EP3707760A1 - Modulgehäuse für ein stapelbares batteriemodul, batteriemodul sowie batteriestapel - Google Patents

Modulgehäuse für ein stapelbares batteriemodul, batteriemodul sowie batteriestapel

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EP3707760A1
EP3707760A1 EP18807880.2A EP18807880A EP3707760A1 EP 3707760 A1 EP3707760 A1 EP 3707760A1 EP 18807880 A EP18807880 A EP 18807880A EP 3707760 A1 EP3707760 A1 EP 3707760A1
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EP
European Patent Office
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battery
module housing
module
receptacles
units
Prior art date
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Pending
Application number
EP18807880.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Mayer
Christian Behlen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lion Smart GmbH
Original Assignee
Lion Smart GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lion Smart GmbH filed Critical Lion Smart GmbH
Publication of EP3707760A1 publication Critical patent/EP3707760A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
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    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a module housing for a stackable battery module, wherein a plurality of battery modules are stackable in a stacking direction to a battery stack, comprising a bottom portion and a receiving space for receiving
  • the invention relates to a battery module for a battery stack with a module housing and a battery stack having a plurality of battery modules arranged in stacked battery modules.
  • Electrical energy storage devices are widely used in modern technology, for example in electric vehicles. Possible embodiments of such
  • Energy storage for example, lithium-ion batteries.
  • a plurality of battery cells as battery units in a battery module and there to electrically interconnect to provide a battery level.
  • electrically interconnect to provide a battery level.
  • two or more of these battery modules can be arranged or stacked to form a stack of batteries, in particular, the individual battery units of the battery modules can be connected in series.
  • such battery packs can represent a spatially large component.
  • such battery stacks can also have a weight that is not negligible.
  • Battery module with the features of independent claim 1. Furthermore, the object is achieved by a battery module for a battery stack with the features of
  • a module housing for a stackable battery module wherein a plurality of battery modules are stackable in a stacking direction into a battery stack, comprising a bottom section and a
  • An inventive module housing is provided for providing a housing of a stackable battery module.
  • Stackable according to the invention means in particular, that the individual battery modules whose housing is provided by a module housing according to the invention can be arranged on top of one another and stacked to form a battery stack. This can especially be done in one
  • Stacking direction whereby the battery stack usually has its greatest extent in the stacking direction.
  • a receiving space of the module housing battery units can be arranged.
  • the recording room is especially at one end of a
  • the bottom section may limit the module housing according to the invention or its receiving space, in particular in the stacking direction above or alternatively below.
  • this bottom portion now has internal battery receptacles for receiving battery units, which are arranged in the receiving space of the module housing.
  • the battery inner receptacles are arranged on a bottom side of the bottom section facing the receiving space.
  • the battery internal receptacles are designed such that they a
  • Power transmission in the sense of the invention may mean in particular that a force from the battery unit to the bottom portion and vice versa from the bottom portion of the battery unit, which is arranged in the battery inner receptacle, can take place.
  • the bottom portion on a bottom outside, which is arranged on a side facing away from the receiving space of the bottom portion, battery outer receptacles, which also for
  • battery units which can be arranged in the battery outer receptacles can be arranged, in particular, in a receiving space of a further module housing which is assigned to a battery module which is arranged next in the battery stack.
  • the external battery receptacles are, analogous to the internal battery receptacles, designed for the force-transmitting recording of these battery units of the further battery module.
  • Stabilization elements weight and required space can be saved.
  • a rigidity of the entire electric vehicle can be provided or at least supported by the one, such battery stack.
  • External battery receptacle on the bottom portion and subsequently from the bottom portion on the battery inner receptacle to another battery unit can be provided in this way.
  • the contact surfaces at least partially have side sections for the positive and / or non-positive and / or frictional contact of the respective battery unit, the side sections extending in the direction of the stacking direction.
  • the side sections may be formed in particular flat, so that even better contacting the respective battery unit and thereby still more effective power transmitting recording of the battery units in the respective
  • Battery internal receptacle or battery outer receptacle can be ensured.
  • a module housing according to the invention can also be further developed such that the side sections extend across an entire or at least substantially entire circumference of the respective battery unit transversely to the stacking direction.
  • Extensive in the sense of the invention may mean, in particular, that the side sections, for example in the case of at least substantially cylindrically shaped battery units, likewise conform to an outer side of the respective battery unit in the form of a cylinder jacket. In this way, transverse to the stacking direction, in particular perpendicular to the stacking direction, in each direction contacting the
  • the respective battery unit in the battery inner receptacle or the battery outer receptacle can be provided in this way.
  • a module housing according to the invention can be designed to have the battery inner receptacles and / or the battery outer receptacles adhesive surfaces for an adhesive bond for cohesively securing the battery units.
  • a module housing according to the invention may be characterized in that the battery inner receptacles and the battery outer receptacles are arranged in pairs in alignment or at least substantially flush with one another. In this way it can be provided that also in the battery inside shots and the
  • Batteriea City arranged battery units are arranged in pairs aligned or at least substantially aligned. An even better power transmission between the battery units over the respective bottom portion of a
  • module housing according to the invention can be made possible in this way. Also, a module housing according to the invention can be further developed so that the pairs each having a battery inner receptacle and a battery outer receptacle each have a common contact opening for electrically contacting the battery units. In this way it can be provided, in particular, that an electrical contacting of the individual battery units of the pairs of battery units can be carried out particularly easily.
  • Battery modules can be performed even easier in this way.
  • a module housing according to the invention can be designed so that a wall section is arranged on the bottom section, in particular is arranged circumferentially, wherein furthermore at an end remote from the bottom section of the wall section, an arrangement region for arranging a Jacobanssens Schemes another
  • Module housing is arranged.
  • the receiving space can be limited together with the bottom portion.
  • this wall section can also contribute to a power transmission from a battery module having a module housing according to the invention to a further battery module having a further module housing according to the invention.
  • the wall section may be less stable and thus lighter in weight compared with the prior art, in which the wall section often has to provide the entire power transmission, since it does not have to transmit all the force.
  • the arrangement region has an adhesive section for bonding to a counter-adhesive section on the counter-arrangement region of a further module housing.
  • the object is achieved by a battery module for a battery stack with a module housing.
  • An inventive battery module is characterized in that the module housing is formed according to the first aspect of the invention. All the advantages described in detail with respect to a module housing according to The first aspect of the invention can thus also be provided by a battery module according to the invention which has such a battery module
  • the object is achieved by a
  • Battery pack with a variety of stacked battery modules arranged
  • An inventive battery stack is characterized in that the battery modules are formed according to the second aspect of the invention.
  • Battery modules according to the second aspect of the invention have in particular
  • Module housing according to the first aspect of the invention An inventive battery stack according to the third aspect of the invention thus has all the advantages that have already been described in detail with respect to a battery module according to the second aspect of the invention or with respect to a module housing according to the first aspect of the invention.
  • Fig. 1 shows an inventive module housing in a view opposite to a
  • Fig. 2 shows an inventive module housing in a view along a
  • FIG. 3 shows a detail of a battery stack according to the invention.
  • an inventive module housing 10 is shown in two different views; 2 in a plan view in the stacking direction S.
  • FIGS. 1 and 2 will be described together, with particular reference to the details of the two figures.
  • FIGs. 1 and 2 an inventive module housing 10 is shown.
  • a module housing 10 has in particular a bottom portion 20, which together with a
  • Wall section 30 a receiving space 1 1 limited.
  • the bottom section 20 is arranged in the stacking direction S at the bottom of the module housing 10.
  • the bottom section 20 can also be an upper end of a module housing 10 according to the invention or the latter
  • Counter-arrangement portion 12 may be arranged a Gegenklebeabites 13, whereby the stacking of the battery modules 1 can be made more simplified and in particular stabilized.
  • the battery inner receptacles 22 and the battery outer receptacles 24 are each designed for receiving a battery unit 2 in a force-transmitting manner.
  • the battery inner receptacles 22 take it
  • Battery units 2 which are arranged in the receiving space 1 1 of the respective module housing 10.
  • the battery outer receptacles 24 are analogous to the recording of Battery units 2 are formed, which are arranged in a further next module housing 10 of a battery module 1 in the battery stack 100. By contacting openings 25 can be provided that the individual battery units 2 can be electrically connected to each other.
  • Contact surfaces 40 as side portions 41, preferably along an entire or at least substantially entire circumference of the respective battery unit 2 transverse to the stack direction extending side portions 41 include.
  • the respective battery unit 2 can be provided in this way. Furthermore, the battery inner receptacles 22 and the
  • Batterieau solid 24 adhesive surfaces 42 have, by gluing and thus a material connection of the respective battery units 2 in the
  • Battery inner receptacle 22 and the battery outer receptacle 24 can be performed. An even better power transmitting receiving the battery units 2 both in the battery inner receptacles 22 and in the Batterieau touch assistancen 24 can be provided in this way. Furthermore, it is visible that the individual battery inner receptacles 22 and the battery exceptions 24 are arranged in pairs in alignment with each other. A likewise paired alignment of the battery units 2, which are arranged in such a pair of battery inner receptacles 22 and battery outer receptacles 24 can be provided in this way.
  • the force-transmitting receiving the battery units 2 of the battery module 1 through the battery inner receptacles 22 and the battery outer receptacles 24 in a bottom portion 20 of a module housing 10 of the battery module 1 that the battery units 2 can be included in a power transmission.
  • a rigidity of the entire battery stack 100 can thus be provided not only by the wall sections 30 or external elements, but already at least partially provided by the battery units 2 and / or at least supported become.
  • An entire battery stack 100 can thus be made more stable and yet lighter in weight.
  • FIG. 3 shows a detailed view of a battery stack 100 according to the invention, in particular a connecting region of two battery modules 1 or derer module housing 10, which are arranged one above the other in the stacking direction S.
  • a wall section 30 of the lower module housing 10 and in particular a bottom section 20 as well as a part of the wall section 30 of an upper module housing 10 are shown.
  • the two module housings 10 are connected to one another via an arrangement region 31 and a counter-arrangement region 12, wherein in particular an adhesive section 32 and a counter-adhesive section 13 are also provided for a cohesive connection of the two module housings 10.
  • the contact surfaces 40, in particular the side portions 41 of the contact surfaces 40, are designed for the positive and / or frictional and / or non-positive fastening of the respective battery unit 2 in the battery inner receptacle 22 and the battery outer receptacle 24. In this way, a force-transmitting receiving the battery units 2 in the
  • Battery inner receptacle 22 and the battery outer receptacle 24 are provided.
  • Adhesive surfaces 42 also allow a life of their own, and thus in particular a material connection, the battery units 2 in the battery inner receptacle 22 and the battery outer receptacle 24. Overall, it is also visible that the battery inner receptacle 22 on a bottom inside 21 and the battery outer receptacle 24 on a
  • Bottom outside 23 is arranged.
  • the bottom inner side 21 is the receiving space 1 1 of the upper module housing 10, the bottom outside 23 facing the receiving space 1 1 of the lower module housing 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Modulgehäuse (10) für ein stapelbares Batteriemodul (1), wobei mehrere Batteriemodule (1) in einer Stapelrichtung (S) zu einem Batteriestapel (100) stapelbar sind, aufweisend einen Bodenabschnitt (20) und einen Aufnahmeraum (11) zum krafübertragenden Aufnehmen von Batterieeinheiten (2) des Batteriemoduls (1). Der Aufnahmeraum weist Kontaktflächen zum formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder reibschlüssigen Befestigen der jeweiligen Batterieeinheit auf. Ferner betrifft die Erfindung ein Batteriemodul (1) für einen Batteriestapel (100) mit einem Modulgehäuse (10). Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Batteriestapel (100) mit einer Vielzahl von in gestapelten Batteriemodulen (1) angeordneten Batterieeinheiten (2).

Description

Modulgehäuse für ein stapelbares Batteriemodul, Batteriemodul sowie
Batteriestapel
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modulgehäuse für ein stapelbares Batteriemodul, wobei mehrere Batteriemodule in einer Stapelrichtung zu einem Batteriestapel stapelbar sind, aufweisend einen Bodenabschnitt und einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen von
Batterieeinheiten des Batteriemoduls. Ferner betrifft die Erfindung ein Batteriemodul für einen Batteriestapel mit einem Modulgehäuse sowie einen Batteriestapel mit einer Vielzahl in gestapelten Batteriemodulen angeordneten Batterieeinheiten.
Elektrische Energiespeicher werden in der modernen Technik weitläufig eingesetzt, beispielsweise in Elektrofahrzeugen. Mögliche Ausgestaltungsformen derartiger
Energiespeicher sind beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien. Um eine Leistungsfähigkeit derartiger Batterien zu steigern, ist es bekannt, mehrere Batteriezellen als Batterieeinheiten in einem Batteriemodul anzuordnen und dort zur Bereitstellung einer Batterieebene elektrisch parallel zu verschalten. Um eine weitere Steigerung der elektrischen
Leistungsfähigkeit derartiger Batterien zu erzielen, können zwei oder mehrere dieser Batteriemodule zu einem Batteriestapel aufeinander angeordnet bzw. gestapelt werden, wobei insbesondere die einzelnen Batterieeinheiten der Batteriemodule seriell verschaltet werden können.
Insbesondere in Elektrofahrzeugen können derartige Batteriestapel ein räumlich großes Bauelement darstellen. Gleichzeitig können derartige Batteriestapel auch ein nicht zu vernachlässigendes Eigengewicht aufweisen. Die Bereitstellung einer Stabilität des
Batteriestapels und darüber hinaus des gesamten Elektrofahrzeugs kann somit eine konstruktive Herausforderung sein. Gemäß dem Stand der Technik ist insbesondere bekannt, durch externe Bauelemente, beispielsweise Halteanordnungen für den
Batteriestapel, Verstrebungen und/oder Versteifungen, eine Stabilität des Batteriestapels selbst bzw. auch eine Stabilität des Batteriestapels in Elektrofahrzeugen zu jeder Zeit und insbesondere in jeder Situation sicherzustellen. Derartige zusätzliche Elemente bedingen jedoch zumeist ein zusätzliches Gewicht und einen zusätzlichen Bauraumbedarf. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise ein Modulgehäuse für ein stapelbares Batteriemodul, ein Batteriemodul sowie einen Batteriestapel bereitzustellen, durch die eine Stabilität des gesamten Batteriestapels und bevorzugt darüber hinaus sogar eine Stabilität des gesamten Elektrofahrzeugs, in dem der Batteriestapel verbaut ist, bereitzustellen oder zumindest zu verbessern.
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Modulgehäuse für ein stapelbares
Batteriemodul mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 . Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Batteriemodul für einen Batteriestapel mit den Merkmalen des
nebengeordneten Anspruchs 10 sowie durch einen Batteriestapel mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 1 1 . Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Modulgehäuse
beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriemodul sowie dem erfindungsgemäßen Batteriestapel und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarungen zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Modulgehäuse für ein stapelbares Batteriemodul, wobei mehrere Batteriemodule in einer Stapelrichtung zu einem Batteriestapel stapelbar sind, aufweisend einen Bodenabschnitt und einen
Aufnahmeraum zum Aufnehmen von Batterieeinheiten des Batteriemoduls. Ein
erfindungsgemäßes Modulgehäuse ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenabschnitt auf einer dem Aufnahmeraum zugewandten Bodeninnenseite Batterieinnenaufnahmen zum kraftübertragenden Aufnehmen der Batterieeinheiten des Batteriemoduls und auf einer dem Aufnahmeraum abgewandten Bodenaußenseite Batterieaußenaufnahmen zum
kraftübertragenden Aufnehmen von Batterieeinheiten eines weiteren Batteriemoduls aufweisen.
Ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse ist für ein Bereitstellen eines Gehäuses eines stapelbaren Batteriemoduls vorgesehen. Stapelbar im Sinne der Erfindung bedeutet insbesondere, dass die einzelnen Batteriemodule, deren Gehäuse durch ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse bereitgestellt wird, aufeinander angeordnet und zu einem Batteriestapel gestapelt werden können. Dies kann insbesondere in einer
Stapelrichtung erfolgen, wodurch der Batteriestapel zumeist in Stapelrichtung seine größte Ausdehnung aufweist. In einem Aufnahmeraum des Modulgehäuses sind Batterieeinheiten anordenbar. Der Aufnahmeraum wird insbesondere an einem Ende von einem
Bodenabschnitt begrenzt. Der Bodenabschnitt kann insbesondere in der Stapelrichtung oben oder alternativ unten das erfindungsgemäße Modulgehäuse beziehungsweise dessen Aufnahmeraum begrenzen.
Erfindungswesentlich weist dieser Bodenabschnitt nun Batterieinnenaufnahmen zum Aufnehmen von Batterieeinheiten auf, die im Aufnahmeraum des Modulgehäuses angeordnet sind. Um dies sicherzustellen, sind die Batterieinnenaufnahmen auf einer dem Aufnahmeraum zugewandten Bodeninnenseite des Bodenabschnitts angeordnet.
Insbesondere sind die Batterieinnenaufnahmen derart ausgebildet, dass sie ein
kraftübertragendes Aufnehmen der Batterieeinheiten bereitstellen können. Kraftübertragend im Sinne der Erfindung kann insbesondere bedeuten, dass eine Kraft von der Batterieeinheit auf den Bodenabschnitt und umgekehrt vom Bodenabschnitt auf die Batterieeinheit, die in der Batterieinnenaufnahme angeordnet ist, erfolgen kann. Ferner weist der Bodenabschnitt auf einer Bodenaußenseite, die auf einer dem Aufnahmeraum abgewandten Seite des Bodenabschnitts angeordnet ist, Batterieaußenaufnahmen auf, die ebenfalls zum
Aufnehmen von Batterieeinheiten ausgebildet sind. Diese in den Batterieaußenaufnahmen anordenbaren Batterieeinheiten können insbesondere in einem Aufnahmeraum eines weiteren Modulgehäuses angeordnet sein, das einem Batteriemodul zugeordnet ist, welches im Batteriestapel als Nächstes angeordnet ist. Die Batterieaußenaufnahmen sind, analog zu den Batterieinnenaufnahmen, zum kraftübertragenden Aufnehmen dieser Batterieeinheiten des weiteren Batteriemoduls ausgebildet. Mit anderen Worten kann auch durch die
Batterieaußenaufnahmen eine Kraft von der jeweiligen Batterieeinheit auf den
Bodenabschnitt sowie vom Bodenabschnitt auf die Batterieeinheit übertragen werden. Mit anderen Worten kann durch den Bodenabschnitt, insbesondere durch die
Batterieinnenaufnahmen sowie die Batterieaußenaufnahmen des Bodenabschnitts, ein durchgängiger Kraftpfad von einer Batterieeinheit eines ersten Batteriemoduls über den Bodenabschnitt des Modulgehäuses des weiteren Batteriemoduls auf die Batterieeinheiten dieses Batteriemoduls bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß bereitgestellt werden, dass nicht nur ein Gehäuse oder externe Elemente eine
Kraftübertragung bezüglich des Batteriestapels bereitstellen können, sondern dass die Batterieeinheiten des Batteriestapels selbst für eine derartige Kraftübertragung verwendbar sind. Mit anderen Worten kann eine Eigensteifigkeit des Batteriestapels durch
Miteinbeziehung der Batterieeinheiten in die Kraftübertragung einfacher und besser bereitgestellt werden, wobei insbesondere durch die Einsparung von externen
Stabilisationselementen Gewicht und benötigter Bauraum eingespart werden kann.
Besonders bevorzugt kann sogar vorgesehen sein, dass bei einer Verwendung eines Batteriestapels mit derartigen erfindungsgemäßen Modulgehäusen in einem Elektrofahrzeug eine Steifigkeit des gesamten Elektrofahrzeugs durch den einen, derartigen Batteriestapel bereitgestellt oder zumindest unterstützt werden kann.
Ferner kann beim erfindungsgemäßen Modulgehäuse vorgesehen sein, dass die
Batterieinnenaufnahmen und/oder die Batterieaußenaufnahmen Kontaktflächen zum formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder reibschlüssigen Befestigen der jeweiligen Batterieeinheit aufweisen. Durch derartige Kontaktflächen kann insbesondere das kraftübertragende Aufnehmen der Batterieeinheiten in der jeweiligen Batterieinnenaufnahme bzw. Batterieaußenaufnahme besonders einfach und sicher bereitgestellt werden. Eine besonders gute und flexible Kraftübertragung von einer Batterieeinheit über die
Batterieaußenaufnahme auf den Bodenabschnitt und darauffolgend vom Bodenabschnitt über die Batterieinnenaufnahme auf eine weitere Batterieeinheit kann auf diese Weise bereitgestellt werden.
Gemäß einer Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Modulgehäuses kann ferner vorgesehen sein, dass die Kontaktflächen zumindest teilweise Seitenabschnitte zum formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder reibschlüssigen Kontaktieren der jeweiligen Batterieeinheit aufweisen, wobei sich die Seitenabschnitte in Richtung der Stapelrichtung erstrecken. Auf diese Weise kann eine weitere Steigerung der Stabilität des gesamten Batteriestapels mit Batteriemodul mit erfindungsgemäßen Modulgehäusen bereitgestellt werden. Die Seitenabschnitte können insbesondere flächig ausgebildet sein, damit ein noch besseres Kontaktieren der jeweiligen Batterieeinheit und dadurch ein noch effektiveres kraftübertragendes Aufnehmen der Batterieeinheiten in der jeweiligen
Batterieinnenaufnahme bzw. Batterieaußenaufnahme sichergestellt werden kann.
Besonders bevorzugt kann ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse ferner dahin gehend weiterentwickelt sein, dass sich die Seitenabschnitte entlang eines gesamten oder zumindest im Wesentlichen gesamten Umfangs der jeweiligen Batterieeinheit quer zur Stapelrichtung erstrecken. Umfänglich im Sinne der Erfindung kann insbesondere bedeuten, dass sich die Seitenabschnitte beispielsweise bei zumindest im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildeten Batterieeinheiten ebenfalls zylindermantelförmig an eine Außenseite der jeweiligen Batterieeinheit anschmiegen. Auf diese Weise kann quer zur Stapelrichtung, insbesondere senkrecht zur Stapelrichtung, in jede Richtung ein Kontaktieren der
Batterieeinheit durch den jeweiligen Seitenabschnitt sichergestellt werden. Eine
Verkippsicherung der jeweiligen Batterieeinheit in der Batterieinnenaufnahme bzw. der Batterieaußenaufnahme kann auf diese Weise bereitgestellt werden.
Auch kann ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse dahin gehend ausgebildet sein, die Batterieinnenaufnahmen und/oder die Batterieaußenaufnahmen Klebeflächen für eine Klebeverbindung zum stoffschlüssigen Befestigen der Batterieeinheiten aufweisen. Durch ein Verkleben der jeweiligen Batterieeinheit in einer Batterieinnenaufnahme bzw. einer Batterieaußenaufnahme kann eine Fixierung der Batterieeinheit an dieser Position noch weiter gesteigert werden. Eine noch bessere Krafteinleitung bzw. -Übertragung zwischen der Batterieeinheit und dem Bodenabschnitt und damit dem gesamten Modulgehäuse kann auf diese Weise noch einmal gesteigert werden.
Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse dadurch gekennzeichnet sein, dass die Batterieinnenaufnahmen und die Batterieaußenaufnahmen paarweise fluchtend oder zumindest im Wesentlichen fluchtend zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann bereitgestellt werden, dass auch die in den Batterieinnenaufnahmen und den
Batterieaußenaufnahmen angeordneten Batterieeinheiten paarweise fluchtend oder zumindest im Wesentlichen fluchtend angeordnet sind. Eine noch bessere Kraftübertragung zwischen den Batterieeinheiten über den jeweiligen Bodenabschnitt eines
erfindungsgemäßen Modulgehäuses kann auf diese Weise ermöglicht werden. Auch kann ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse dahin gehend weiterentwickelt sein, dass die Paare aus je einer Batterieinnenaufnahme und einer Batterieaußenaufnahme jeweils eine gemeinsame Kontaktieröffnung zum elektrischen Kontaktieren der Batterieeinheiten aufweisen. Auf diese Weise kann insbesondere bereitgestellt werden, dass eine elektrische Kontaktierung der einzelnen Batterieeinheiten der Paare an Batterieeinheiten besonders einfach vorgenommen werden kann. Ein elektrisches Seriellschalten einzelner
Batteriemodule kann auf diese Weise noch einfacher durchgeführt werden.
Auch kann ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse dahin gehend ausgebildet sein, dass am Bodenabschnitt ein Wandabschnitt angeordnet ist, insbesondere umlaufend angeordnet ist, wobei ferner an einem vom Bodenabschnitt abgewandten Ende des Wandabschnitts ein Anordnungsbereich zum Anordnen eines Gegenanordnungsbereichs eines weiteren
Modulgehäuses angeordnet ist. Durch einen derartigen Wandabschnitt kann insbesondere der Aufnahmeraum zusammen mit dem Bodenabschnitt begrenzt werden. Auch dieser Wandabschnitt kann insbesondere zu einer Kraftübertragung von einem Batteriemodul mit einem erfindungsgemäßen Modulgehäuse auf ein weiteres Batteriemodul mit einem weiteren erfindungsgemäßen Modulgehäuse beitragen. Im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem oftmals der Wandabschnitt die gesamte Kraftübertragung bereitstellen muss, kann in einem erfindungsgemäßen Modulgehäuse jedoch der Wandabschnitt weniger stabil und dadurch mit einem geringeren Gewicht ausgebildet sein, da er nicht die gesamte Kraft übertragen muss.
Gemäß einer Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Modulgehäuses kann ferner vorgesehen sein, dass der Anordnungsbereich einen Klebeabschnitt zum Verkleben mit einem Gegenklebeabschnitt am Gegenanordnungsbereich eines weiteren Modulgehäuses aufweist. Durch eine derartige Verklebung der einzelnen Modulgehäuse untereinander kann eine weitere Steigerung einer Kraftübertragung im gesamten Batteriestapel ermöglicht werden. Eine noch stabilere Ausgestaltung eines Batteriestapels mit Batteriemodulen, die erfindungsgemäße Modulgehäuse aufweisen, kann auf diese Weise ermöglicht werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Batteriemodul für einen Batteriestapel mit einem Modulgehäuse. Ein erfindungsgemäßes Batteriemodul ist dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Sämtliche Vorteile, die ausführlich in Bezug auf ein Modulgehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, können somit auch durch ein erfindungsgemäßes Batteriemodul bereitgestellt werden, das ein derartiges
erfindungsgemäßes Modulgehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen
Batteriestapel mit einer Vielzahl von in gestapelten Batteriemodulen angeordneten
Batterieeinheiten. Ein erfindungsgemäßer Batteriestapel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodule gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet sind.
Batteriemodule gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weisen insbesondere
Modulgehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Ein erfindungsgemäßer Batteriestapel gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung weist somit sämtliche Vorteile auf, die bereits ausführlich in Bezug auf ein Batteriemodul gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bzw. in Bezug auf ein Modulgehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Die Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse in einer Ansicht entgegen einer
Stapelrichtung,
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse in einer Ansicht entlang einer
Stapelrichtung, und
Fig. 3 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Batteriestapels. In den Fig. 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse 10 in zwei verschiedenen Ansichten gezeigt; in Fig. 1 in einer Aufsicht entgegen einer Stapelrichtung S, in Fig. 2 in einer Aufsicht in Stapelrichtung S. Im Folgenden werden daher beide Fig. 1 und 2 gemeinsam beschrieben, wobei jeweils auf die Einzelheiten der beiden Figuren gesondert eingegangen wird.
In den Fig. 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse 10 gezeigt. Ein Modulgehäuse 10 weist insbesondere einen Bodenabschnitt 20 auf, der zusammen mit einem
Wandabschnitt 30 einen Aufnahmeraum 1 1 begrenzt. In der gezeigten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Modulgehäuses 10 ist der Bodenabschnitt 20 in Stapelrichtung S unten am Modulgehäuse 10 angeordnet. In alternativen Ausgestaltungsformen eines erfindungsgemäßen Modulgehäuses 10 kann der Bodenabschnitt 20 auch einen oberen Abschluss eines erfindungsgemäßen Modulgehäuses 10 beziehungsweise dessen
Aufnahmeraums 1 1 bilden. Im Aufnahmeraum 1 1 können Batterieeinheiten 2 eines
Batteriemoduls 1 (jeweils nicht mit abgebildet) angeordnet werden. Zur Bildung eines Batteriestapels 100 (nicht mit abgebildet) können Batteriemodule 1 , die jeweils ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse 10 aufweisen, aufeinander aufgestapelt werden. Für diesen Zweck weisen die Modulgehäuse 10 an ihren Wandabschnitten 30 jeweils einen Anordnungsbereich 31 auf, der zusammen mit einem Gegenanordnungsbereich 12 eines weiteren Modulgehäuses 10 die Stapelbarkeit der Batteriemodule 1 bereit- bzw. sicherstellen kann. Ferner können am Anordnungsbereich 31 ein Klebeabschnitt 32 sowie am
Gegenanordnungsbereich 12 ein Gegenklebeabschnitt 13 angeordnet sein, wodurch das Stapeln der Batteriemodule 1 weiter vereinfacht und insbesondere stabilisiert vorgenommen werden kann.
Erfindungswesentlich weist der Bodenabschnitt 20 eines erfindungsgemäßen
Modulgehäuses auf einer Bodeninnenseite 21 Batterieinnenaufnahmen 22 sowie auf einer Bodenaußenseite 23 Batterieaußenaufnahmen 24 auf. Die Batterieinnenaufnahmen 22 sowie die Batterieaußenaufnahmen 24 sind jeweils zum kraftübertragenden Aufnehmen einer Batterieeinheit 2 ausgebildet. Die Batterieinnenaufnahmen 22 nehmen dabei
Batterieeinheiten 2 auf, die im Aufnahmeraum 1 1 des jeweiligen Modulgehäuses 10 angeordnet sind. Die Batterieaußenaufnahmen 24 sind analog dazu zum Aufnehmen von Batterieeinheiten 2 ausgebildet, die in einem weiteren nächsten Modulgehäuse 10 eines Batteriemoduls 1 im Batteriestapel 100 angeordnet sind. Durch Kontaktieröffnungen 25 kann bereitgestellt werden, dass die einzelnen Batterieeinheiten 2 elektrisch leitend miteinander verbunden werden können. Sowohl die Batterieinnenaufnahmen 22 als auch die
Batterieaußenaufnahmen 24 weisen jeweils Kontaktflächen 40 auf, durch die ein
formschlüssiges und/oder kraftschlüssiges und/oder reibschlüssiges Befestigen der jeweiligen Batterieeinheit 2 bereitgestellt werden kann. Insbesondere können diese
Kontaktflächen 40 als Seitenabschnitte 41 , bevorzugt sich entlang eines gesamten oder zumindest im Wesentlichen gesamten Umfangs der jeweiligen Batterieeinheit 2 quer zur Stapelrichtung erstreckende Seitenabschnitte 41 umfassen. Ein besonders gutes
kraftübertragendes Aufnehmen der Batterieeinheiten in der jeweiligen
Batterieinnenaufnahme 22 bzw. Batterieaußenaufnahme 24 und insbesondere ein
Bereitstellen einer Verkippsicherung der jeweiligen Batterieeinheit 2 kann auf diese Weise bereitgestellt werden. Ferner können die Batterieinnenaufnahmen 22 sowie die
Batterieaußenaufnahmen 24 Klebeflächen 42 aufweisen, durch die ein Verkleben und damit ein stoffschlüssiges Verbinden der jeweiligen Batterieeinheiten 2 in der
Batterieinnenaufnahme 22 bzw. der Batterieaußenaufnahme 24 durchgeführt werden kann. Ein noch besseres kraftübertragendes Aufnehmen der Batterieeinheiten 2 sowohl in die Batterieinnenaufnahmen 22 als auch in die Batterieaußenaufnahmen 24 kann auf diese Weise bereitgestellt werden. Ferner ist sichtbar, dass die einzelnen Batterieinnenaufnahmen 22 und die Batterieausnahmen 24 paarweise fluchtend zueinander angeordnet sind. Ein ebenfalls paarweise fluchtendes Anordnen der Batterieeinheiten 2, die in einem derartigen Paar an Batterieinnenaufnahmen 22 und Batterieaußenaufnahmen 24 angeordnet sind, kann auf diese Weise bereitgestellt werden.
Insgesamt kann durch das kraftübertragende Aufnehmen der Batterieeinheiten 2 des Batteriemoduls 1 durch die Batterieinnenaufnahmen 22 und die Batterieaußenaufnahmen 24 in einem Bodenabschnitt 20 eines Modulgehäuses 10 des Batteriemoduls 1 bereitgestellt werden, dass die Batterieeinheiten 2 bei einer Kraftübertragung mit einbezogen werden können. Eine Steifigkeit des gesamten Batteriestapels 100 kann somit nicht nur durch die Wandabschnitte 30 oder externe Elemente bereitgestellt werden, sondern bereits durch die Batterieeinheiten 2 zumindest teilweise selbst bereitgestellt und/oder zumindest unterstützt werden. Ein gesamter Batteriestapel 100 kann auf diese Weise stabiler und dennoch mit einem geringeren Gewicht ausgebildet sein.
Fig. 3 zeigt nun eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Batteriestapels 100, insbesondere einen Verbindungsbereich zweier Batteriemodule 1 bzw. derer Modulgehäuse 10, die im Stapelrichtung S aufeinander angeordnet sind. Es sind hierbei ein Wandabschnitt 30 des unteren Modulgehäuses 10 sowie insbesondere ein Bodenabschnitt 20 sowie ein Teil des Wandabschnitts 30 eines oberen Modulgehäuses 10 gezeigt. Die beiden Modulgehäuse 10 sind über einen Anordnungsbereich 31 und einen Gegenanordnungsbereich 12 miteinander verbunden, wobei insbesondere hier auch ein Klebeabschnitt 32 und ein Gegenklebeabschnitt 13 für eine stoffschlüssige Verbindung der beiden Modulgehäuse 10 vorgesehen sind. Ferner ist ein Paar an einer Batterieinnenaufnahme 22 und einer
Batterieaußenaufnahme 24 gezeigt, in denen jeweils eine Batterieeinheit 2 angeordnet ist. Deutlich sichtbar ist, dass durch die Kontaktieröffnung 25 ein elektrisches Kontaktieren der beiden Batterieeinheiten 2 untereinander durchführbar ist. Die Kontaktflächen 40, insbesondere die Seitenabschnitte 41 der Kontaktflächen 40, sind zum formschlüssigen und/oder reibschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Befestigen der jeweiligen Batterieeinheit 2 in der Batterieinnenaufnahme 22 und der Batterieaußenaufnahme 24 ausgebildet. Auf diese Weise kann ein kraftübertragendes Aufnehmen der Batterieeinheiten 2 in der
Batterieinnenaufnahme 22 und der Batterieaußenaufnahme 24 bereitgestellt werden.
Klebeflächen 42 ermöglichen ferner ein Eigenleben, und dadurch insbesondere ein stoffschlüssiges Verbinden, der Batterieeinheiten 2 in der Batterieinnenaufnahme 22 und der Batterieaußenaufnahme 24. Insgesamt ist auch sichtbar, dass die Batterieinnenaufnahme 22 an einer Bodeninnenseite 21 sowie die Batterieaußenaufnahme 24 auf einer
Bodenaußenseite 23 angeordnet ist. Die Bodeninnenseite 21 ist dem Aufnahmeraum 1 1 des oberen Modulgehäuses 10, die Bodenaußenseite 23 dem Aufnahmeraum 1 1 des unteren Modulgehäuses 10 zugewandt. Bezugszeichen
1 Batteriemodul
2 Batterieeinheit
10 Modulgehäuse
1 1 Aufnahmeraum
12 Gegenanordnungsbereich
13 Gegenklebeabschnitt
20 Bodenabschnitt
21 Bodeninnenseite
22 Batterieinnenaufnahme
23 Bodenaußenseite
24 Batterieaußenaufnahme
25 Kontaktieröffnung
30 Wandabschnitt
31 Anordnungsbereich
32 Klebeabschnitt
40 Kontaktfläche
41 Steitenabschnitt
42 Klebefläche
100 Batteriestapel
S Stapelrichtung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Modulgehäuse (10) für ein stapelbares Batteriemodul (1 ), wobei mehrere
Batteriemodule (1 ) in einer Stapelrichtung (S) zu einem Batteriestapel (100) stapelbar sind, aufweisend einen Bodenabschnitt (20) und einen Aufnahmeraum (1 1 ) zum Aufnehmen von Batterieeinheiten (2) des Batteriemoduls (1 ), dadurch
gekennzeichnet, dass der Bodenabschnitt (20) auf einer dem Aufnahmeraum (1 1 ) zugewandten Bodeninnenseite (21 ) Batterieinnenaufnahmen (22) zum
kraftübertragenden Aufnehmen der Batterieeinheiten (2) des Batteriemoduls (1 ) und auf einer dem Aufnahmeraum (1 1 ) abgewandten Bodenaußenseite (23)
Batterieaußenaufnahmen (24) zum kraftübertragenden Aufnehmen von
Batterieeinheiten (2) eines weiteren Batteriemoduls (1 ) aufweist.
Modulgehäuse (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Batterieinnenaufnahmen (22) und/oder die Batterieaußenaufnahmen (24)
Kontaktflächen (40) zum formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder reibschlüssigen Befestigen der jeweiligen Batterieeinheit (2) aufweisen.
Modulgehäuse (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kontaktflächen (40) zumindest teilweise Steitenabschnitte (41 ) zum formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder reibschlüssigen Kontaktieren der jeweiligen Batterieeinheit (2) aufweisen, wobei sich die Seitenabschnitte in Richtung der Stapelrichtung (S) erstrecken.
Modulgehäuse (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Seitenabschnitte (41 ) entlang eines gesamten oder zumindest im Wesentlichen gesamten Umfangs der jeweiligen Batterieeinheit (2) quer zur Stapelrichtung (S) erstrecken.
Modulgehäuse (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieinnenaufnahmen (22) und/oder die
Batterieaußenaufnahmen (24) Klebeflächen (42) für eine Klebeverbindung zum stoffschlüssigen Befestigen der Batterieeinheiten (2) aufweisen.
6. Modulgehäuse (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieinnenaufnahmen (22) und die
Batterieaußenaufnahmen (24) paarweise fluchtend oder zumindest im Wesentlichen fluchtend zueinander angeordnet sind.
7. Modulgehäuse (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Paare aus je einer Batterieinnenaufnahme (22) und einer Batterieaußenaufnahme (24) jeweils eine gemeinsame Kontaktieröffnung (25) zum elektrischen Kontaktieren der Batterieeinheiten (2) aufweisen.
8. Modulgehäuse (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass am Bodenabschnitt (20) ein Wandabschnitt (30) angeordnet ist, insbesondere umlaufend angeordnet ist, wobei ferner an einem vom
Bodenabschnitt (20) abgewandten Ende des Wandabschnitts (30) ein
Anordnungsbereich (31 ) zum Anordnen eines Gegenanordnungsbereichs (12) eines weiteren Modulgehäuses (10) angeordnet ist.
9. Modulgehäuse (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
Anordnungsbereich (31 ) einen Klebeabschnitt (32) zum Verkleben mit einem Gegenklebeabschnitt (13) am Gegenanordnungsbereich (12) eines weiteren Modulgehäuses (10) aufweist.
10. Batteriemodul (1 ) für einen Batteriestapel (100) mit einem Modulgehäuse (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüchen ausgebildet ist.
1 1 . Batteriestapel (100) mit einer Vielzahl von in gestapelten Batteriemodulen (1 )
angeordneten Batterieeinheiten (2), dadurch gekennzeichnet, dass die
Batteriemodule (1 ) gemäß Anspruch 10 ausgebildet sind.
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