WO2011088997A1

WO2011088997A1 - Temperierbare batteriezellenanordnung

Info

Publication number: WO2011088997A1
Application number: PCT/EP2011/000209
Authority: WO
Inventors: Michael Busch; Sven Wüstenhagen
Original assignee: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2011-07-28

Abstract

Beschrieben wird eine temperierbare Batteriezellenanordnung mit einer Vielzahl einzelner Batteriezellen, einer die Batteriezellen jeweils einzeln, wenigstens teilweise flächig umschließenden Trägerstruktur sowie einem mit der Trägerstruktur in thermischen Kontakt bringbaren Temperiermedium. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Aufnahmestruktur lagenweise angeordnete Aufnahmetaschen aufweist, von denen jede Aufnahmetasche wenigstens zwei flächige Taschenwände vorsieht, zwischen denen wenigstens eine Batteriezelle einbringbar ist, und dass jeweils zwei lagenweise benachbarte Aufnahmetaschen so miteinander zusammengefügt sind, dass zwischen den jeweils benachbarten Aufnahmetaschen jeweils wenigstens ein von dem Temperiermedium durchströmbarer Durchgangskanal vorgesehen ist.

Description

Temperierbare Batteriezellenanordnung

Technisches Gebiet

Elektrische Energiespeicher sind die Schlüsselkomponente für die verstärkte

Nutzung elektrischer Systeme. Unter dem nachfolgend gewählten Begriff der „Batterie" oder„Batteriezellen" soll in diesem Zusammenhang sowohl eine nicht wiederaufladbare und insbesondere eine wiederaufladbare Speichereinheit verstanden werden.

Unter den verfügbaren Speichertechnologien stellen insbesondere Batterien auf der Basis von Lithium-Ionen-Zellen derzeit eine interessante Option dar. Insbesondere Li-Ionen-Batterien können jedoch nur in einem bestimmten Temperaturfenster um eine„Wohlfühltemperatur" der Zellen herum effizient betrieben werden, und der Temperaturgradient in einer Batteriezelle und innerhalb der Batterie von Zelle zu Zelle sollte ebenfalls nur gering differieren. Bei unzureichender oder nicht homogener Temperierung geht ihre Leistung und Kapazität teilweise ganz erheblich zurück, und die Zellen erreichen nur ejne deutlich verringerte Lebensdauer.

Die Erfindung bezieht sich auf eine temperierbare Batteriezellenanordnung für eine beliebige Anzahl von Batteriezellen, mit einer die Batteriezellen jeweils einzeln, wenigstens teilweise flächig umschließenden Aufnahmestruktur sowie ein mit der Aufnahmestruktur in thermischen Kontakt bringbares Temperiermedium.

Stand der Technik

Je nach Zelltyp, Einsatzanforderung, Montagefreundlichkeit und Kostenaspekten gelangen verschiedene Varianten temperierbarer Batterieanordnungen zur

Anwendung. Man unterscheidet zwischen Temperierung durch Luft und Temperierung über einen thermischen Kontakt. Bei der Lufttemperierung umströmt die temperierte Luft die Zelle und temperiert dabei deren frei zugängliche

Oberflächen. Bei der Temperierung über einen thermischen Kontakt stehen die Zellen in direktem thermischem Kontakt zu einem Wärmeabieiter, über den die Wärme abgeleitet wird. Die Temperierung über thermischen Kontakt ist der

Lufttemperierung insbesondere hinsichtlich Bauraum und Temperiereffizienz überlegen. Bei der Gestaltung der thermischen Kontaktierung ist sie jedoch aufwändiger. Für eine gute Wärmeableitung ist einerseits ein guter Kontakt zwischen Zellen und Wärmeabieiter erforderlich. Andererseits ändern die Zellen ihre Dicke im Betrieb: die Zellen„atmen". Dieses Atmen sollte nicht oder zumindest nicht nennenswert behindert werden, da es sonst zur katastrophalen Zerstörung der Zelle kommen kann. Die Zelle sollte sich dementsprechend möglichst frei ausdehnen und zusammen ziehen können, ohne dabei aber den guten thermischen Kontakt zum Wärmeabieiter zu verlieren. Dies ist konstruktiv bislang unzureichend gelöst. Als weiteres Problem kommt hinzu, dass häufig aus Sicherheitsgründen eine elektrische Isolierung des Zellengehäuses erforderlich ist, die meisten guten Wärmeabieiter aber auch gute elektrische Leiter sind, so dass dies häufig nicht ohne weiteres gegeben ist.

Bei der Temperierung über thermischen Kontakt sind mehrere Varianten bekannt: Besteht das Zellengehäuse aus einem gut Wärme leitenden Material, kann das Gehäuse selbst für die Wärmeableitung verwendet werden, indem die Zellen z. B. einfach auf eine temperierte Platte als Wärmeabieiter gestellt werden. Wenn der Wärmetransport durch das Zellgehäuse nicht ausreichend ist, werden Wärmeabieiter zwischen den Zellen in Form von Wärmeleitrippen oder Flüssigkeit führenden Platten eingebracht. Diese Varianten führen zu einem hohen Montageaufwand in der Serienfertigung, weil sehr viele solcher Platten bei der Montage der Zellen in der Batterie dicht verbunden werden müssen. Die Flüssigkeit führenden Platten können außerdem entweder reine Temperierplatten sein, die die Wärme zwischen der sie durchströmenden temperierten Flüssigkeit und der zu temperierenden Zellwand austauschen, oder sie können aktiv kühlende Platten, z. B. Plattenverdampfer oder Heatpipes, sein, wobei in dieser Fall jedoch nur eine Kühlung oder eine Erwärmung möglich ist. Eine effiziente Variante stellt die Temperierung des Zellinneren direkt über die Abieiter und die Elektroden der Zelle, d. h. über den direkten metallischen Pfad und damit den Weg entlang einer guten Wärmeleitfähigkeit in den

Elektrodenstapel hinein, dar.^'

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist der DE 10 2005 017 057 A1 zu entnehmen, die in einem Druckgehäuse eine Vielzahl darin untergebrachter Batteriezellen vorsieht. Das Druckgehäuse ist an einen Strömungskanal angeschlossen, über den mittels einer Pumpe druckbeaufschlagt Kühlluft in das Gehäuse einströmt, die in

thermischen Oberflächenkontakt mit den einzelnen Batteriezellen gelangt und anschließend über Austrittsöffnungen aus dem Gehäuse nach Außen strömt.

Die DE 10 2006 059 989 A1 beschreibt eine Anordnung zur Kühlung einer aus mehreren Einzelzellen bestehenden Batterie. Die einheitlich ausgebildeten

Einzelzellen sind von zylindrischer Bauart und jeweils parallel nebeneinander zu einem Bündel zusammengestellt. In den von den Einzelzellen einander begrenzten Zwickelräumen sind Füllstücke von hoher Wärmeleitfähigkeit eingebracht, die einseitig stirnseitig zu den Einzelzellen auf einem ein Temperiermedium führenden Leitungssystem montiert sind. Das Bündel der zylindrischen Zellen wird zudem durch ein Zugband mit den Füllstücken in gegenseitigem Formschluss gehalten, wodurch eine Volumenänderung der Einzellzellen in Abhängigkeit von ihrem Ladezustand, das so genannte„Atmen", möglich ist. Nachteilig sind jedoch der mangelnde

Formschluss und der damit verbundene variierende thermische Oberflächenkontakt zwischen den Einzellzellen und den Füllstücken in Abhängigkeit der jeweiligen Volumenänderung der Einzellzellen.

Die DE 101 30 369 A1 beschreibt eine Kühlvorrichtung für Fahrzeugbatterien, die stapelbare, mit einem Temperiermedium, vorzugsweise eine Kühlflüssigkeit, durchströmbare, plattenförmige Kühlelemente vorsieht, die Zwischenräume einschließen, die die gleichfalls plattenförmigen Batteriezellen aufnehmen, so dass sie zusammen mit den Kühlelementen eine Stapelanordnung bilden. Die

plattenförmigen Kühlelemente sind über Verbindungen miteinander starr für ein gesamtheitliches Durchströmen mit der Kühlflüssigkeit verbunden. Die starre

Ausbildung der einzelnen plattenförmigen Kühlelemente mit festem Abstand zueinander hat zur Folge, dass die zwischen den Kühlelementen befindlichen Zellen bei einer Volumenvergrößerung unter Druck geraten, d. h. das Atmen der Zellen wird erheblich behindert, oder dass bei einer Volumenverringerung der Flächenkontakt zwischen den Kühlelementen und den Zellen verringert wird oder ganz verloren geht.

Die WO 2007/08766 beschreibt eine Hochleistungsbatterie, deren elektrochemische Zellen in einer regelmäßigen Anordnung parallel mit Zwischenraum aufgestellte Zylinder sind. Zur Kühlung der Zylinder ist eine Hülle vorgesehen, die aus einem Schlauch besteht, der um die Zellen der Batterie gewickelt ist, wobei der Schlauch mit jeder Windung eine Zelle nach der anderen zumindest teilweise umschlingt.

Beispielsweise umschlingt der die Hülle bildende Schlauch eine Zelle in einem

Halbkreis außen und eine benachbarte Zelle in einem Halbkreis innen.

Die DE 10 2007 015 506 A1 offenbart eine Vorrichtung zur elektrischen

Energiespeicherung bei der einzelne, zylinderförmig ausgebildete Speicherzellen in zylinderförmige, vorzugsweise aus elastomerem Material bestehende Halteglieder eingeschoben werden. Die einzelnen zylinderförmig ausgebildeten Halteglieder sind array- bzw. matrixförmig angeordnet und jeweils längs einer gemeinsamen Stirnseite mit einer ebenen Verbindungsfläche fest verbunden. Ein derartig ausgebildeter Haltegliedverbund wird in ein Gehäuse gesetzt, das von einem Kühlmedium durchströmt wird. Somit gelangt das Kühlmedium bei Durchströmen durch die zwischen den Haltegliedern vorhandenen Zwischenräume in thermischem Kontakt zu den einzelnen Speicherzellen und vermag diese zu temperieren.

Aus der DE 2006 000 885 B3 ist eine Kühlanordnung für vorzugsweise

zylinderförmig ausgebildete Stabbatterien zu entnehmen, die jeweils zwischen lagenweise angeordneten, jeweils von einem Kühlmedium durchströmbaren und aus elastomeren Material bestehenden Zwischenbandlagen gefügt sind. Jede einzelne Zwischenbandlage verfügt über eine Vielzahl nebeneinander angeordneten, jeweils in entgegengesetzter Richtung von Kühlmittel durchströmbaren Kanälen. Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine temperierbare

Batteriezellenanordnung für eine beliebige Anzahl einzelner Batteriezellen, mit einer die Batteriezellen jeweils einzeln, wenigstens teilweise flächig umschließenden Aufnahmestruktur sowie einem mit der Aufnahmestruktur in thermischen Kontakt bringbaren Temperiermedium derart weiterzubilden, dass das Atmen der Zellen nicht oder zumindest nicht nennenswert behindert wird und zugleich unabhängig von ihrem Volumenzustand, den sie beim Atmen einnehmen, eine zuverlässige

Temperierung der Batteriezellen möglich wird, d. h. Sorge dafür getragen wird, dass der thermische Kontakt zwischen den einzelnen Batteriezellen und dem

Temperiermedium unabhängig vom Atmen der Batterie weitgehend erhalten bleibt. Die hierfür zu treffenden Maßnahmen sollen mit möglichst kostengünstigen und montagetechnisch einfach zu handhabenden Mitteln realisierbar sein.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung zu entnehmen.

Lösungsgemäß zeichnet sich eine temperierbare Batteriezellenanordnung für eine beliebige Anzahl einzelner Bätteriezellen, mit einer die Batteriezellen jeweils einzeln, wenigstens teilweise flächig umschließenden Aufnahmestruktur sowie einem mit der Aufnahmestruktur in thermischen Kontakt bringbaren Temperiermedium dadurch aus, dass die Aufnahmestruktur lagenweise angeordnete Aufnahmetaschen aufweist, wobei jede Aufnahmetasche wenigstens zwei flächige, flexible

Taschenwände vorsieht, zwischen denen wenigstens eine Batteriezelle einbringbar ist. Jeweils zwei lagenweise unmittelbar benachbarte Aufnahmetaschen sind so mittel- oder unmittelbar miteinander gefügt, dass zwischen den jeweils benachbarten Aufnahmetaschen jeweils wenigstens ein von dem Temperiermedium

durchströmbarer Durchgangskanal vorgesehen ist. Die vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial bestehende Aufnahmestruktur umschließt die einzelnen Batteriezellen möglichst großflächig mit möglichst dünnwandig, gleichsam einer Folie ausgebildeten Taschenwänden, durch die die Batteriezellen vor einem unmittelbaren bzw. direkten Kontakt mit dem

Temperiermedium geschützt sind. Die möglichst dünnwandige Ausbildung der Taschenwände sorgt zum einen für eine möglichst gute Wärmeankopplung zwischen den Batteriezellen und dem Temperiermedium, das gasförmig oder von flüssiger Natur sein kann, zum anderen gewährleistet die der Taschenwände zu eigene Flexibilität das Atmen der Batteriezellen, d.h. die folienartig ausgebildeten

Taschenwände bleiben trotz Volumenänderung der Batteriezellen in stetem

Flächenkontakt mit der Oberfläche der jeweiligen Batteriezelle.

Selbstverständlich ist es möglich die Aufnahmestruktur oder zumindest Teile oder Bereiche der Aufnahmestruktur auch aus metallischen Werkstoffen zu fertigen, bspw. die einzelnen Taschenwände aus Metallfolien oder beschichteten Metallfolien auszubilden, sofern die vorstehenden Anforderungen bezgl. der Flexibilität sowie der guten thermischen Leitfähigkeit, erfüllt sind.

Mit der Forderung, dass die Aufnahmestruktur aus Lagen einzelner stapeiförmig aneinander gefügter Aufnahmetaschen besteht, die die einzelnen Batteriezellen zumindest teilweise umschließen, soll zum Ausdruck kommen, dass die

Batteriezellen jeweils innerhalb der Aufnahmestruktur in den Aufnahmetaschen lagenweise, d. h. ebenenweise übereinander zu einem Stapel angeordnet sind, wobei jeweils die der unteren und oberen Stapelseite zugewandte Oberfläche der Batteriezellen mit dem Taschenwänden in direktem Kontakt sind.

Am Beispiel platten- bzw. quaderförmig ausgebildeter Batteriezelle sei hierzu angenommen, dass pro Lage, d.h. pro Aufnahmetasche ist eine Batteriezelle enthalten, deren in der Stapelanordnung jeweils untere und obere

Batteriezellenoberfläche von einer folienartigen Taschenwand bedeckt ist. Ferner sei angenommen, dass die Batteriekontaktelektroden längs einer stirnseitigen

Batteriezellenseitenkante angebracht sind. Vorzugsweise die übrigen drei

Batterieseitenkanten sind hermetisch von der Aufnahmestruktur umschlossen, die vorzugsweise mit den folienartigen Taschenwänden aus einem einheitlichen Material besteht. In der Stapelanordnung sind die jeweils stirnseitig angebrachten

Kontaktelektroden aller Batteriezellen einheitlich an einer gemeinsamen Stapelseite angeordnet.

Um für einen möglichst effizienten Wärmekontakt und einen damit verbundenen wirksamen Wärmeaustausch zwischen den lageweise übereinander angeordneten Batteriezellen und dem Temperiermedium zu sorgen, ist jeweils zwischen zwei im Stapel benachbarten Aufnahmetaschen ein Durchgangskanal vorgesehen, der von dem Temperiermedium durchströmbar ist. Hierzu sind jeweils die im Stapel untere Taschenwand einer oberen Lage bzw. Aufnahmetasche von der oberen

Taschenwand einer unmittelbar benachbarten unteren Lage bzw. Aufnahmetasche vorzugsweise beabstandet zueinander angeordnet. Auf diese Weise gelangt das Temperiermedium in mittelbaren Flächenkontakt, getrennt durch die folienartigen Taschenwände, zu den jeweils oberen und unteren Batteriezellenoberflächen und vermag diese in geeigneter Weise zu temperieren.

In besonders vorteilhafter Weise münden die zwischen den einzelnen Lagen vorgesehenen Durchgangskanäle zweiseitig offen an zwei sich gegenüberliegenden Stapelseiten, die nicht jener Stapelseite entsprechen, an der die stirnseitig

angebrachten Kontaktelektroden aller Batteriezellen einheitlich angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine sichere räumliche Abtrennung zwischen den Bereichen der Zu- und Abführung des Temperiermediums und des unmittelbaren Zugangs an die einzelnen Batteriezellen geschaffen werden. Wie aus der weiteren Beschreibung unter Bezugnahme auf ein konkretes Ausführungsbeispiel zu entnehmen ist, erfolgt zumindest die Zuführung des Temperiermediums mit Hilfe einer an die

Stapelanordnung fluiddicht adaptierbaren Verteilereinheit, deren Gehäuse ein

Volumen umschließt, in das wenigstens eine Zuleitung für das Temperiermittel mündet und das über zu den Eintrittsöffnungen der einzelnen Durchgangskanäle korrespondierende Öffnungen verfügt. Zur Illustration der lösungsgemäßen temperierbaren Batteriezellenanordnung ist vorstehend von plattenförmig bzw. quaderförmig ausgebildeten Batteriezellen ausgegangen worden, gleichwohl eignet sich die temperierbare

Batteriezellenanordnung auch für anders gestaltete Batteriezellengeometrien, bspw. für zylinderförmige oder stabförmige Batteriezellen. Bei derartigen Batteriezellen bietet es sich an mehrere Batteriezellen pro Lage nebeneinander anzuordnen, jeweils mit gleichgerichteten Stirnseiten mit Kontaktelektroden. In dieser Anordnung werden die pro Lage zu einem Flächenarrangement zusammen angeordneten Batteriezellen an ihrer„oberen" und„unteren" Batteriezellenoberfläche jeweils mit den folienartig ausgebildeten Taschenwänden beidseitig vorzugsweise konturgetreu überdeckt, d.h. im Falle von Zylinderförmigen Batterien bilden sich somit jeweils wellige Taschenwandkonturen pro Aufnahmetasche aus. In gleicher weise fügen sich die Aufnahmetaschen mit den jeweils welligen Taschenwänden unter Einschluss der beschriebenen Durchgangskanäle für das Temperiermedium zu einem

Stapelverbund zusammen. In besonders vorteilhafter Weise trägt die wellige

Ausbildung der Taschenwände, die jeweils einen zwischen zwei Aufnahmetaschen im Stapelverbund eingeschlossenen Durchgangskanal beidseitig begrenzen dazu bei, dass sich vermehrt Strömungswirbel beim Durchtritt des Temperiermediums durch die Durchgangskanäle ausbilden, die zu einem verbesserten Wärmeaustausch zwischen den Oberflächen der Trennschichten und dem Temperiermedium führen.

In einer vorteilhaften weiteren Ausbildung vermögen zusätzlich jeweils an den dem Durchgangskanal zugewandten Oberflächen der Taschenwände angebrachte Strukturelemente, die den Strömungsquerschnitt des Durchgangskanals lokal reduzieren, für einen verbesserten Wärmeaustausch, insbesondere in Fällen, in denen die Taschenwände eben und glatt ausgebildet sind.

Auch kann es für eine verbesserte Wärmespeicherung vorteilhaft sein in die

Durchgangskanäle zusätzlich Phasenwechselmaterialien, kurz PCM, vorzugsweise in Form dünner Schichten einzubringen. Für eine kostengünstige Herstellung einer lösungsgemäß ausgebildeten temperierbaren Batteriezellenanordnung eignet sich thermoplastisch verarbeitbarer Kunststoff, der mit den bekannten Spritzgusstechniken verarbeitbar ist. Bei bekannter Batteriezellengeometrien lässt sich die Trägerstruktur vollständig als Halbfertigprodukt herstellen, so dass es zur Endmontage lediglich erforderlich ist die einzelnen Batteriezellen in die vorgesehenen Ausnehmungen bzw. Taschen, wie sie auch nachstehend bezeichnet werden, einzufügen. Denkbar ist es auch die

Batteriezellen im Rahmen eines Gießprozesses in die Trägerstruktur zu integrieren, bspw. unter Verwendung einer selbsthärtenden Vergußmasse, wie Epoxidharz o.a..

Eine weiterführende Ausführungsvariante für eine Batteriezellenanordnung, die besonders robust, montagetechnisch einfach und darüber hinaus möglichst kostengünstig zu realisieren ist und die hohen mechanischen und thermischen Anforderungen im praktischen Betrieb gerecht wird, wird im Weiteren beschrieben.

Ausgehend von der vorstehend erläuterten temperierbaren Batteriezellenanordnung zeichnet sich die weitere Variante für eine Batteriezellenanordnung dadurch aus, dass jeder einzelne Durchgangskanal von einem aus fluiddichten, vorzugsweise aus elastomeren Werkstoff gefertigten Schlauchabschnitt umgeben ist. Ferner sind zwei Verteilereinheiten vorgesehen, die jeweils ein Volumen umschließen, in die wenigstens eine Leitung für ein Ein- oder Ausleiten des Temperiermittels mündet, und die jeweils eine gleiche Anzahl n an nebeneinander, mit jeweils einem Abstand zueinander angeordneten Öffnungen aufweisen. Schließlich sind n

Schlauchabschnitte derart zwischen beiden Verteileineinheiten angeordnet, so dass sie jeweils eine der n Öffnungen der einen Verteilereinheit mit einer der n Öffnungen der anderen Verteilereinheit fluiddicht verbinden, wobei zwei benachbart

angeordnete Schlauchabschnitte eine Aufnahmetasche bilden.

Die vorzugsweise aus einem möglichst dünnwandigen, elastomeren

Kunststoffmaterial gefertigten Schlauchabschnitte stellen die Begrenzungswände der einzelnen Durchgangskanäle dar, die zu Kühlzwecken von einem Kühlmedium das gasförmig oder von flüssiger Natur sein kann, durchströmt werden. Die einzelnen Schlauchabschnitte weisen durch die vorgegebene Öffnungsgeometrie der in den Verteilereinheiten vorgesehenen n Öffnungen jeweils einen

Durchströmungsquerschnitt auf, der vorzugsweise der Form eines Langloches entspricht, d.h. die n Öffnungen sind jeweils von zwei geradlinig parallel orientierten Längsseiten begrenzt, die jeweils stirnseitig bogenförmig verbunden sind. Denkbar sind jedoch auch von der Langlochform abweichende Öffnungskonturen, die sich grundsätzlich eignen als Zu- und Abflußöffnungen für ein Kühlmedium, das durch die Schlauchabschnitte durchgeleitet wird, zu dienen.

Im Falle von Langlochöffnungen wie zuvor beschrieben verfügt somit jeder einzelne Schlauchabschnitt über zwei im wesentlichen rechteckförmig und plan ausgebildete Flächenabschnitte, die jeweils mit einem entsprechenden Flächenabschnitt eines unmittelbar zwischen den Verteilereinheiten benachbart angeordneten

Schlauchabschnitt einen Zwischenraum begrenzen, in dem über eine offen ausgebildete Stirnseite eine als Flachbatterie ausgebildete Batteriezelle einschiebbar ist. Die zu kühlende Batteriezelle gelangt hierbei mit ihren großflächigen

Seitenwänden in unmittelbaren körperlichen Kontakt zu den Flächenabschnitten zweier Schlauchabschnitte und somit in thermischen Kontakt mit dem durch die Schlauchabschnitte hindurch strömenden Kühlmedium.

Optional kann der thermische Kontakt der zu kühlenden Batteriezelle mit ihren großflächigen Seitenwänden zu den Flächenabschnitten der Schlauchabschnitte dadurch erhöht werden, dass die Batteriezelle mit den Schlauchabschnitten stoffschlüssig verbunden wird, z. B. durch Verkleben. Dies kann dadurch erfolgen, indem entweder jeweils die dem Zwischenraum zugewandten Oberflächen der Schlauchabschnitte und/oder die Seitenflächen einer jeden Batteriezelle mit einem Klebstoff, vorzugsweise mit einem Kontaktklebstoff, versehen werden.

Durch Vorsehen von jeweils n Schlauchabschnitten zwischen den für die Zu- und Ableitung des Kühlmediums erforderlichen Verteilereinheiten werden n-1

Zwischenräume geschaffen, die als Aufnahmetaschen für die zu kühlenden

Batteriezellen dienen. Die einzelnen Schlauchabschnitte sind fluiddicht an die jeweiligen Öffnungen der Verteilereinheiten gefügt, vorzugsweise mittels einer Klemm-, Kleb-, Schweiß- oder Formschlussverbindung. Wird geeignetes

Kühlmedium, vorzugsweise eine Kühlflüssigkeit unter Druck durch die über die Schlauchabschnitte verbundenen Verteilereinheiten hindurchgeführt, vermögen sich die aus elastomeren Kunststoffmaterial bestehenden Schlauchabschnitte gegen die in den Aufnahmetaschen befindlichen Batteriezellen auszudehnen, wodurch ein inniger körperlicher sowie auch thermischer Kontakt zwischen den Batteriezellen und dem Kühlmedium hergestellt wird. Zugleich erfahren die in den Aufnahmetaschen befindlichen Batteriezellen vermittels der sich geringfügig ausdehnenden

Schlauchabschnitte einen Art Presssitz, durch den die Batteriezellen sicher in den Aufnahmetaschen gehalten werden. Im Falle des Vorsehens jeweils einer

Klebstoffschicht zwischen den Batteriezellen und den Außenwänden der

Schlauchabschnitte, wie zuvor beschrieben, unterstützt das druckbeaufschlagte Durchströmen der Schlauchabschnitte die sich zwischen den

Batteriezellenseitenwände und den Schlauchabschnitten ausbildende

Adhäsiwerbindung.

Selbstverständlich sind auch andere Geometrien für die Ausbildung und Anordnung der n Öffnungen innerhalb der Verteilereinheiten denkbar, die in Abhängigkeit der Raumform der zu kühlenden Batteriezellen zu wählen ist. Denkbar wären somit auch wellig geformte Öffnungslängsseiten anstelle der vorstehend bezeichneten geradlinig ausgebildeten Längsseiten zur Ausbildung von Aufnahmetaschen, in die jeweils eine Anzahl zylinderförmiger Batteriezellen einfügbar sind.

Für ein verbessertes Wärmemanagement kann es vorteilhaft sein, wenigstens einen Schlauchabschnitt der n sich zwischen beiden Verteilereinheiten erstreckenden Schlauchabschnitte aus einem Wärme speichernden Kunststoff, vorzugsweise aus einem Phasenwechselmaterial, kurz PCM, als Latentwärmespeicher auszubilden. Derartige Materialien können in an sich bekannte elastomere Kunststoffe eingebracht werden oder vollständig aus diesem bestehen. Zudem sieht eine weitere bevorzugte Ausführungsform die Verwendung zusätzlicher Füllstoffe innerhalb des elastomeren Werkstoffes vor, aus dem die Schlauchabschnitte bestehen, die entweder im elastomeren Kunststoff oder im vorstehend beschriebenen PCM-Material oder in beiden Materialarten zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit eingebracht sind.

Eine weitere Vorkehrung zur Erhöhung bzw. Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit der Schlauchabschnitte, um einen möglichst optimalen Wärmeübergang zwischen dem Kühlmedium und den Batteriezellen zu schaffen, betrifft das Vorsehen von Strukturen an den Innenwandflächen der Schlauchabschnitte, durch die sich wandnahe Strömungswirbel innerhalb der die Schlauchabschnitte durchströmenden Kühlströmung ausbilden, bspw. in Form von Rippen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht innerhalb wenigstens eines

Schlauchabschnittes, vorzugsweise in allen Schlauchabschnitten, einen Um- und/oder Durchströmungskörper vor, der vorzugsweise aus einem

Phasenwechselmaterial (PCM) besteht oder zumindest anteilig PCM aufweist. Überdies dient ein derartiger, als separates Inlay ausgebildeter Körper zur individuellen Strömungsbeeinflussung des durch die einzelnen Schlauchabschnitte hindurchtretenden Kühlmediums. Um zu vermeiden, dass ein derartiges Inlay strömungsbedingt durch eine Öffnung der Verteilereinheit, durch die das

Kühlmedium austritt, unkontrolliert mitgerissen wird, ist das Inlay jeweils größer als der Öffnungsquerschnitt zu dimensionieren.

Zur sicheren Verwahrung der Batteriezellenanordnung, bei der zwischen den vom Kühlmedium durchströmten Schlauchabschnitten lagenweise die vom Kühlmedium zu kühlenden Batteriezellen eingebracht sind, dient ein zweiteiliges Gehäuse mit einem Gehäusekorpus, zur vollständigen Aufnahme der Batteriezellenanordnung, sowie einem Gehäusedeckel für einen vollständig hermetischen Verschluss. Durch den Deckel gilt es lediglich die Zu- und Ableitungen für das Kühlmedium

hindurchzuführen, die jeweils mit den Verteilereinheiten fluiddicht verbunden sind.

Eine weitere Ausführungsvariante für eine Batteriezellenanordnung, die im

Unterschied zu den vorstehenden Variationen lediglich aus einem einzigen Bauteil oder aus zumindest wenigen Bauteilen zusammensetzbar ist, wird im Weiteren beschrieben.

Eine derartige Batteriezellenanordnung zeichnet dadurch aus, dass sie aus weitgehend gleichen oder vorzugsweise identischen Bauteilen, den so genannten Rahmenelementen zur Aufnahme weitgehend beliebig vieler einzelner Batteriezellen zusammenfügbar ist. So schließen jeweils zwei Rahmenelemente, die fluiddicht zusammengefügt sind und ein Rahmenelement-Paar bilden, eine Aufnahmetasche ein, in die jeweils eine Batteriezelle einschiebbar ist. Die Rahmenelemente sind dabei derart ausgebildet, dass sie in nahezu beliebiger Anzahl übereinander stapelbar sind und somit die Aufnahmekapazität von einer großen Anzahl einzelner zu temperierenden Batteriezellen bilden können. Die Rahmenelemente verfügen darüber hinaus über die konstruktive Besonderheit, dass jeweils zwei im Stapel unmittelbar übereinander angeordnete Rahmenelementpaare einen für ein

Temperiermedium durchströmbaren Durchgangskanal einschließen.

Jedes einzelne Rahmenelement weist hierzu einen membranartigen Flächenbereich auf, der über eine obere und eine untere Membranoberfläche verfügt. Vorzugsweise ist der membranartige Flächenbereich quadratisch oder rechteckig ausgebildet, je nach Größe und Form der in die Aufnahmetaschen einzuschiebenden Batteriezellen.

Die obere Membranoberfläche des membranartigen Flächenbereiches ist an ihrem peripheren Umfangsrand von einer die Membranoberfläche überragenden

Begrenzungsrippe voll umfänglich begrenzt. Vorzugsweise verfügt die

Begrenzungsrippe hierbei über eine konstante Rippenhöhe und -breite. Die untere Membranoberfläche des membranartigen Flächenbereiches ist an wenigstens zwei sich gegenüberliegenden Seitenbereichen des membranartigen Flächenbereiches jeweils von einem die untere Membranoberfläche überragenden, rippenartig ausgebildeten Randsteg begrenzt, in den jeweils eine nutförmige Ausnehmung eingebracht ist, die an der zur unteren Membranoberfläche abgewandten

Randstegseite offen mündet. Die nutförmige Ausnehmung innerhalb der wenigstens zwei die untere Membranoberfläche seitlich begrenzenden Randstege ist ferner jeweils mit einer an der oberen Membranoberfläche mündenden Membranöffnung fluidisch kommunizierend verbunden.

Durch Aneinanderfügen zweier derart ausgebildeter Rahmenelemente längs ihrer über die jeweils untere Membranoberfläche erhabenen rippenartig ausgebildeten Randstege, beispielsweise mittels adhäsiver Klebung oder thermischen Schweißens, bildet sich die innere Aufnahmetasche aus, die lateral von den Randstegen beider Rahmenelemente sowie jeweils den unteren Membranoberflächen beider

Rahmenelemente begrenzt ist. Ferner wird beim Zusammenfügen beider

Rahmenelemente jeweils ein von den Randstegen beider Rahmenelemente eingeschlossener Hohlkanal begrenzt. Durch einen der beiden sich beim Fügen ausbildenden Hohlkanäle wird das Temperiermedium zu, durch den anderen abgeführt.

Um einen von dem Temperiermedium durchströmbaren Durchgangskanal

auszubilden bzw. zu begrenzen, ist entweder eine Deckplatte an die

Begrenzungsrippe wenigstens eines der beiden sich im Fügeverbund befindenden Rahmenelemente, die eine Aufnahmetasche begrenzen, fluiddicht angefügt oder ein weiteres Rahmenelement ist längs seiner Begrenzungsrippe an die

Begrenzungsrippe eines der beiden im Fügeverbund stehenden Rahmenelemente, die eine Aufnahmetasche begrenzen, fluiddicht gefügt. Auf diese Weise ergibt sich oberhalb der jeweils oberen Membranoberfläche ein fluiddicht abgeschlossener Durchströmungskanal, der fluidisch mit beiden Hohlkanälen, wie vorstehend erläutert verbunden ist.

Der besondere Charme dieser temperierbaren Batteriezellenanordnung ist darin zu sehen, dass die zum stapeiförmigen Aufbau erforderlichen Rahmenelemente

Bauteile darstellen, die mittels kunststofftechnischer Fertigungsverfahren, wie beispielsweise Spritzgussverfahren, schnell und günstig herstellbar sind. In nicht notwendiger jedoch in vorteilhafter Weise bestehen die Rahmenelemente aus einem einstückigen, vorzugsweise flexiblen oder elastomeren Material. Denkbar sind jedoch auch Rahmenelemente mit einem membranartigen Flächenbereich, der aus einem anderen Material gefertigt ist im Vergleich zu den den membranartigen

Flächenbereich umgebenden bzw. angrenzenden Komponenten, wie

Begrenzungsrippe und Randstege. Bspw. könnte es in manchen Anwendungs- und Ausbildungsformen vorteilhaft sein, die Begrenzungsrippe und den Randsteg aus einem stabileren, d.h. starren Material zu formen, wohingegen der membranartige Flächenbereich aus einem hochelastischen Material besteht, um

temperaturbedingten Volumenänderungen seitens der Batteriezellen besser nachgeben zu können und somit den Batteriezellen das„Atmen" zu erleichtern. Wird der membranartige Flächenbereich aus einem weniger flexiblen und eher steifen Material ausgebildet, ermöglichen aufgedickte Strecken von Materialstegen, welche Schnittpunkte in stochastischer Verteilung aufweisen, ein knicken der

membranartigen Fläche an den somit vorgegebenen Linienverläufen.

Nicht notwendiger jedoch in besonders vorteilhafter Weise sind die Rahmenelemente identisch ausgebildet, um die Herstellungskosten möglichst gering und das

Montageverfahren einfach zu gestalten. Von der Identität abweichende

Strukturmerkmale, die vor allem die Ausbildung der Begrenzungsrippen betreffen, dienen der Ausbildung einer Formschlussverbindung zwischen zwei

Rahmenelementen, die längs ihrer Begrenzungsrippen zum Umschließen jeweils eines Hohlraumes für einen durchströmbaren Durchgangskanal fluiddicht

miteinander verbunden werden. So bietet es sich bspw. an die jeweils obere stirnseitige Begrenzungsrippenfläche zweier Rahmenelemente als Feder-Nut- Verbindungsstruktur auszubilden, indem die obere Begrenzungsrippenfläche eines Rahmenelementes eine umlaufende nutförmige Ausnehmung und die obere

Begrenzungsrippenfläche des anderen Rahmenelementes eine entsprechende über die Begrenzungsrippenfläche erhabene Rippenkontur aufweist. Selbstverständlich sind beliebig vergleichbare, miteinander verzahnende Fügestrukturen denkbar, die an den Begrenzungsrippen entsprechend vorgesehen werden können. Ähnliche Strukturbildende Massnahmen können auch längs der miteinander in fluiddichte Verbindung zu bringenden Randstege vorgesehen werden. Derartige

Formschlussstrukturen machen jedoch aller Voraussicht den Einsatz von Klebe- oder Schweisstechniken zur Herstellung von Stoffschlussverbindungen zwischen den einzelnen miteinander zu verfügenden Rahmenelemente nicht unverzichtbar.

Durch die nahezu beliebig skalierbare Ausbildung der einzelnen Rahmenelemente und auch die beliebige Wahl der Anzahl jeweils vertikal übereinander zu stapelnder Rahmenelemente können die Aufnahmekapazität für die zu kühlenden Batteriezellen sowie auch die Kühlleistung der Batteriezellenanordnung individuell gewählt werden ohne dabei einen erhöhten Montageaufwand leisten zu müssen. Zum einen gilt es die Größe und die jeweilige Geometriewahl der einzelnen Rahmenelemente und zum anderen die Anzahl der vertikal übereinander zu stapelnden und miteinander fluiddicht zu fügenden Rahmenelemente festzulegen.

Zu Zwecken der kontrollierten Zu- und Abführung eines zumeist flüssigen

Temperiermediums sind, wie die weiteren Ausführungen unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel zeigen werden, Verteilereinheiten an dem stapeiförmigen Verbund der aus einer Vielzahl zusammengefügter Rahmenelemente besteht, jeweils im Bereich ihrer stirnseitig offen mündenden Hohlkanäle vorzusehen. Die Verteilereinheiten sind gleichsam wie die Rahmenelemente mittels kostengünstiger Spritzgussverfahren herstellbar und gleichsam mit den bereits genannten

Fügetechniken stirnseitig an den stapeiförmigen Verbund im Bereich der offen mündenden Hohlkanäle fluiddicht fügbar.

Auch kann es für ein verbessertes Wärmemanagement vorteilhaft sein, in die Durchgangskanäle zusätzlich Phasenwechselmaterialien, kurz PCM, als

Latentwärmespeicher einzubringen. So kann bspw. wenigstens eine aus

Phasenwechselmaterial bestehende oder zumindest PCM anteilig enthaltende Zusatzkomponente in den jeweiligen zwischen zwei Rahmenelementen

eingeschlossenen Durchgangskanal eingebracht werden. Alternativ oder in

Kombination mit der vorstehenden Massnahme können Teile eines einzelnen Rahmenelementes, z. B. die jeweils den Durchgangskanal beidseitig begrenzenden membranartigen Flächenbereiche der Rahmenelemente, aber auch das gesamte Rahmenelement aus einem Phasenwechselmaterial enthaltenden Kunststoff gefertigt sein

Eine weitere Vorkehrung zur Erhöhung bzw. Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit des membranartigen Flächenbereiches jedes einzelnen Rahmenelementes, betrifft das Vorsehen von erhabenen Strukturen an der jeweils oberen Membranfläche des membranartigen Flächenbereiches. Durch derartige Strukturen lassen sich

wandnahe Strömungswirbel innerhalb des die Durchgangskanäle durchströmenden Temperiermediums hervorrufen, beispielsweise eignen sich hierzu Strukturen die sich schuppen-, steg- oder rippenartig über die obere Membranoberfläche erheben.

Weitere Erläuterungen sind nachstehend unter Bezugnahme auf das in den Figuren illustrierte Ausführungsbeispiel zu entnehmen.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen

Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a, b Ausführungsbeispiele für Aufnahmetaschen

Fig. 2a-d Ausführungsbeispiele für Aufnahmestrukturen

Fig. 3 Ausführungsbeispiel für eine temperierbare

Batteriezellenanordnung für platten- bzw. quaderförmig

ausgebildete Batteriezellen in modularer Darstellung,

Fig. 4 Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 in zusammengefügter

Bauform, wie Fig. 4 mit Deckelelement, schematisierte Komponentendarstellung einer

Batteriezellenanordnung mit Durchgangskanäle in Form von Schlauchabschnitten, perspektivische Durchsichtdarstellung durch eine gem. Fig. 6 ausgebildete Batteriezellenanordnung ohne eingefügte

Batteriezellen,

Teilquerschnittsdarstellung durch einen Schlauchabschnitt mit innen liegendem Umströmungskörper,

Illustration zwei identisch ausgebildeter Rahmenelemente und Möglichkeiten ihrer gemeinsamen Fügung zum Aufbau eines Verbundstapels, alternative Ausführungsform zweier Rahmenelemente sowie

Stapelanordnung bestehend aus mehreren zusammengefügter Rahmenelemente.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit

Zur Illustration einer Aufnahmetasche in Alleinstellung sei auf Figur 1a und b verwiesen. Die Aufnahmetaschen 4, die in vielfacher stapeiförmiger

Aneinanderreihung als Grundelement zur Ausbildung einer lösungsgemäßen Aufnahmestruktur dient kann einzeln gefertigt und danach einzeln zur

Aufnahmestruktur zusammengefügt werden. In diesem Fall können die einzelnen Aufnahmetaschen entweder aus einer einzigen Struktur, bspw. in Form einer Hülle bestehen, siehe Fig. 1a oder aus einzelnen Elementen bestehen, die nachträglich zusammengefügt werden, siehe Fig. 1 b. Im Unterschied zur Aufnahmetasche 4 gemäß Figur 1a, die eine Aufnahmetasche zum Einfügen einer plattenförmigen Batteriezelle (nicht dargestellt) vorsieht und demzufolge über zwei ebene

Taschenwände 4', 4" verfügt, ist die Aufnahmetasche gemäß Figur 1 b aus zwei über eine Fügebene F zusammengefügten und zur Aufnahme von zylinderförmig ausgebildeten Batteriezellen konturierten Taschenwänden 4', 4" zusammengesetzt.

Die Aufnahmetaschen müssen nicht notwendig zunächst als einzelne Elemente gefertigt und dann zur Aufnahmestruktur zusammengefügt werden. Die

Aufnahmestruktur kann alternativ dazu auch ^'"aus einem Stück" gefertigt werden, so dass alle Aufnahmetaschen und sämtliche von jeweils im Stapel benachbarte

Durchgangskanäle erst im Fertigungsprozess, z. B. einem Gießprozess, gleichzeitig und miteinander verbunden entstehen.

In den Figuren 2 a bis d sind unterschiedliche Ausführungsformen für die Ausbildung einer Aufnahmestruktur für eine Vielzahl von Batteriezellen dargestellt.

Figur 2 a zeigt eine Aufnahmestruktur 1 mit drei Lagen bzw. drei stapeiförmig aneinander gefügte Aufnahmetaschen 4 zur Aufnahme von plattenförmigen

Batteriezellen. Figur 2b zeigt eine Aufnahmestruktur 1 mit vier Lagen bzw. vier stapeiförmig aneinander gefügte Aufnahmetaschen 4 zur Aufnahme von

zylinderförmig ausgebildeten Batteriezellen. Figur 2c zeigt eine einzige

Aufnahmetasche, stellvertretend für eine Vielzahl von stapeiförmig aneinander gefügter Aufnahmetaschen, mit zwei seitlich deckeiförmig abschließenden

Abschlusselementen 4"'. Figur 2d illustriert einen Ausschnitt einer Ausführungsform, bei der die Taschenwände einzelner Aufnahmetaschen an zwei die Taschenwände beidseitig seitlich begrenzende Verteilereinheiten 6, 7 gasdicht angrenzen.

Die in Figur 2d gezeigte Ausführungsform zeigt zwei Aufnahmetaschen 10, 20, die jeweils von den Taschenwänden 10710" sowie 20720" seitlich begrenzt werden. Die Seitenkanten s der Taschenwände 10710" sowie 20720" sind gasdicht an die den Aufnahmetaschen zugewandten Seitenwände der Verteilereinheiten 6, 7 angefügt. Die Taschenwände 10710" sowie 20720" schließen jeweils eine Aufnahmetasche ein, in die im perspektivisch dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2d von vorne nach hinten jeweils eine plattenförmige Batteriezelle (nicht dargestellt) einschiebbar sind. Längs ihrer Vorder- und Hinterkanten v, h sind die Taschenwände 10720" der benachbarten Aufnahmetaschen gasdicht miteinander verbunden. Die gilt in der Stapelanordnung auch für alle übrigen Aufnahmetaschen. So schließt oberhalb der Aufnahmetasche 20 eine weitere Aufnahmetasche (nicht dargestellt) an, von der lediglich die untere Taschenwand 30' dargestellt ist, deren Vorder- und Hinterkante v, h mit jenen der Taschenwand 20" gasdicht gefügt (G) sind. Gleiches gilt auch für die untere Taschenwand 9".

Durch die gasdichte Fügung sämtlicher Taschenwände an die seitlichen

Verteilereinheiten 6, 7 schließen die Taschenwände jeweils zweier im Stapel benachbarter Taschenwände 9"/10\ 10720', 20"/30' etc. einen Zwischenraum ein, der dem vorstehend erläuterten Durchgangskanal 5 entspricht, der jeweils seitlich an Öffnungen 6", 7" innerhalb der ansonsten einen Hohlraum einschließenden

Verteilereinheiten 6, 7 angrenzt. Die Verteilereinheit 6 weist eine Zuleitungsöffnung 6' und die Verteilereinheit 7 eine Ableitungsöffnung 7' auf. Es ist aus der figürlichen Darstellung gemäß Figur 2 d^' ersichtlich, dass ein Temperiermedium, bspw. Kühlluft oder eine Kühlflüssigkeit, durch die Zuleitung 6' in die Verteilereinheit 6 gelangen kann und anschließend über die mit den Zwischenräumen korrespondierenden Öffnungen 6" in die Durchgangskanäle 5 zwischen zwei Aufnahmetaschen. Auf der linken Seite gelangt das Temperiermedium über die Öffnungen 7" in die

Verteilereinheit 7 und kann über die Ableitung T abgeführt werden.

Um für einen möglichst effizienten Wärmekontakt und eine damit verbundene wirksame Wärmeableitung zwischen den lagenweise übereinander in den

Aufnahmetaschen angeordneten Batteriezellen und dem Temperiermedium zu sorgen, ist jeweils zwischen zwei im Stapel benachbarten Lagen respektive

Aufnahmetaschen ein Durchgangskanal 5 vorgesehen, der von dem

Temperiermedium durchströmbar ist. Die Durchgangskanäle 5 für das

Temperiermedium entstehen dadurch, dass die Ränder R der beiden

gegenüberliegenden Seiten jeweils benachbarter Aufnahmetaschen dicht

miteinander verbunden werden. Auf diese Weise entsteht die gesamte Aufnahmestruktur für eine beliebige Anzahl Batteriezellen aus den einzelnen

Aufnahmetaschen.

An eine der beiden im Stapel außen liegenden Aufnahmetaschen oder an beiden außen liegenden Aufnahmetaschen der Aufnahmestruktur kann ein

Abschlusselement 4'", z. B. eine dünne Folie, in derselben Weise wie eine weitere Aufnahmetasche angebracht werden, das auf diese Weise für die in der äußersten Aufnahmetaschen befindlichen Batteriezellen beidseitig einen Durchgangskanal 5 für das Temperiermedium bildet, siehe Figur 2c und somit eine beidseitige

Temperierung dieser Batteriezellen ermöglicht. Die in Figur 2c dargestellte einzige Aufnahmetasche 4 soll vorzugsweise stellvertretend für eine Vielzahl stapeiförmiger Aufnahmetaschen stehen.

Die Taschenwände der Aufnahmetaschen bilden zugleich die Trennschicht zum Temperiermedium im Durchgangskanal 5. Durch die möglichst dünnwandige

Ausbildung der Taschenwände respektive Trennschicht ist eine gute

Wärmeableitung zwischen den Batteriezellen und dem Temperiermedium, das gasförmig oder von flüssiger Natur sein kann, gegeben, die durch die Auswahl eines Taschenwand-Materials mit guter Wärmeleitfähigkeit unterstützt werden kann.

Durch die möglichst dünnwandige Ausbildung der Taschenwände und deren geometrische Gestaltung wird eine hohe Flexibilität erreicht, die einerseits ein freies Atmen der Batteriezellen gestattet und zugleich dafür sorgt, dass die

Aufnahmetaschen trotz Volumenänderung der Batteriezellen in stetem

Flächenkontakt mit der Oberfläche der jeweiligen Batteriezelle bleibt. Dies kann durch die Auswahl eines elastischen Taschenwandmaterials unterstützt werden. Durch den Druck des den Durchgangskanal 5 durchströmenden Temperiermediums wird die Taschenwand jeweils an die Batterieoberfläche gedrückt, was ebenfalls den direkten Kontakt der Taschenwand mit der Batterieoberfläche befördert.

In besonders vorteilhafter Weise münden die zwischen den einzelnen Lagen vorgesehenen Durchgangskanäle 5 zweiseitig offen an zwei sich gegenüberliegenden Stapelseiten, die beide nicht der Stapelseite entsprechen, an der die stirnseitig angebrachten Kontaktelektroden aller Batteriezellen einheitlich angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine sichere räumliche Abtrennung zwischen den Bereichen der Zu- und Abführung des Temperiermediums und des unmittelbaren Zugangs an die einzelnen Batteriezellen geschaffen werden.

Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine temperierbare Batteriezellenanordnung für eine Vielzahl platten- bzw. quaderförmig ausgebildete Batteriezellen 1 , die jeweils eine vordere bzw. obere 1' und eine hintere bzw. untere 1" Batteriezellenoberfläche aufweisen und jeweils von vier Seitenkanten begrenzt sind, von denen die

sogenannte Stirnseite 1"' die Batteriezellenkontaktelektroden 2 aufweist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Batteriezellen quadratisch ausgebildet und stapeiförmig, jeweils flächig deckungsgleich hintereinander angeordnet.

In Figur 3 senkrecht unterhalb der Batteriezellenanordnung ist die Aufnahmestruktur 3 dargestellt, die als eine zusammenhängende Struktur aus stapeiförmig

aneinandergereihter, schlitzartiger Aufnahmetaschen 4 ausgebildet ist, vergleichbar jener in den Figur 2a-c. Jede einzelne Aufnahmetasche 4 weist eine Aufnahme für eine Batteriezelle 1 derart auf, dass die in eine Aufnahmetasche 4 gefügte

Batteriezelle 1 vorzugsweise hermetisch mit Ausnahme der Stirnseite von der Aufnahmetasche 4 bzw. der Aufnahmestruktur umgeben ist. Jede einzelne

Aufnahmetasche 4 ist von zwei folienartig ausgebildeten Trennwänden 4', 4" beidseitig begrenzt. Typischerweise weisen die Trennwände 4', 4" eine Schichtdicke von 50 bis 1000 pm auf. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die

Aufnahmetaschen die Batteriezellen nicht in der vorstehenden Weise hermetisch umgeben müssen, es ist lediglich dafür Sorge zu tragen, dass der Zu- und Abfluss sowie das Durchströmen des Temperiermediums durch die Durchgangskanäle vollständig fluidisch getrennt zu den Batteriezellen zu erfolgen hat.

Zwischen zwei Aufnahmetaschen 4 zur Aufnahme jeweils einer Batteriezelle 1 sieht die Aufnahmestruktur 3 jeweils einen Durchgangskanal 5 für das Temperiermedium vor. Die Durchgangskanäle 5 durchragen die Trägerstruktur 3 seitlich von rechts nach links gemäß der Bilddarstellung in Figur 3. Auf diese Weise ist für eine räumliche Trennung der Zu- und Abführung des Temperiermediums von den

Kontaktelektroden 1 "' der Batteriezellen 1 gesorgt.

In vorteilhafter Weise sorgen jeweils an den dem Durchgangskanal für das

Temperiermedium zugewandten Oberflächen der Taschenwände angebrachte Strukturelemente (nicht dargestellt), die den Strömungsquerschnitt des

Durchgangskanals lokal reduzieren, für einen verbesserten Wärmeaustausch, insbesondere in Fällen, in denen die Trennschichtoberflächen ansonsten eben und glatt ausgebildet sind. Der Strömungswiderstand wird dabei vorzugsweise möglichst niedrig gehalten.

Alternativ zu einer Strukturierung der Oberflächen der Taschenwände können in den Durchgangskanälen für das Temperiermedium durchströmbare Elemente (nicht dargestellt), z. B. in Form von Platten, eingebracht werden. Ein solches Element weist vorzugsweise eine Strukturierung derart auf, dass das Temperiermedium strömungstechnisch günstig durch das Element strömt in dem Sinne, dass ein möglichst großer Wärmeaustausch erfolgt. Der Strömungswiderstand wird dabei vorzugsweise möglichst niedrig gehalten. Die Geometrie der Elemente soll dabei derart sein, dass das Atmen der Zellen durch die eingeschobenen Elemente nicht oder nicht nennenswert behindert wird.

Auch kann es für ein verbessertes Wärmemanagement vorteilhaft sein, in die Durchgangskanäle zusätzlich Phasenwechselmaterialien (nicht dargestellt), kurz PCM, als Latentwärmespeicher einzubringen. Diese PCM können beispielsweise in die zuvor beschriebenen durchströmbaren Elemente, die in den Durchgangskanal eingebracht werden, integriert sein.

Durch das mediendichte wechselweise Zusammenfügen der Folien zu

„Aufnahmetaschen" kommen das Temperiermedium und die Batteriezellen nicht direkt miteinander in Kontakt, sondern das Temperiermedium strömt, durch die dünne Folie getrennt, flächig ohne direkten Kontakt an den Batteriezellen vorbei. Auf diese Weise ist eine gleichmäßige und effiziente Kühlung jeder Batteriezelle von beiden Seiten durch die Folien als Wärmeüberträger möglich. Die folienartigen Taschenwände werden von der Seite des Temperiermediums her durch den

Staudruck des Temperiermediums an die Oberfläche der Zellen angepresst, sodass diese ständig unmittelbaren flächigen Kontakt zu den Zellen haben. Die dünnen Folien sind flexibel, sodass sie einer Ausdehnung der Zellen im Betrieb („Atmen") nachgeben können, ohne dabei den direkten Kontakt zu den Zellen, der für eine gute Wärmeübertragung erforderlich ist, zu verlieren.

Die Anbindung des Temperiermediums an den Zellenstapel erfolgt zweckmäßig durch eine plattenförmige Struktur, nachfolgend Verteilereinheit 6 sowie

Aufnahmeeinheit 7 für das Temperiermittel genannt, die auf beiden offenen Seiten der Durchgangskanäle 5 für die Temperiermedien mediendicht an den Stapel angebracht werden. Die Verteilereinheit 6 weist eine Zuleitung 6' sowie zur Anzahl und Form der Durchgangskanäle 5 korrespondierende Öffnungen auf, durch die das Temperiermedium in die Durchgangskanäle fluiddicht eingespeist werden kann. Auf der gegenüberliegenden Seite der Aufnahmestruktur 3 befindet sich die

Aufnahmeeinheit 7, über die das Temperiermedium fluiddicht aus den

Durchgangskanälen 5 abgeführt werden kann. Auf diese Weise entsteht eine für das Temperiermedium durchströmbare, nach außen dichte Struktur. Durch eine fluiddichte und feste Anbindung der Verteilereinheit 6 sowie Aufnahmeeinheit 7 an die Aufnahmestruktur 3 erhält der Stapel zugleich eine verbesserte Strukturfestigkeit.

Die Zu- und Abführung des Temperiermediums in die Aufnahmestruktur 3 erfolgt vorteilhaft mit Hilfe von an die Stapelanordnung bzw. Aufnahmestruktur fluiddicht adaptierbaren Verteilereinheiten 6, 7, in die jeweils eine Zu- bzw. Ableitung 6', T für das Temperiermittel münden und die über zu den Eintrittsöffnungen der einzelnen Durchgangskanäle 5 in der Aufnahmestruktur 3 korrespondierende Öffnungen verfügen. Auf diese Weise gelangt das Temperiermedium in mittelbaren

Flächenkontakt, getrennt durch die folienartigen Taschenwände, zu den jeweils oberen und unteren Batteriezellenoberflächen und vermag diese in geeigneter Weise sehr effizient zu temperieren.

Die Aufnahmestruktur 3 mit oder ohne Verteilereinheiten 6, 7 kann anschließend noch in ein Gehäuse 8 eingebracht und mit einem Deckel 9 versehen werden, siehe Figuren 4 und 5.

Durch das Zusammenfügen der Aufnahmetaschen in der zuvor beschriebenen Art zu einem die Aufnahmestruktur bildenden Stapel lassen sich das Atmen, die

Schutzfunktion sowie die Medienführung für Kühlung und elektrische Kontaktierung in einer industriell produzierbaren Baugruppe zusammenführen. Bei bekannter Batteriezellengeometrie lässt sich die Aufnahmestruktur mit den Verteilereinheiten als Halbprodukt herstellen. Die einzelnen Batteriezellen können nach der

Endmontage in die Zellentaschen eingebracht und bei Bedarf danach auch einzeln wieder entnommen oder ausgetauscht werden.

Für eine gute Wärmeableitung und eine hohe Eigenelastizität der Trennschichten zwischen den Batteriezellen und den Durchgangskanälen ist eine möglichst dünnwandige Ausbildung der Taschenwände erforderlich. Andererseits erfordert ein hinreichendes Durchströmen des Temperiermediums durch die Durchgangskanäle je nach konkreter Ausführung einen teilweise erheblichen Eingangsdruck und eine hohe Druckdifferenz zwischen Eingang und Ausgang. Durch ein Gehäuse mit Deckel, das die Aufnahmestruktur vollständig umschließt und den Druck aufnimmt, kann die Aufnahmestruktur mechanisch so stabilisiert werden, dass sie auch mit dünnwandigen Taschenwänden höhere Eingangsdrücke und Druckdifferenzen durch das Temperiermedium ertragen kann.

Zum einfachen Einbringen der Aufnahmestruktur in ein Gehäuse und ihre Fixierung darin können in vorteilhafter Weise Führungselemente im Gehäuse und/oder der Aufnahmestruktur und/oder der Verteilerstruktur vorgesehen werden. So können die Führungselemente z. B. als Feder-Nut-System ausgeführt werden, z. B. in Form schwalbenschwanzartiger Führungsnuten auf dem Verteilerelementen und dazu passenden Federn an den entsprechenden Stellen im Gehäuse.

Für eine kostengünstige Herstellung einer lösungsgemäß ausgebildeten

temperierbaren Batteriezellenanordnung bestehend aus der Aufnahmestruktur mit den Aufnahmetaschen, den Verteilereinheiten, dem Deckel sowie einem Gehäuse eignet sich Kunststoff, insbesondere thermoplastisch verarbeitbarer Kunststoff, der mit den bekannten Extrusions-, Spritzguss- und Tiefziehtechniken verarbeitbar ist. Denkbar ist es auch, die Batteriezellen im Rahmen eines Gießprozesses in die Zellentaschen zu bringen, bspw. unter Verwendung einer selbsthärtenden

Vergussmasse, wie Epoxidharz o. ä..

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Aufnahmestruktur oder zumindest Teile oder Bereiche der Aufnahmestruktur oder der weiteren Komponenten des

Batteriemoduls auch aus metallischen Werkstoffen zu fertigen, bspw. die einzelnen Trennschichten aus Metallfolien oder beschichteten Metallfolien auszubilden, sofern die vorstehenden Anforderungen bzgl. der Flexibilität sowie der guten thermischen Leitfähigkeit erfüllt sind.

In Figur 6 ist zur näheren Erläuterung sämtlicher Komponenten einer weiteren Ausführungsform für eine Batteriezellenanordnung eine Explosionsdarstellung in perspektivischer Draufsicht dargestellt. Die wesentlichen Komponenten dieser Batteriezellenanordnung stellen die Verteilereinheiten 6,7 sowie die zwischen den Verteilereinheiten 6,7 eingebrachten Schlauchabschnitte S dar. In Figur 6 sind die jeweiligen Komponenten aus Gründen der Übersichtlichkeit getrennt voneinander dargestellt. Die Verteilereinheiten 6,7 sind als quaderförmige Hohlkörper ausgebildet, die jeweils über eine Zuleitung 6' bzw. Ableitung T verfügen, über die ein nicht weiter dargestelltes Kühlmittel in die Verteilereinheit 6 ein- bzw. aus der Verteilereinheit 7 ausgeleitet wird. Ferner weisen die Verteilereinheiten 6,7 an einer jeweils einander zugewandten, plan ausgebildeten Oberfläche Öffnungen 7" bzw. 6" auf, die jeweils in Form von Langlochöffnungen ausgebildet sind. Es sei angenommen, dass in jeder Verteilereinheit 6, 7 n gleich groß und in gleicher weise angeordnete Öffnungen 7" (Öffnungen 6" der Verteilereihheit 6 sind in Figur 6 aufgrund der perspektivischen Anordnung nicht ersichtlich) eingebracht sind. In Figur 6 sind n gleich fünf Öffnungen vorgesehen, die jeweils gleich beabstandet parallel nebeneinander angeordnet sind. Der jeweils gegenseitige Abstand zweier benachbarter Öffnungen 7", entspricht, wie die weiteren Ausführungen zeigen werden, der Dicke einer in die

Batteriezellenanordnung einzubringenden plattenförmig ausgebildeten Batteriezelle, die nicht weiter dargestellt ist.

Um einen Durchfluss eines vorzugsweise flüssig, aber auch gasförmig ausgebildeten Kühlmediums von Seiten der Verteilereinheit 6 durch die Schlauchabschnitte S zur Verteilereinheit 7 gewährleisten zu können gilt es die Schlauchabschnitte S jeweils stirnseitig fluiddicht bzw. mediendicht an die korrespondierenden Öffnungen 6", 7" der Verteilereinheiten 6, 7 zu fügen. Eine derartige Fügung erfolgt beispielsweise durch Klemmung, Klebung oder Schweißung. Da die Schlauchabschnitte S aus einem elastomeren Kunststoffmaterial bestehen, die Verteilereinheiten 6, 7 hingegen aus einem weniger elastischen bzw. starren Kunststoffmaterial, lassen sich entsprechend auf die Materialien geeignete Fügetechniken auswählen.

In einem entsprechenden fluiddichten Verbund zwischen den Schlauchabschnitten S und den Verteilereinheiten 6, 7 stellen die zwischen jeweils zwei benachbarten Schlauchabschnitte vorhandenen Zwischenräume die so genannten

Aufnahmetaschen 10 dar, in die stirnseitig von oben entsprechend dimensionierte plattenförmig ausgebildete Batteriezellen (nicht dargestellt) einschiebbar sind. Nur der guten Ordnung halber sei darauf hingewiesen, dass ein Einschieben von

Batteriezellen jeweils derart erfolgt, dass die Anschlusskontakte der Batteriezellen einheitlich stirnseitig angeordnet sind, um auf diese Weise eine einfache

Kontaktierung der n-1 Batteriezellen innerhalb der Batteriezellenanordnung zu ermöglichen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die von zwei benachbarten

Schlauchabschnitten S gebildeten Aufnahmetaschen 10 lediglich in Form von Einschubfächern für Flachbatteriezellen ausgebildet und werden lediglich beidseitig von den als Taschenwände und zu bezeichnenden Schlauchabschnittseitenwänden begrenzt. Da jede Aufnahmetasche 10 zwei offen ausgebildete, gegenüberliegende Stirnseiten besitzen, dient zur sicheren Verwahrung der Batteriezellen innerhalb der stapeiförmigen Anordnung ein Gehäuse, in das der Batteriestapel einbringbar ist. Das Gehäuse sieht einen Gehäusekorpus 8 vor, der mit einem Gehäusedeckel 9, vorzugsweise mediendicht abschließbar ist. Zur Gewährleistung einer effektiven Kühlung ragt der Zuleitungsanschluss 6' sowie der Ableitungsanschluss T durch entsprechende Öffnungen innerhalb des Gehäusedeckels 9 hindurch. In vorteilhafter Weise kann eine derartige Durchführung gleichzeitig auch für eine entsprechende Fixierung und Arretierung der Batteriezellenanordnung innerhalb des Gehäuses dienen.

In Figur 7 ist eine entsprechende perspektivisch schematisierte transparente

Durchsichtdarstellung durch eine innerhalb des Gehäuses eingebrachte

Batteriezellenanordnung (ohne eingefügte Batteriezellen) zu sehen. Die n = fünf Schlauchabschnitte S sind fluiddicht beidseitig mit den Öffnungen 7" und 6" der Verteilereinheiten 6, 7 verbunden, so dass ein Kühlmedium verlustfrei von der Verteilereinheit 6 durch die Schlauchabschnitte S, die den entsprechenden

Durchgangskanälen zwischen den Batteriezellenanordnungen entsprechen, in die Verteilereinheit 7 strömen kann. Das Deckelelement 9 enthält entsprechende

Durchtrittsöffnungen 9', so dass die Zu- und Ableitung 6' und T für das Kühlmedium hindurchgeführt werden können.

Figur 8 zeigt einen Teilquerschnitt durch die Öffnung 7" der Verteilereinheit 7, an der ein Schlauchabschnitt S einseitig bspw. mittels einer Klemm- und Klebeverbindung fluiddicht fest gefügt ist. Innerhalb des Schlauchabschnittes S ist ein Um- und/oder Durchströmungskörper 11 lose eingebracht, um den bzw. durch den das

Kühlmedium K bei Durchtritt durch den Schlauchabschnitt S strömt. Ein strichliert eingezeichneter Durchströmungskanal 11 ' soll das Durchdringungsvermögen des Körpers für das Kühlmedium veranschaulichen. So können entweder

Durchströmungskanäle 1 ' vorgesehen sein, sofern es sich um ein massives Material handelt, der Körper 11 kann jedoch auch über eine poröse und vom

Kühlmedium durchdringbare Struktur verfügen. Der Körper 11 besteht vorzugsweise aus einem Wärme speichernden Material, so genanntes Phasenwechselmaterial (PCM), das als Latentwärmespeicher dient. Darüber hinaus beeinflusst der Körper das Strömungsverhalten innerhalb eines jeweiligen Schlauchabschnittes. Durch einheitliche oder individuelle Ausbildung der einzelnen Körper 11 innerhalb der einzelnen Schlauchabschnitte kann Einfluss auf das räumlich verteilte Kühlvermögen der lösungsgemäßen Batteriezellenanordnung genommen werden.

Um zu vermeiden, dass der lose innerhalb eines Schlauchabschnitte S eingebrachte Körper 11 durch die Öffnung 7" der Verteilereinheit 7 strömungsbedingt unkontrolliert mitgerissen wird, weist der Körper 11 jeweils einen größeren Körperquerschnitt als die Querschnittsdimension der Öffnungen 7" auf.

Die weiteren Figuren 10 und 11 zeigen ein Ausführungsbeispiel für die Ausbildung einer Batteriezellenanordnung, die lediglich aus einem einzigen Bauteil bzw. aus zwei unterschiedlich ausgebildeten Bauteilen zusammenfügbar ist.

In Figur 9a sind zwei Rahmenelemente Ra in perspektivischer Darstellung leicht versetzt übereinander dargestellt. Da die Rahmenelemente R identisch ausgebildet sind ermöglicht die Darstellung gemäß Figur 9a die Illustration eines

Rahmenelementes Ra sowohl von der Ober- als auch Unterseite.

Jedes Rahmenelement Ra weist einen membranartigen Flächenbereich 12 auf, der vorzugsweise aus einem elastischen Material besteht, durch das der membranartige Flächenbereich 12 orthogonal zur Flächenerstreckung dehnfähig ist. Der

membranartige Flächenbereich 12, der im gezeigten Ausführungsbeispiel

rechteckflächig ausgebildet ist, ist mit einer den Flächenbereich 12 voll umfänglich umgebenden Begrenzungsrippe 13 verbunden, vorzugsweise einstückig verbunden, wobei die Begrenzungsrippe 13 formstabil ausgebildet ist und den Flächenbereich 12 rahmenartig umgibt und diesen regelrecht flächig einspannt. Die Begrenzungsrippe 13 überragt die obere Membranoberfläche 12o des membranartigen Flächenbereiches 12 mit einer einheitlichen Rippenhöhe h. Somit umschließt die Begrenzungsrippe 13 gemeinsam mit der oberen Membranoberfläche 12o des Flächenbereiches 12 ein einseitig offenes Volumen das durch die Flächengröße der oberen Membranoberfläche 12o und der Rippenhöhe h festgelegt ist.

Zusätzlich münden jeweils zwei gegenüberliegende Membranöffnungen 16 an der oberen Membranoberfläche 12o in unmittelbarer Nähe zur Seitenkante des rechteckig ausgebildeten Flächenbereiches 12. Beide Membranöffnungen 16 durchragen das Rahmenelement Ra vollständig und münden an der Unterseite des Rahmenelementes Ra, wie dies aus dem in Figur 10a unteren Rahmenelement Ra zu entnehmen ist, längs einer nutförmigen Ausnehmung 15 jeweils innerhalb eines Randsteges 14, der jeweils an den sich gegenüberliegenden Seitenkanten des membranartigen Flächenbereiches 12 angebracht ist und die untere

Membranoberseite 12u jeweils mit einer Steghöhe s überragt.

Die jeweils in beiden Randstegen 14 eingearbeitete nutförmige Ausnehmung 15 mündet offen an der zur unteren Membranoberfläche 12u abgewandten

Randstegseite 14s sowie zu der in Figur a vorderen stirnseitigen Seitenkante des Rahmenelementes Ra. Demgegenüber ist jeweils das hintere Ende der Ausnehmung 15 von dem Randsteg 14 endseitig abgeschlossen bzw. vom Randsteg umfasst. Sowohl der Randsteg 14 als auch die Randstegseite 14s enden beide in Steghöhe s.

Das in Figur 9a illustrierte Rahmenelement Ra lässt sich, wie bereits erwähnt, mittels etablierter kunststofftechnischer Fertigungsverfahren, vorzugsweise mittels

Spritzgusstechnik herstellen. Form und Größe der einzelnen, das Rahmenelement Ra prägenden Strukturen lassen sich bedarfsweise individuell wählen und sind insbesondere an die Form und Größe der zu temperierenden Batteriezellen anzupassen.

Zur Ausbildung einer lösungsgemäßen temperierbaren Batteriezellenanordnung bedarf es einer Vielzahl einzelner Rahmenelemente Ra, die es gilt, stapelweise übereinander mediendicht zu verfügen. Für die Ausbildung einer einzigen Aufnahmetasche gilt es die in Figur 9a dargestellten beiden Rahmenelemente Ra miteinander in Deckung zu bringen und über ihre in dieser Anordnung vertikal gegenüberliegenden Randstege 14 fluiddicht fest miteinander zu verbinden. Hierbei gelangen die Randstegseiten 14s der jeweiligen Randstege 14 in gegenseitigen Flächenkontakt wie es mit Hilfe eines Adhäsivklebers oder im Rahmen eines Schweißprozesses zueinander fluiddicht zu Fügen gilt.

Fig. 9c zeigt eine Variante für die Ausbildung der Rahmenelemente Ra, bei denen im Unterschied zu einer identischen Ausbildung der Rahmenelemente, gemäß Figur 9a, für ein verbessertes fluiddichtes gegenseitiges Fügen zweier Rahmenelemente Rai , Ra2, die Begrenzungsrippen 13 der Rahmenelemente jeweils eine sich beim Fügen gegenseitig verzahnende Formschlussverbindungsstruktur aufweisen. In Figur 9c weisen hierzu die Rahmenelemente Rai und Ra2 eine Feder-Nut- Verbindungsstruktur auf. Das Rahmenelement Rai sieht längs der oberen Stirnkante der Begrenzungsrippe 13 eine stegartige Überhöhung 21 vor, die beim

entsprechenden Fügen mit dem Rahmenelement Rai in eine nutartige Vertiefung 22 längs der Begrenzungsrippe 13 des Rahmenelementes Rai einsetzbar ist. Neben der sich auf diese Weise ergebenden Formschlussverbindung ist es für einen fluiddichten Abschluss zumindest vorteilhaft, wenn nicht sogar notwendig beide Rahmenelemente Rai und Ra2 per Klebe- oder Schweißtechnik zu verbinden.

Ferner ist es möglich auch den membranartigen Flächenbereich 12 jedes

Rahmenelementes aus einem steifen Material auszubilden und nicht wie vorstehend erläutert aus einem elastischen Material. Bei einer möglichen Ausführung in steifen Materialien ermöglichen linienförmige Materialaufdickungen 23 die Ausbildung von Knicken, um die Verformung des membranartigen Flächenbereiches orthogonal zur Flächenerstreckung zu unterstützen, um auf diese Weise das Atmen der Batterien zu ermöglichen. Alle übrigen aus Figur 9c entnehmbaren Merkmale und Bezugszeichen entsprechen denen aus Figur 9a, auf die in diesem Zusammenhang verwiesen wird.

In Figur 10 ist eine Stapelanordnung V von mehreren vertikal übereinander gefügten Rahmenelementen Ra ersichtlich, bei der jeweils zwei Rahmenelemente, die über ihre jeweiligen Randstege 14 miteinander verbunden sind, eine Aufnahmetasche A für eine zu temperierende, nicht dargestellte Batteriezelle einschließen. Zusätzlich bilden sich dabei Hohlkanäle 18, 18' durch Zusammenfügen der nutförmigen

Ausnehmungen 15 innerhalb der Randstege 14 beider Rahmenelemente Ra aus. Die Hohlkanäle 18, 18' sind jeweils über die Membranöffnungen 16 mit dem von der Begrenzungsrippe 13 und der oberen Membranfläche 12o begrenzten Volumen, d.h. dem durchströmbaren Durchgangskanal fluiddicht verbunden.

Werden nun mehrere jeweils eine Aufnahmetasche A begrenzende

Rahmenelemente Ra über ihre Begrenzungsrippe 13 fluiddicht miteinander verbunden, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist, so werden jeweils Durchgangskanäle für das Temperiermedium geschaffen, die beidseitig von den jeweils oberen

Membranoberflächen zweier Rahmenelemente sowie deren Begrenzungsrippen fluiddicht umschlossen sind. Die dabei entstehenden Durchgangskanäle 18, 18' weisen idealerweise jeweils eine Kanalhöhe, bzw. Kanaldurchmesser, von 2h auf.

Zur kontrollierten Zu- und Abführung eines vorzugsweise flüssigen

Temperiermediums werden die jeweils stirnseitig frei mündenden Hohlkanäle 18, 18' stirnseitig fluiddicht mit Verteilereinheiten 19, 19' verbunden, über die über eine entsprechende Zu- bzw. Ableitung ein Temperiermedium zu- bzw. abgeführt wird. In Figur 10 sei angenommen, dass die Verteilereinheit 19 fluiddicht bündig an der vorderen Stirnseite des Stapelverbundes angebracht ist und für eine gleich verteilte Zuführung eines flüssigen Temperiermediums zu den Stromkanälen 18 sorgt. In gleicher Weise ist eine identisch ausgebildete Verteilereinheit 19' vorgesehen, die für eine zentrale Abführung des aus den Hohlkanälen 18' austretenden

Temperiermediums sorgt. Die Verteilereinheiten 19, 19' sind gleichsam zu den Rahmenelementen Ra als Spitzgussteile gefertigt und können im Wege einer adhäsiven Fügung oder einer Schweißverbindung stirnseitig an die stapeiförmige Anordnung V fluiddicht gefügt werden.

Die Batteriezellenanordnung kann unter Verwendung und Einsatz beliebig vieler Rahmenelemente Ra modular erweitert werden, um eine beliebige Anzahl einzelner Batteriezellen in die sich jeweils ergebenden Aufnahmefächer aufnehmen zu können. Zur fluiddichten Begrenzung eines im Stapelverbund jeweils untersten und obersten Rahmenelementes Ra dient eine Deckplatte 17 (siehe Figur 9 b), die zur fluiddichten Begrenzung des obersten bzw. untersten Durchgangskanals jeweils auf die

Begrenzungsrippe des obersten und untersten Rahmenelementes fluiddicht gefügt wird. Ebenso wie die Rahmenelemente Ra sowie auch die Verteilereinheiten 19,19' stellt die Deckplatte 17 ein kostengünstiges Bauteil dar, das mit herkömmlichen Fügetechniken an den Stapelverbund gefügt werden kann.

Zusammenfassend stellt die neuartige temperierbare Batteriezellenanordnung eine sehr kostengünstige, robuste und beliebig skalierbare Aufnahmestruktur für die Aufnahme von zu temperierenden Batteriezellen dar. Selbstverständlich ist es möglich, die konkrete geometrische Ausgestaltung des membranartigen

Flächenbereiches in Abhängigkeit von Form und Größe der zu temperierenden Batteriezellen anzupassen.

Auch kann es für ein verbessertes Wärmemanagement vorteilhaft sein, in die

Durchgangskanäle zusätzlich Phasenwechselmaterialien (nicht dargestellt), kurz PCM, als Latentwärmespeicher einzubringen. So kann bspw. wenigstens eine aus Phasenwechselmaterial bestehende oder zumindest PCM anteilig enthaltende Zusatzkomponente in den jeweiligen zwischen zwei Rahmenelementen

eingeschlossenen Durchgangskanal eingebracht werden. Alternativ oder in

Kombination mit der vorstehenden Massnahme können Teile eines einzelnen

Rahmenelementes, z. B. die jeweils den Durchgangskanal beidseitig begrenzenden membranartigen Flächenbereiche der Rahmenelemente, aber auch das gesamte Rahmenelement aus einem Phasenwechselmaterial enthaltenden Kunststoff gefertigt sein Alternativ oder in Kombination kann zur Verbesserung des Wärmeaustausches die jeweils obere Membranoberfläche 12o mit wirbelerzeugenden Strukturen 23 versehen werden, um so einen effektiveren Strömungsaustausch längs der oberen Membranoberfläche zu unterstützen. Derartige wirbelerzeugende Strukturen 23 können in Form stegartiger Überhöhungen oder dergleichen ausgebildet sein.

Alternativ oder in Kombination mit den vorstehend geschilderten Merkmalen zur Ausführung einer Batteriezellenanordnung erweist es sich als vorteilhaft an der jeweils oberen Membranoberfläche 12o noppenartige Abstandshalter vorzusehen, die für einen möglichst gleich bleibenden Abstand zwischen zwei im Stapelverbund unmittelbar benachbarten Membranflächen über die gesamte Flächenerstreckung sorgen. Die noppenartigen Abstandshalter sind einseitig, einstückig mit der

Membranfläche verbunden und enden stirnseitig. An den stirnseitigen Enden der noppenartigen Abstandshalter liegt die Membranoberfläche der benachbarten Membranfläche lose auf. Die Anordnung der noppenartigen Abstandshalter sollte über die Fläche möglichst gleichverteilt sein, um auf diese Weise

Vibrationsbedingten Membranflächendurchbiegungen entgegenzutreten.

Die Batteriezellenanordnung vermag aufgrund der Eigenelastizität der

membranartigen Flächenbereiche eine vibrationsgedämpfte Lagerung der einzelnen in den Aufnahmetaschen befindlichen Batteriezellen, vorzugsweise Litium-Ionen- Batterien zu gewährleisten. Die jeweils miteinander gefügten, vorzugsweise aneinander verschweißten Rahmenelemente sorgen für eine„schwimmende" Fixierung der einzelnen in den Aufnahmetaschen befindlichen Batteriezellen und ermöglichen auf die Weise auch einen so genannten„Über-Kopf'-Einbau und eine damit verbundene hohe Flexibilität für den weiteren Einsatz. Aufgrund der flexiblen Membranfunktion der membranartigen Flächenbereiche können

Volumenänderungen der Batteriezellen beim Atmen der Batteriezellen ausgeglichen werden. Der einfache modulartige bzw. baukastenartige Aufbau sowie die

Verwendung sehr günstig herzustellender Rahmenelemente ermöglicht eine kostengünstige und individuell bedarfsgerecht anpassbare Batteriezellenanordnung. _

Bezugszeichenliste

Batteriezellen

Obere, vordere Batteriezellenoberflache

Untere, hintere Batteriezellenoberflache

Stirnseite

Kontaktelektroden

Aufnahmestruktur

Aufnahmetasche

Taschenwände

Abschlusselement

Durchgangskanal

Verteilereinheit

Zu-, Ableitung

Öffnungen ·

Gehäuse

Deckel

Durchtrittsöffnung

Taschenwand

Aufnahmetasche

Taschenwand

Um- und/oder Durchströmungskörper Durchströmungskanal 12 Membranartiger Flächenbereich

12ο obere Membranoberfläche

12u untere Membranoberfläche

13 Begrenzungsrippe

14 Randsteg

14s obere Randstegseite

15 nutförmige Ausnehmung

16 Membranöffnung

17 Deckplatte

18,18' Hohlkanal

19,19' Verteilereinheit

20', 20" Taschenwand

21 stegartige Überhöhung

22 Nutartige Vertiefung

23 Materialverdickung

v. h Vordere, Hintere Taschenwandkante s Seitliche Taschenwandkanten

R Rand

G Gasdichte Fügung

F Fügeebene

S Schlauchabschnitt

A Aufnahmetasche

R Rahmenelement

V stapeiförmiger Verbund Steghöhe

Rippenhöhe

Claims

Patentansprüche

1. Temperierbare Batteriezellenanordnung für eine beliebige Anzahl einzelner Batteriezellen, mit einer die Batteriezellen jeweils einzeln, wenigstens teilweise flächig umschließenden Aufnahmestruktur sowie einem mit der Aufnahmestruktur in thermischen Kontakt bringbaren Temperiermedium,

dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmestruktur lagenweise angeordnete Aufnahmetaschen aufweist, von denen jede Aufnahmetasche wenigstens zwei flächige, flexible Taschenwände vorsieht, zwischen denen wenigstens eine

Batteriezelle einbringbar ist, und

dass jeweils zwei lagenweise benachbarte Aufnahmetaschen so mittel- oder unmittelbar miteinander gefügt sind, dass zwischen den jeweils benachbarten

Aufnahmetaschen jeweils wenigstens ein von dem Temperiermedium

durchströmbarer Durchgangskanal vorgesehen ist.

2. Batteriezellenanordnung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen jeweils wenigstens eine Stirnseite aufweisen, an der wenigstens eine Kontaktelektrode vorhanden ist, dass die wenigstens eine Stirnseite sämtlicher in den Aufnahmetaschen der Aufnahmestruktur angeordneten Batteriezellen einer gemeinsamen Ebene zugewandt orientiert sind, und

dass der wenigstens eine Durchgangskanal parallel zu den Stirnseiten der

Batteriezellen orientiert ist.

3. Batteriezellenanordnung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmestruktur von quaderförmiger Gestalt ist und über einen Schicht- oder lagenförmigen Aufbau der nachfolgenden Art verfügt: in einer ersten Lage sieht eine Aufnahmetasche zwei quadratische oder rechteckförmig, folienartig ausgebildete, deckungsgleich übereinander angeordnete Taschenwände vor, die zwischenliegend wenigstens eine Batteriezelle

oberflächenbündig bedecken,

eine zur ersten Aufnahmetasche gleichartig ausgebildete zweite

Aufnahmetasche schließt sich deckungsgleich unter Ausbildung eines Lagenstapels, an die erste Aufnahmetasche an, wobei zwischen der ersten und zweiten

Aufnahmetasche der wenigstens eine Durchgangskanal eingeschlossen ist, der den Lagenstapel von einer Seite zur gegenüberliegenden Seite des Lagenstapels offen durchragt,

eine Vielzahl weiterer Aufnahmetaschen schließt sich an die erste und zweite Aufnahmetasche unter Ausbildung eines quaderförmigen Lagenstapels, der eine Vorder- und Rückseite sowie zwei Seitenflächen vorsieht, derart an, dass sämtliche mit wenigstens einer Kontaktelektrode versehenen Stirnseiten aller Batteriezellen längs der Vorderseite des quaderförmigen Lagenstapels angeordnet sind, und dass die den Durchgangskanälen jeweils zuordenbaren Ein- bzw. Austrittsöffnungen jeweils an den Seitenflächen des quaderförmigen Lagenstapels münden.

4. Batteriezellenanordnung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Batteriezelle pro Lage zumindest beidseitig zu den Seitenflächen hermetisch umschlossen ist.

5. Batteriezellenanordnung nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einseitig an eine Seitenfläche des quaderförmigen Lagenstapels eine Verteilereinheit für das Temperiermittel fluiddicht angrenzt, die ein Volumen umschließt, in die wenigstens eine Leitung für das

Temperiermittel mündet und die über zu den Ein- bzw. Austrittsöffnungen der Durchgangskanäle korrespondierende Öffnungen aufweist.

6. Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen plattenförmig ausgebildet sind und eine Plattenober- und -Unterseite sowie jeweils eine Stirnseite mit zwei

Kontaktelektroden aufweisen, dass pro Lage die wenigstens eine Batteriezelle sowohl an der Plattenober- und - Unterseite jeweils von einer folienartig ausgebildeten Taschenwand vollständig bedeckt ist, als auch an den die Batteriezelle umgebenden Seitenrändern mit Ausnahme der Stirnseite hermetisch von der Aufnahmestruktur umschlossen ist, und dass zwischen jeweils zwei Lagen ein jeweils stirnseitig zugewandter Randbereich und ein diesem gegenüberliegender Randbereich der sich im Stapel

gegenüberliegenden, folienartig ausgebildeter Taschenwände fluiddicht miteinander verbunden sind und den Durchgangskanal zwischen zwei Lagen seitlich fluiddicht abschließen.

7. Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen länglich stab- oder zylinderförmig ausgebildet sind, jeweils eine Längsachse und eine Stirnseite mit zwei

Kontaktelektroden aufweisen,

dass pro Lage wenigstens zwei Batteriezellen mit parallelen zueinander orientierten Längsachsen und gleicher Orientierung bezüglich ihrer Stirnseiten angeordnet sind, dass die wenigstens zwei Batteriezellen durch eine Trennebene, die durch die Längsachsen der wenigstens zwei Batteriezellen aufgespannt wird, in eine obere und untere Halbebene unterteilbar sind, dass die in der oberen Halbebene zugehörigen Oberflächen der Batteriezellen sowie die in der unteren Halbebene zugehörigen Oberflächen der Batteriezellen jeweils zumindest teilweise von einer folienartig ausgebildeten Taschenwand möglichst konturgetreu bedeckt sind, und

dass zwischen jeweils zwei Lagen ein jeweils stirnseitig zugewandter Randbereich und ein diesem gegenüberliegender Randbereich der sich im Stapel

gegenüberliegenden, folienartig ausgebildeter Taschenwände fluiddicht mittel- oder unmittelbar miteinander verbunden sind und den Durchgangskanal zwischen zwei Lagen seitlich fluiddicht abschließen.

8. Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils einen Durchgangskanal einschließenden folienartig ausgebildeten Taschenwände zu Seiten des Durchgangskanals

strukturiert sind.

9. Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einem Durchgangskanal Wärme speicherndes Material, so genanntes Phasenwechselmaterial (PCM) eingebracht ist.

10. Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmestruktur aus einem Kunststoff oder einem Kunststoff-Metall Hybridwerkstoffverbund besteht.

11. Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, dass ein die Aufnahmestruktur umschließendes Gehäuse vorgesehen ist, das zumindest die Aufnahmetaschen umfasst und diese quer zur Taschenwanderstreckung mittelbar oder unmittelbar abstützt.

12. Batteriezellenanordnung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass jeder einzelne Durchgangskanal von einem aus fluiddichten Werkstoff gefertigten Schlauchabschnitt umgeben ist,

dass zwei Verteilereinheiten vorgesehen sind, die jeweils ein Volumen umschließen, in die wenigstens eine Leitung für ein Ein- oder Ausleiten des Temperiermittels mündet, und die jeweils eine gleiche Anzahl n an nebeneinander, mit jeweils einem

Abstand zueinander angeordneten Öffnungen aufweisen, und

dass n Schlauchabschnitte derart zwischen beiden Verteileineinheiten angeordnet sind und jeweils eine der n Öffnungen der einen Verteilereinheit mit einer der n

Öffnungen der anderen Verteilereinheit fluiddicht verbinden, so dass zwei benachbart angeordnete Schlauchabschnitte eine Aufnahmetasche bilden.

13. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchabschnitte aus einem elastomeren Material bestehen.

14. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschenwände einer Aufnahmetasche jeweils einem Flächenabschnitt zweier unmittelbar benachbart angeordneter

Schlauchabschnitte entsprechen.

15. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchabschnitte fluiddicht an die Öffnungen jeweils beider Verteilereinheiten im Wege einer Stoff-, Form- und/oder

Klemmschlussverbindung gefügt sind.

16. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen in den Verteilereinheiten als

Langlöcher ausgebildet sind.

17. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem fluiddichten Werkstoff wenigstens eines Schlauchabschnittes Wärme, speicherndes Material, so genanntes

Phasenwechselmaterial (PCM) enthalten ist.

18. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, dass in dem fluiddichten Werkstoff wenigstens eines Schlauchabschnittes die Wärmeleitfähigkeit erhöhende Füllstoffe enthalten sind.

19. Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 18,

dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils einen Durchgangskanal einschließenden Schlauchabschnitte innenwandig, d.h. dem Durchgangskanal zugewandt, zumindest bereichsweise eine strukturierte Oberfläche aufweisen.

20. Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 19,

dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb wenigstens eines Schlauchabschnittes ein Um- und/oder Durchströmungskörper eingebracht ist.

21. Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 20,

dadurch gekennzeichnet, dass ein beide Verteileineinheiten samt den n

Schlauchabschnitten umschließendes, aus einem Gehäusekorpus und

Gehäusedeckel bestehendes Gehäuse vorgesehen ist, bei dem der Gehäusekorpus beide Verteileineinheiten samt den n Schlauchabschnitten einseitig offen derart umfasst, so dass ein freier Zugang zum Einschub von Batteriezellen in die

Aufnahmetaschen quer zur Längserstreckung der Schlauchabschnitte besteht, und dass der Gehäusedeckel Durchführöffnungen für die Leitungen zum ein Ein- und Ausleiten des Temperiermittels vorsieht.

22. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass zwei Rahmenelemente (R) durch Aneinanderfügen eine Aufnahmetasche einschließen,

dass jeweils ein Rahmenelement (R) einen membranartigen Flächenbereich (1 ) aufweist, der eine obere und untere Membranoberfläche (1o, 1 u) besitzt,

dass die obere Membranoberfläche (1o) an ihrem peripheren Umfangsrand von einer die Membranoberfläche (1o) überragenden Begrenzungsrippe (2) vollumfänglich begrenzt ist,

dass die untere Membranoberfläche (1 u) an wenigstens zwei sich

gegenüberliegenden Seitenbereichen des membranartigen Flächenbereiches (1 ) jeweils von einem die untere Membranoberfläche (1u) überragenden rippenartig ausgebildeten Randsteg (3) begrenzt ist, längs dessen jeweils zu einer der unteren Membranoberfläche (1 u) abgewandten Randstegseite (3s) wenigstens eine in den Randsteg (3) eingebrachte nutförmige Ausnehmung (4) offen mündet,

dass die nutförmige Ausnehmung (4) jeweils mit einer an der oberen

Membranoberfläche (1o) mündenden Membranöffnung (5) fluidisch kommunizierend verbunden ist,

dass das Aneinanderfügen zur Ausbildung einer Aufnahmetasche durch Fügen zweier Rahmenelemente (R) längs ihrer rippenartig ausgebildeten Randstege (3) erfolgt, und dass der von einem Temperiermedium durchströmbare Durchgangskanal (D) durch fluiddichtes Fügen einer Deckplatte (6) oder eines weiteren

Rahmenelementes (R) längs seiner Begrenzungsrippe (2) an die Begrenzungsrippe (2) eines der beiden im Fügeverbund stehenden Rahmenelemente (R), die eine Aufnahmetasche begrenzen, eingeschlossen ist.

23. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach Anspruch 22,

dadurch gekennzeichnet, dass die eine Vielzahl einzelne Aufnahmetaschen (A) aufweisende Aufnahmestruktur eine Vielzahl zweier jeweils eine Aufnahmetasche (A) begrenzende Rahmenelemente (R) vorsieht, die jeweils längs ihrer

Begrenzungsrippen (2) fluiddicht zu einem stapeiförmigen Verbund (V) gefügt sind.

24. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach Anspruch 22 oder 23,

dadurch gekennzeichnet, dass der membranartige Flächenbereich (1 ) quadratisch oder rechteckig ausgebildet ist.

25. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenelemente (R) im Wege

Kunststofftechnischer Fertigungsverfahren, vorzugsweise im Spritzgussverfahren als einstückige Bauteile herstellbar sind.

26. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach Anspruch 22,

dadurch gekennzeichnet, dass der Fügeverbund jeweils zwischen zwei

Rahmenelementen (R) oder zwischen der Deckplatte (6) und einem Rahmenelement (R) als adhäsiver Klebeverbund oder als Stoffschlussverbund mittels thermischen Energieeintrags ausgeführt ist.

27. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die nutförmige Ausnehmung (4) innerhalb beider Randstege (3) pro Rahmenelement (R) jeweils stirnseitig einseitig in

Längserstreckung beider Randstege offen mündet und

dass sich die nutförmigen Ausnehmungen (4) jeweils zweier in Fügeverbund gebrachter Randstege (3) zweier Rahmenelemente (R) zu einem jeweils stirnseitig einseitig offenen Hohlkanal (7, 7') ergänzen.

28. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach Anspruch 27,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführungs- und eine Abführungseinheit für das Temperiermedium derart vorgesehen sind, dass die Zuführungseinheit mit einem Hohlkanal (7) zweier fluiddicht zusammengefügter Rahmenelemente (R) und die Abführungseinheit mit dem anderen Hohlkanal (7') der zwei fluiddicht

zusammengefügten Rahmenelemente (R) fluiddicht verbunden sind.

29. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach Anspruch 23 und 27,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl zweier jeweils eine Aufnahmetasche (A) begrenzenden und zu einem stapeiförmigen Verbund (V) gefügten Rahmenelemente (R) einseitig stirnseitig zwei Reihen jeweils unmittelbar übereinander angeordnete Hohlkanäle (7, 7') vorsieht,

dass eine das Temperiermedium (T) zuführende Verteilereinheit (8) stirnseitig mit der einen Reihe im Stapelverbund (V) unmittelbar übereinander angeordneten

Hohlkanäle (7) und

eine das Temperiermedium (T) abführende Verteilereinheit (8') stirnseitig mit der anderen Reihe im Stapelverbund (V) unmittelbar übereinander angeordneten

Hohlkanäle (7') fluiddicht verbunden sind.

30. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 29,

dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der membranartige Flächenbereich (1 ) Wärme speicherndes Material, so genanntes Phasenwechselmaterial (PCM) enthält.

31. Temperierbare Batteriezellenanordnung nach Anspruch 30,

dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in dem membranartigen Flächenbereich (1 ) die Wärmeleitfähigkeit erhöhende Füllstoffe enthalten sind.

32. Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 31 ,

dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die obere Membranfläche (1o) zumindest bereichsweise eine strukturierte Oberfläche aufweist.

33. Batteriezellenanordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenelemente identisch ausgebildet sind.