DE212012000110U1 - Thermisch stabilisiertes, elektrische Zellen umfassendes Modul - Google Patents

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Abstract

Thermisch stabilisiertes, elektrische Zellen umfassendes Modul, in dem die elektrischen Zellen (1) in einem Gehäuse (2) angeordnet sind, das aus vielen identischen Kammern (3) gebildet ist, die eine wabenförmige Struktur bilden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht (5) einer wärmeleitenden Paste zwischen den elektrischen Zellen (1) und Innenwänden (4) der identischen Kammern (3) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (2) auf seiner Unterseite durch eine wärmeleitende Bodenplatte (6) verschlossen ist, wobei die wärmeleitende Bodenplatte (6) des Gehäuses (2) in wärmeleitendem Kontakt mit einem Kühlmodul mit einem eingebauten Peltierelement (8) steht, wobei das Peltierelement für den Wärmeübergang von dem Block aus elektrischen Zellen (1) weg oder zu diesem hin sorgt.

Description

  • Eine Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines thermisch stabilisierten, elektrische Zellen umfassenden Moduls zur Anwendung in ortsfesten sowie mobilen elektrischen Vorrichtungen, insbesondere in Fahrzeugen mit einem elektrischen oder einem Hybridantrieb.
  • Module umfassend elektrische Zellen zum Einsatz in Elektroautos werden aus einzelnen Zellen zu Modulen zusammengefügt. Um die gewünschte Spannung, Stromstärke oder Kapazität zu erreichen, werden die einzelnen Zellen elektrisch in Reihe, parallel oder in einer Mischform aus den vorgenannten Formen geschaltet, und anschließend werden aus diesen Module gebildet, die so wenig Platz wie möglich einnehmen sollen. In einem elektrisch betriebenen Fahrzeug sollte der für Batteriemodule vorgesehene Platz so klein wie möglich gehalten werden, so dass in der Fahrerkabine sowie in einem Kofferraum ein höchstes Maß an Platz zur Verfügung steht. Sowohl während der Ladung als auch während der Entladung strahlen die elektrische Zellen umfassenden Module aufgrund der Notwendigkeit, die Temperatur von Batteriemodulen zu regulieren, eine große Menge an Wärme ab. Aufgrund des Kriteriums, dass der von den Modulen benötigte Platz so klein wie möglich gehalten werden soll, müssen die Zellen in den Modulen nah beieinander angeordnet werden; außerdem sollten geeignete Wärmeflusskanäle zwischen bestimmten Zellen vorgesehen werden, so dass die Temperatur gut geregelt werden kann. Dadurch werden jedoch die Abmessungen eines Batteriemoduls größer, mit dem Ergebnis, dass den beiden oben genannten Bedingungen im Stand der Technik durch einander widersprechende Lösungen Rechnung getragen wird.
  • Aus der Patentschrift US 6,705,418 ist ein Batteriemodul mit einzelnen elektrischen Zellen bekannt, die so angeordnet sind, dass sie eine wabenähnliche räumliche Struktur bilden. Dieses Modul wird mithilfe einer durch ein Formrohr fließende Flüssigkeit gekühlt, wobei sich das Formrohr inmitten bestimmter, dieses umgebender Zellen befindet und mit einem externen Wärmetauscher verbunden ist.
  • Aus der Patentanmeldung WO 2007/068223 A1 „Battery holder” ist ein Verfahren zur Herstellung von Akkumulatorbatterien umfassenden Modulen bekannt, wobei die Module die wabenartige Struktur aufweisen. Diese bekannte Lösung bezieht sich auf einen wabenartigen Behälter, der während der Herstellung von Modulen umfassend Akkumulatoren aus runden Zellen, insbesondere zur Anwendung in Hybrid- und Elektrofahrzeugen, zum Einsatz kommt. Dieser Container besteht aus halbrunden Längssegmenten, die zu einem Modul mit einer wabenähnlichen Form zusammengefügt werden. Diese Segmente weisen in ihrem Mittelteil Kanäle und Elemente auf, die die Kanäle miteinander verbinden. Ein Kühlmedium fließt durch diese Kanäle, um sowohl Zellwände als auch darin angeordnete elektrische Zellen zu kühlen. Diese Kanäle sind mit einem externen Fluid-Wärmetauscher verbunden.
  • Aus der US-Patentschrift US 4,314,008 ist ein Verfahren zur Herstellung von Akkumulatorbatterien umfassenden Modulen bekannt, gemäß dem ein Block von Zellen mit einem Metallband umwickelt und anschließend in ein Thermogehäuse eingebaut wird. Eine Seitenfläche des Blocks steht in Kontakt mit einer wärmeleitenden Metallplatte, die mit einer Wärmepumpe verbunden ist (Peltierelement) und überschüssige Wärmeenergie zu einem externen Radiator leidet.
  • Aus der internationalen Anmeldung PCT/EP2010/056479 ist ein Modul aus Akkumulatorbatterien bekannt, deren Struktur wabenähnlich aufgebaut ist. Akkumulatoren mit einer oder mehreren Zellen sind in speziellen sechseckigen Zellen angeordnet. So wird eine stabile und feste Modulstruktur erreicht; zudem lässt sich die Temperatur in allen Zellen gut stabilisieren. Wände der sechseckigen Zellen können intakt ausgeführt oder mit Kanälen ausgebildet sein, durch die ein Kühlmittel, beispielsweise Wasser oder Luft, fließen kann.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul mit einem solchen Aufbau zu schaffen, der es ermöglicht, die Temperatur von elektrischen Zellen zu stabilisieren ohne gleichzeitig den für Batteriemodule vorgesehenen Raum erheblich zu vergrößern.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Gehäuse für Blocks aus elektrischen Zellen zu schaffen, das einfach zusammenzubauen ist und eine effektive Wärmeableitung bietet.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Befestigungskonstruktion für ein Peltierelement, die ein einfaches Zusammenfügen des Peltierelements mit einem Gehäuse für elektrischen Zellen umfassende Blocks ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß sind in einem thermisch stabilisierten, elektrische Zellen umfassenden Modul diese Zellen in einem Gehäuse mit einer Anzahl von identischen, eine wabenförmige Struktur bildenden Kammern angeordnet. Diese Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den elektrischen Zellen und Innenwänden der identischen Zellen eine Schicht aus einer wärmeleitenden Paste angeordnet ist, wobei das Gehäuse nach unten durch eine wärmeleitende Bodenplatte verschlossen ist.
  • Vorzugsweise steht diese wärmeleitende Bodenplatte des Gehäuses in wärmeleitendem Kontakt mit einem Kühlmodul mit eingebautem Peltierelement, das Wärmeenergie von dem elektrischen Zellblock weg oder zu diesem hin leitet.
  • Bevorzugt ist außerdem eine Konstruktion, bei der die identischen Kammern und die wärmeleitende Platte monolithisch ausgeführt sind.
  • In einer weiteren bevorzugten Lösung sind die identischen Kammern durch Nieten, Kleben, Löten oder Schweißen mit der wärmeleitenden Platte verbunden.
  • Es ist außerdem vorteilhaft, wenn eine Schicht einer wärmeleitenden Paste zwischen Unterseiten der identischen Kammern und der wärmeleitenden Bodenplatte angeordnet ist.
  • In einer vorteilhaften Lösung liegen die identischen Kammern in Form von elliptischen, vieleckigen oder runden Trichtern vor.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Schicht der wärmeleitenden Paste zwischen Außenwänden der identischen Kammern angeordnet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform sind Oberkanten der identischen Kammern durch Kleben, Löten oder Schweißen miteinander verbunden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform sind Oberkanten der identischen Kammern mittels einer oberen Abdeckung verschlossen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform steht ein Peltierelement in wärmeleitendem Kontakt mit einem Fluid-Wärmetauscher.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist ein Fluid-Wärmetauscher einen Fluid-Kühler sowie einen Kühlfluid-Sammelbehälter mit einer Auslaufhülse und einer Einlaufhülse auf.
  • In einer vorteilhaften Lösung ist ein Peltierelement zusammen mit einem Fluid-Wärmetauscher in einem Positionierrahmen angeordnet und wird durch eine Befestigungsplatte mithilfe von Schrauben im Wesentlichen mittig gegen die wärmeleitende Platte gedrückt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Lösung steht eine wärmeleitende Bodenplatte in wärmeleitendem Kontakt mit einer Anzahl von Kühlmodulen, die ein Peltierelement umfassen, wobei diese Kühlmodule in Reihe geschaltet sind.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die identischen Kammern und die wärmeleitende Bodenplatte aus Kupfer oder Aluminium hergestellt sind.
  • In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
  • 1 einen elliptischen Seitenquerschnitt eines elektrische Zellen umfassenden Moduls mit identischen Kammern für die elektrischen Zellen,
  • 2 eine Unteransicht eines elektrische Zellen umfassenden Moduls,
  • 3 eine Draufsicht auf ein elektrische Zellen umfassendes Modul,
  • 4 ein elektrische Zellen umfassendes Modul mit identischen Kammern, die mit Nieten an einer wärmeleitenden Bodenplatte befestigt sind,
  • 5 ein elektrische Zellen umfassendes Modul mit identischen Kammern, die durch Kleben oder Löten mit der wärmeleitenden Bodenplatte verbunden sind,
  • 6 eine Perspektivansicht eines Moduls mit einer teilweise freiliegenden elektrischen Zelle,
  • 7 eine Perspektivansicht eines zylindrische Zellen umfassenden Moduls,
  • 8 eine Perspektivansicht eines rechteckige elektrische Zellen umfassenden Moduls, und
  • 9 eine wärmeleitende Bodenplatte, wobei bestimmte Bereiche eines Kühlmoduls zusammen mit einem eingebauten Peltierelement in einer Perspektivansicht dargestellt sind.
  • Bezugnehmend auf die Ausführungsform gemäß 1 umfasst ein erfindungsgemäßes, elektrische Zellen umfassendes Modul 2 identische Kammern 3 mit elektrischen Zellen 1, wobei die Unterseiten der Kammern mit einer wärmeleitenden Bodenplatte 6 verbunden sind, während zwei Kühlmodule mit einem eingebauten Peltierelement 8 auf der gegenüberliegenden Seite der Bodenplatte angeordnet sind, wobei die Kühlmodule – wie in 2 dargestellt – durch einen Kühlfluid-Sammelbehälter 14 miteinander verbunden sind. Dieser Kühlfluid-Sammelbehälter 14 ist über eine Einlaufhülse 16 und eine Auslaufhülse 15 mit einem externen Fluid-Wärmetauscher verbunden. 3 zeigt das thermisch stabilisierte, elektrischen Zellen umfassende Modul, in dem ovale elektrische Zellen 1 in dem Gehäuse 2 angeordnet sind, wobei das Gehäuse 2 aus vielen identischen, in einer wabenähnlichen Struktur angeordneten Kammern 3 gebildet ist.
  • Bezugnehmend auf 4 sind Innenwände 4 der Kammern mit einer Schicht aus einer wärmeleitenden Paste bedeckt, die den Wärmeübergang zwischen einem Gehäuse einer elektrischen Zelle und den identischen Kammern 3 verbessert. Um einen wärmeleitenden Kontakt sicherzustellen, sind Unterseiten 7 der identischen Kammern 3 durch Niete mit einer Bodenplatte 6 verbunden. Das Vernieten gewährleistet ein gegenseitiges Verklemmen und stellt demzufolge einen effektiven Wärmeübergang zwischen den verbundenen Elementen sicher. Die Effektivität des Wärmeübergangs zwischen den identischen Kammern 3 und der Bodenplatte 6 wurde durch die wärmeleitende Paste 5, die vor dem Vernieten auf miteinander in Kontakt stehende Oberflächen der Elemente aufgetragen wurde, noch weiter verbessert.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 5 sind die Unterseiten 7 der identischen Kammern 3 zur Herstellung des wärmeleitenden Kontakts durch Kleben, Löten oder Schweißen mit der Bodenplatte 6 verbunden. Durch Löten oder Kleben entsteht ebenfalls eine sichere Verbindung, so dass ein effektiver Wärmeübergang zwischen den verbundenen Elementen sichergestellt ist. Die Effektivität des Wärmeübergangs zwischen den identischen Kammern 3 und der Bodenplatte 6 wird durch die Verwendung der wärmleitenden Paste 5 noch weiter verbessert, die auf miteinander in Kontakt stehende, miteinander zu verklebende, verlötende oder verschweißende Oberflächen aufgetragen wird, bevor diese miteinander verbunden werden. Zudem sind Oberkanten 10 der identischen Kammern 3 durch Kleben, Löten oder Schweißen miteinander verbunden.
  • In einer weiteren, nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind die identischen Kammern 3 und die wärmeleitende Bodenplatte 6 einstückig ausgebildet.
  • In einer weiteren, nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind die Oberkanten 10 der identischen Kammern 3 durch eine obere Abdeckung verschlossen.
  • In 6 sind der Ausschnitt in der Seitenwand der identischen Kammern 3 sowie ein Verfahren zur Verbindung von Elektroden der elektrischen Zellen 1 in einer Perspektivansicht dargestellt.
  • 7 zeigt das erfindungsgemäße, zylindrische Zellen umfassende Modul in einer Perspektivansicht. Es sind 53 elektrische Zellen 1 dargestellt, die in einem aus vielen identischen, eine wabenförmige Struktur bildenden Kammern 3 hergestellten Gehäuse angeordnet sind.
  • 8 zeigt eine Perspektivansicht des erfindungsgemäßen, rechteckige Zellen umfassenden Moduls. In dieser Figur sind 40 elektrische Zellen 1 dargestellt, die in einem aus vielen identischen, eine wabenförmige Struktur bildenden Kammern 3 angeordnet sind.
  • Ein Kühlmodul mit einem eingebauten Peltierelement 8 wird mit einer seiner ebenen Flächen gegen die wärmeleitende Bodenplatte 6 und mit der anderen ebenen Fläche gegen den Fluid-Warmetauscher 12 gedrückt, wobei der Fluid-Wärmetauscher 12 den Fluid-Kühler 13 sowie den Sammelbehälter 14 mit einer Einlaufhülse 15 sowie einer Auslaufhülse 15 für ein Kühlmittel umfasst. Der Fluid-Wärmetauscher 12 ist in dem Positionierrahmen 17 angeordnet und über die Befestigungsplatte 18 mithilfe von Gewindebolzen 19, die in die wärmeleitende Bodenplatte 6 eingeschraubt sind, mit dem Peltierelement 23 verbunden.
  • 9 zeigt eine genauere Darstellung des Flüssigkeitswärmetauschers 12 in einer perspektivischen Explosionsansicht. Die Gewindebolzen 19 sind in die wärmeleitende Bodenplatte 6 eingeschraubt, auf welche dann der Positionierrahmen 17 gesetzt wird, welcher eine quadratische Öffnung zur Positionierung des mit dem Fluid-Kühler 13 in Kontakt stehenden Peltierelements 23 aufweist, wobei der Fluid-Kühler 13 über die Ringdichtung 22 fest mit dem Sammelbehälter 14 verbunden ist. Um den Wärmeübergang zu verbessern, wird auf den Kontaktbereich zischen der Bodenplatte 6 und dem Peltierelement 23 sowie auf den Kontaktbereich zwischen dem Peltierelement 23 und dem Fluid-Wärmetauscher 12 eine wärmeleitende Paste aufgetragen.
  • Abhängig davon, ob das Modul aus elektrischen Zellen 1 gekühlt oder erwärmt werden muss, ändert das Zellen-Steuerungssystem die Polarität der Spannung an dem Peltierelement. Das erfindungsgemäße, elektrische Zellen 1 umfassende Modul ist so konfiguriert, dass ab einer Temperatur von 25°C gekühlt und ab einer Temperatur von 0°C erwärmt wird.
  • Abhängig von einer Temperatur, die von in der Nähe der elektrischen Zellen 1 angeordneten Temperatursensoren 24 angezeigt wird, werden Versorgungsparameter für das Peltierelement 23, also Spannungspolarität und Stromstärke, in einem Bereich von –12 V bis +12 V im Falle der Spannung und in einem Bereich von –6 A bis +6 A im Falle der Stromstärke dynamisch eingestellt. Somit werden die Bodenplatte 6 und die mit dieser verbundenen identischen Kammern 3 in dem erfindungsgemäßen Modul sowie die in den Kammern angeordneten elektrischen Zellen abhängig von dem Spannungswert, mit dem das Peltierelement 23 beaufschlagt wird, gekühlt oder erwärmt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    elektrische Zelle,
    2
    Modul aus elektrischen Zellen,
    3
    identische Kammern,
    4
    Innenwände der Kammern,
    5
    Schicht der wärmeleitenden Paste,
    6
    wärmeleitende Bodenplatte,
    7
    Unterseiten der identischen Kammern,
    8
    Kühlmodul mit einem eingebauten Peltierelement,
    9
    Außenwand der identischen Kammern,
    10
    Oberkante der identischen Kammern,
    11
    obere Abdeckung,
    12
    Fluid-Wärmetauscher,
    13
    Fluid-Kühler des Wärmetauschers,
    14
    Kühlfluid-Sammelbehälter,
    15
    Auslaufhüls des Kühlfluid-Sammelbehälters,
    16
    Einlaufhülse des Kühlfluid-Sammelbehälters,
    17
    Positionierrahmen,
    18
    Befestigungsplatte,
    19
    Schrauben,
    20
    Niete,
    21
    Kleber, Lot,
    22
    Ringdichtung,
    23
    Peltierelement,
    24
    Temperatursensor.
  • 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
    • US 6705418 [0003]
    • WO 2007/068223 A1 [0004]
    • US 4314008 [0005]
    • EP 2010/056479 [0006]

Claims (13)

  1. Thermisch stabilisiertes, elektrische Zellen umfassendes Modul, in dem die elektrischen Zellen (1) in einem Gehäuse (2) angeordnet sind, das aus vielen identischen Kammern (3) gebildet ist, die eine wabenförmige Struktur bilden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht (5) einer wärmeleitenden Paste zwischen den elektrischen Zellen (1) und Innenwänden (4) der identischen Kammern (3) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (2) auf seiner Unterseite durch eine wärmeleitende Bodenplatte (6) verschlossen ist, wobei die wärmeleitende Bodenplatte (6) des Gehäuses (2) in wärmeleitendem Kontakt mit einem Kühlmodul mit einem eingebauten Peltierelement (8) steht, wobei das Peltierelement für den Wärmeübergang von dem Block aus elektrischen Zellen (1) weg oder zu diesem hin sorgt.
  2. Modul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die identischen Kammern (3) und die wärmeleitende Bodenplatte (6) einstückig ausgebildet sind.
  3. Modul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die identischen Kammern (3) und die wärmeleitende Bodenplatte (6) durch Nieten, Kleben, Löten oder Schweißen miteinander verbunden sind.
  4. Modul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht (5) einer wärmeleitenden Paste zwischen Unterseiten (7) der identischen Kammern (3) und der wärmeleitenden Bodenplatte (6) vorhanden ist.
  5. Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die identischen Kammern (3) als elliptische, vieleckige oder runde Trichter ausgebildet sind.
  6. Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) der wärmeleitenden Paste zwischen Außenwänden (9) der identischen Kammern (3) angeordnet ist.
  7. Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Oberkanten (10) der identischen Kammern (3) durch Kleben, Löten oder Schweißen miteinander verbunden sind.
  8. Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Oberkanten (10) der identischen Kammern mithilfe einer oberen Abdeckung (11) verschlossen sind.
  9. Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltierelement mit einem Fluid-Wärmetauscher (12) in wärmeleitendem Kontakt steht.
  10. Modul gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluid-Wärmetauscher (12) einen Fluid-Kühler (13) sowie einen Kühlfluid-Sammelbehälter (14) mit einer Auslaufhülse (15) und einer Einlaufhülse (16) aufweist.
  11. Modul gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Peltierelement (8) zusammen mit dem Fluid-Wärmetauscher (12) in einem Positionierrahmen (17) angeordnet ist und über die Befestigungsplatte (18) mithilfe von Schrauben (19) im Wesentlichen mittig mit der wärmeleitenden Bodenplatte (6) verbunden sind.
  12. Modul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Bodenplatte (6) mit einigen Kühleinheiten in wärmeleitendem Kontakt steht, wobei die Kühleinheiten mit dem Peltierelement (8) in Reihe geschaltet sind.
  13. Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die identischen Kammern (3) und die wärmeleitende Bodenplatte (6) aus Kupfer oder Aluminium hergestellt sind.
DE201221000110 2011-06-27 2012-06-27 Thermisch stabilisiertes, elektrische Zellen umfassendes Modul Expired - Lifetime DE212012000110U1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016030126A1 (de) * 2014-08-29 2016-03-03 Mahle International Gmbh Temperiereinrichtung
DE102019007035A1 (de) * 2019-10-10 2021-04-15 Bundesrepublik Deutschland, vertr. durch das Bundesministerium der Verteidigung, vertr. durch das Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr Markervorrichtung
DE102020124320A1 (de) 2020-09-17 2022-03-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Konduktor-Anordnung und Batteriesystem

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103872271B (zh) * 2014-02-27 2017-02-22 北京波士顿电池技术有限公司 用于电动汽车主动热管理的全铝水冷散热电池箱
DE102014016471B3 (de) * 2014-11-06 2016-04-07 Audi Ag Batteriemodul
RU2649833C2 (ru) * 2016-01-11 2018-04-04 Павел Александрович Комаров Автономное переносное аккумуляторное пусковое устройство
JP6350592B2 (ja) 2016-05-24 2018-07-04 トヨタ自動車株式会社 車載用電池モジュール
JP2023023527A (ja) * 2021-08-05 2023-02-16 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 組電池および電池パック

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4314008A (en) 1980-08-22 1982-02-02 General Electric Company Thermoelectric temperature stabilized battery system
US6705418B2 (en) 2000-10-31 2004-03-16 Volvo Car Corporation Arrangement for providing a compact battery with autonomous cooling
WO2007068223A1 (de) 2005-12-12 2007-06-21 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Batteriehalter
WO2010130747A1 (de) 2009-05-14 2010-11-18 Auto-Kabel Managementgesellschaft Mbh Akkumulator mit gekühlten zellen und verfahren zur herstellung desselben

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007010744B4 (de) * 2007-02-27 2009-01-22 Daimler Ag Batteriezelle einer Batterie, Zellverbund aus Batteriezellen und Verwendung mehrerer Zellen
DE102007050518A1 (de) * 2007-10-19 2009-04-23 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur elektrischen Energiespeicherung
PL211980B1 (pl) * 2008-12-16 2012-07-31 Impact Automotive Technologies Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Moduł baterii elektrycznych stabilizowany termicznie

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4314008A (en) 1980-08-22 1982-02-02 General Electric Company Thermoelectric temperature stabilized battery system
US6705418B2 (en) 2000-10-31 2004-03-16 Volvo Car Corporation Arrangement for providing a compact battery with autonomous cooling
WO2007068223A1 (de) 2005-12-12 2007-06-21 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Batteriehalter
WO2010130747A1 (de) 2009-05-14 2010-11-18 Auto-Kabel Managementgesellschaft Mbh Akkumulator mit gekühlten zellen und verfahren zur herstellung desselben

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016030126A1 (de) * 2014-08-29 2016-03-03 Mahle International Gmbh Temperiereinrichtung
DE102019007035A1 (de) * 2019-10-10 2021-04-15 Bundesrepublik Deutschland, vertr. durch das Bundesministerium der Verteidigung, vertr. durch das Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr Markervorrichtung
DE102019007035B4 (de) 2019-10-10 2023-02-23 Bundesrepublik Deutschland, vertr. durch das Bundesministerium der Verteidigung, vertr. durch das Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr Verwendung einer Markervorrichtung
DE102020124320A1 (de) 2020-09-17 2022-03-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Konduktor-Anordnung und Batteriesystem

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