen. Der Modulrahmen 30 selbst kann die Wärmeübertragungseigenschaften verschlechtern, und eine dünne Luftschicht, wie ein Luftspalt, die sich im Raum zwischen dem Modulrahmen 30, dem Wärmeübertragungselement 50 bzw. dem Kühlkörper 60 bilden kann, kann ebenfalls ein Faktor sein, der die Wärmeübertragungseigenschaften verschlechtert.
  • Da auch andere Anforderungen wie Miniaturisierung und Kapazitätssteigerung an das Batteriemodul gestellt werden, kann festgestellt werden, dass es praktisch notwendig ist, ein Batteriemodul zu entwickeln, das diesen verschiedenen Anforderungen gerecht wird und gleichzeitig die Kühlleistung verbessert.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHE AUFGABE
  • Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Batteriemodul mit verbesserter Kühlleistung und einen Batteriepack, der dieses Modul enthält, bereitzustellen.
  • Die technische Aufgabe, die durch Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gelöst werden soll, ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Nachteile beschränkt und kann im Rahmen der in der vorliegenden Offenbarung enthaltenen technischen Idee vielfältig erweitert werden.
  • TECHNISCHE LÖSUNG
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Batteriemodul bereitgestellt, das umfasst: einen Batteriezellenstapel, in dem eine Vielzahl von Batteriezellen gestapelt sind, einen Modulrahmen zur Aufnahme des Batteriezellenstapels, einen Kühlkörper, der an einem Bodenabschnitt des Modulrahmens ausgebildet ist, und einen Kühlanschluss für die Zufuhr eines Kühlmittels zum Kühlkörper, wobei der Modulrahmen einen Modulrahmenvorsprungsabschnitt umfasst, der durch teilweises Vorspringen aus dem Bodenabschnitt des Modulrahmens gebildet ist wobei der Modulrahmenvorsprungsabschnitt einen ersten Modulrahmenvorsprungsabschnitt und einen zweiten Modulrahmenvorsprungsabschnitt umfasst, die so angeordnet sind, dass sie auf einer Seite des Modulrahmens voneinander beabstandet sind, und wobei der Kühlanschluss einen Kühlmitteleinlassanschluss und einen Kühlmittelauslassanschluss umfasst, und der Kühlmitteleinlassanschluss und der Kühlmittelauslassanschluss auf dem ersten Modulrahmenvorsprungsabschnitt bzw. dem zweiten Modulrahmenvorsprungsabschnitt angeordnet sind.
  • Der Bodenabschnitt des Modulrahmens kann mit dem Kühlmittel in Kontakt kommen.
  • Der Kühlkörper kann einen Kühlkörpervorsprungsabschnitt umfassen, der von einer Seite des Kühlkörpers zu einem Abschnitt vorspringt, an dem sich der Modulrahmenvorsprungsabschnitt befindet.
  • Ein Einlass und ein Auslass, die mit dem Kühlmitteleinlassanschluss bzw. dem Kühlmittelauslassanschluss korrespondieren, können an dem Kühlkörpervorsprungsabschnitt ausgebildet sein.
  • Der Kühlmitteleinlassanschluss und der Kühlmittelauslassanschluss können eine Form haben, die von einer Oberseiteäche des Modulrahmenvorsprungsabschnitt nach oben vorspringt.
  • Das Batteriemodul kann ferner Endplatten zum Abdecken der Vorderseite und der Rückseite des Batteriezellenstapels umfassen, wobei der Modulrahmenvorsprungsabschnitt so verlängert und geformt sein kann, dass er durch die Endplatte hindurch passt.
  • Im Inneren des Kühlkörpers kann ein vorspringendes Muster ausgebildet sein, das in Richtung des Bodenabschnitts des Modulrahmens vorspringt.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Batteriepack bereitgestellt, der umfasst: ein Batteriemodul, das einen Batteriezellenstapel, in dem eine Vielzahl von Batteriezellen gestapelt sind, einen Modulrahmen zur Aufnahme des Batteriezellenstapels, einen Kühlkörper, der an einem Bodenabschnitt des Modulrahmens ausgebildet ist, und einen Kühlanschluss zum Zuführen eines Kühlmittels zu dem Kühlkörper bzw. zum Abführen des Kühlmittels aus dem Kühlkörper umfasst; und ein Pack-Kühlmittelrohr mit einem Pack-Kühlmittelzufuhrrohr und einem Pack-Kühlmittelauslassrohr, die mit einem Kühlmitteleinlassanschluss und einem Kühlmittelauslassanschluss verbunden sind, die in dem Kühlanschluss enthalten sind und voneinander beabstandet sind, wobei das Pack-Kühlmittelrohr zwischen zueinander benachbarten Batteriemodulen angeordnet ist.
  • Alle Kühlanschlüsse, die in jedem der zueinander benachbarten Batteriemodule ausgebildet sind, können in einem Raum zwischen den zueinander benachbarten Batteriemodulen angeordnet sein, in dem das Pack-Kühlmittelrohr angeordnet ist.
  • Der Kühlanschluss kann einen Kühlmitteleinlassanschluss und einen Kühlmittelauslassanschluss umfassen, und der Kühlmitteleinlassanschluss, die in einem der zueinander benachbarten Batteriemodule ausgebildet ist, und der Kühlmittelauslassanschluss, der in einem anderen Batteriemodul ausgebildet ist, können einander gegenüberliegen.
  • Die Vielzahl der Batteriemodule können in zwei Reihen in der Richtung angeordnet sein, in der die Batteriezellen gestapelt sind, und ein erstes Batteriemodul und ein zweites Batteriemodul umfassen, die einander in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in der die Batteriezellen gestapelt sind, gegenüberliegen, und der Kühlmitteleinlassanschluss und der Kühlmittelauslassanschluss können zwischen dem ersten Batteriemodul und dem zweiten Batteriemodul angeordnet sein.
  • Das Batteriemodul kann ferner Endplatten umfassen, die die Vorderseite und die Rückseite des Batteriezellenstapels abdecken und mit dem Modulrahmen verbunden sind, und der Modulrahmenvorsprungsabschnitt kann so verlängert und geformt sein, dass er durch die Endplatte hindurch passt, und der Modulrahmenvorsprungsabschnitt kann in einem Raum zwischen den zueinander benachbarten Batteriemodulen angeordnet sein, in dem das Pack-Kühlmittelrohr angeordnet ist.
  • Das Pack-Kühlmitteleinlassrohr und das Pack-Kühlmittelauslassrohr können verlängert sein und sich dabei überkreuzen.
  • Die Höhe des Pack-Kühlmitteleinlassrohrs und die Höhe des Pack-Kühlmittelauslassrohrs können voneinander verschieden sein.
  • Der Batteriepack kann außerdem ein Gehäuse für das Pack-Kühlmittelrohr umfassen, in dem das Pack-Kühlmittelrohr untergebracht ist.
  • VORTEILHAFTE EFFEKTE
  • Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die Kühlleistung durch die Batteriemodulstruktur, in der der Modulrahmen und der Kühlkörper integriert sind, verbessert werden. Hierfür können in den Batteriemodulen des Batteriepacks jeweils Kühlanschlüsse gebildet werden, wodurch eine gleichmäßige Kühlleistung in jedem Batteriemodul erreicht wird.
  • Darüber hinaus kann die Anzahl der Batteriezelleneinheiten im Batteriemodul maximiert und die Anzahl der Batteriemodule im Batteriepack minimiert werden, wodurch die Anzahl der Kühlanschlüsse und das Risiko eines Auslaufens von Kühlflüssigkeit im Batteriepack verringert werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Batteriepacks.
    • 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A' von 1.
    • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Batteriemodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Batteriemoduls von 3.
    • 5 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriemoduls von 3, gesehen von unten nach oben entlang der z-Achse des Batteriemoduls.
    • 6 ist eine Draufsicht auf einen Batteriepack gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 7 ist eine perspektivische Teilansicht, die durch Vergrößerung eines mit P bezeichneten Bereichs im Batteriepack von 6 erhalten wird.
    • 8 ist eine Draufsicht, die einen Kühlmitteldurchflusskanal in einem Batteriepack gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 9 ist eine Ansicht, die eine Gehäusestruktur eines Kühlmittelrohrs in dem Batteriepack von 8 zeigt.
    • 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Batteriemoduls gemäß einem Vergleichsbeispiel.
    • 11 ist eine Draufsicht, die eine Batteriepackstruktur mit dem Batteriemodul von 10 zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben, so dass sie von Fachleuten leicht umgesetzt werden können. Die vorliegende Offenbarung kann auf verschiedene Weise modifiziert werden und ist nicht auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt.
  • Teile, die für die Beschreibung irrelevant sind, werden weggelassen, um die vorliegende Offenbarung klar zu beschreiben, und gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente in der gesamten Schrift.
  • In den Figuren sind die Größe und die Dicke aller Elemente aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung willkürlich dargestellt, und die vorliegende Offenlegung ist nicht auf die in den Figuren dargestellte Größe und Dicke der Elemente beschränkt. In den Figuren sind die Dicken von Schichten, Bereichen usw. aus Gründen der Klarheit übertrieben dargestellt. In den Figuren sind die Dicken einiger Schichten und Bereiche aus Gründen der Zweckmäßigkeit übertrieben dargestellt.
  • Wenn ein Element wie eine Schicht, ein Film, ein Bereich oder eine Platte als „auf” oder „über“ einem anderen Element bezeichnet wird, kann es sich außerdem direkt auf dem anderen Element befinden oder es können auch dazwischen liegende Elemente vorhanden sein. Wird ein Element dagegen als „direkt auf” einem anderen Element angeordnet bezeichnet, bedeutet dies, dass keine weiteren dazwischen liegende Elemente vorhanden sind. Ferner bedeutet das Wort „auf” oder „über“, dass es auf oder unter einem Bezugsteil angeordnet ist, und nicht unbedingt, dass es am oberen Ende des Bezugsteils in der entgegengesetzten Richtung zur Schwerkraft angeordnet ist.
  • Wenn in der Beschreibung von einem Teil die Rede ist, das eine bestimmten Bestandteil „enthält“, bedeutet dies, dass das Teil auch andere Bestandteile enthalten kann, ohne die anderen Bestandteile auszuschließen, sofern nicht anders angegeben.
  • Wenn in der Schrift von „planar“ die Rede ist, bedeutet dies, dass ein Zielteil von der Oberseite aus betrachtet wird, und wenn von „Querschnitt“ die Rede ist, bedeutet dies, dass ein Zielteil von der Seite eines vertikal geschnittenen Querschnitts betrachtet wird.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Batteriemodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Batteriemoduls von 3. 5 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriemoduls von 3, gesehen von der Unterseite zur Oberseite des Batteriemoduls entlang der z-Achsenrichtung.
  • Bezug nehmend auf 3 und 4 umfasst einen Batteriepack 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Batteriezellenstapel 120, in dem eine Vielzahl von Batteriezellen 110 gestapelt sind, einen Modulrahmen 200 zur Aufnahme des Batteriezellenstapels 120 und einen Kühlkörper 300, der sich unter dem Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 befindet. Der Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 bildet eine obere Platte des Kühlkörpers 300, und ein vertiefter Abschnitt 340 des Kühlkörpers 300 und der Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 bilden einen Kühlmittelflusskanal.
  • Zunächst kann die Batteriezelle 110 eine Batteriezelle vom Beuteltyp sein. Eine solche Batteriezelle vom Beuteltyp kann gebildet werden, indem eine Elektrodenanordnung in einem Beutelgehäuse aus einem Laminatblatt einschließlich einer Harzschicht und einer Metallschicht untergebracht wird, wonach der Dichtungsabschnitt des Beutelgehäuses thermisch verschmolzen wird. Zu diesem Zeitpunkt kann die Batteriezelle 110 in einer rechteckigen, plattenartigen Struktur geformt sein.
  • Die Batteriezellen 110 können aus einer Vielzahl von Zellen bestehen, und die Vielzahl der Batteriezellen 110 sind so gestapelt, dass sie elektrisch miteinander verbunden sind, wodurch ein Batteriezellenstapel 120 gebildet wird. Insbesondere kann, wie in 4 gezeigt, eine Vielzahl von Batteriezellen 110 entlang der Richtung parallel zur x-Achse gestapelt werden.
  • Der Modulrahmen 200 zur Aufnahme des Batteriezellenstapels 120 kann eine obere Abdeckung 220 und einen U-förmigen Rahmen 210 umfassen.
  • Der U-förmige Rahmen 210 kann einen Bodenabschnitt 210a und zwei Seitenabschnitte 210b umfassen, die sich von beiden Endteilen des Bodenabschnitts 210a nach oben erstrecken.
  • Der Bodenabschnitt 210a kann die untere Fläche des Batteriezellenstapels 120 abdecken, und die Seitenabschnitte 210b können beide Seitenflächen des Batteriezellenstapels 120 abdecken.
  • Die obere Abdeckung 220 kann in einer einzigen plattenförmigen Struktur ausgebildet sein, die die untere Fläche, die von dem U-förmigen Rahmen 210 umschlossen wird, und die verbleibende obere Fläche (in Richtung der z-Achse) mit Ausnahme der beiden Seitenflächen umschließt. Die obere Abdeckung 220 und der U-förmige Rahmen 210 können durch Schweißen oder Ähnliches in einem Zustand verbunden werden, in dem die entsprechenden Eckabschnitte miteinander in Kontakt sind, wodurch eine Struktur gebildet wird, die den Batteriezellenstapel 120 vertikal und horizontal abdeckt. Der Batteriezellenstapel 120 kann durch die obere Abdeckung 220 und den U-förmigen Rahmen 210 physisch geschützt werden. Zu diesem Zweck können die obere Abdeckung 220 und der U-förmige Rahmen 210 ein Metallmaterial mit einer bestimmten Festigkeit enthalten.
  • Weiterhin kann, obwohl dies nicht gesondert dargestellt ist, der Modulrahmen 200 gemäß einer modifizierten Ausführungsform ein Monorahmen in Form einer Metallplatte sein, in der die obere Fläche, die untere Fläche und beide Seiten einteilig ausgebildet sind. Das heißt, hierbei handelt es sich nicht um eine Struktur, bei der der U-förmige Rahmen 210 und die obere Abdeckung 220 miteinander verbunden sind, sondern um eine Struktur, bei der die obere Fläche, die untere Fläche und beide Seiten integriert sind, indem sie durch Strangpressen hergestellt werden.
  • Die Endplatte 400 kann an beiden offenen Seiten (in Richtung der y-Achse) des Modulrahmens 200 angeordnet sein, so dass sie so geformt werden kann, dass sie den Batteriezellenstapel 120 abdeckt. Die Endplatte 400 kann den Batteriezellenstapel 120 und andere elektronische Geräte physisch vor äußeren Einflüssen schützen.
  • Zwischen dem Batteriezellenstapel 120 und der Endplatte 400 können sich weiterhin ein Sammelschienenrahmen, auf dem eine Sammelschiene montiert ist, und eine Isolierabdeckung zur elektrischen Isolierung befinden, auch wenn dies nicht speziell dargestellt ist.
  • Der Modulrahmen 200 gemäß der Ausführungsform der Offenbarung umfasst einen Modulrahmenvorsprungsabschnitt 211, der so ausgebildet ist, dass der Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 verlängert ist und durch die Endplatte 400 hindurchgeht. Hierbei kann das Kühlmittel, das durch den Kühlanschluss 500, der mit der oberen Fläche des Modulrahmenvorsprungsabschnitt 211 verbunden ist, ein- und austritt, dem Kühlkörper 300 über den Modulrahmenvorsprungsabschnitt 211 zugeführt und aus dem Kühlkörper 300 abgeleitet werden. Der Kühlanschluss 500 gemäß der Ausführungsform der Offenbarung umfasst einen Kühlmitteleinlassanschluss 500a und einen Kühlmittelauslassanschluss 500b, und der Kühlmitteleinlassanschluss 500a und der Kühlmittelauslassanschluss 500b können jeweils mit einem Pack-Kühlmittelzufuhrrohr und einem Pack-Kühlmittelauslassrohr verbunden sein, die später beschrieben werden. Der Modulrahmenvorsprungsabschnitt 211 umfasst einen ersten Modulrahmenvorsprungsabschnitt und einen zweiten Modulrahmenvorsprungsabschnitt auf einer Seite des Modulrahmens 200, der Kühlmitteleinlassanschluss 500a ist auf dem ersten Modulrahmenvorsprungsabschnitt angeordnet, und der Kühlmittelauslassanschluss 500b kann auf dem zweiten Modulrahmenvorsprungsabschnitt angeordnet sein.
  • In der unteren Platte 310 des Kühlkörpers 300 kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein vorspringendes Muster 340D ausgebildet sein. Im Falle eines großflächigen Batteriemoduls, in dem die Anzahl der gestapelten Batteriezellen im Vergleich zu einem herkömmlichen Fall deutlich erhöht ist, wie in dem Batteriezellenstapel 120 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, kann die Breite des Kühlmittelflusskanals breiter ausgebildet sein und somit kann die Temperaturabweichung stärker sein. Bei dem großflächigen Batteriemodul kann es sich um einen Fall handeln, bei dem etwa 32 bis 48 Batteriezellen in einem Batteriemodul gestapelt sind, verglichen mit einem herkömmlichen Fall, bei dem etwa 12 bis 24 Batteriezellen in einem Batteriemodul gestapelt sind. In diesem Fall kann der Druckabfall minimiert werden, da das vorspringende Muster 340D gemäß der Ausführungsform der Offenbarung den Effekt haben kann, dass die Breite des Kühlmittelflusskanals wesentlich verringert wird, und gleichzeitig kann die Temperaturabweichung zwischen den Breiten des Kühlmittelflusskanals verringert werden. Dadurch kann ein gleichmäßiger Kühleffekt erzielt werden.
  • Nachfolgend wird der Kühlkörper gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 4 und 5 detailliert beschrieben.
  • Bezugnehmend auf 4 und 5 bildet, wie weiter oben beschrieben, der Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 die obere Platte des Kühlkörpers 300, und ein vertiefter Abschnitt 340 des Kühlkörpers 300 und der Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 bilden einen Durchflusskanal für das Kühlmittel.
  • Insbesondere kann ein Kühlkörper 300 an einem unteren Abschnitt des Modulrahmens 200 ausgebildet sein, und der Kühlkörper 300 kann umfassen: eine untere Platte 310, die ein Skelett des Kühlkörpers 300 bildet und mit dem unteren Teil des Modulrahmens 200 in Kontakt steht, einen Einlass 320, der an einer Seite des Kühlkörpers 300 ausgebildet ist, um ein Kühlmittel von außen in das Innere des Kühlkörpers 300 zuzuführen, einen Auslass 330, der auf einer Seite des Kühlkörpers 300 ausgebildet ist und es ermöglicht, dass ein im Inneren des Kühlkörpers geflossenes Kühlmittel nach außen aus dem Kühlkörper abgeleitet wird, und einen vertieften Abschnitt 340, der den Einlass 320 und den Auslass 330 verbindet und das Fließen des Kühlmittels ermöglicht. Der Einlass 320 und der Auslass 330 können an Positionen ausgebildet sein, die den Modulrahmenvorsprungsabschnitten 211 entsprechen, so dass sie mit unteren Oberflächenteilen der Modulrahmenvorsprungsabschnitte 211 verbunden sind. Zu diesem Zweck können der Einlass 320 und der Auslass 330 an dem Kühlkörpervorsprungsabschnitt 300P ausgebildet werden, der von einer Seite des Kühlkörpers 300 zu einem Teil vorspringt, wo der Modulrahmenvorsprungsabschnitt 211 angeordnet ist. Der Kühlkörpervorsprungsabschnitt 300P und der Modulrahmenvorsprungsabschnitt 211 können durch ein Verfahren wie Schweißen direkt miteinander verbunden werden.
  • Der vertiefte Abschnitt 340 des Kühlkörpers 300 entspricht einem Abschnitt, in dem die untere Platte 310 vertieft und an der unteren Seite ausgebildet ist. Der vertiefte Abschnitt 340 kann eine Struktur aufweisen, bei der ein Querschnitt, der senkrecht zur xz-Ebene geschnitten ist, bezogen auf die Richtung, in der sich der Kühlmitteldurchflusskanal erstreckt, ein U-förmiges Rohr ist, und der Bodenabschnitt 210a kann auf der offenen Oberseite des U-förmigen Rohrs angeordnet sein. Wenn der Kühlkörper 300 mit dem Bodenabschnitt 210a in Kontakt kommt, wird der Raum zwischen dem vertieften Abschnitt 340 und dem Bodenabschnitt 210a zu einem Bereich, durch den das Kühlmittel fließt, d. h. zu einem Kühlmittelflusskanal. Dadurch kann der Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 in direkten Kontakt mit dem Kühlmittel kommen.
  • Das Verfahren zur Herstellung des vertieften Abschnitts 340 des Kühlkörpers 300 ist nicht besonders begrenzt, aber durch die Bereitstellung einer Struktur, die durch Vertiefen geformt wird und die in Bezug auf einen plattenförmigen Kühlkörper 300 geformt wird, kann ein U-förmiger vertiefter Abschnitt 340 mit einer offenen oberen Seite gebildet werden.
  • Weiterhin kann, obwohl dies hier nicht gezeigt ist, zwischen dem Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 und dem Batteriezellenstapel 120 in 4 eine wärmeleitfähige Harzschicht angeordnet sein, die ein thermisches Harz enthält. Die wärmeleitfähige Harzschicht kann durch Auftragen eines thermischen Harzes auf den Bodenabschnitt 210a und Aushärten des aufgetragenen wärmeleitfähigen Harzes gebildet werden.
  • Das wärmeleitfähige Harz kann ein wärmeleitfähiges Klebstoffmaterial enthalten, es kann insbesondere mindestens ein Siliconmaterial, ein Urethanmaterial und/oder ein Acrylmaterial enthalten. Das wärmeleitfähige Harz ist während des Auftragens flüssig, härtet aber nach dem Auftragen aus, so dass es die Funktion der Fixierung einer oder mehrerer Batteriezellen 110, die den Batteriezellenstapel 120 bilden, übernehmen kann. Da das wärmeleitfähige Harz außerdem hervorragende Wärmeübertragungseigenschaften aufweist, kann die von der Batteriezelle 110 erzeugte Wärme schnell auf die untere Seite des Batteriemoduls übertragen werden.
  • Bei dem in 2 dargestellten herkömmlichen Batteriemodul 10 durchquert die von den Batteriezellen 11 erzeugte Wärme in dieser Reihenfolge eine wärmeleitfähige Harzschicht 40, einen unteren Abschnitt 31 des Modulrahmens 30, ein Wärmeübertragungselement 50 und ein Kühlmittel eines Kühlkörpers 60 und wird dann an die Außenseite des Batteriemoduls 10 abgegeben. Außerdem befindet sich der Durchflusskanal für das Kühlmittel des Kühlkörpers 60 im Inneren des Kühlkörpers 60.
  • Andererseits kann das Batteriemodul 100 gemäß der Ausführungsform der Offenbarung eine integrierte Kühlstruktur des Modulrahmens 200 und des Kühlkörpers 300 realisieren, um die Kühlleistung weiter zu verbessern. Der Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 kann die Rolle der oberen Platte des Kühlkörpers 300 übernehmen, wodurch die integrierte Kühlstruktur realisiert wird. Die Kühleffizienz kann aufgrund der direkten Kühlung erhöht werden, und durch eine Struktur, in der der Kühlkörper 300 mit dem Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 integriert ist, kann die Raumnutzung bei dem Batteriemodul und dem mit dem Batteriemodul ausgestatteten Batteriepack weiter verbessert werden.
  • Insbesondere kann die von der Batteriezelle 110 erzeugte Wärme eine wärmeleitfähige Harzschicht (nicht dargestellt), die sich zwischen dem Batteriezellenstapel 120 und dem Bodenabschnitt 210a befindet, den Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 und das Kühlmittel durchqueren und dann auf die Außenseite des Batteriemoduls 100 übertragen werden. Durch das Entfernen der unnötigen Kühlstruktur gemäß der herkömmlichen Struktur kann der Wärmeübertragungsweg vereinfacht und ein Luftspalt zwischen den jeweiligen Schichten reduziert werden, so dass die Kühleffizienz oder -leistung verbessert werden kann. Da insbesondere der Bodenabschnitt 210a als obere Platte des Kühlkörpers 300 konfiguriert ist und der Bodenabschnitt 210a mit dem Kühlmittel in Kontakt kommt, besteht der Vorteil, dass eine direktere Kühlung durch das Kühlmittel durchgeführt werden kann. Dies unterscheidet sich von einer herkömmlichen Struktur, bei der, wie in 2 gezeigt, die obere Konfiguration des Wärmeübertragungselements 50 und des Kühlkörpers 60 zwischen dem unteren Teil 31 und dem Kühlmittel angeordnet sind, was zu einer Verringerung der Kühleffizienz führt.
  • Darüber hinaus wird die Höhe des Batteriemoduls 100 durch den Wegfall der unnötigen Kühlstruktur reduziert, so dass die Kosten gesenkt und die Raumnutzung erhöht werden können. Da das Batteriemodul 100 kompakt angeordnet werden kann, kann außerdem die Kapazität oder Leistung des Batteriepacks, der eine Vielzahl von Batteriemodulen 100 enthält, erhöht werden.
  • Weiterhin kann der Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 durch Schweißen mit einem Abschnitt der unteren Platte 310 verbunden werden, in dem der vertiefte Abschnitt 340 nicht bei dem Kühlkörper 300 ausgebildet ist. Da die Ausführungsform der Offenbarung die integrierte Kühlstruktur des Bodenabschnitts 210a des Modulrahmens 200 und des Kühlkörpers 300 aufweist, kann sie nicht nur die oben beschriebene Kühlleistung verbessern, sondern auch die Last des im Modulrahmen 200 untergebrachten Batteriezellenstapels 120 tragen und die Steifigkeit des Batteriemoduls 100 verstärken. Darüber hinaus sind die untere Platte 310 und der Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 durch Schweißen oder ähnliches abgedichtet, so dass das Kühlmittel ohne auszulaufen in den vertieften Abschnitt 340 fließen kann, der innerhalb der unteren Platte 310 ausgebildet ist.
  • Zur effektiven Kühlung ist, wie in 5 gezeigt, der vertiefte Abschnitt 340 vorzugsweise über den gesamten Bereich ausgebildet, der dem Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 entspricht. Zu diesem Zweck kann der vertiefte Abschnitt 340 zumindest einmal gekrümmt sein auf dem Weg von der einen Seite zu der anderen Seite. Insbesondere ist der vertiefte Abschnitt 340 vorzugsweise mehrfach gekrümmt, so dass dervertiefte Abschnitt 340 über den gesamten, dem Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 entsprechenden Bereich ausgebildet ist.
  • Durch einen Einlass 320 des später beschriebenen Kühlmittelzufuhrrohrs des Packs strömt das Kühlmittel zwischen dem Bodenabschnitt 210a und dem vertieften Abschnitt 340 ein, und das einströmende Kühlmittel bewegt sich entlang eines Kühlmittelflusskanals und kann dann durch den Auslass 330 zu einem Kühlmittelauslassrohr des Pakets abgeleitet werden. Da sich das Kühlmittel vom Startpunkt zum Endpunkt des Kühlmittelflusskanals bewegt, der über den gesamten Bereich gebildet ist, der dem Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens 200 entspricht, kann eine effiziente Kühlung über den gesamten Bereich des Batteriezellenstapels 120 durchgeführt werden.
  • Bei dem Kühlmittel handelt es sich um ein Medium zur Kühlung, das , ohne darauf beschränkt zu sein, Kühlwasser sein kann.
  • 6 ist eine Draufsicht, die einen Batteriepack gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 7 ist eine perspektivische Teilansicht, die durch Vergrößerung eines mit P bezeichneten Bereichs im Batteriepack von 6 erhalten wird.
  • Unter Bezugnahme auf 6 und 7 umfasst der Batteriepack 1000 gemäß der Ausführungsform der Offenbarung: eine Vielzahl von Batteriemodulen 100, von denen jedes einen Batteriezellenstapel 120 umfasst, in dem eine Vielzahl von Batteriezellen 110 gestapelt sind, einen Modulrahmen 200, der den Batteriezellenstapel 120 aufnimmt, einen Kühlkörper 300, der am Bodenabschnitt 210a des Modulrahmens ausgebildet ist, und einen Kühlanschluss 500, der dem Kühlkörper 300 ein Kühlmittel zuführt und das Kühlmittel aus dem Kühlkörper 300 abführt, wie in 4 dargestellt ist; und ein Pack-Kühlmittelrohr 600 mit einem Pack-Kühlmittelzufuhrrohr 600a und einem Pack-Kühlmittelauslassrohr 600b, die mit einem Kühlmitteleinlassanschluss 500a bzw. einem Kühlmittelauslassanschluss 500b verbunden sind, die zum Kühlanschluss 500 gehören und so angeordnet sind, dass sie voneinander beabstandet sind.
  • Unter Bezugnahme auf 4 und 6 umfasst die Vielzahl von Batteriemodulen 100, die in dem Batteriepack 1000 gemäß der Ausführungsform der Offenbarung enthalten sind, ein erstes Batteriemodul und ein zweites Batteriemodul, die in zwei Reihen in einer Richtung angeordnet sind, in der die Batteriezellen 110 gestapelt sind, und die einander in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in der die Batteriezellen 110 gestapelt sind, gegenüberliegen. Das erste Batteriemodul und das zweite Batteriemodul können sich auf die Batteriemodule 100 beziehen, die in 6 auf der linken und rechten Seite voneinander beabstandet sind. Ein Kühlmitteleinlassanschluss 500a und ein Kühlmittelauslassanschluss 500b können zwischen dem ersten Batteriemodul und dem zweiten Batteriemodul angeordnet sein.
  • In der Ausführungsform der Offenbarung ist die Kühlmittelleitung 600 zwischen den zueinander benachbarten Batteriemodulen 100 angeordnet. In dem Zwischenraum zwischen den zueinander benachbarten Batteriemodulen 100, in dem die Kühlmittelleitung 600 angeordnet ist, können alle Kühlanschlüsse 500, die in jedem der zueinander benachbaraten Batteriemodule 100 ausgebildet sind, angeordnet sein. Weiterhin können eine Kühlmitteleinlassöffnung 500a, die in einem der zueinander benachbarten Batteriemodule 100 ausgebildet ist, und ein Kühlmittelauslassanschluss 500b, der in einem anderen Batteriemodul 100 ausgebildet ist, einander gegenüberliegend angeordnet sein.
  • Unter Bezugnahme auf 6 und 7 können das Pack-Kühlmittelzufuhrrohr 600a und das Kühlmittelauslassrohr 600b verlängert sein und sich dabei gegenseitig überkreuzen. Durch eine solche Anordnungsstruktur des Pack-Kühlmittelrohrs 600 kann eine integrierte Struktur der Vielzahl von Batteriemodulen 100 und der Kühlstruktur innerhalb des Batteriepacks 1000 realisiert werden, wodurch die Raumnutzung und gleichzeitig die Kühleffizienz verbessert werden. Die Höhe des Pack-Kühlmittelzufuhrrohrs 600a und die Höhe des Pack-Kühlmittelauslassrohrs 600b können unterschiedlich sein, so dass das Pack-Kühlmittelrohr 600 die oben beschriebene Anordnungsstruktur aufweisen kann. Der Abschnitt, in dem die Höhe des Pack-Kühlmittelzufuhrrohrs 600a und die Höhe des Pack-Kühlmittelauslassrohrs 600b unterschiedlich sind, kann partiell ausgebildet sein.
  • Der Modulrahmenvorsprungsabschnitt 211, der in dem in 5 beschriebenen Batteriemodul 100 enthalten ist, ist so verlängert und geformt, dass er durch die Endplatte 400 hindurchgeht, und der Modulrahmenvorsprungsabschnitt 211 kann in einem Zwischenraum zwischen den zueinander benachbarten Batteriemodulen 100 angeordnet sein, in dem das Pack-Kühlmittelrohr 600 angeordnet ist. Der in 5 beschriebene Kühlkörper 300 umfasst einen Kühlkörpervorsprungsabschnitt 300P, der von einer Seite des Kühlkörpers 300 zu einem Abschnitt vorspringt, an dem sich der Modulrahmenvorsprungsabschnitt 211 befindet, und der Kühlkörpervorsprungsabschnitt 300P und der Modulrahmenvorsprungsabschnitt 211 können miteinander verbunden sein. In diesem Fall können der Kühlkörpervorsprungsabschnitt 300P und der Modulrahmenvorsprungsabschnitt 211 direkt durch ein Verfahren wie Schweißen verbunden werden.
  • 8 ist eine Draufsicht, die einen Kühlmitteldurchgang in einem Batteriepack gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 9 ist eine Ansicht, die eine Gehäusestruktur eines Kühlmittelrohrs in dem Batteriepack von 8 zeigt. Die Ausführungsformen von 8 und 9 haben fast die gleiche Konfiguration wie die Beispiele, die unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben wurden, wobei der einzige Unterschied darin besteht, dass der Batteriepack außerdem ein Pack-Kühlmittelrohrgehäuse enthält.
  • Unter Bezugnahme auf 6 und 8 kann eine Vielzahl von Batteriemodulen 100 in dem Batteriepack 1000 in einem Raum angeordnet sein, der von dem Packrahmen 1100 umgeben ist, und ein Kühlmittel kann von einer Seite des Packrahmens 1100 zugeführt werden.
  • Wie in 8 und 9 gezeigt, kann das Kühlmittelrohr 600 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Kühlmittelrohrgehäuse 700 untergebracht werden. Das Kühlmittelrohrgehäuse 700 umfasst ein oberes Gehäuse 700a und ein unteres Gehäuse 700b, und das Pack-Kühlmittelrohr 600 kann durch das oberen Gehäuse 700a in einem Zustand abgedeckt werden, in dem es auf dem unteren Gehäuse 700b montiert ist. An einer Seite des unteren Gehäuses 700b kann eine Öffnung 700P ausgebildet sein, die das Pack-Kühlmittelrohr 600 durchquert. Das Pack-Kühlmittelzufuhrrohr 600a und das Pack-Kühlmittelauslassrohr 600b erstrecken sich durch die Öffnung 700P, und das Kühlmittel wird dem Pack-Kühlmittelrohr 600 von einer Kühlmittelzufuhreinheit (nicht dargestellt) zugeführt und dann dem Kühlkörper jedes Batteriemoduls 100 zugeführt oder aus dem Kühlkörper abgeleitet.
  • Eines der mehreren Batteriemodule, die in dem Batteriepack gemäß den oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen enthalten sind, umfasst etwa 32 bis 48 Batteriezellen, und 10 oder weniger Batteriemodule können in einem Batteriepack enthalten sein. Auf diese Weise umfasst der Batteriepack gemäß der Ausführungsform der Offenbarung ein großflächiges Batteriemodul.
  • Nachfolgend wird der Aufbau eines Batteriepacks gemäß einem Vergleichsbeispiel unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschrieben.
  • 10 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Batteriemodul gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt. 11 ist eine Draufsicht, die eine Batteriepackstruktur zeigt, die das Batteriemodul von 10 einschließt.
  • Gemäß 10 und 11 entspricht die Anzahl der Batteriezellen, die den in einem Batteriemodul 70 enthaltenen Batteriezellenstapel bilden, etwa 12 bis 24, so dass die Breite des Batteriemoduls 70 im Vergleich zu den oben beschriebenen Ausführungsformen relativ gering ist. In diesem Vergleichsbeispiel, wie in 10 gezeigt, ist ein Modulrahmenvorsprungsabschnitt 80 auf einer Seite des Batteriemoduls 70 ausgebildet, und ein Kühlanschluss 90 ist an dem Modulrahmenvorsprungsabschnitt 80 ausgebildet.
  • Bezug nehmend auf 11 sind eine Vielzahl der in 10 beschriebenen Batteriemodule in dem Batteriepack angeordnet, und die mit dem Kühlanschluss 90 verbundenen Kühlmittelrohre des Packs sind zwischen den zueinander benachbarten Batteriemodulen 70 angeordnet. Die Pack-Kühlmittelrohre sind mit den Kühlanschlüssen 90 verbunden, die in jedem Batteriemodul ausgebildet sind, und ein Verbindungspunkt zwischen ihnen kann ein Abschnitt sein, bei dem ein Auslaufen von Kühlmittel im Batteriepack möglich ist. Auf diese Weise kann das Risiko eines Auslaufens von Kühlmittel steigen, wenn die Anzahl der in einem Batteriepack angeordneten Batteriemodule relativ hoch ist. Im Gegensatz dazu kann im Fall des oben beschriebenen Batteriepacks gemäß der vorliegenden Ausführungsform, der ein großflächiges Batteriemodul enthält, die Anzahl der Batteriemodule in einem Batteriepack reduziert werden. Daher ist es möglich, die Anzahl der Kühlanschlüsse in jedem Batteriepack zu minimieren und gleichzeitig eine integrierte Kühlstruktur zu haben, wodurch die Punkte, an denen Kühlmittel auslaufen kann, weniger werden, und somit kann die Kühleffizienz in der Batteriepackeinheit verbessert werden.
  • Das oben erwähnte Batteriemodul oder der Batteriepack, der dasselbe enthält, kann für verschiedene Geräte verwendet werden. Solche Geräte können für Transportmittel wie ein Elektrofahrrad, ein Elektrofahrzeug und ein Hybrid-Elektrofahrzeug verwendet werden und können für verschiedene Geräte verwendet werden, die ein Batteriemodul und einen Batteriepack mit demselben verwenden können, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wurden oben beschrieben, aber der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
  • Beschreibung der Bezugszeichen
    • 100
    Batteriemodul
    211
    Modulrahmenvorsprungsabschnitt
    300
    Kühlkörper
    500
    Kühlanschluss
    600
    Pack-Kühlmittelrohr
    700
    Pack-Kühlgehäuse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020200044965 [0001]

Claims (15)

  1. Batteriemodul, das umfasst: einen Batteriezellenstapel, in dem eine Vielzahl von Batteriezellen gestapelt sind, einen Modulrahmen zur Aufnahme des Batteriezellenstapels, einen Kühlkörper, der an einem Bodenabschnitt des Modulrahmens ausgebildet ist, und einen Kühlanschluss für die Zufuhr eines Kühlmittels zum Kühlkörper, wobei der Modulrahmen einen Modulrahmenvorsprungsabschnitt umfasst, der durch teilweises Vorspringen aus dem Bodenabschnitt des Modulrahmens gebildet ist, wobei der Modulrahmenvorsprungsabschnitt einen ersten Modulrahmenvorsprungsabschnitt und einen zweiten Modulrahmenvorsprungsabschnitt umfasst, die so angeordnet sind, dass sie auf einer Seite des Modulrahmens voneinander beabstandet sind, und wobei der Kühlanschluss einen Kühlmitteleinlassanschluss und einen Kühlmittelauslassanschluss umfasst und der Kühlmitteleinlassanschluss und der Kühlmittelauslassanschluss auf dem ersten Modulrahmenvorsprungsabschnitt bzw. dem zweiten Modulrahmenvorsprungsabschnitt angeordnet sind.
  2. Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei der Bodenabschnitt des Modulrahmens mit dem Kühlmittel in Kontakt kommt.
  3. Batteriemodul nach Anspruch 2, wobei der Kühlkörper einen Kühlkörpervorsprungsabschnitt umfasst, der von einer Seite des Kühlkörpers zu einem Abschnitt vorspringt, an dem sich der Modulrahmenvorsprungsabschnitt befindet.
  4. Batteriemodul nach Anspruch 3, wobei ein Einlass und ein Auslass, die mit dem Kühlmitteleinlassanschluss bzw. dem Kühlmittelauslassanschluss korrespondieren, an dem Kühlkörpervorsprungsabschnitt ausgebildet sind.
  5. Batteriemodul nach Anspruch 4, wobei der Kühlmitteleinlassanschluss und der Kühlmittelauslassanschluss eine Form haben, die von einer Oberseite des Modulrahmenvorsprungsabschnitts nach oben vorspringt.
  6. Batteriemodul nach Anspruch 1, das ferner Endplatten zum Abdecken der Vorderseite und der Rückseite des Batteriezellenstapels umfasst, wobei der Modulrahmenvorsprungsabschnitt so verlängert und geformt ist, dass er durch die Endplatte hindurch passt.
  7. Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei ein vorspringendes Muster, das in Richtung des Bodenabschnitts des Modulrahmens vorspringt, im Inneren des Kühlkörpers ausgebildet ist.
  8. Batteriepack, der umfasst: ein Batteriemodul, das einen Batteriezellenstapel, in dem eine Vielzahl von Batteriezellen gestapelt sind, einen Modulrahmen zur Aufnahme des Batteriezellenstapels, einen Kühlkörper, der an einem Bodenabschnitt des Modulrahmens ausgebildet ist, und einen Kühlanschluss zum Zuführen eines Kühlmittels zu dem Kühlkörper bzw. zum Abführen des Kühlmittels aus dem Kühlkörper umfasst; und ein Pack-Kühlmittelrohr mit einem Pack-Kühlmittelzufuhrrohr und einem Pack-Kühlmittelauslassrohr, die mit einem Kühlmitteleinlassanschluss bzw. einem Kühlmittelauslassanschluss verbunden sind, die in dem Kühlanschluss enthalten sind und voneinander beabstandet sind, wobei das Pack-Kühlmittelrohr zwischen zueinander benachbarten Batteriemodulen angeordnet ist.
  9. Batteriepack nach Anspruch 8, wobei alle Kühlanschlüsse, die in jedem der zueinander benachbarten Batteriemodulen ausgebildet sind, in einem Raum zwischen den zueinander benachbarten Batteriemodulen angeordnet sind, in dem das Pack-Kühlmittelrohr angeordnet ist.
  10. Batteriepack nach Anspruch 9, wobei der Kühlanschluss einen Kühlmitteleinlassanschluss und eine Kühlmittelauslassanschluss umfasst, und der Kühlmitteleinlassanschluss, der in einem der zueinander benachbarten Batteriemodule ausgebildet ist, und der Kühlmittelauslassanschluss, der in einem anderen Batteriemodul ausgebildet ist, einander gegenüber liegen.
  11. Batteriepack nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl der Batteriemodule in zwei Reihen in der Richtung angeordnet sind, in der die Batteriezellen gestapelt sind, und ein erstes Batteriemodul und ein zweites Batteriemodul umfassen, die einander in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in der die Batteriezellen gestapelt sind, gegenüberliegen, und der Kühleinlassanschluss und der Kühlmittelauslassanschluss zwischen dem ersten Batteriemodul und dem zweiten Batteriemodul angeordnet sind.
  12. Batteriepack nach Anspruch 8, wobei das Batteriemodul ferner Endplatten umfasst, die die Vorderseite und die Rückseite des Batteriezellenstapels abdecken und mit dem Modulrahmen verbunden sind, und der Modulrahmenvorsprungsabschnitt verlängert und so geformt ist, dass er durch die Endplatte hindurch passt, und der Modulrahmenvorsprungsabschnitt in einem Raum zwischen den zueinander benachbarten Batteriemodulen angeordnet ist, in dem das Pack-Kühlmittelrohr angeordnet ist.
  13. Batteriepack nach Anspruch 8, wobei das Pack-Kühlmitteleinlassrohr und das Pack-Kühlmittelauslassrohr verlängert sind und sich dabei überkreuzen.
  14. Batteriepack nach Anspruch 13, wobei die Höhe des Pack-Kühlmitteleinlassrohrs und die Höhe des Pack-Kühlmittelauslassrohrs verschieden voneinander sind.
  15. Batteriepack nach Anspruch 8, der außerdem ein Gehäuse für das Pack-Kühlmittelrohr umfasst, in dem das Pack-Kühlmittelrohr untergebracht ist.
DE202021004397.7U 2020-04-14 2021-02-09 Batteriemodul und Batteriepack mit diesem Modul Active DE202021004397U1 (de)

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