EP3959771A1 - Batteriegehäuseanordnung mit wärmeübertragungseinrichtung und traktionsbatterie mit batteriegehäuseanordnung - Google Patents

Batteriegehäuseanordnung mit wärmeübertragungseinrichtung und traktionsbatterie mit batteriegehäuseanordnung

Info

Publication number
EP3959771A1
EP3959771A1 EP20710485.2A EP20710485A EP3959771A1 EP 3959771 A1 EP3959771 A1 EP 3959771A1 EP 20710485 A EP20710485 A EP 20710485A EP 3959771 A1 EP3959771 A1 EP 3959771A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
battery
fluid
battery housing
fluid channel
heat transfer
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP20710485.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Felix Haas
Moritz LIPPERHEIDE
Georg Enkirch
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.)
Kautex Textron GmbH and Co KG
Original Assignee
Kautex Textron GmbH and Co KG
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 Kautex Textron GmbH and Co KG filed Critical Kautex Textron GmbH and Co KG
Publication of EP3959771A1 publication Critical patent/EP3959771A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery housing arrangement, in particular as a battery housing arrangement for a fluid-temperature-controlled traction battery of a vehicle, with a battery housing which encloses an interior space for accommodating a plurality of battery cells; and a heat transfer device having an inlet, an outlet and at least one fluid channel arranged therebetween, the heat transfer device being able to flow through from the inlet via the at least one fluid channel to the outlet of the fluid; wherein the at least one fluid channel is arranged in the interior and on its contact side at least one contact element can be pressed against the battery cells for heat transfer.
  • the present invention also relates to a fluid-tempered traction battery with the above battery housing arrangement; a plurality of battery cells received in the battery case of the battery case assembly; and at least one contact element for heat transfer between the at least one fluid channel and the plurality of battery cells.
  • battery housing arrangements for traction batteries with fluid temperature control and corresponding fluid- temperature-controlled traction batteries already known in various executions. They have to meet a number of requirements.
  • the battery housings should encapsulate the battery cells and battery modules accommodated therein in a crash-proof manner and shield them from an environment.
  • the battery housing should enable a cost-effective production of a traction battery and be set up for easy maintenance of the battery modules accommodated in the battery housing.
  • Known battery housings of traction batteries are, for example, made of welded or pressed sheet steel or aluminum. Increasingly, however, plastics and / or composite materials are also being used for such battery housings, since they are lighter than metals, for example.
  • Fluids are typically used to control the temperature of the traction batteries, that is to say gases or preferably liquids. Since a heat transfer from the fluid to the battery cells or vice versa can take place.
  • a cooling circuit can also be provided in which the fluid changes its aggregate state in order to absorb heat for evaporation or to give off heat during condensation. This enables a particularly efficient temperature control of the traction battery.
  • the contact between the fluid channel and the contact element can be improved by an additional pressing force.
  • elastic spring elements are known in the prior art. However, these are complex to manufacture and generate permanent mechanical stress. This mechanical stress can be problematic, especially in the case of battery housings with a low rigidity.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a battery housing arrangement and a fluid-tempered traction battery with such a battery housing arrangement which at least partially overcome the above disadvantages, and which are particularly easy to manufacture and have high reliability and durability.
  • a battery housing arrangement in particular as a battery housing arrangement of a fluid-temperature controllable traction battery of a vehicle, with a battery housing which encloses an interior space for accommodating a plurality of battery cells; and a heat transfer device which has an inlet, an outlet and at least one fluid channel arranged fluidly there between, wherein the heat transfer device can be traversed by the fluid from the inlet via the at least one fluid channel to the outlet; wherein the at least one fluid channel is arranged in the interior is and on its contact side against at least one Jardinele element can be pressed to the battery cells for heat transfer; solved .
  • the battery housing arrangement according to the invention is characterized in that at least one expansion element is provided that expands when the fluid in the heat transfer device is subjected to pressure in order to press the at least one fluid channel against the at least one contact element by being supported on a support surface .
  • the available fluid pressure in the heat transfer device is therefore used to generate a contact pressure of the at least one fluid channel on the contact element. This ensures a planar heat transfer to whoever.
  • the use of mechanical spring elements to generate contact pressure can be dispensed with.
  • mechanical stress is reduced in that the at least one fluid channel is only pressed against the contact element when it is used, ie when the fluid is subjected to pressure.
  • the fluid channel remains without mechanical stress when not in use.
  • the mechanical load is only temporarily effective.
  • Another advantage of the battery housing arrangement according to the invention lies in the compensation of component tolerances and construction part deformation during operation, the latter occurring automatically under load, ie when exposed to the fluid.
  • the charging and discharging of the traction battery can be carried out reliably.
  • the heat transfer device has a high level of reusability, since the adaptation in relation to the pressing of the at least one fluid channel is in principle not required.
  • the at least one fluid duct against the at least one contact element, a force transmission can take place, which moreover ensures that the battery cells are also in thermal contact with the contact element.
  • the battery cells are in thermal contact with the contact element from a side opposite the at least fluid channel.
  • the vehicle can be any vehicle with an electric drive, for example a purely electrically operated vehicle or a so-called hybrid vehicle with an electric and another drive, for example a combustion engine.
  • the number and arrangement of electric drive motors in the vehicle is irrelevant for the present invention.
  • the battery housing can, for example, be designed in two parts with a base pan and a cover, so that the battery housing can be closed after the battery cells have been inserted. In addition, the battery housing can be opened to allow access to the battery cells.
  • the battery housing can be made of metal, for example.
  • the battery housing is preferably made of a plastic material or a composite material, so that the battery housing is made with a low weight can be. Since the mechanical stress caused by the pressing of the at least one fluid channel is only temporary, tolerance requirements for the battery housing can be reduced. It is also possible to reduce the rigidity requirements for the battery housing, which can save weight. This can also reduce the risk of sagging.
  • the heat transfer device includes an inlet and an outlet through which the fluid circulates.
  • the inlet and outlet can be led out of the battery housing or, alternatively, can be located in the battery housing, for example in order to distribute the fluid in the battery housing, in particular when the battery cells are arranged in several planes.
  • the at least one fluid channel serves as a heat exchanger in order to absorb heat from the contact element and / or to give it off, depending on an operation of the heat transfer device. As a result, the temperature of the battery cells can be controlled in order to enable optimal operation and to make their maximum storage capacity available.
  • the fluid can be a gas or, preferably, a liquid.
  • heat can be transferred from the fluid via the at least one fluid channel and the at least one contact element to the battery cells or vice versa.
  • a cooling circuit can also be provided in which the fluid changes its aggregate state in order to absorb heat for evaporation or to give off heat during condensation. This enables particularly efficient temperature control of the battery cells.
  • the at least one fluid channel is arranged in the interior for transferring heat to the at least one contact element or for absorbing heat from the at least one contact element.
  • the at least one contact element is in turn in thermal contact with the battery cells for further purposes Heat transfer.
  • the at least one contact element is typically made of a metal with a high thermal conductivity, preferably aluminum.
  • the at least one fluid channel is tubular and has a contact side that contacts the contact element in order to make good thermal contact with it.
  • the contact side is preferably a flat wall of the at least one fluid channel.
  • the at least one fluid channel particularly preferably has a rectangular cross section.
  • the walls of the at least one fluid channel are dimensionally stable.
  • the at least one fluid channel is also typically made of a metal with a high thermal conductivity, preferably aluminum.
  • the at least one expansion element is elastically deformable in order to enable the expansion.
  • the at least one expansion element can be made from a plastic material or a rubber material.
  • the at least one expansion element is expanded by the pressure of the fluid during operation of the heat transfer device, whereby the at least one fluid channel is pressed against the at least one contact element.
  • the at least one expansion element is supported on the support surface, which has sufficient stability.
  • a desired mechanical pressure with which the at least one fluid channel is pressed against the at least one contact element can be set via the number of expansion elements, their arrangement and their shape and / or their size.
  • the at least one expansion element is arranged on a support side of the at least one fluid channel opposite the contact side, around which to press at least one fluid channel against the at least one contact element by being supported on the Abstützflä surface.
  • the at least one fluid channel is pressed in its entirety by the support surface against the at least one contact element. A change in the cross section of the at least one fluid channel is avoided, so that the flow of the fluid through the at least one fluid channel is not impaired.
  • the at least one fluid channel has at least one recess in its channel wall, and the at least one expansion element is arranged in the recess of the channel wall and designed to expand in the at least one fluid channel by applying pressure.
  • the at least one expansion element can be inserted into the recess, for example.
  • the at least one expansion element preferably encompasses the channel wall on the inside as well as on the outside.
  • the at least one expansion element can be arranged on the inside or outside of the at least one fluid channel in the area of the respective recess.
  • a plurality of expansion elements can be formed by a single elastic element, for example by a rubber sheet, which is arranged on the inside in the at least one fluid channel and covers a plurality of recesses.
  • the at least one expansion element can already extend through the recesses without applying pressure to the fluid, or only after applying pressure to the fluid. An increase in pressure in the at least one fluid channel directly causes the at least one expansion element to protrude.
  • the at least one fluid channel has a plurality of cutouts in its duct wall, in each of which an expansion element is arranged, the plurality of cutouts with the expansion elements are preferably arranged in at least one row.
  • the at least one fluid channel can be pressed evenly against the at least one contact element.
  • an adaptation to various configurations of the support surface or a deformation of the support surface can take place.
  • a large number of expansion elements typically allows a very precise adaptation to the support surface, even if it experiences a deformation during operation.
  • a configuration of the at least one fluid channel with a plurality of rows of recesses can be preferred in order to achieve uniform compression.
  • the plurality of recesses each have a circular shape or a rectangular shape. Such recesses can easily be produced in the at least one fluid duct.
  • the production of appropriately shaped expansion elements is also easily possible.
  • the at least one expansion element is positioned between the at least one fluid channel and the support surface; and the at least one expansion element is in fluid communication with the inlet, the outlet and / or the at least one fluid channel.
  • the at least one expansion element is therefore positioned outside the at least one fluid duct, namely between the at least one fluid duct and the support surface.
  • the at least one expansion element can for example be designed in the manner of a balloon or a pillow.
  • the at least one expansion element can in principle be connected to the heat transfer device at any point. Multiple expansion elements can be connected together or individually to the heat transfer device.
  • the at least one expansion element is arranged in a bypass line parallel to the at least one fluid channel.
  • the bypass line preferably has a smaller cross-sectional area than the at least one fluid channel.
  • a plurality of expansion elements are preferably arranged along the bypass line.
  • the bypass line can be designed as a whole as an expansion element, for example as an elastically deformable hose.
  • the support surface is an inner surface of a housing wall of the battery housing, preferably an inner surface of a bottom wall of the battery housing.
  • a separate component to provide the support surface is therefore not required.
  • deformations of the housing can be reduced by the only temporary mechanical loads.
  • the expansion elements reliably adapt to the inner surface of the bottom wall, so that the at least one fluid channel can be reliably pressed against the at least one contact element.
  • a counterforce is generated by the force of gravity of the battery cells, whereby the thermal contact between the at least one contact element and the at least one fluid channel can be realized particularly reliably.
  • a plurality of con tact elements for heat transfer with the battery cells are provided, preferably one contact element for each battery cell; and the at least one fluid channel can be pressed against the plurality of contact elements on its contact side.
  • a particularly reliable contacting of the contact elements through the at least one fluid channel can be achieved in that the pressing of the at least one fluid channel can be adapted locally.
  • a plurality of fluid channels can be pressed individually against the plurality of contact elements, particularly preferably each fluid channel can be pressed individually against a contact element.
  • the heat transfer device has a plurality of fluid channels which can be pressed against the at least one contact element on their contact sides.
  • the fluid channels can be firmly mechanically coupled to one another.
  • the individual fluid ducts can be arranged to be movable relative to one another.
  • the plurality of fluid channels can be pressed individually against a plurality of contact elements, particularly preferably each fluid channel can be pressed individually against a contact element.
  • a support plate is arranged in the battery housing, and the support surface is a surface of the support plate, the support plate preferably forming an intermediate wall or a central wall of the battery housing.
  • a housing wall of the battery housing provides the support surface.
  • the support plate also provides a structural reinforcement of the battery housing. More preferably, the plurality of battery cells are arranged in at least two levels in the interior; a heat transfer device is assigned to each level; and each fluid channel can be pressed on its contact side against a contact element to the battery cells of a plane for heat transfer.
  • the arrangement of the battery cells in several levels opens up a high degree of design freedom for the traction battery.
  • two adjacent planes are designed so that on both sides of a support element, for example a support plate, a heat transfer device is initially arranged, each of which is followed by a contact element. This in turn is followed by the battery cells of the corresponding level.
  • the object of the invention is also achieved by means of a fluid-temperature traction battery with an above-mentioned battery housing arrangement; a plurality of battery cells received in the battery case of the battery case assembly; and at least one contact element for heat transfer between the at least one fluid channel and the plurality of battery cells.
  • Figure 1 a partial illustration of a traction battery according to the invention according to a first, preferred embodiment of the present invention with a battery housing arrangement and a plurality
  • Battery cells the battery housing arrangement having a heat transfer device with a plurality of fluid channels, in a lateral sectional view;
  • FIG. 2 a schematic representation of the plurality of fluid channels of the traction battery of the first embodiment, where the fluid channels are arranged adjacent and each have a plurality of circular expansion elements;
  • FIG. 3 a schematic representation of a plurality of fluid channels according to a second embodiment of the present invention, the fluid channels being arranged adjacent and each having a plurality of rectangular expansion elements;
  • Figure 4 a partial representation of an inventive
  • Traction battery with a battery housing arrangement and a plurality of battery cells, the battery housing arrangement having a heat transfer device with a plurality of fluid channels, in a side sectional view.
  • FIG. 1 shows a traction battery 1, which can be temperature-controlled by fluid, for a vehicle according to a first, preferred embodiment of the present invention.
  • the vehicle can be any vehicle with an electric drive, for example a purely electrically operated vehicle or a so-called hybrid vehicle with an electric and another drive, for example with an internal combustion engine.
  • the vehicle can have any arrangement of electric motors.
  • the traction battery 1 comprises a battery housing arrangement 2 and a plurality of battery cells 3.
  • the battery housing arrangement 2 comprises a battery housing 4 which encloses an interior 5 for receiving the battery cells 3.
  • the battery case 4 of the first embodiment is made of a plastic material or a composite material with a light weight.
  • the battery housing arrangement 2 furthermore comprises a heat transfer device 6, which has an inlet, an outlet and a plurality of fluid channels 7 arranged fluidically between them.
  • the fluid channels 7 are tubular with a rectangular cross-section.
  • the walls of the fluid channels 7 are dimensionally stable and made of a metal with a high thermal conductivity, preferably aluminum.
  • the fluid channels 7 are in principle connected in any way in parallel and / or in series.
  • the fluid channels 7 are arranged in the interior 5.
  • the fluid channels 7 can be firmly mechanically coupled to one another. Alternatively, the individual fluid channels 7 can be arranged to be movable to one another.
  • a fluid 8 flows through the heat transfer device 6 from the inlet via the fluid channels to the outlet.
  • fluid 8 is a gas or preferably a liquid.
  • the fluid channels 7 are arranged in the interior 5.
  • the inlet and outlet can be guided out of the battery housing 4, or alternatively lie in the battery housing 4, for example in order to distribute the fluid 8 in the battery housing 4.
  • the traction battery 1 also includes a contact element 9, which is in thermal contact with a contact side 10 of the fluid channels 7 on its underside, based on the illustration in FIG. 1, in order to enable heat transfer between the contact element 9 and the fluid channels 7.
  • the contact element 9 is made of a metal with a high thermal conductivity, preferably aluminum.
  • the fluid channels 7 contact the contact element 9 with the contact side 10 in order to produce good thermal contact therewith.
  • the contact side 10 is a flat wall of the respective Fluidka channel 7.
  • the contact element 9 is in thermal contact with the battery cells 3 for heat transfer.
  • the fluid channels 7 together form a heat exchanger to absorb heat from the contact element 9 and / or release it, depending on the operation of the heat transfer device 6. This allows the temperature of the battery cells 3 to be controlled to enable optimal operation and their maximum storage capacity available to deliver. Correspondingly, the heat is transferred from the fluid 8 via the fluid channels 7 and the contact element 9 to the battery cells 3 or vice versa.
  • the contact element 9 therefore serves to transfer heat between the fluid channels 7 and the battery cells 3.
  • the 7 several expansion elements 11 are formed in the Fluidka channels.
  • the expansion elements 11 are elastically deformable to enable expansion.
  • the expansion elements 11 be made of an elastic plastic material or an elastic rubber material.
  • two rows with recesses 13 are arranged in the fluid channels 7 on a support side 12 of the fluid channels 7 opposite the contact side 10, in each of which an expansion element 11 is arranged.
  • the recesses 13 and the expansion elements 11 each have a circular shape, as can be seen from FIG.
  • the expansion elements 11 are inserted into the recesses 13 from an inside of the fluid channels 7. In this case, the expansion elements 11 rest on the inside with a flange region 21 on the fluid channels 7 and extend through the recesses 13 even without the fluid 8 being subjected to pressure.
  • the expansion of the expansion elements 11 results in the formation of a protuberance 15.
  • the expansion elements 11 experience an expansion, whereby the protuberances 15 are formed.
  • the protuberances 15 expand as a result of the pressurization of the fluid 8 up to an inner surface 16 of a bottom wall 17 of the battery housing 4, so that the protuberances 15 and thus the fluid channels 7 and the heat transfer device 6 as a whole on the inner surface 16 support.
  • the inner surface 16 of the bottom wall 17 thus forms a support surface 16 for the fluid channels 7.
  • they are pressed by the expansion elements 11 against the contact element 9 when the fluid 8 is pressurized.
  • the expansion elements 11 are thus only expanded when a pressure is applied to the fluid 8, so that the fluid channels 7 are pressed against the contact element 9 with a pressing force generated by the fluid pressure.
  • the mechanical loads on the base wall 17 are correspondingly reduced, as a result of which deformations of the battery housing 4, in particular the base wall 17, are reduced.
  • the expansion elements 11 reliably adapt to the inner surface 16 of the bottom wall 17, so that the fluid channels 7 can be reliably pressed against the contact element 9.
  • a counterforce is generated by the force of gravity of the battery cells 3, whereby the thermal contact between the contact element 9 and the fluid channels 7 is realized particularly reliably.
  • a large number of expansion elements 11 typically enables a very precise adaptation to the support surface 16, even if it undergoes deformation, for example during operation.
  • a uniform pressing of the fluid channels 7 against the contact element 9 can be achieved.
  • a desired mechanical pressure with which the fluid channels 7 are pressed against the Kontak telement 9, via the number of expansion elements 11, their arrangement and their shape and / or size can be set.
  • component tolerances and component deformation can be automatically compensated for during operation under load, ie when the fluid 8 is subjected to pressure.
  • Figure 3 relates to a traction battery 1 and a Batteriege housing arrangement 2 according to a second embodiment.
  • the traction battery 1 and the battery housing assembly 2 of the second embodiment essentially correspond to the traction battery 1 and the battery housing assembly 2 of the first embodiment, which is why only differences between the traction battery 1 and the battery housing assembly 2 of the first and second embodiment are described below. Further details of the traction battery 1 and the battery housing assembly 2 of the second embodiment correspond to those of the traction battery 1 and the battery housing assembly 2 of the first embodiment.
  • the traction battery 1 and the battery housing assembly 2 of the second embodiment differ from the traction battery 1 and the battery housing assembly 2 of the first embodiment by the arrangement and configuration of the recesses 13 and expansion elements 11.
  • the fluid channels 7 only have one row Recesses 13, in each of which an expansion element 11 is arranged.
  • the recesses 13 and the expansion elements 11 each have a rectangular shape.
  • Figure 4 relates to a traction battery 1 and a Batteriege housing arrangement 2 according to a third embodiment.
  • the traction battery 1 and the battery housing assembly 2 of the third embodiment largely correspond to the traction battery 1 and the battery housing assembly 2 of the first or second embodiment management form, which is why only differences between tween the traction battery 1 and the battery housing assembly 2 of the first and third embodiments are described below. Further details of the traction battery 1 and the battery housing arrangement 2 of the third embodiment correspond to those of the traction battery 1 and the battery housing arrangement 2 of the first and second embodiment, respectively.
  • the traction battery 1 and the battery housing arrangement 2 of the third embodiment comprise a plurality of fluid channels 7 which, however, have no recesses 13.
  • a plurality of expansion elements 11 are positioned between the fluid channels 7 and the support surface 16.
  • the expansion elements 11 are balloon-like or pillow-like and connected to one another via a by pass line 18 and arranged parallel to the fluid channels 7.
  • the expansion elements 11 are in fluid connection with an inlet 19 and an outlet 20 of the heat transfer device 6 via the bypass line 18.
  • the bypass line 18 has a smaller cross-sectional area than the fluid channels 7.
  • a plurality of contact elements 9 with the battery cells 3 are provided for heat transfer, preferably one contact element 9 for each battery cell 3.
  • the fluid channels 7 are on their contact side 10 against the majority Contact elements 9 pressable. Each fluid channel 7 can particularly preferably be pressed against one of the contact elements 9.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Batteriegehäuseanordnung (2), insbesondere als Batteriegehäuseanordnung (2) einer fluidtemperierbaren Traktionsbatterie (1) eines Fahrzeugs, mit - einem Batteriegehäuse (4), das einen Innenraum (5) zur Aufnahme einer Mehrzahl Batteriezellen (3) umschließt; und - einer Wärmeübertragungseinrichtung (6),die einen Einlass (19), einen Auslass (20) und wenigstens einen fluidtechnisch dazwischen angeordneten Fluidkanal (7) aufweist, wobei die Wärmeübertragungseinrichtung (6) von dem Einlass (19) über den wenigstens einen Fluidkanal (7) zu dem Auslass (20) von dem Fluid (8) durchflossen werden kann; wobei - der wenigstens eine Fluidkanal (7) in dem Innenraum (5) angeordnet ist und an seiner Kontaktseite (10) gegen wenigstens ein Kontaktelement (9) zu den Batteriezellen (3) zur Wärmeübertagung pressbar ist; und - wenigstens ein Ausdehnungselement (11) vorgesehen ist, dass durch eine Beaufschlagung des Fluids (8) in der Wärmeübertragungseinrichtung (6) mit einem Druck eine Ausdehnung erfährt, um den wenigstens einen Fluidkanal (7) durch Abstützung an einer Abstützfläche (16) gegen das wenigstens eine Kontaktelement (9) zu pressen.

Description

Batteriegehäuseanordnung mit Wärmeübertragungseinrichtung und Traktionsbatterie mit Batteriegehäuseanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriegehäuseanord nung, insbesondere als Batteriegehäuseanordnung einer fluidtem- perierbaren Traktionsbatterie eines Fahrzeugs, mit einem Batteriegehäuse, das einen Innenraum zur Aufnahme einer Mehrzahl Batteriezellen umschließt; und einer Wärmeübertragungseinrich- tung, die einen Einlass, einen Auslass und wenigstens einen flu idtechnisch dazwischen angeordneten Fluidkanal aufweist, wobei die Wärmeübertragungseinrichtung von dem Einlass über den we nigstens einen Fluidkanal zu dem Auslass von dem Fluid durch flossen werden kann; wobei der wenigstens eine Fluidkanal in dem Innenraum angeordnet ist und an seiner Kontaktseite gegen we nigstens ein Kontaktelement zu den Batteriezellen zur Wärmeüber- tagung pressbar ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine fluidtemperier- bare Traktionsbatterie mit einer obigen Batteriegehäuseanord nung; einer Mehrzahl Batteriezellen, die in dem Batteriegehäuse der Batteriegehäuseanordnung aufgenommen sind; und wenigstens einem Kontaktelement zur Wärmeübertagung zwischen dem wenigstens einen Fluidkanal und der Mehrzahl Batteriezellen.
Aus dem Stand der Technik sind Batteriegehäuseanordnungen für fluidtemperierbare Traktionsbatterien und entsprechende fluid- temperierbare Traktionsbatterien bereits in verschiedenen Aus führungen bekannt. Sie müssen einer Mehrzahl von Anforderungen gerecht werden. So sollen die Batteriegehäuse darin aufgenommene Batteriezellen und Batteriemodule crashsicher kapseln und ge genüber einer Umgebung abschirmen. Weiter sollen die Batterie gehäuse eine kostengünstige Herstellung einer Traktionsbatterie ermöglichen und zur einfachen Wartung der in dem Batteriegehäuse aufgenommenen Batteriemodule eingerichtet sein.
Bekannte Batteriegehäuse von Traktionsbatterien sind beispiels weise aus geschweißtem oder gepresstem Stahlblech oder Alumini umguss hergestellt. Zunehmend finden jedoch auch Kunststoffe und/oder Verbundwerkstoffe Verwendung für solche Batteriege häuse, da sie gegenüber Metallen beispielsweise ein geringeres Gewicht aufweisen.
Aktuelle Traktionsbatterien weisen eine hohe Temperaturempfind lichkeit auf. Da ein Strom durch die Traktionsbatterien Wärme erzeugt, sind üblicherweise Batteriekühlelemente in dem Gehäuse angeordnet, welche als Wärmetauscher die Wärme der Batteriemo dule aufnehmen und aus dem Batteriegehäuse transportieren. Dar über hinaus ist es beispielsweise bei niedrigen Umgebungstemperaturen vorteilhaft, die Traktionsbatterien mög lichst schnell auf eine geeignete Betriebstemperatur zu erwär men. Dies betrifft sowohl das Laden wie auch das entladen der Traktionsbatterien .
Zum Temperieren der Traktionsbatterien werden typischerweise Fluide verwendet, also Gase oder vorzugsweise Flüssigkeiten. Da bei kann eine Wärmeübertragung von dem Fluid zu den Batterie zellen oder umgekehrt erfolgen. Alternativ kann auch ein Kältekreislauf vorgesehen sein, in dem das Fluid seinen Aggre gatzustand ändert, um Wärme zum Verdampfen aufzunehmen oder Wärme beim Kondensieren abzugeben. Dies ermöglicht eine beson ders effiziente Temperierung der Traktionsbatterie. Um eine ausreichende Wärmeübertragung sicherzustellen, kann der Kontakt zwischen Fluidkanal und dem Kontaktelement durch eine zusätzliche Anpresskraft verbessert werden. Dazu sind im Stand der Technik elastische Federelemente bekannt. Diese sind jedoch aufwendig in der Herstellung und erzeugen eine permanente me chanische Belastung. Insbesondere bei Batteriegehäusen mit einer geringen Steifigkeit kann diese mechanische Belastung problema tisch sein.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Batteriegehäuseanordnung und eine fluidtemperierbare Trak tionsbatterie mit einer solchen Batteriegehäuseanordnung bereit zustellen, welche die obigen Nachteile zumindest teilweise überwinden, und die insbesondere einfach herzustellen sind und eine hohe Zuverlässigkeit und Haltbarkeit aufweisen.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Batteriegehäuseanordnung mit den Merkmalen des An- spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Batteriege häuseanordnung sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen beschrieben .
Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundelie- gende Aufgabe durch eine Batteriegehäuseanordnung, insbesondere als Batteriegehäuseanordnung einer fluidtemperierbaren Trakti onsbatterie eines Fahrzeugs, mit einem Batteriegehäuse, das ei nen Innenraum zur Aufnahme einer Mehrzahl Batteriezellen umschließt; und einer Wärmeübertragungseinrichtung, die einen Einlass, einen Auslass und wenigstens einen fluidtechnisch da zwischen angeordneten Fluidkanal aufweist, wobei die Wärmeüber tragungseinrichtung von dem Einlass über den wenigstens einen Fluidkanal zu dem Auslass von dem Fluid durchflossen werden kann; wobei der wenigstens eine Fluidkanal in dem Innenraum angeordnet ist und an seiner Kontaktseite gegen wenigstens ein Kontaktele ment zu den Batteriezellen zur Wärmeübertagung pressbar ist; gelöst .
Die erfindungsgemäße Batteriegehäuseanordnung ist dadurch ge kennzeichnet, dass wenigstens ein Ausdehnungselement vorgesehen ist, dass durch eine Beaufschlagung des Fluids in der Wärmeüber tragungseinrichtung mit einem Druck eine Ausdehnung erfährt, um den wenigstens einen Fluidkanal durch Abstützung an einer Ab stützfläche gegen das wenigstens eine Kontaktelement zu pressen.
Der zur Verfügung stehende Fluiddruck in der Wärmeübertragungs einrichtung wird also zur Erzeugung einer Anpresskraft des we nigstens einen Fluidkanals an das Kontaktelement genutzt. Dadurch kann eine flächige Wärmeübertragung sichergestellt wer den. Auf den Einsatz mechanischer Federelemente zur Anpress druckerzeugung kann verzichtet werden. Bei der erfindungsgemäßen Batteriegehäuseanordnung wird eine mechanische Belastung dadurch reduziert, dass der wenigstens eine Fluidkanal lediglich bei Verwendung, d.h. bei einer Beaufschlagung mit dem Fluid unter Druck, gegen das Kontaktelement gepresst wird. Dadurch bleibt der Fluidkanal bei Nichtbenutzung ohne mechanische Belastung. Entsprechendes gilt für eine Abstützfläche, an welcher sich das Ausdehnungselement abstützt, und mechanisch damit verbundene Bauteile. Damit ist die mechanische Belastung im Gegensatz zu der Verwendung von elastischen Federelementen immer nur zeit weilig wirksam. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei der Ver wendung von Kunststoffbauteilen, da diese bei einer dauerhaften mechanischen Belastung zum Kriechen und einer dauerhaften De formation neigen. Auch kann durch ein verbessertes Pressen des wenigstens einen Fluidkanals gegen das Kontaktelement eine Re duzierung der Dicke dieses Kontaktelements und damit des Wärme widerstandes zwischen dem wenigstens einen Fluidkanal und den Batteriezellen erfolgen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Batteriegehäusean ordnung liegt in der Kompensation von Bauteiltoleranzen und Bau teildeformation im Betrieb, wobei sich letztere automatisch unter Last, d.h. bei Beaufschlagung mit dem Fluid, ergibt. Somit kann das Laden bzw. Entladen der Traktionsbatterie zuverlässig durchgeführt werden. Gleichzeitig weist die Wärmeübertragungs einrichtung eine hohe Wiederverwendbarkeit auf, da sich die An passung in Bezug auf das Pressen des wenigstens einen Fluidkanals prinzipiell nicht erforderlich ist.
Darüber hinaus kann durch das Pressen des wenigstens einen Flu idkanals gegen das wenigstens eine Kontaktelement eine Kraft übertragung erfolgen, die darüber hinaus sicherstellt, dass auch die Batteriezellen in thermischem Kontakt mit dem Kontaktelement sind. Typischerweise sind die Batteriezellen von einer dem we nigstens Fluidkanal entgegengesetzten Seite in thermischem Kon takt mit dem Kontaktelement.
Das Fahrzeug kann ein beliebiges Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb sein, beispielsweise ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug oder ein sogenanntes Hybridfahrzeug mit einem elektri schen und einem weiteren Antrieb, beispielsweise einem Verbren nungsmotor. Anzahl und Anordnung von elektrischen Antriebsmotoren in dem Fahrzeug ist für die vorliegende Erfin dung unerheblich.
Das Batteriegehäuse kann beispielsweise zweiteilig ausgebildet sein mit einer Bodenwanne und einem Deckel, so dass das Batte riegehäuse nach dem Einbringen der Batteriezellen verschlossen werden kann. Außerdem kann das Batteriegehäuse geöffnet werden, um Zugriff zu den Batteriezellen zu ermöglichen. Das Batterie gehäuse kann beispielsweise aus Metall gefertigt sein. Vorzugs weise ist das Batteriegehäuse jedoch aus einem Kunststoffmaterial oder einem Verbundwerkstoff hergestellt, so dass das Batteriegehäuse mit einem geringen Gewicht hergestellt werden kann. Da die mechanische Belastung durch das Anpressen des wenigstens einen Fluidkanals nur temporär vorliegt, kann dabei eine Reduzierung von Toleranzanforderungen das Batterie gehäuse erfolgen. Auch ist eine Reduzierung von Steifigkeitsan forderungen an das Batteriegehäuse möglich, wodurch Gewicht eingespart werden kann. Dabei kann auch eine Gefahr von Sagging reduziert werden.
Die Wärmeübertragungseinrichtung umfasst einen Einlass und einen Auslass, durch die das Fluid zirkuliert. Einlass und Auslass können aus dem Batteriegehäuse geführt sein, oder alternativ in dem Batteriegehäuse liegen, beispielsweise um eine Verteilung des Fluids in dem Batteriegehäuse durchzuführen, insbesondere bei der Anordnung der Batteriezellen in mehreren Ebenen. Der wenigstens eine Fluidkanal dient als Wärmetauscher, um Wärme von dem Kontaktelement aufzunehmen und/oder daran abzugeben, abhän gig von einem Betrieb der Wärmeübertragungseinrichtung. Dadurch können die Batteriezellen temperiert werden, um einen optimalen Betrieb zu ermöglichen und ihre maximale Speicherkapazität zur Verfügung zu stellen.
Das Fluid kann ein Gas oder vorzugsweise eine Flüssigkeit sein. Dabei kann eine Wärmeübertragung von dem Fluid über den wenigs tens einen Fluidkanal und das wenigstens eine Kontaktelement zu den Batteriezellen oder umgekehrt erfolgen. Alternativ kann auch ein Kältekreislauf vorgesehen sein, in dem das Fluid seinen Ag gregatzustand ändert, um Wärme zum Verdampfen aufzunehmen oder Wärme beim Kondensieren abzugeben. Dies ermöglicht eine beson ders effiziente Temperierung der Batteriezellen.
Der wenigstens eine Fluidkanal ist in dem Innenraum angeordnet zur Übertragung von Wärme an das wenigstens eine Kontaktelement bzw. zur Aufnahme von Wärme von dem wenigstens einen Kontakte lement. Das wenigstens eine Kontaktelement ist wiederum in ther mischem Kontakt mit den Batteriezellen zur weiteren Wärmeübertragung. Das wenigstens eine Kontaktelement ist typi scherweise aus einem Metall mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt, vorzugsweise aus Aluminium. Der wenigstens eine Fluidkanal ist rohrartig ausgeführt und weist eine Kontaktseite auf, die das Kontaktelement kontaktiert, um einen guten thermi schen Kontakt damit herzustellen. Die Kontaktseite ist vorzugs weise eine ebene Wand des wenigstens einen Fluidkanals. Besonders bevorzugt weist der wenigstens eine Fluidkanal einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Wände des wenigstens einen Fluidkanals sind formstabil. Auch der wenigstens eine Fluidkanal ist typischerweise aus einem Metall mit einer hohen Wärmeleit fähigkeit hergestellt, vorzugsweise aus Aluminium. Mehrere Flu idkanäle können in prinzipiell beliebiger Weise parallel und/oder in Reihe verbunden sein. Ein Fluidkanal oder eine Mehr zahl Fluidkanäle können insgesamt mäanderförmig ausgeführt bzw. angeordnet sein.
Das wenigstens eine Ausdehnungselement ist elastisch verformbar, um die Ausdehnung zu ermöglichen. Beispielsweise kann das we nigstens eine Ausdehnungselement aus einem Kunststoffmaterial oder einem Gummimaterial hergestellt sein. Das wenigstens eine Ausdehnungselement wird durch den Druck des Fluids beim Betrieb der Wärmeübertragungseinrichtung ausgedehnt, wodurch der wenigs tens eine Fluidkanal gegen das wenigstens eine Kontaktelement gepresst wird. Die Abstützung des wenigstens einen Ausdehnungs elements erfolgt dabei an der Abstützfläche, die eine ausrei chende Stabilität aufweist. Dabei kann ein gewünschter mechanischer Druck, mit dem der wenigstens eine Fluidkanal gegen das wenigstens eine Kontaktelement gepresst wird, über die An zahl der Ausdehnungselemente, deren Anordnung sowie deren Form und/oder deren Größe eingestellt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das wenigstens eine Ausdehnungselement an einer der Kontaktseite gegenüberliegenden Abstützseite des wenigstens einen Fluidkanals angeordnet, um den wenigstens einen Fluidkanal durch Abstützung an der Abstützflä che gegen das wenigstens eine Kontaktelement zu pressen. Dadurch wird der wenigstens eine Fluidkanal in seiner Gesamtheit von der Abstützfläche gegen das wenigstens eine Kontaktelement gepresst. Eine Veränderung des Querschnitts des wenigstens einen Fluidka nals wird vermieden, so dass der Durchfluss des Fluids durch den wenigstens einen Fluidkanal nicht beeinträchtigt wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der wenigstens eine Fluidkanal in seiner Kanalwandung wenigstens eine Aussparung auf, und das wenigstens eine Ausdehnungselement ist in der Aus sparung der Kanalwandung angeordnet und ausgeführt, um sich durch eine Druckbeaufschlagung in dem wenigstens einen Fluidka nal auszudehnen. Das wenigstens eine Ausdehnungselement kann beispielsweise in die Aussparung eingesetzt sein. Dabei umgreift das wenigstens eine Ausdehnungselement vorzugsweise die Kanal wandung innenseitig wie auch außenseitig. Alternativ kann das wenigstens eine Ausdehnungselement innenseitig oder außenseitig an dem wenigstens einen Fluidkanal im Bereich der jeweiligen Aussparung angeordnet sein. Dabei kann eine Mehrzahl Ausdeh nungselemente durch ein einzelnes elastisches Element gebildet werden, beispielsweise durch eine Gummibahn, die innenseitig in dem wenigstens einen Fluidkanal angeordnet ist und eine Mehrzahl Aussparungen überdeckt. Das wenigstens eine Ausdehnungselement kann sich bereits ohne Beaufschlagung des Fluids mit einem Druck durch die Aussparungen erstrecken, oder erst nach der Beauf schlagung des Fluids mit einem Druck. Eine Druckerhöhung in dem wenigstens einen Fluidkanal bewirkt unmittelbar ein Ausstülpen des wenigstens einen Ausdehnungselements.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist weist der wenigstens eine Fluidkanal in seiner Kanalwandung eine Mehrzahl Aussparun gen auf, in denen jeweils ein Ausdehnungselement angeordnet ist, wobei die Mehrzahl Aussparungen mit den Ausdehnungselementen vorzugsweise in wenigstens einer Reihe angeordnet sind. Bei ei ner Mehrzahl Aussparungen und Ausdehnungselemente kann der we nigstens eine Fluidkanal gleichmäßig gegen das wenigstens eine Kontaktelement gepresst werden. Außerdem kann eine Anpassung an verschiedene Ausgestaltungen der Abstützfläche oder eine Ver formung der Abstützfläche erfolgen. Eine große Zahl von Ausdeh nungselementen ermöglicht typischerweise eine sehr genaue Anpassung an die Abstützfläche, auch wenn diese eine Verformung im Betrieb erfährt. Abhängig von der Form des wenigstens einen Fluidkanals und den Aussparungen kann eine Ausgestaltung des wenigstens einen Fluidkanals mit mehreren Reihen Aussparungen bevorzugt sein, um eine gleichmäßige Pressung zu erzielen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Mehrzahl Aus- sparungen jeweils eine Kreisform oder eine Rechteckform auf. Solche Aussparungen können einfach in dem wenigstens einen Flu idkanal hergestellt werden. Auch die Herstellung entsprechend geformter Ausdehnungselemente ist einfach möglich. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das wenigstens eine Ausdehnungselement zwischen dem wenigstens einen Fluidkanal und der Abstützfläche positioniert; und das wenigstens eine Ausdeh nungselement ist in Fluidverbindung mit dem Einlass, dem Auslass und/ oder dem wenigstens einen Fluidkanal. Das wenigstens eine Ausdehnungselement ist also außerhalb des wenigstens einen Flu idkanals positioniert, nämlich zwischen dem wenigstens einen Fluidkanal und der Abstützfläche. Dadurch wird der wenigstens eine Fluidkanal insgesamt gegen das wenigstens eine Kontaktele ment gepresst. Eine Veränderung des Querschnitts des wenigstens einen Fluidkanals wird vermieden. Das wenigstens eine Ausdeh nungselement kann beispielsweise nach der Art eines Ballons oder eines Kissens ausgeführt sein. Das wenigstens eine Ausdehnungs element kann an prinzipiell beliebiger Stelle mit der Wärmeüber tragungseinrichtung verbunden sein. Mehrere Ausdehnungselemente können dabei gemeinsam oder jeweils individuell mit der Wärme übertragungseinrichtung verbunden sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das wenigstens eine Ausdehnungselement in einer Bypassleitung parallel zu dem we nigstens einen Fluidkanal angeordnet. Die Bypassleitung weist dabei vorzugsweise eine kleinere Querschnittsfläche als der we nigstens eine Fluidkanal auf. Entlang der Bypassleitung sind vorzugsweise eine Mehrzahl Ausdehnungselemente angeordnet. Al ternativ kann die Bypassleitung insgesamt als Ausdehnungselement ausgeführt sein, beispielsweise als elastisch verformbarer Schlauch .
In einer vorteilhaften Aus führungs form ist die Abstützfläche eine Innenfläche einer Gehäusewandung des Batteriegehäuses, vor zugsweise eine Innenfläche einer Bodenwandung des Batteriege häuses. Ein separates Bauteil zur Bereitstellung der Abstützfläche ist somit nicht erforderlich. Bei der Abstützung an der Innenfläche der Bodenwandung können Verformungen des Ge häuses durch die nur temporären mechanischen Belastungen redu ziert werden. Gleichzeitig erfolgt durch die Ausdehnungselemente eine zuverlässige Anpassung an die Innenfläche der Bodenwandung, so dass der wenigstens eine Fluidkanal zuverlässig gegen das wenigstens eine Kontaktelement gepresst werden kann. Bei der Verwendung der Innenfläche der Bodenwandung als Abstützfläche wird durch die Schwerkraft der Batteriezellen eine Gegenkraft erzeugt, wodurch der thermische Kontakt zwischen dem wenigstens einen Kontaktelement und dem wenigstens einen Fluidkanal beson ders zuverlässig realisiert werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind eine Mehrzahl Kon taktelemente zur Wärmeübertagung mit den Batteriezellen vorge sehen, vorzugsweise ein Kontaktelement für jede Batteriezelle; und der wenigstens eine Fluidkanal ist an seiner Kontaktseite gegen die Mehrzahl Kontaktelemente pressbar. Damit kann eine besonders zuverlässige Kontaktierung der Kontaktelemente durch den wenigstens einen Fluidkanal erreicht werden, indem das An pressen des wenigstens einen Fluidkanals jeweils lokal angepasst werden kann. Vorzugsweise sind eine Mehrzahl Fluidkanäle indi- viduell gegen die Mehrzahl Kontaktelemente pressbar, besonders bevorzugt ist jeder Fluidkanal individuell gegen ein Kontakte lement pressbar.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Wärmeübertra- gungseinrichtung eine Mehrzahl Fluidkanäle auf, die an ihren Kontaktseiten gegen das wenigstens eine Kontaktelement pressbar sind. Damit kann eine besonders zuverlässige Kontaktierung der Kontaktelemente durch den wenigstens einen Fluidkanal erreicht werden, indem das Anpressen des jeweiligen Fluidkanals lokal angepasst werden kann. Die Fluidkanäle können fest mechanisch miteinander gekoppelt sein. Alternativ können die einzelnen Flu idkanäle zueinander beweglich angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Mehrzahl Fluidkanäle individuell gegen eine Mehrzahl Kon taktelemente pressbar, besonders bevorzugt ist jeder Fluidkanal individuell gegen ein Kontaktelement pressbar.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist in dem Batteriege häuse eine Abstützplatte angeordnet, und die Abstützfläche ist eine Fläche der Abstützplatte, wobei die Abstützplatte vorzugs- weise eine Zwischenwand oder eine Mittelwand des Batteriegehäu ses bildet. Prinzipiell ist es also nicht erforderlich, dass eine Gehäusewandung des Batteriegehäuses die Abstützfläche be reitstellt. Dies ermöglicht vorzugsweise eine Anordnung der Bat teriezellen in mehreren Ebenen, so dass die Fluidkanäle jeweils unabhängig von der Anordnung der Batteriezellen und der Kontak telemente gegen die jeweiligen Kontaktelemente gepresst werden können. Dabei bewirkt die Abstützplatte zusätzlich eine struk turelle Verstärkung des Batteriegehäuses. Weiter vorzugsweise sind die Mehrzahl Batteriezellen in wenigs tens zwei Ebenen in dem Innenraum angeordnet; jeder Ebene ist eine Wärmeübertragungseinrichtung zugeordnet; und jeder Fluid kanal ist an seiner Kontaktseite gegen ein Kontaktelement zu den Batteriezellen einer Ebene zur Wärmeübertagung pressbar. Es wird entsprechend eine Anordnung der Batteriezellen in mehreren Ebe nen in dem Innenraum gebildet. Dabei wird sichergestellt, dass die Batteriezellen jeder Ebene zuverlässig temperiert werden können, indem sie jeweils in thermischem Kontakt mit dem der Ebene zugeordneten wenigstens einen Fluidkanal sind. Die Anord nung der Batteriezellen in mehreren Ebenen eröffnet ein hohes Maß an Gestaltungsfreiheit für die Traktionsbatterie. Vorzugs weise sind zwei benachbarte Ebenen so ausgestaltet, dass auf beiden Seiten eines Abstützelements, beispielsweise einer Ab stützplatte, zunächst eine Wärmeübertragungseinrichtung ange ordnet ist, an die sich jeweils ein Kontaktelement anschließt. Daran wiederum schließen sich die Batteriezellen der entspre chenden Ebene an.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt außerdem durch eine fluidtemperierbare Traktionsbatterie mit einer obigen Bat teriegehäuseanordnung; einer Mehrzahl Batteriezellen, die in dem Batteriegehäuse der Batteriegehäuseanordnung aufgenommen sind; und wenigstens einem Kontaktelement zur Wärmeübertagung zwischen dem wenigstens einen Fluidkanal und der Mehrzahl Batteriezellen.
Die obigen Ausführungen in Bezug auf Vorteile und Ausgestal tungsformen der Batteriegehäuseanordnung gelten entsprechend für die fluidtemperierbare Traktionsbatterie mit dieser Batteriege häuseanordnung .
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung erge ben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen: Figur 1: eine teilweise Darstellung einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie gemäß einer ersten, bevorzugten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Bat teriegehäuseanordnung und einer Mehrzahl
Batteriezellen, wobei die Batteriegehäuseanordnung eine Wärmeübertragungseinrichtung mit einer Mehrzahl Fluidkanäle aufweist, in einer seitlichen Schnittan sicht ;
Figur 2: eine schematische Darstellung der Mehrzahl Fluidkanäle der Traktionsbatterie des ersten Ausführungsform, wo bei die Fluidkanäle benachbart angeordnet sind und je weils eine Mehrzahl kreisförmige Ausdehnungselemente aufweisen;
Figur 3: eine schematische Darstellung einer Mehrzahl Fluidka näle gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung, wobei die Fluidkanäle benachbart angeordnet sind und jeweils eine Mehrzahl rechteckför mige Ausdehnungselemente aufweisen; und
Figur 4: eine teilweise Darstellung einer erfindungsgemäßen
Traktionsbatterie gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Batteriegehäuse anordnung und einer Mehrzahl Batteriezellen, wobei die Batteriegehäuseanordnung eine Wärmeübertragungsein richtung mit einer Mehrzahl Fluidkanäle aufweist, in einer seitlichen Schnittansicht.
In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszei chen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, so dass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wieder- holende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merk male, die in Zusammenhang mit einer Aus führungs form beschrieben wurden, auch separat in anderen Aus führungs formen verwendbar.
Figur 1 zeigt eine fluidtemperierbare Traktionsbatterie 1 für ein Fahrzeug gemäß einer ersten, bevorzugten Aus führungs form der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug kann ein beliebiges Fahr zeug mit einem elektrischen Antrieb sein, beispielsweise ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug oder ein sogenanntes Hyb ridfahrzeug mit einem elektrischen und einem weiteren Antrieb, beispielsweise mit einem Verbrennungsmotor. Das Fahrzeug kann eine beliebige Anordnung von Elektromotoren aufweisen.
Die Traktionsbatterie 1 umfasst eine Batteriegehäuseanordnung 2 und eine Mehrzahl Batteriezellen 3. Die Batteriegehäuseanordnung 2 umfasst ein Batteriegehäuse 4, das einen Innenraum 5 zur Auf nahme der Batteriezellen 3 umschließt. Das Batteriegehäuse 4 der ersten Aus führungs form ist aus einem Kunststoffmaterial oder ei nem Verbundwerkstoff mit einem geringen Gewicht hergestellt.
Die Batteriegehäuseanordnung 2 umfasst weiterhin eine Wärmeüber tragungseinrichtung 6, die einen Einlass, einen Auslass und eine Mehrzahl fluidtechnisch dazwischen angeordnete Fluidkanäle 7. Die Fluidkanäle 7 sind rohrartig mit einem rechteckigen Quer schnitt ausgeführt. Die Wände der Fluidkanäle 7 sind formstabil aus einem Metall mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt, vorzugsweise aus Aluminium. Die Fluidkanäle 7 sind in prinzipi ell beliebiger Weise parallel und/oder in Reihe verbunden. Die Fluidkanäle 7 sind in dem Innenraum 5 angeordnet. Die Fluidkanäle 7 können fest mechanisch miteinander gekoppelt sein. Alternativ können die einzelnen Fluidkanäle 7 zueinander beweglich ange ordnet sein.
Die Wärmeübertragungseinrichtung 6 wird von dem Einlass über die Fluidkanäle zu dem Auslass von einem Fluid 8 durchflossen. Das Fluid 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Gas oder vorzugs weise eine Flüssigkeit. Die Fluidkanäle 7 sind in dem Innenraum 5 angeordnet. Einlass und Auslass können aus dem Batteriegehäuse 4 geführt sein, oder alternativ in dem Batteriegehäuse 4 liegen, beispielsweise um eine Verteilung des Fluids 8 in dem Batterie gehäuse 4 durchzuführen.
Die Traktionsbatterie 1 umfasst außerdem ein Kontaktelement 9, das an seiner Unterseite bezogen auf die Darstellung in Figur 1 in thermischem Kontakt mit einer Kontaktseite 10 der Fluidkanäle 7 ist, um eine Wärmeübertragung zwischen dem Kontaktelement 9 und den Fluidkanälen 7 zu ermöglichen. Das Kontaktelement 9 ist in dieser Aus führungs form aus einem Metall mit einer hohen Wär meleitfähigkeit hergestellt, vorzugsweise aus Aluminium. Die Fluidkanäle 7 kontaktieren das Kontaktelement 9 mit der Kontakt seite 10, um einen guten thermischen Kontakt damit herzustellen. Die Kontaktseite 10 ist eine ebene Wand des jeweiligen Fluidka nals 7. Außerdem ist das Kontaktelement 9 in thermischem Kontakt mit den Batteriezellen 3 zur Wärmeübertragung.
Die Fluidkanäle 7 bilden zusammen einen Wärmetauscher, um Wärme von dem Kontaktelement 9 aufzunehmen und/oder daran abzugeben, abhängig von einem Betrieb der Wärmeübertragungseinrichtung 6. Dadurch können die Batteriezellen 3 temperiert werden, um einen optimalen Betrieb zu ermöglichen und ihre maximale Speicherka pazität zur Verfügung zu stellen. Entsprechend erfolgt die Wär meübertragung von dem Fluid 8 über die Fluidkanäle 7 und das Kontaktelement 9 weiter zu den Batteriezellen 3 oder umgekehrt. Das Kontaktelement 9 dient also zur Wärmeübertagung zwischen den Fluidkanälen 7 und den Batteriezellen 3.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, weist der sind in den Fluidka nälen 7 mehrere Ausdehnungselemente 11 ausgebildet. Die Ausdeh nungselemente 11 sind elastisch verformbar, um eine Ausdehnung zu ermöglichen. Beispielsweise können die Ausdehnungselemente 11 aus einem elastischen Kunststoffmaterial oder einem elastischen Gummimaterial hergestellt sein. Dazu sind in den Fluidkanälen 7 an einer der Kontaktseite 10 gegenüberliegenden Abstützseite 12 der Fluidkanäle 7 jeweils zwei Reihen mit Aussparungen 13 ange ordnet, in denen jeweils ein Ausdehnungselement 11 angeordnet ist. Die Aussparungen 13 und die Ausdehnungselemente 11 weisen jeweils eine Kreisform auf, wie sich aus Figur 2 ergibt.
Die Ausdehnungselemente 11 sind dabei von einer Innenseite der Fluidkanäle 7 in die Aussparungen 13 eingesetzt. Dabei liegen die Ausdehnungselemente 11 innenseitig mit einem Flanschbereich 21 an den Fluidkanälen 7 an und erstrecken sich bereits ohne Beaufschlagung des Fluids 8 mit einem Druck durch die Ausspa rungen 13.
Eine Druckerhöhung in den Fluidkanälen 7, d.h. eine Beaufschla gung des Fluids 8 mit einem Druck, bewirkt eine Ausdehnung der Ausdehnungselemente 11, wie in Figur 1 dargestellt ist. Dabei wird eine freie Wandung 14, die nicht an dem jeweiligen Fluid kanal 7 anliegt, durch den Druck nach außen gewölbt, wie in Figur 1 für das rechtsseitige Ausdehnungselement 11 dargestellt ist.
Die Ausdehnung der Ausdehnungselemente 11 bewirkt in dieser Aus führungsform die Bildung einer Ausstülpung 15. Durch die Beauf schlagung des Fluids 8 in der Wärmeübertragungseinrichtung 6 mit einem Druck erfahren die Ausdehnungselemente 11 also eine Aus dehnung, wodurch sich die Ausstülpungen 15 bilden. Die Ausstül pungen 15 dehnen sich in dieser Aus führungs form durch die Druckbeaufschlagung des Fluids 8 bis zu einer Innenfläche 16 einer Bodenwandung 17 des Batteriegehäuses 4 aus, so dass sich die Ausstülpungen 15 und damit die Fluidkanäle 7 sowie die Wär meübertragungseinrichtung 6 insgesamt an der Innenfläche 16 ab stützen. Die Innenfläche 16 der Bodenwandung 17 bildet somit eine Abstützfläche 16 für die Fluidkanäle 7. Durch die Abstützung der Fluidkanäle 7 an der Abstützfläche 16 werden diese bei einer Druckbeaufschlagung des Fluids 8 von den Ausdehnungselementen 11 gegen das Kontaktelement 9 gepresst. Dadurch wird der thermische Kontakt zwischen dem Kontaktelement 9 und den Fluidkanälen 7 wie auch zwischen dem Kontaktelement 9 und den Batteriezellen 3 verbessert. Dabei wird eine Verände rung, insbesondere eine Reduktion des Querschnitts der Fluidka näle 7 durch deren formstabile Ausführung vermieden, so dass eine Zirkulation des Fluids 8 durch die Fluidkanäle 7 nicht beeinträchtigt wird.
Die Ausdehnungselemente 11 werden somit nur bei Beaufschlagung des Fluids 8 mit einem Druck ausgedehnt, so dass die Fluidkanäle 7 mit einer durch den Fluiddruck erzeugten Anpresskraft gegen das Kontaktelement 9 gepresst werden. Entsprechend werden die mechanischen Belastungen der Bodenwandung 17 reduziert, wodurch Verformungen des Batteriegehäuses 4, insbesondere der Bodenwan dung 17, verringert werden. Gleichzeitig erfolgt durch die Aus dehnungselemente 11 eine zuverlässige Anpassung an die Innenfläche 16 der Bodenwandung 17, so dass die Fluidkanäle 7 zuverlässig gegen das Kontaktelement 9 gepresst werden können. Zusätzlich wird durch die Schwerkraft der Batteriezellen 3 eine Gegenkraft erzeugt, wodurch der thermische Kontakt zwischen dem Kontaktelement 9 und den Fluidkanälen 7 besonders zuverlässig realisiert wird.
Eine große Zahl von Ausdehnungselementen 11 ermöglicht typi scherweise eine sehr genaue Anpassung an die Abstützfläche 16, auch wenn diese eine Verformung erfährt, beispielsweise im Be trieb. Abhängig von der Form der Fluidkanäle 7 und den Ausspa rungen 13 kann eine gleichmäßige Pressung der Fluidkanäle 7 gegen das Kontaktelement 9 erzielt werden. Dabei kann ein gewünschter mechanischer Druck, mit dem die Fluidkanäle 7 gegen das Kontak telement 9 gepresst werden, über die Anzahl der Ausdehnungsele mente 11, deren Anordnung sowie deren Form und/oder deren Größe eingestellt werden. Außerdem können durch die Ausdehnung der Ausdehnungselemente 11 Bauteiltoleranzen und Bauteildeformation im Betrieb automatisch unter Last, d.h. bei Beaufschlagung des Fluids 8 mit Druck, kompensiert werden.
Figur 3 betrifft eine Traktionsbatterie 1 und eine Batteriege häuseanordnung 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Trak tionsbatterie 1 und die Batteriegehäuseanordnung 2 der zweiten Ausführungsform entsprechend im Wesentlichen der Traktionsbat- terie 1 und der Batteriegehäuseanordnung 2 der ersten Ausfüh rungsform, weshalb im weiteren lediglich Unterschiede zwischen der Traktionsbatterie 1 und der Batteriegehäuseanordnung 2 der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben werden. Weitere Details der Traktionsbatterie 1 und der Batteriegehäuseanordnung 2 der zweiten Ausführungsform entsprechen denen der Traktions batterie 1 und der Batteriegehäuseanordnung 2 der ersten Aus führungsform.
Die Traktionsbatterie 1 und die Batteriegehäuseanordnung 2 der zweiten Ausführungsform unterschieden sich von der Traktions batterie 1 und der Batteriegehäuseanordnung 2 der ersten Aus führungsform durch die Anordnung und Ausgestaltung der Aussparungen 13 und Ausdehnungselemente 11. Bei der zweiten Aus führungsform weisen die Fluidkanäle 7 lediglich eine Reihe mit Aussparungen 13 auf, in denen jeweils ein Ausdehnungselement 11 angeordnet ist. Die Aussparungen 13 und die Ausdehnungselemente 11 weisen abweichend zur ersten Ausführungsform jeweils eine Rechteckform auf. Figur 4 betrifft eine Traktionsbatterie 1 und eine Batteriege häuseanordnung 2 gemäß einer dritten Ausführungsform. Die Trak tionsbatterie 1 und die Batteriegehäuseanordnung 2 der dritten Ausführungsform entsprechen weitgehend der Traktionsbatterie 1 und der Batteriegehäuseanordnung 2 der ersten oder zweiten Aus- führungsform, weshalb im weiteren lediglich Unterschiede zwi schen der Traktionsbatterie 1 und der Batteriegehäuseanordnung 2 der ersten und dritten Ausführungsform beschrieben werden. Weitere Details der Traktionsbatterie 1 und der Batteriegehäu- seanordnung 2 der dritten Ausführungsform entsprechen denen der Traktionsbatterie 1 und der Batteriegehäuseanordnung 2 der ers ten bzw. zweiten Ausführungsform.
Die Traktionsbatterie 1 und die Batteriegehäuseanordnung 2 der dritten Ausführungsform umfassen eine Mehrzahl Fluidkanäle 7, die jedoch keine Aussparungen 13 aufweisen. Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform sind bei der zweiten Ausführungsform eine Mehrzahl Ausdehnungselemente 11 zwischen den Fluidkanälen 7 und der Abstützfläche 16 positioniert. Die Ausdehnungselemente 11 sind ballonartig oder kissenartig ausgeführt und über eine By passleitung 18 miteinander verbunden und parallel zu den Fluid kanälen 7 angeordnet. Über die Bypassleitung 18 sind die Ausdehnungselemente 11 in Fluidverbindung mit einem Einlass 19 und einem Auslass 20 der Wärmeübertragungseinrichtung 6. Die Bypassleitung 18 weist dabei eine kleinere Querschnittsfläche als die Fluidkanäle 7 auf.
In einer alternativen Ausführungsform, die mit jeder der ersten bis dritten Ausführungsform kombinierbar ist, sind eine Mehrzahl Kontaktelemente 9 mit den Batteriezellen 3 zur Wärmeübertragung vorgesehen, vorzugsweise ein Kontaktelement 9 für jede Batte riezelle 3. Die Fluidkanäle 7 sind an ihrer Kontaktseite 10 gegen die Mehrzahl Kontaktelemente 9 pressbar. Besonders bevorzug ist jeder Fluidkanal 7 gegen eines der Kontaktelemente 9 pressbar. Bezugs zeichenliste
1 Traktionsbatterie
2 Batteriegehäuseanordnung 3 Batteriezelle
4 Batteriegehäuse
5 Innenraum
6 Wärmeübertragungseinrichtung
7 Fluidkanal
8 Fluid
9 Kontaktelement
10 Kontaktseite
11 Ausdehnungselement
12 Abstützseite
13 Aussparung
14 freie Wandung
15 Ausstülpung
16 Abstützfläche, Innenfläche
17 Bodenwandung
18 Bypassleitung
19 Einlass
20 Auslass
21 Flanschbereich

Claims

Patentansprüche
1. Batteriegehäuseanordnung (2), insbesondere als Batteriege häuseanordnung (2) einer fluidtemperierbaren Traktionsbatterie (1) eines Fahrzeugs, mit
einem Batteriegehäuse (4), das einen Innenraum (5) zur Auf nahme einer Mehrzahl Batteriezellen (3) umschließt; und einer Wärmeübertragungseinrichtung (6), die einen Einlass (19), einen Auslass (20) und wenigstens einen fluidtech- nisch dazwischen angeordneten Fluidkanal (7) aufweist, wo bei die Wärmeübertragungseinrichtung (6) von dem Einlass
(19) über den wenigstens einen Fluidkanal (7) zu dem Auslass
(20) von dem Fluid (8) durchflossen werden kann; wobei der wenigstens eine Fluidkanal (7) in dem Innenraum (5) angeordnet ist und an seiner Kontaktseite (10) gegen we nigstens ein Kontaktelement (9) zu den Batteriezellen (3) zur Wärmeübertagung pressbar ist; und
die Batteriegehäuseanordnung dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens ein Ausdehnungselement (11) vorgesehen ist, dass durch eine Beaufschlagung des Fluids (8) in der Wärmeüber tragungseinrichtung (6) mit einem Druck eine Ausdehnung er fährt, um den wenigstens einen Fluidkanal (7) durch Abstützung an einer Abstützfläche (16) gegen das wenigstens eine Kontaktelement (9) zu pressen.
2. Batteriegehäuseanordnung (2) nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass
das wenigstens eine Ausdehnungselement (11) an einer der Kontaktseite (10) gegenüberliegenden Abstützseite (12) des wenigstens einen Fluidkanals (7) angeordnet ist, um den wenigstens einen Fluidkanal (7) durch Abstützung an der Abstützfläche (16) gegen das wenigstens eine Kontaktelement (9) zu pressen.
3. Batteriegehäuseanordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Fluidkanal (7) in seiner Kanalwandung wenigstens eine Aussparung (13) aufweist, und das wenigs tens eine Ausdehnungselement (11) in der Aussparung (13) der Kanalwandung angeordnet und ausgeführt ist, um sich durch eine Druckbeaufschlagung in dem wenigstens einen Flu idkanal (7) auszudehnen.
4. Batteriegehäuseanordnung (2) nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass
der wenigstens eine Fluidkanal (7) in seiner Kanalwandung eine Mehrzahl Aussparungen (13) aufweist, in denen jeweils ein Ausdehnungselement (11) angeordnet ist, wobei die Mehr zahl Aussparungen (13) mit den Ausdehnungselementen (11) vorzugsweise in wenigstens einer Reihe angeordnet sind.
5. Batteriegehäuseanordnung (2) nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass
die Mehrzahl Aussparungen (13) jeweils eine Kreisform oder eine Rechteckform aufweisen.
6. Batteriegehäuseanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine Ausdehnungselement (11) zwischen dem wenigstens einen Fluidkanal (7) und der Abstützfläche (16) positioniert ist; und
das wenigstens eine Ausdehnungselement (11) in Fluidverbin dung mit dem Einlass (19), dem Auslass (20) und/ oder dem wenigstens einen Fluidkanal (7) ist.
7. Batteriegehäuseanordnung (2) nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass das wenigstens eine Ausdehnungselement (11) in einer By passleitung (18) parallel zu dem wenigstens einen Fluidka nal (7) angeordnet ist.
8. Batteriegehäuseanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Abstützfläche (16) eine Innenfläche (16) einer Gehäu sewandung des Batteriegehäuses (4) ist, vorzugsweise eine Innenfläche (16) einer Bodenwandung (17) des Batteriegehäu ses ( 4 ) .
9. Batteriegehäuseanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Mehrzahl Kontaktelemente (9) zur Wärmeübertagung mit den Batteriezellen (3) vorgesehen sind, vorzugsweise ein Kontaktelement (9) für jede Batteriezelle (3); und
der wenigstens eine Fluidkanal (7) an seiner Kontaktseite (10) gegen die Mehrzahl Kontaktelemente (9) pressbar ist.
10. Batteriegehäuseanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Wärmeübertragungseinrichtung (6) eine Mehrzahl Fluid kanäle (7) aufweist, die an ihren Kontaktseiten (10) gegen das wenigstens eine Kontaktelement (9) pressbar sind.
11. Batteriegehäuseanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Batteriegehäuse (4) eine Abstützplatte angeordnet ist, und die Abstützfläche eine Fläche der Abstützplatte ist, wobei die Abstützplatte vorzugsweise eine Zwischenwand oder eine Mittelwand des Batteriegehäuses (4) bildet.
12. Batteriegehäuseanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl Batteriezellen (3) in wenigstens zwei Ebenen in dem Innenraum (5) angeordnet sind;
jeder Ebene eine Wärmeübertragungseinrichtung (6) zugeord net ist; und
- jeder Fluidkanal (7) an seiner Kontaktseite (10) gegen ein
Kontaktelement (9) zu den Batteriezellen (3) einer Ebene zur Wärmeübertagung pressbar ist.
13. Fluidtemperierbare Traktionsbatterie (1) mit
einer Batteriegehäuseanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12;
einer Mehrzahl Batteriezellen (3), die in dem Batteriege häuse (4) der Batteriegehäuseanordnung (2) aufgenommen sind; und
wenigstens einem Kontaktelement (9) zur Wärmeübertagung zwischen dem wenigstens einen Fluidkanal (7) und der Mehr zahl Batteriezellen (3) .
EP20710485.2A 2019-04-24 2020-03-09 Batteriegehäuseanordnung mit wärmeübertragungseinrichtung und traktionsbatterie mit batteriegehäuseanordnung Pending EP3959771A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019110613.3A DE102019110613A1 (de) 2019-04-24 2019-04-24 Batteriegehäuseanordnung mit Wärmeübertragungseinrichtung und Traktionsbatterie mit Batteriegehäuseanordnung
PCT/EP2020/056170 WO2020216516A1 (de) 2019-04-24 2020-03-09 Batteriegehäuseanordnung mit wärmeübertragungseinrichtung und traktionsbatterie mit batteriegehäuseanordnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3959771A1 true EP3959771A1 (de) 2022-03-02

Family

ID=69784444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20710485.2A Pending EP3959771A1 (de) 2019-04-24 2020-03-09 Batteriegehäuseanordnung mit wärmeübertragungseinrichtung und traktionsbatterie mit batteriegehäuseanordnung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12283677B2 (de)
EP (1) EP3959771A1 (de)
JP (1) JP7314308B2 (de)
CN (1) CN113728491B (de)
DE (1) DE102019110613A1 (de)
WO (1) WO2020216516A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017001683A1 (de) * 2017-02-22 2018-08-23 Carl Freudenberg Kg Energiespeichersystem
CN113540618B (zh) * 2021-07-16 2022-07-22 重庆电子工程职业学院 一种工况稳定的电动汽车配电系统
DE102022121853A1 (de) * 2022-08-30 2024-02-29 Kautex Textron Gmbh & Co. Kg Fluidtemperierbare Traktionsbatterie
SE546949C2 (en) * 2023-06-09 2025-03-18 Scania Cv Ab Battery Pack and Vehicle
CN120453565A (zh) * 2025-05-07 2025-08-08 江苏万锂达智能科技有限公司 一种多重防护液冷电池组结构及系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017001683A1 (de) * 2017-02-22 2018-08-23 Carl Freudenberg Kg Energiespeichersystem

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW555160U (en) 1995-10-17 2003-09-21 Ovonic Battery Co Fluid cooled battery-pack system, improved high-power battery modules, mechanically improved rechargeable battery and rechargeable battery system
CN102257652B (zh) * 2008-11-12 2014-04-02 江森自控帅福得先进能源动力系统有限责任公司 具有热交换器的电池系统
WO2011088997A1 (de) * 2010-01-20 2011-07-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Temperierbare batteriezellenanordnung
CA2812198C (en) 2010-10-04 2019-12-31 Dana Canada Corporation Conformal fluid-cooled heat exchanger for battery
DE202012101076U1 (de) 2011-04-14 2012-04-19 Visteon Global Technologies, Inc. Vorrichtung zum Kühlen von Batterien, insbesondere für Kraftfahrzeuge
DE102011075820B4 (de) * 2011-05-13 2018-06-28 Lisa Dräxlmaier GmbH Traktionsbatterie
JP2012248299A (ja) 2011-05-25 2012-12-13 Sanyo Electric Co Ltd バッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
DE102011081537A1 (de) 2011-08-25 2013-02-28 Sb Limotive Company Ltd. Batteriesystem mit Temperierung mindestens einer Batteriezelle und Kraftfahrzeug
WO2013106714A1 (en) 2012-01-13 2013-07-18 Schumm Brooke Jr Fluid regulating microvalve assembly for fluid consuming cells with spring-like shape-retaining aperture cover
US9312571B2 (en) * 2014-03-19 2016-04-12 Ford Global Technologies, Llc Traction battery thermal plate with flexible bladder
DE102016210530A1 (de) * 2016-06-14 2017-12-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kühlvorrichtung
JP2018116813A (ja) * 2017-01-17 2018-07-26 株式会社東芝 電池モジュールおよび電池装置
FR3066327B1 (fr) 2017-05-10 2019-11-22 Valeo Systemes Thermiques Boitier de support de batterie pour vehicule automobile hybride ou electrique
DE102017113973A1 (de) * 2017-06-23 2018-12-27 Thyssenkrupp Ag Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017001683A1 (de) * 2017-02-22 2018-08-23 Carl Freudenberg Kg Energiespeichersystem

Also Published As

Publication number Publication date
JP7314308B2 (ja) 2023-07-25
CN113728491B (zh) 2023-12-22
WO2020216516A1 (de) 2020-10-29
US20220216538A1 (en) 2022-07-07
CN113728491A (zh) 2021-11-30
US12283677B2 (en) 2025-04-22
DE102019110613A1 (de) 2020-10-29
JP2022530425A (ja) 2022-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3959771A1 (de) Batteriegehäuseanordnung mit wärmeübertragungseinrichtung und traktionsbatterie mit batteriegehäuseanordnung
DE102014106954B4 (de) Vorrichtung zum Heizen und Kühlen eines Batteriepakets sowie Fahrzeugantriebsbatteriebaugruppe
DE102021132608A1 (de) Batteriemodul und Batteriesystem Batteriemodul und Batteriesystem mit durch hitzebeständige Trennplatte getrennten Batteriezellen
DE102021123314A1 (de) Elektrofahrzeug
DE102018221988A1 (de) Batteriegehäuse zur Aufnahme eines Batteriemoduls, Batteriemodulanordnung, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Einbringen eines Wärmeleitelements in ein Batteriegehäuse
EP3627585B1 (de) Verfahren zum anordnen zumindest eines batteriemoduls in zumindest einem teil eines batteriegehäuses und anordnungsvorrichtung
DE102012024963B4 (de) Brennstoffzellen-Anordnung mit einem geschlossenen Gehäuse
DE112007002945T5 (de) Brennstoffzelle
DE102008059972A1 (de) Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie
WO2021073782A1 (de) Gehäusevorrichtung für traktionsbatterie mit fluidbasierter kühlung mit verdampfungsvorrichtung mit mikrokanälen
DE102008034695A1 (de) Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie
DE102013021312A1 (de) Batterie
DE102021124831A1 (de) Batterieanordnung und Kraftfahrzeug
DE102021101215A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Kühleinrichtung, Kühleinrichtung und Batterie für ein Kraftfahrzeug
DE102022212133A1 (de) Batteriesystem für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug
DE102019130499A1 (de) Trenneinrichtung für ein Batteriemodul, Batteriemodul und Kraftfahrzeug
DE102019210191A1 (de) Energiespeicherzellenstapel
DE102018108962A1 (de) Batteriezellenmodul und Kraftfahrzeug mit demselben
DE102019210197A1 (de) Energiespeicherzellenstapel
DE102019210198A1 (de) Energiespeichermodul
WO2024213680A1 (de) Batterieanordnung mit variabel einstellbarer puffereinheit
DE102020126174A1 (de) Batteriesystem sowie Kraftfahrzeug und Verfahren zum Verspannen hierzu
DE102019210193A1 (de) Energiespeichermodul
DE102019125033A1 (de) Akkumulatoranordnung
DE102016218140A1 (de) Brennstoffzellenstapel

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20211108

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230601

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20240311