WO2018215358A1

WO2018215358A1 - Batteriesystem für ein elektrofahrzeug

Info

Publication number: WO2018215358A1
Application number: PCT/EP2018/063178
Authority: WO
Inventors: Thomas KALMBACH; André Loges; Heiko Neff
Original assignee: Mahle International Gmbh
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2018-11-29
Also published as: CN110754005A; US11145918B2; DE102017208754A1; CN110754005B; US20200161725A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriesystem (1) für ein Elektrofahrzeug, - mit wenigstens einem Batteriemodul (2), das in einem Modulgehäuse (3) mehrere Batteriezellen (4) aufweist, - mit einem Systemgehäuse (5), das für jedes Batteriemodul (2) einen separaten Aufnahmeraum (6) aufweist, der von zwei parallel zueinander verlaufenden und voneinander beabstandeten Stützwänden (7) begrenzt ist und in den das jeweilige Batteriemodul (2) eingesetzt ist, - wobei das Modulgehäuse (3) zwei parallel zueinander verlaufende und voneinander beabstandete Gehäusewände (8) aufweist, die jeweils mit einer Außenseite (9) an einer Innenseite (10) der jeweiligen Stützwand (7) flächig abgestützt sind. Erfindungsgemäß weist die jeweilige Stützwand (7) wenigstens einen Kühlkanal (13) zum Führen eines Kühlmittels auf.

Description

Batteriesystem für ein Elektrofahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Battehesystem für ein Elektrofahrzeug sowie ein mit einem solchen Batteriesystem ausgestattetes Elektrofahrzeug.

Bei Elektrofahrzeugen kommen bevorzugt wiederaufladbare Batterien zum Einsatz, vorzugsweise auf Lithium-Ionen-Basis. Derartige Batterien erzeugen während der Leistungsabgabe Wärme und müssen daher gekühlt werden. Auch beim Aufladen der Batterien entsteht Wärme, insbesondere dann, wenn die jeweilige Batterie in vergleichsweise kurzer Zeit aufgeladen werden soll, so genannter Schnellladevorgang. Außerdem kann es bei niedrigen

Umgebungstemperaturen erforderlich sein, die Batterie zur verbesserten

Leistungsabgabe zu beheizen. Es besteht daher generell der Bedarf, bei

Batteriesystemen, die in Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen, eine Kühlung oder allgemein eine Temperierung der Batterie zu ermöglichen.

Im vorliegenden Zusammenhang wird unter einem Elektrofahrzeug zum einen ein Fahrzeug verstanden, das ausschließlich einen Elektroantrieb aufweist, wobei dieses Fahrzeug optional eine Brennkraftmaschine zur Stromerzeugung aufweisen kann, so genannter Range Extender. Zum anderen werden unter Elektrofahrzeugen im vorliegenden Zusammenhang auch Hybridfahrzeuge verstanden, die sowohl einen Elektroantrieb als auch einen Antrieb mittels Brennkraftmaschine aufweisen.

Ein Batteriesystem der vorliegenden Art umfasst zumindest ein Batteriemodul, das ein Modulgehäuse aufweist, in dem mehrere Batteriezellen angeordnet sind. Ferner umfasst das Batteriesystem ein Systemgehäuse, das für jedes

Batteriemodul einen separaten Aufnahmeraum aufweist, der von zwei parallel zueinander verlaufenden und voneinander beabstandeten Stützwänden begrenzt ist und in den das jeweilige Battehemodul eingesetzt ist. Komplementär zu diesen Stützwänden weist das Modulgehäuse zwei parallel zueinander verlaufende und voneinander beabstandete Gehäusewände auf. Bei in den Aufnahmeraum eingesetztem Batteriemodul liegt eine Außenseite der jeweiligen Gehäusewand flächig an einer Innenseite der jeweiligen Stützwand an. Die Außenwände der Gehäusewände sind von den im Modulgehäuse angeordneten Batteriezellen abgewandt. Die Innenseiten der Stützwände sind dem Aufnahmeraum

zugewandt.

Aus der DE 10 2014 200 983 A1 ist ein Batteriemodul bekannt, in dessen

Modulgehäuse mehrere Batteriezellen angeordnet sind. Innerhalb des

Modulgehäuses verlaufen mehrere Trennwände jeweils zwischen benachbarten Batteriezellen. Zur verbesserten Kühlung der Batteriezellen wird vorgeschlagen, in den Trennwänden jeweils einen Kühlkanal auszubilden. Hierdurch lassen sich die einzelnen Batteriezellen intensiv kühlen. Der Aufwand zur Realisierung derartiger Batteriemodule ist vergleichsweise groß.

Aus der DE 10 2012 208 239 A1 ist eine Batterieanordnung bekannt, die mehrere Batteriezellen umfasst, die an drei Seiten von einem Kühlgehäuse eingefasst sind, dessen Wände und Boden mit mehreren Kühlkanälen durchzogen sind. Ferner wird vorgeschlagen, die Wände des Kühlgehäuses zum Boden geneigt auszuführen. Außenseiten der Batteriezellen, die an Innenseiten dieser geneigten Wände des Kühlgehäuses flächig anliegen, sind dementsprechend auch geneigt ausgeführt. Die Batteriezellen müssen hierzu im Profil keilförmig ausgestaltet werden. Der Aufwand zur Realisierung derartiger Batteriezellen ist

vergleichsweise groß. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein

Batteriesystem der vorstehend beschriebenen Art bzw. für ein damit

ausgestattetes Fahrzeug eine verbesserte oder zumindest eine andere

Ausführungsform anzugeben, die einerseits eine günstige Kühlung für das jeweilige Batteriemodul und andererseits eine preiswerte Herstellbarkeit ermöglicht.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des

unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind

Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Stützwände des Systemgehäuses jeweils mit wenigstens einem Kühlkanal auszustatten, der von einem Kühlmittel durchströmbar ist. Somit lässt sich über die Stützwände effizient Wärme vom Modulgehäuse abführen. Die Integration derartiger Kühlkanäle in die Stützwände erfordert keinerlei Anpassung oder Veränderung der Batteriemodule und der Batteriezellen, so dass sich die erfindungsgemäße Bauform des

Batteriesystems vergleichsweise preiswert realisieren lässt. Insbesondere lässt sich ein Kühlkreis zur Versorgung der Kühlkanäle mit Kühlmittel vollständig außerhalb des jeweiligen Batteriemoduls verlegen, so dass bspw. das Montieren und Demontieren des Batteriemoduls extrem vereinfacht ist. Als Kühlmittel kommt bevorzugt eine Flüssigkeit oder ein Zwei-Phasen-Medium, insbesondere ein Kältemittel, zum Einsatz.

Von besonderem Vorteil ist dabei außerdem, dass Crash-Anforderungen und Crash-Anforderungen an das Batteriesystem dadurch nicht beeinträchtigt werden, da sich die Kühlkanäle in den Stützwänden typischerweise außerhalb einer Deformationszone befinden. Zur Wärmeübertragung stützen sich Außenseiten der Gehäusewände flächig an Innenseiten der Stützwände ab. Dies kann gemäß einer Ausführungsform so erfolgen, dass die Außenseite der jeweiligen Gehäusewand direkt an der

Innenseite der jeweiligen Stützwand abgestützt ist und daran flächig anliegt. Alternativ lässt sich dies gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auch so realisieren, dass die Außenseite der jeweiligen Gehäusewand indirekt über ein Kontaktelement an der Innenseite der jeweiligen Stützwand abgestützt ist, wobei das Kontaktelement einerseits flächig an der Außenseite und andererseits flächig an der Innenseite anliegt. Ein solches Kontaktelement kann vergleichsweise weich sein und so Unebenheiten ausgleichen und dadurch die flächige

Kontaktierung und somit den Wärmeübergang verbessern. Insbesondere kann das Kontaktelement aus einem Wärmeleitmaterial bestehen, dessen

Wärmleitkoeffizient insbesondere höher ist als diejenigen von Gehäusewand und Stützwand und das ebenfalls die Wärmeleitung zwischen Gehäusewand und Stützwand verbessert.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann das jeweilige Batteriemodul in einer Montagerichtung in den Aufnahmeraum einsetzbar sein, die sich senkrecht zur Längsrichtung der jeweiligen Stützwand erstreckt. In der Regel erfolgt die

Montage des Batteriemoduls vertikal, wobei das Batteriemodul entweder von oben in den Aufnahmeraum oder von unten in den Aufnahmeraum eingesetzt wird. Besonders vorteilhaft ist nun eine Weiterbildung, bei welcher zumindest bei einer der Stützwände die jeweilige Innenseite und die daran flächig anliegende Außenseite der jeweiligen Gehäusewand zur Montagerichtung geneigt verlaufen. Durch die geneigte Innenseite und die komplementär dazu geneigte Außenseite lässt sich das jeweilige Batteriemodul bzw. dessen Modulgehäuse besser mit den Stützwänden verspannen. Hierdurch kann eine Anpresskraft zwischen den aneinander anliegenden Innenseiten und Außenseiten erzeugt bzw. erhöht werden, was die Wärmeübertragung zwischen dem Modulgehäuse und den Stützwänden verbessert. Besagte Anpresskraft ist dabei senkrecht zur

Montagerichtung und senkrecht zur Längsrichtung der vorzugsweise geradlinigen Stützwände orientiert.

Eine andere Weiterbildung schlägt vor, dass zumindest ein solcher Kühlkanal in der jeweiligen Stützwand ein längliches Querschnittsprofil aufweist, das parallel zur geneigten Innenseite dieser Stützwand verläuft. Insbesondere lässt sich das längliche Querschnittsprofil somit äquidistant zur zugehörigen Innenseite der Stützwand anordnen, so dass über die gesamte Erstreckung des Kühlkanals in einer Höhenrichtung, die parallel zur Montagerichtung verläuft, eine

gleichbleibende bzw. homogene Kühlwirkung realisiert werden kann. Es ist klar, dass der jeweilige Kühlkanal innerhalb seines Querschnittsprofils in mehrere parallel zueinander verlaufende Kammern unterteilt sein kann. Insbesondere lassen sich die Kammern dann im Gleichstrom (I-Flow) oder im Gegenstrom (U- Flow) durchströmen.

Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass ein Kühlkanal, der zum Kühlen der jeweiligen Innenseite der Stützwand dient, innerhalb der Stützwand außermittig und zur Innenseite hin versetzt angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein vergleichsweise kleiner Abstand zwischen Kühlkanal und Innenseite realisiert werden, so dass ein Wandabschnitt der Stützwand, der die Innenseite vom Kühlkanal trennt, eine vergleichsweise geringe Wandstärke besitzt. In der Folge verbessert sich die Wärmeübertragung zwischen der Seitenwand und dem im Kühlkanal geführten Kühlmittel. Beispielsweise ist die Wandstärke des

Wandabschnitts zwischen Innenseite und Kühlkanal kleiner als eine parallel zur Wandstärke gemessene Öffnungsweite des Kühlkanals. Insbesondere ist diese Wandstärke maximal halb so groß wie besagte Öffnungsweite. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die jeweilige Stützwand bezüglich einer Längsmittelebene ein spiegelsymmetrisches Querschnittsprofil aufweisen, so dass die Stützwand zwei voneinander abgewandte Innenseiten aufweist, denen jeweils ein separater Kühlkanal zugeordnet ist. Hierdurch lässt sich die jeweilige Innenseite besonders intensiv kühlen. Diese Ausführungsform ist besonders dann sinnvoll, wenn die jeweilige Stützwand zwei Aufnahmeräume voneinander trennt, in denen jeweils ein Batteriemodul angeordnet ist. Die Längsmittelebene verläuft dabei parallel zur Montagerichtung, mit der das Batteriemodul in den Aufnahmeraum eingesetzt ist, sowie parallel zur

Längsrichtung der jeweiligen, vorzugsweise geradlinigen Stützwand.

Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, dass die jeweilige Stützwand an ihrer Oberseite oder an ihrer Unterseite Schrauböffnungen aufweist, in welche Schrauben eingeschraubt sind. Das Modulgehäuse besitzt zu diesen

Schrauböffnungen komplementäre Schraubflansche mit Durchgangsöffnungen, wobei die zuvor genannten Schrauben durch die Durchgangsöffnungen der Schraubflansche hindurchgeschraubt sind, wodurch der jeweilige Schraubflansch an der Stützwand fixiert ist. Die Schrauböffnungen befinden sich an der jeweiligen Stützwand an derjenigen Seite, die beim Einsetzen des Batteriemoduls dem Batteriemodul zugewandt ist. Wird das Batteriemodul also von oben in den Aufnahmeraum eingesetzt, befinden sich die Schrauböffnungen an der Oberseite der jeweiligen Stützwand. Wird dagegen das Batteriemodul von unten in den Aufnahmeraum eingesetzt, befinden sich die Schrauböffnungen an der Unterseite der jeweiligen Stützwand. Die Schraubflansche stehen im Bereich der Oberseite oder im Bereich der Unterseite des Modulgehäuses seitlich, als quer zur

Montagerichtung und quer zur Längsrichtung der jeweiligen Stützwand über die jeweilige Gehäusewand über, so dass der jeweilige Schraubflansch bei in den Aufnahmeraum eingesetztem Modulgehäuse von oben auf der Oberseite der jeweiligen Stützwand bzw. von unten auf der Unterseite der jeweiligen Stützwand aufliegt.

Zweckmäßig ist die jeweilige Stützwand als Metallbauteil konzipiert, was die Wärmeübertragung in das Kühlmittel des jeweiligen Kühlkanals verbessert. Besonders preiswert ist eine Ausführungsform, bei welcher die jeweilige

Stützwand als Extrusionsprofil aus Metall ausgestaltet ist. Derartige

Extrusionsprofile lassen sich preisgünstig herstellen, wobei sich der jeweilige Kühlkanal besonders einfach als Kammer oder Hohlkammer im Inneren des Profilkörpers realisieren lässt.

Ein erfindungsgemäßes Elektrofahrzeug ist mit einem Batteriesystem der vorstehend beschriebenen Art ausgestattet. Das Fahrzeug umfasst außerdem einen Kühlkreis, in dem ein Kühlmittel zirkuliert. Die Kühlkanäle der Stützwände des Batteriesystems sind nun so in den Kühlkreis eingebunden, dass die

Kühlkanäle vom Kühlmittel durchströmbar sind. Es ist klar, dass der Kühlkreis auch weitere übliche Komponenten umfasst, wie z. Bsp. eine Kühlmittelpumpe zum Antreiben des Kühlmittels sowie einen Wärmeübertrager zum Übertragen der über das Kühlmittel abgeführten Wärme an die Umgebung oder an einen Luftstrom zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der jeweilige

Kühlkanal fluidisch vom jeweiligen Aufnahmeraum und vom jeweiligen

Batteriemodul getrennt ist. Das Kühlmittel bleibt somit bezüglich des

Aufnahmeraums und des Batteriemoduls extern, also außerhalb, so dass kein interner oder externer Kontakt mit dem Batteriemodul oder mit Komponenten des Batteriemoduls entsteht. Dies vereinfacht die Abdichtung und den

Korrosionsschutz der Batteriemodule, während gleichzeitig effiziente Kühlmittel zum Einsatz kommen können, wie zum Beispiel zweiphasige Kältemittel. Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass der jeweilige Kühlkanal in einen Kühlkreis eingebunden ist, der gegenüber dem jeweiligen Aufnahmeraum und gegenüber dem jeweiligen Batteriemodul geschlossen ist. In der Folge kann das Kühlmittel weder den Aufnahmeraum noch das Batteriemodul durchströmen, so dass auch auf diese Weise ein direkter Kontakt des Kühlmittels mit dem

Batteriemodul oder mit Bestandteilen des Batteriemoduls vermieden wird. Als Kühlmittel kann dabei auch ein Kältemittel zum Einsatz kommen, das

vorzugsweise ein Zwei-Phasen-Medium ist. Bevorzugt ist dann der Kühlkreis als Kältekreis ausgestaltet, der sich insbesondere durch einen Verdampfer und einen Kondensator gegenüber einem einfachen Kühlkreis mit Wärmetauscher auszeichnet.

Eine andere Ausgestaltung schlägt vor, dass der jeweilige Kühlkanal entlang der jeweiligen Stützwand durch die Innenseite der Stützwand vom jeweiligen

Aufnahmeraum und vom jeweiligen Batteriemodul getrennt ist. Auch diese Bauweise vermeidet eine Zuführung des Kühlmittels durch den Kühlkanal zum Aufnahmeraum bzw. zum Batteriemodul.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Innenseite der jeweiligen Stützwand entlang des jeweiligen Aufnahmeraums durchgehend ausgestaltet ist. Die Stützwand besitzt demnach an ihrer Innenseite keinen Durchbruch zum

Aufnahmeraum und auch keinen Anschluss zur fluidischen Kopplung mit dem Batteriemodul. Die Innenseite ist insoweit entlang des Aufnahmeraums kontinuierlich ausgestaltet.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen

Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines Batteriesystems bei montiertem

Batteriemodul,

Fig. 2 ein Querschnitt des Batteriesystems bei montiertem Batteriemodul,

Fig. 3 eine isometrische Ansicht des Batteriesystems während der

Montage des Batteriemoduls,

Fig. 4 ein Querschnitt des Batteriesystems während der Montage des

Batteriemoduls.

Entsprechend den Fig. 1 bis 4 umfasst ein Batteriesystem 1 zumindest ein

Batteriemodul 2, das ein Modulgehäuse 3 aufweist, in dem mehrere

Batteriezellen 4 untergebracht sind. Das Batteriesystem 1 umfasst ferner ein Systemgehäuse 5, das für jedes Batteriemodul 2 einen separaten Aufnahmeraum 6 aufweist. Das Systemgehäuse 5 besitzt hierzu zumindest zwei parallel zueinander verlaufende Stützwände 7, die voneinander beabstandet sind und dadurch den Aufnahmeraum 6 seitlich begrenzen. Das jeweilige Batte emodul 2 ist mit seinem Modulgehäuse 3 in diesen Aufnahmeraum 6 eingesetzt. Beim hier gezeigten Beispiel ist nur ein Batteriemodul 2 dargestellt. Bei anderen

Ausführungsformen können mehrere derartige Batteriemodule 2 nebeneinander angeordnet sein. Dementsprechend sind dann auch mehrere nebeneinander angeordnete Aufnahmeräume 6 vorhanden. Diese Aufnahmeräume 6 sind dabei zweckmäßig voneinander jeweils durch eine solche Stützwand 7 voneinander getrennt, so dass diese Stützwände 7 dann gleichzeitig zwei Aufnahmeräume 6 jeweils seitlich begrenzen. In den Querschnitten der Fig. 2 und 4 sind

dementsprechend zwei weitere Aufnahmeräume 6 angedeutet, in denen jeweils ein weiteres Batteriemodul 2 angeordnet werden kann.

Das Modulgehäuse 3 weist zwei parallel zueinander verlaufende und

voneinander beabstandete Gehäusewände 8 auf. Im montierten Zustand ist jede Gehäusewand 8 einer der Stützwände 7 zugewandt. Jede Gehäusewand 8 besitzt eine der zugehörigen Stützwand 7 zugewandte Außenseite 9. Die jeweilige Stützwand 7 besitzt jeweils eine der zugeordneten Gehäusewand 8 zugewandte Innenseite 10. Im eingebauten Zustand, also wenn das

Batteriemodul 2 mit seinem Modulgehäuse 3 in den zugehörigen Aufnahmeraum 6 vollständig eingesetzt ist, stützt sich die jeweilige Außenseite 9 flächig an der jeweiligen Innenseite 10 ab. Im Beispiel ist dabei eine direkte Kontaktierung gezeigt, so dass die Außenseite 9 der jeweiligen Gehäusewand 8 direkt an der Innenseite 10 der jeweiligen Stützwand 7 abgestützt ist und daran flächig anliegt. Alternativ kann bei einer hier nicht gezeigten Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Außenseite 9 der jeweiligen Gehäusewand 8 indirekt über ein hier nicht gezeigtes Kontaktelement, sogenanntes Interface, an der Innenseite 10 der jeweiligen Stützwand 7 abgestützt ist, wobei das Kontaktelement einerseits flächig an der Außenseite 9 und andererseits flächig an der Innenseite 10 anliegt. Das jeweilige Batteriemodul 2 wird dabei in einer Montagerichtung 1 1 in den Aufnahmeraum 6 eingesetzt, die in den Figuren jeweils durch einen nach unten gerichteten Pfeil 1 1 symbolisiert ist. Demnach wird in dem hier gezeigten Beispiel das Batteriemodul 2 von oben in den Aufnahmeraum 6 eingesetzt. Grundsätzlich ist auch eine umgekehrte Bauform denkbar, bei welcher das jeweilige

Batteriemodul 2 von unten in den Aufnahmeraum 6 eingesetzt wird. In diesem Fall wären die Darstellungen der Fig. 1 bis 4 auf dem Kopf stehend zu

betrachten.

Es ist klar, dass das Systemgehäuse 5 außerdem wenigstens einen hier nicht gezeigten Boden aufweisen kann, der den Aufnahmeraum 6 nach unten begrenzt. Alternativ kann der Boden, quasi als Decke den Aufnahmeraum 6 nach oben begrenzen.

Besonders vorteilhaft ist die hier gezeigte Ausführungsform, bei welcher bei den Stützwänden 7 die jeweilige Innenseite 10 und die daran flächig anliegende Außenseite 9 der jeweiligen Gehäusewand 8 geneigt zur Montagerichtung verlaufen. Ein entsprechender Neigungswinkel 12 ist in Fig. 2 angedeutet. Der Neigungswinkel 12 ist vergleichsweise klein und kann bspw. 5° betragen. Der Neigungswinkel 12 kann grundsätzlich beliebig gewählt werden. Besonders geeignete Neigungswinkel 12 liegen vorzugsweise in einem Bereich von 3° bis 30°. Die Neigung ist dabei so orientiert, dass die Stützwände an ihren

Innenseiten 10 in der Montagerichtung 1 1 konvergieren. Durch Eindrücken des Modulgehäuses 3 in der Montagerichtung 1 1 erfolgt dann eine quer zur

Montagerichtung 1 1 und quer zur Längsrichtung der Stützwände 7 verlaufende Anpressung der Außenseiten 9 an den Innenseiten 10. In den Fig. 1 und 3 ist die Längsrichtung der jeweiligen Stützwand 7 durch einen Doppelpfeil angedeutet und mit 25 bezeichnet.

Beim hier vorgestellten Batteriesystem 1 sind die Stützwände 7 jeweils mit wenigstens einem Kühlkanal 13 ausgestattet, der zum Führen eines Kühlmittels dient. Vorzugsweise enthält jede Stützwand 7, die zwei Aufnahmeräume 6 voneinander trennt, zwei separate Kühlkanäle 13. Bevorzugt sind die Kühlkanäle 13 innerhalb der jeweiligen Stützwand 7 mit einem länglichen Querschnittsprofil ausgestattet, das hier rechteckig oder parallelogrammartig ausgestaltet ist. Die Längsrichtung des jeweiligen Querschnittsprofils verläuft quer zur Längsrichtung 25 der jeweiligen Stützwand 7 und liegt dabei in den Schnittebenen der Fig. 2 und 4 und somit in der Zeichnungsebene. Zweckmäßig ist dieses längliche Querschnittsprofil nicht parallel zur Montagerichtung 1 1 , sondern dazu geneigt orientiert. Vorzugsweise erfolgt die Neigung des länglichen Querschnittsprofils analog zur Neigung der jeweiligen Innenseite 10, die innerhalb der Stützwand 7 dem jeweiligen Kühlkanal 13 zugeordnet ist, also ebenfalls mit dem

Neigungswinkel 12. Dementsprechend verläuft das längliche Querschnittsprofil parallel zur geneigten Innenseite 10, die proximal zum jeweiligen Kühlkanal 13 angeordnet ist. Ferner ist erkennbar, dass der jeweilige Kühlkanal 13

vergleichsweise nahe an der jeweils zu kühlenden Innenseite 10 angeordnet ist. Hierzu ist der jeweilige Kühlkanal 13 innerhalb der Stützwand 7 außermittig und zur jeweiligen Innenseite 10 hin versetzt angeordnet.

Bei den hier gezeigten Beispielen sind die Stützwände 7 bezüglich einer

Längsmittelebene 14, die in Fig. 2 exemplarisch für die linke Stützwand 7 eingezeichnet ist, spiegelsymmetrisch ausgestaltet. Diese Längsmittelebene 14 verläuft dabei parallel zur Montagerichtung 1 1 und parallel zur Längsrichtung 25 der jeweiligen Stützwand 7. Die jeweilige Stützwand 7 besitzt somit ein bezüglich der Längsmittelebene 14 spiegelsymmetrisches Querschnittsprofil. Dementsprechend sind dann an der jeweiligen Stützwand 7 zwei voneinander abgewandten Innenseiten 10 vorgesehen sowie zwei separate Kühlkanäle 13, die jeweils einer Innenseite 10 zugeordnet sind.

Wie sich insbesondere Fig. 3 entnehmen lässt, kann die jeweilige Stützwand 7 an ihrer Oberseite 15 mehrere Schrauböffnungen 16 aufweisen, in welche

Schrauben 17 einschraubbar sind. Am Modulgehäuse 3 sind mehrere

Schraubflansche 18 ausgebildet, die jeweils eine Durchgangsöffnung 19 besitzen, in welche die jeweilige Schraube 17 eingesteckt ist. Der jeweilige Schraubflansch 18 steht seitlich, also quer zur Montagerichtung 1 1 von der jeweiligen Gehäusewand 8 ab, und zwar im Bereich einer Oberseite 20 des Modulgehäuses 3. Beim Montieren bzw. beim Einsetzen des Batteriemoduls 2 in den Aufnahmeraum 6 kommen die Schraubflansche 18 an der Oberseite 15 der jeweiligen Stützwand 7 zur Anlage, derart, dass die jeweilige Durchgangsöffnung 19 zur jeweiligen Schrauböffnung 16 fluchtet. In der Folge lässt sich die jeweilige Schraube 17 in die Schrauböffnung 16 einschrauben, um so den jeweiligen Schraubflansch 18 und dadurch das gesamte Modulgehäuse 3 an den

Stützwänden 7 zu fixieren. Zweckmäßig sind die Schraubflansche 18 hierzu am Modulgehäuse 3 so positioniert, dass sich durch die Verschraubungen eine Verspannung des Modulgehäuses 3 in der Montagerichtung 1 1 ergibt. Diese wird über die geneigten Außenseiten 9 und Innenseiten 10 so auf die Stützwände 7 übertragen, dass die Außenseiten 10 quer zur Montagerichtung 1 1 und quer zur Längsrichtung der Stützwände 7 an den Innenseiten 9 unter Vorspannung anliegen. Diese Vorspannung ist in Fig. 2 exemplarisch durch einen Pfeil angedeutet und mit 21 bezeichnet.

Zweckmäßig lassen sich die Stützwände 7 als Extrusionsprofile herstellen. Als Material eignet sich hierbei in besonderer weise ein Metall bzw. eine Metalllegierung. Bevorzugt kommen hierbei Leichtmetalle bzw.

Leichtmetalllegierungen zum Einsatz.

Alternativ dazu ist es grundsätzlich ebenso möglich, das Batteriemodul 2 nicht wie hier von oben, sondern von unten zu montieren. In diesem Fall befinden sich dann die Schrauböffnungen 16 an der jeweiligen Unterseite 26 der jeweiligen Stützwand 7. Es ist klar, dass dann auch die Neigungen der Außenseiten 9 und der Innenseite 10 umgekehrt sind, um wieder den in der Einführrichtung bzw. Montagerichtung 1 1 konvergierenden Aufnahmeraum 6 zu schaffen.

Ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug, das mit einem derartigen Batteriesystem 1 ausgestattet ist, umfasst ferner einen in Fig. 2 nur teilweise angedeuteten Kühlkreis 22, in dem ein Kühlmittel zirkuliert und in den die Kühlkanäle 13 eingebunden sind. Der Kühlkreis 22 umfasst ferner eine Kühlmittelpumpe 23 sowie einen Wärmetauscher 24 zum Abführen der Wärme. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Kühlkreis 22 als Kältekreis ausgestaltet sein. Der Wärmetauscher 24 ist dann ein Kondensator, während die Kühlkanäle 13 der Stützwände 7 als Verdampfer dienen. Das Kühlmittel ist dann bevorzugt ein Zwei-Phasen-Kältemittel. Der Kühlkreis kann je nach Konfiguration auch als Bestandteil des Batteriesystems 1 aufgefasst werden, beispielsweise, wenn er zusätzlich zu einem fahrzeugseitigen Kühlkreis vorhanden ist.

Bei den hier gezeigten Ausführungsformen ist der jeweilige Kühlkanal 7 fluidisch vom jeweiligen Aufnahmeraum 6 und vom jeweiligen Batteriemodul 2 getrennt. Das Kühlmittel bleibt somit bezüglich des Aufnahmeraums 6 und des

Batteriemoduls 2 extern, also außerhalb, so dass kein interner oder externer Kontakt mit dem Batteriemodul 2 oder mit Komponenten des Batteriemoduls 2 entsteht. Ferner ist vorgesehen, dass der jeweilige Kühlkanal 13 in besagten Kühlkreis 22 eingebunden ist, der gegenüber dem jeweiligen Aufnahmeraum 6 und gegenüber dem jeweiligen Batteriemodul 2 geschlossen ist. In der Folge kann das Kühlmittel weder den Aufnahmeraum 6 noch das Batteriemodul 2 durchströmen, so dass auch auf diese Weise ein direkter Kontakt des Kühlmittels mit dem Batteriemodul 2 oder mit Bestandteilen des Batteriemoduls 2 vermieden wird. Außerdem ist hier der jeweilige Kühlkanal 13 entlang der jeweiligen

Stützwand 7 durch die Innenseite 10 der Stützwand 7 vom jeweiligen

Aufnahmeraum 6 und vom jeweiligen Batteriemodul 2 getrennt. Hierzu ist die Innenseite 10 der jeweiligen Stützwand 7 entlang des jeweiligen Aufnahmeraums 6 durchgehend bzw. durchgehend kontinuierlich ausgestaltet. Die Stützwand 7 besitzt demnach an ihrer Innenseite 10 keinen Durchbruch zum Aufnahmeraum 6 und auch keinen Anschluss zur fluidischen Kopplung mit dem Batteriemodul 2.

Claims

Ansprüche

1 . Batteriesystem für ein Elektrofahrzeug,

- mit wenigstens einem Batteriemodul (2), das in einem Modulgehäuse (3) mehrere Batteriezellen (4) aufweist,

- mit einem Systemgehäuse (5), das für jedes Batteriemodul (2) einen separaten Aufnahmeraum (6) aufweist, der von zwei parallel zueinander verlaufenden und voneinander beabstandeten Stützwänden (7) begrenzt ist und in den das jeweilige Batteriemodul (2) eingesetzt ist,

- wobei das Modulgehäuse (3) zwei parallel zueinander verlaufende und

voneinander beabstandete Gehäusewände (8) aufweist, die sich jeweils mit einer Außenseite (9) an einer Innenseite (10) der jeweiligen Stützwand (7) flächig abstützen,

- wobei die jeweilige Stützwand (7) wenigstens einen Kühlkanal (13) zum

Führen eines Kühlmittels aufweist.

2. Batteriesystem nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Außenseite (9) der jeweiligen Gehäusewand (8) direkt an der Innenseite (10) der jeweiligen Stützwand (7) abgestützt ist und daran flächig anliegt.

3. Batteriesystem nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Außenseite (9) der jeweiligen Gehäusewand (8) indirekt über ein Kontaktelement an der Innenseite (10) der jeweiligen Stützwand (7) abgestützt ist, wobei das Kontaktelement einerseits flächig an der Außenseite (9) und andererseits flächig an der Innenseite (10) anliegt.

4. Batte esystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

- dass das jeweilige Batteriemodul (2) in einer Montagerichtung (1 1 ) in den

Aufnahmeraum (6) eingesetzt ist, die sich senkrecht zur Längsrichtung (25) der jeweiligen Stützwand (7) erstreckt,

- dass bei wenigstens einer der Stützwände (7) die Innenseite (10) und die daran flächig anliegende Außenseite (9) der jeweiligen Gehäusewand (8) geneigt zur Montagerichtung (1 1 ) verlaufen.

5. Battehesystem nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest ein solcher Kühlkanal (13) in der jeweiligen Stützwand (7) ein längliches Querschnittsprofil aufweist, das parallel zur geneigten Innenseite (10) dieser Stützwand (7) verläuft.

6. Batteriesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein Kühlkanal (13) der zum Kühlen der jeweiligen Innenseite (10) der Stützwand (7) dient, innerhalb der Stützwand (7) außermittig und zur Innenseite

(10) hin versetzt angeordnet ist.

7. Batteriesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass die jeweilige Stützwand (7) bezüglich einer parallel zur Montagerichtung

(1 1 ) , mit der das Batteriemodul (2) in den Aufnahmeraum (6) eingesetzt ist, verlaufenden Längsmittelebene (14) ein spiegelsymmetrisches Querschnittsprofil aufweist, so dass die Stützwand (7) zwei voneinander abgewandte Innenseiten (10) aufweist, denen separate Kühlkanäle (13) zugeordnet sind.

8. Batteriesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

- dass die jeweilige Stützwand (7) an ihrer Oberseite (15) oder an ihrer

Unterseite (26) Schrauböffnungen (16) aufweist, in welche Schrauben (17) eingeschraubt sind,

- dass das Modulgehäuse (3) zu den Schrauböffnungen (16) komplementäre Schraubflansche (18) mit Durchgangsöffnungen (19) aufweist, durch welche die Schrauben (17) hindurchgeführt sind, um den jeweiligen Schraubflansch (18) an der Stützwand (7) zu fixieren.

9. Batteriesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass die jeweilige Stützwand (7) als Extrusionsprofil aus Metall ausgestaltet ist.

10. Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen,

dadurch gekennzeichnet,

dass der jeweilige Kühlkanal (13) fluidisch vom jeweiligen Aufnahmeraum (6) und vom jeweiligen Batteriemodul (2) getrennt ist.

1 1 . Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen,

dadurch gekennzeichnet,

dass der jeweilige Kühlkanal (13) in einen Kühlkreis (22) eingebunden ist, der gegenüber dem jeweiligen Aufnahmeraum (6) und gegenüber dem jeweiligen Batteriemodul (2) geschlossen ist.

12. Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass der jeweilige Kühlkanal (13) entlang der jeweiligen Stützwand (7) durch die Innenseite (10) der Stützwand (7) vom jeweiligen Aufnahmeraum (6) und vom jeweiligen Batteriemodul (2) getrennt ist.

13. Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Innenseite (10) der jeweiligen Stützwand (7) entlang des jeweiligen Aufnahmeraums (6) durchgehend ausgestaltet ist.

14. Elektrofahrzeug,

- mit einem Batteriesystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

- mit einem Kühlkreis (22), in dem ein Kühlmittel zirkuliert,

- wobei die Kühlkanäle (13) der Stützwände (7) in den Kühlkreis (22)

eingebunden sind, so dass sie vom Kühlmittel durchströmbar sind.

15. Elektrofahrzeug nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Kühlmittel eine Flüssigkeit oder ein Zwei-Phasen-Medium ist.