[go: up one dir, main page]

DE102020006698A1 - battery module and traction battery - Google Patents

battery module and traction battery Download PDF

Info

Publication number
DE102020006698A1
DE102020006698A1 DE102020006698.4A DE102020006698A DE102020006698A1 DE 102020006698 A1 DE102020006698 A1 DE 102020006698A1 DE 102020006698 A DE102020006698 A DE 102020006698A DE 102020006698 A1 DE102020006698 A1 DE 102020006698A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
base plate
battery module
holes
battery
battery cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020006698.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Miroslav Marinkovic
Andreas Schurz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102020006698.4A priority Critical patent/DE102020006698A1/en
Publication of DE102020006698A1 publication Critical patent/DE102020006698A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222—Inorganic material
    • H01M50/224—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/229—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul (2) mit mehreren Batterieeinzelzellen (4) und einem eine Bodenplatte (6) umfassenden Gehäuse (1), wobei die Bodenplatte (6) zahlreiche Durchgangslöcher (7) aufweist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher (7) durch zwei konvexe Begrenzungslinien umrandet sind.The invention relates to a battery module (2) with a plurality of individual battery cells (4) and a housing (1) comprising a base plate (6), the base plate (6) having numerous through holes (7). The invention is characterized in that the through holes (7) are bordered by two convex boundary lines.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul mit mehreren Batterieeinzelzellen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung eine Traktionsbatterie für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit wenigstens einem solchen Batteriemodul.The invention relates to a battery module with a plurality of individual battery cells according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1. The invention also relates to a traction battery for an at least partially electrically driven vehicle with at least one such battery module.

Batteriemodule mit mehreren Batterieeinzelzellen und einem Gehäuse sind soweit aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei kann das Gehäuse, beispielsweise um Kühlluft durchzulassen und/oder das Gewicht des Gehäuses zu reduzieren, gelochte Bauteile, wie beispielsweise eine gelochte Bodenplatte, aufweisen. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise auf die EP 2 597 700 A1 verwiesen werden, bei welcher eine solche gelochte Bodenplatte eingesetzt wird, die unmittelbar von Kühlmedium für die Batterieeinzelzellen durchströmt wird, sodass die Löcher das Kühlmedium zu den Batterieeinzelzellen vordringen lassen. Ein ähnlicher Aufbau ist auch aus der DE 21 2013 000 082 U1 bekannt, wobei hier sowohl eine Deck- als auch eine Bodenplatte mit den entsprechenden Löchern versehen ist. Ferner beschreibt auch die EP 2 521 203 A1 einen Aufbau bei welchem eine Bodenplatte eines Batteriemoduls mehrere Löcher aufweist, sodass Wärme abgeführt werden kann.Battery modules with a plurality of individual battery cells and a housing are known from the prior art. The housing can have perforated components, such as a perforated base plate, for example in order to let cooling air through and/or to reduce the weight of the housing. In this context, for example, on the EP 2 597 700 A1 be referred, in which such a perforated base plate is used, which is directly flowed through by cooling medium for the individual battery cells, so that the holes allow the cooling medium to penetrate to the individual battery cells. A similar structure is also from DE 21 2013 000 082 U1 known, in which case both a cover plate and a base plate are provided with the appropriate holes. Furthermore, also describes the EP 2 521 203 A1 a structure in which a bottom plate of a battery module has a plurality of holes so that heat can be dissipated.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin ein verbessertes Batteriemodul mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben.The object of the present invention consists in specifying an improved battery module with the features from the preamble of claim 1 .

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Batteriemodul mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen hiervon ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen. Im Anspruch 8 ist außerdem eine Traktionsbatterie mit einem derartigen Batteriemodul angegeben.According to the invention, this object is achieved by a battery module having the features in claim 1, and here in particular in the characterizing part of claim 1. Advantageous refinements and developments of this result from the dependent subclaims. Claim 8 also specifies a traction battery with such a battery module.

Das erfindungsgemäße Batteriemodul weist vergleichbar wie die Batteriemodule aus dem Stand der Technik Batterieeinzelzellen in einem Gehäuse auf. Dieses Gehäuse umfasst eine Bodenplatte, welche zahlreiche Durchgangslöcher aufweist. Erfindungsgemäß ist es dabei vorgesehen, dass die Durchgangslöcher durch zwei konvexe Begrenzungslinien umrandet sind. Die Durchgangslöcher sind also nicht rund oder rechteckig beziehungsweise quadratisch wie im Stand der Technik ausgebildet, sondern haben eine spezielle Form, welche insbesondere der mechanisch steifen Ausgestaltung der Bodenplatte bei gleichzeitiger Gewichtsreduktion der Bodenplatte dient. Die Form hat dabei den Vorteil, dass Kräfte in eine Richtung der Bodenplatte besonders effizient geleitet werden können.The battery module according to the invention, like the battery modules from the prior art, has individual battery cells in a housing. This housing includes a base plate which has numerous through holes. According to the invention, it is provided that the through-holes are bordered by two convex boundary lines. The through-holes are therefore not round or rectangular or square as in the prior art, but have a special shape which serves in particular to make the base plate mechanically stiff while at the same time reducing the weight of the base plate. The shape has the advantage that forces can be directed particularly efficiently in one direction of the base plate.

Gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Batteriemoduls ist es dabei vorgesehen, dass die Batterieeinzelzellen prismatisch ausgebildet sind, wobei die Durchgangslöcher in Stapelrichtung der Batterieeinzelzellen eine größere Ausdehnung als quer dazu aufweisen. Die Batterieeinzelzellen können also als prismatische Batterieeinzelzellen ausgebildet sein. Sie können dafür in einem festen Gehäuse für jede der Batterieeinzelzellen angeordnet sein. Auch ist es denkbar diese als sogenannte Pouch-Zellen mit einem Foliengehäuse auszubilden. Die Batterieeinzelzellen sind dann entsprechend aufgestapelt und in Stapelrichtung typischerweise zwischen Endplatten, welche Teil des Gehäuses sein können, verspannt. Insbesondere bei diesem Aufbau ist die Bodenplatte von entscheidender Bedeutung, um den Aufbau ausreichend steif zu machen und gleichzeitig einen leichten Aufbau zu ermöglichen. Dies lässt sich insbesondere durch die erfindungsgemäße Form der Durchgangslöcher und eine Ausrichtung aller Durchgangslöcher mit ihrer größten Ausdehnung in Stapelrichtung der Batterieeinzelzellen erreichen.According to an extraordinarily advantageous development of the battery module according to the invention, it is provided that the individual battery cells are prismatic in design, with the through-holes having a greater extent in the stacking direction of the individual battery cells than transversely thereto. The individual battery cells can therefore be designed as prismatic individual battery cells. For this purpose, they can be arranged in a fixed housing for each of the individual battery cells. It is also conceivable to design these as so-called pouch cells with a foil housing. The individual battery cells are then stacked accordingly and typically clamped between end plates, which can be part of the housing, in the stacking direction. With this structure in particular, the bottom plate is of crucial importance in order to make the structure sufficiently rigid while at the same time enabling a light structure. This can be achieved in particular by the shape of the through-holes according to the invention and an alignment of all through-holes with their greatest extent in the stacking direction of the individual battery cells.

Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriemoduls ist dieses mit einer Kühlplatte versehen, welche auf der den Batterieeinzelzellen abgewandten Seite der Bodenplatte angeordnet ist. Eine solche Kühlplatte, welche gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Idee aktiv gekühlt wird, kann dann die Wärme ideal abführen, sei es durch Wärmeleitung durch die Bodenplatte hindurch, oder insbesondere durch die Durchgangslöcher, sodass Wärme von den Batterieeinzelzellen zu der auf der anderen Seite der Bodenplatte angeordneten Kühlplatte gelangen kann.According to a further very advantageous embodiment of the battery module according to the invention, this is provided with a cooling plate which is arranged on the side of the base plate facing away from the individual battery cells. Such a cooling plate, which is actively cooled according to a preferred development of the idea, can then ideally dissipate the heat, be it through heat conduction through the base plate, or in particular through the through holes, so that heat from the individual battery cells to the one on the other side of the base plate arranged cooling plate can reach.

Die Kühlplatte kann dabei wie angesprochen aktiv gekühlt sein, sie kann beispielsweise von einem gasförmigen Kühlmedium umströmt werden oder mit entsprechenden Kühlmedienkanälen ausgebildet sein, in welchen gasförmiges und/oder flüssiges Kühlmedium strömt.As mentioned, the cooling plate can be actively cooled; a gaseous cooling medium can flow around it, for example, or it can be designed with corresponding cooling medium channels, in which gaseous and/or liquid cooling medium flows.

Die Durchgangslöcher können dabei vorzugsweise mit einer Wärmeleitpaste gefüllt werden. Hierdurch wird eine gute thermische Anbindung quasi durch die Bodenplatte hindurch zwischen den Batterieeinzelzellen und der Kühlplatte erreicht. Dieser Aufbau eignet sich für jede Art von Bodenplatten ideal. Insbesondere kann diese Ausgestaltung mit der Wärmeleitpaste bei einer Bodenplatte eingesetzt werden, welche gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Batteriemoduls aus einem Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist. Durch die Durchgangslöcher, welche vorzugsweise mit der Wärmeleitpaste gefüllt sind, lässt sich auch bei einem solchen Aufbau eine ausreichend gute Kühlung der Batterieeinzelzellen erreichen.The through-holes can preferably be filled with a thermally conductive paste. As a result, a good thermal connection is achieved, so to speak, through the base plate between the individual battery cells and the cooling plate. This structure is ideal for any type of floor slab. In particular, this configuration with the thermally conductive paste can be used in a base plate which, according to an extraordinarily favorable development of the battery module according to the invention, is made of a plastic or a fiber-reinforced plastic. Through the through-holes, which are preferably filled with the thermally conductive paste, it is also possible to achieve sufficiently good cooling of the individual battery cells with such a structure.

Alternativ dazu könnte der Aufbau auch mit einer metallischen Bodenplatte realisiert werden. Diese ist jedoch schwerer als die alternativ dazu aus Kunststoff oder faserverstärkten Kunststoff ausgebildete Bodenplatte. Ihr Einsatz ist jedoch prinzipiell denkbar, wobei hier dann auch auf die Wärmeleitpaste verzichtet werden könnte, da durch das Material einer metallischen Bodenplatte ein wärmeleitender Kontakt der Batterieeinzelzellen und der Kühlplatte zueinander möglich wird. Die Durchgangslöcher, welche auch hier prinzipiell mit Wärmeleitpaste gefüllt sein könnten, dienen dann jedoch primär der Gewichtsreduktion des Aufbaus.Alternatively, the structure could also be realized with a metallic base plate. However, this is heavier than the alternative base plate made of plastic or fiber-reinforced plastic. In principle, however, their use is conceivable, in which case the heat-conducting paste could then also be dispensed with, since the material of a metallic base plate enables heat-conducting contact between the individual battery cells and the cooling plate to one another. The through-holes, which could in principle be filled with heat-conducting paste, then serve primarily to reduce the weight of the structure.

Ein derartiges Batteriemodul lässt sich prinzipiell überall realisieren und einsetzen. Ein einfach zu kühlender und dabei hinsichtlich seines Gewichtes leichter Aufbau hat seine besonderen Vorteile jedoch in mobilen Systemen. Deshalb kann vorzugsweise eine Traktionsbatterie für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit derartigen Batteriemodulen ausgestattet sein. Das Fahrzeug kann dabei als rein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, als sogenanntes batterieelektrisches Fahrzeug, als Hybridfahrzeug mit einem elektrischen und einem verbrennungsmotorischen Antrieb oder auch als Brennstoffzellenfahrzeug mit einer Brennstoffzelle als elektrischen Antriebssystem und zusätzlicher Hybridbatterie ausgebildet sein. Auch die Ausgestaltung eines batterieelektrischen Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor oder einer Brennstoffzelle als sogenannter Range-Extender, also zum Nachladen der Batterie, wäre denkbar.In principle, such a battery module can be implemented and used anywhere. However, a structure that is easy to cool and light in terms of weight has its particular advantages in mobile systems. A traction battery for an at least partially electrically driven vehicle can therefore preferably be equipped with such battery modules. The vehicle can be designed as a purely electrically powered vehicle, as a so-called battery electric vehicle, as a hybrid vehicle with an electric and a combustion engine drive or as a fuel cell vehicle with a fuel cell as the electric drive system and an additional hybrid battery. The design of a battery-electric vehicle with an internal combustion engine or a fuel cell as a so-called range extender, i.e. for recharging the battery, would also be conceivable.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Batteriemoduls ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher dargestellt ist.Further advantageous configurations of the battery module also result from the exemplary embodiment, which is illustrated in more detail below with reference to the figures.

Dabei zeigen:

  • 1 ein Batteriegehäuse in einer dreidimensionalen Ansicht mit seiner Bodenplatte in Explosionsdarstellung;
  • 2 eine Draufsicht auf eine Bodenplatte eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls; und
  • 3 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Teil des Batteriemoduls gemäß der Erfindung in einer möglichen Ausführungsform.
show:
  • 1 a battery case in a three-dimensional view with its bottom plate in exploded view;
  • 2 a plan view of a base plate of a battery module according to the invention; and
  • 3 a schematic sectional view through part of the battery module according to the invention in a possible embodiment.

In der Darstellung der 1 ist ein Gehäuse 1 für eine in seiner Gesamtheit mit 2 bezeichnetes Batteriemodul in einer schematischen dreidimensionalen Ansicht zu erkennen. Das Gehäuse 1 besteht aus zwei Endplatten 3, zwischen welchen prismatische Batterieeinzelzellen 4, welche in der Darstellung der 3 zu erkennen sind, in einer Stapelrichtung S aufeinandergestapelt sind. Quer zu dieser Stapelrichtung S ist ein U-förmiger Gehäusedeckel 5 vorgesehen. An seiner im bestimmungsgemäßen Einsatz unteren Seite wird das Batteriegehäuse 1 durch eine Bodenplatte 6 abgeschlossen. Diese ist in der Darstellung der 1 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Der Aufbau kann dabei aus verschiedenen Materialen sein. So können beispielsweise die Endplatten 3 aus Aluminium oder faserverstärktem Kunststoff bestehen. Der Gehäusedeckel 5 des Gehäuses 1 kann beispielsweise als gebogenes Blechteil oder ebenfalls aus einem Kunststoff hergestellt sein. Die Bodenplatte 6 kann ebenfalls aus Metallen oder vorzugsweise aus Kunststoff oder faserverstärkten Kunststoff hergestellt sein. Sie weist eine Vielzahl von Durchgangslöchern 7 auf. Diese Durchgangslöcher 7, deren Ausgestaltung in der Draufsicht auf die Bodenplatte 6 in der 2 besser zu erkennen ist, sind in den 1 und 2 jeweils nur teilweise mit einem Bezugszeichen versehen.In the representation of 1 A housing 1 for a battery module denoted in its entirety by 2 can be seen in a schematic three-dimensional view. The housing 1 consists of two end plates 3, between which prismatic single battery cells 4, which in the representation of 3 can be seen are stacked in a stacking direction S. A U-shaped housing cover 5 is provided transversely to this stacking direction S. On its lower side when used as intended, the battery housing 1 is closed off by a base plate 6 . This is in the representation of 1 shown in an exploded view. The structure can be made of different materials. For example, the end plates 3 can be made of aluminum or fiber-reinforced plastic. The housing cover 5 of the housing 1 can be produced, for example, as a bent sheet metal part or also from a plastic. The base plate 6 can also be made of metal or preferably made of plastic or fiber-reinforced plastic. It has a large number of through holes 7 . This through-holes 7, whose configuration in the top view of the base plate 6 in the 2 can be seen better are in the 1 and 2 each only partially provided with a reference number.

Im Wesentlichen ist es hier so, dass diese Durchgangslöcher 7 in einzelnen Spalten jeweils um eine halbe Lochbreite versetzt zueinander angeordnet sind, und dass sich mehrere derartige versetzt zueinander angeordnete Spalten in Stapelrichtung S über die annähernd gesamte Fläche der Bodenplatte 6 erstrecken. Jedes einzelne Durchgangsloch 7 ist dabei mit zwei konvexen Begrenzungslinien umrandet, sodass es die Form einer Linse, eines Tropfens, einer spitzzulaufenden Ellipse oder dergleichen aufweist. Dabei ist die größere Ausdehnung in der Stapelrichtung S und die kleinere Ausdehnung quer dazu angeordnet. Dadurch kann eine gute Leitung von Kräften in der Stapelrichtung S, zum Versteifen der Verbindung zwischen den beiden Endplatten 3 des Batteriegehäuses 1, einerseits und ein sehr leichter Aufbau der Bodenplatte 6 andererseits erreicht werden.Essentially, these through holes 7 are offset in individual columns by half a hole width relative to one another, and several such offset columns extend in the stacking direction S over almost the entire surface of the base plate 6 . Each individual through-hole 7 is surrounded by two convex boundary lines, so that it has the shape of a lens, a drop, an ellipse tapering to a point or the like. In this case, the larger extent is arranged in the stacking direction S and the smaller extent is arranged transversely thereto. As a result, good conduction of forces in the stacking direction S, for stiffening the connection between the two end plates 3 of the battery housing 1, on the one hand and a very light construction of the base plate 6 on the other hand can be achieved.

Neben dieser Gewichtsreduktion durch die Durchgangslöcher 7 spielt auch die Möglichkeit Wärme von den Batterieeinzelzellen 4 durch die Durchgangslöcher 7 abzuleiten, eine wichtige Rolle. Insbesondere bei einer Ausgestaltung der Bodenplatte 6 aus Kunststoff oder faserverstärktem Kunststoff dienen die Durchgangslöcher 7, welche dann vorzugsweise mit einer hier nicht dargestellten Wärmeleitpaste gefüllt sind, zur thermischen Kontaktierung der Batterieeinzelzellen 4 quasi durch die Bodenplatte 6 hindurch mit einer unterhalb der Bodenplatte 6 angeordneten Kühlplatte 8, welche in der Schnittdarstellung der 3 zu erkennen ist. Diese Kühlplatte 8, welche unterhalb des Gehäuses 1 und damit unterhalb der Bodenplatte 6 des Batteriemoduls 2 montiert ist, kann dabei aktiv gekühlt sein, beispielsweise durch ein gasförmiges oder flüssiges Kühlmedium, welches durch geeignete Kühlkanäle innerhalb der aktiv gekühlten Kühlplatte 8 oder entlang von geeigneten Wärmeleitrippen auf ihrer der Bodenplatte 6 abgewandten Oberfläche strömt. Durch die Anbindung dieser Kühlplatte 8 an die Batterieeinzelzellen 4 entweder über das wärmeleitende Material der Bodenplatte 6, falls diese metallisch ausgebildet ist, oder durch in den Durchgangslöchern 7 angeordneten Wärmeleitpaste, falls die Bodenplatte 6 aus einem schlechter wärmeleitenden Material ausgebildet ist, kann so eine aktive Kühlung der Batterieeinzelzellen 4 einfach und sicher gewährleistet werden.In addition to this weight reduction due to the through-holes 7, the possibility of dissipating heat from the individual battery cells 4 through the through-holes 7 also plays an important role. Particularly in the case of an embodiment of the base plate 6 made of plastic or fiber-reinforced plastic, the through-holes 7, which are then preferably filled with a thermally conductive paste (not shown here), are used for thermal contacting of the individual battery cells 4, so to speak, through the base plate 6 with a cooling plate 8 arranged below the base plate 6 , which in the sectional view of the 3 can be seen. This cooling plate 8, which is mounted below the housing 1 and thus below the base plate 6 of the battery module 2, can be actively cooled, for example by a gaseous or liquid cooling medium, which by suitable Cooling channels flows within the actively cooled cooling plate 8 or along suitable heat-conducting ribs on its surface facing away from the base plate 6 . By connecting this cooling plate 8 to the individual battery cells 4 either via the thermally conductive material of the base plate 6, if this is made of metal, or by thermally conductive paste arranged in the through holes 7, if the base plate 6 is made of a poorly thermally conductive material, an active Cooling of the individual battery cells 4 can be easily and safely guaranteed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • EP 2597700 A1 [0002]EP 2597700 A1 [0002]
  • DE 212013000082 U1 [0002]DE 212013000082 U1 [0002]
  • EP 2521203 A1 [0002]EP 2521203 A1 [0002]

Claims (8)

Batteriemodul (2) mit mehreren Batterieeinzelzellen (4) und einem eine Bodenplatte (6) umfassenden Gehäuse (1), wobei die Bodenplatte (6) zahlreiche Durchgangslöcher (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher (7) durch zwei konvexe Begrenzungslinien umrandet sind.Battery module (2) with several individual battery cells (4) and a housing (1) comprising a base plate (6), the base plate (6) having numerous through holes (7), characterized in that the through holes (7) are bordered by two convex boundary lines are. Batteriemodul (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieeinzelzellen (4) im Wesentlichen prismatisch ausgebildet sind, wobei die Durchgangslöcher (7) in Stapelrichtung (S) der Batterieeinzelzellen (4) eine größere Ausdehnung als quer dazu aufweisen.Battery module (2) after claim 1 , characterized in that the individual battery cells (4) are essentially prismatic, the through holes (7) in the stacking direction (S) of the individual battery cells (4) have a greater extent than transversely thereto. Batteriemodul (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlplatte (8) vorgesehen ist, welche auf der den Batterieeinzelzellen (4) abgewandten Seite der Bodenplatte (6) angeordnet ist.Battery module (2) after claim 1 or 2 , characterized in that a cooling plate (8) is provided, which is arranged on the side of the base plate (6) facing away from the individual battery cells (4). Batteriemodul (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatte (8) aktiv gekühlt ist.Battery module (2) after claim 3 , characterized in that the cooling plate (8) is actively cooled. Batteriemodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher (7) mit einer Wärmeleitpaste gefüllt sind.Battery module (2) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the through holes (7) are filled with a thermally conductive paste. Batteriemodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (6) aus einem Kunststoff oder faserverstärkten Kunststoff hergestellt ist.Battery module (2) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the base plate (6) is made of a plastic or fiber-reinforced plastic. Batteriemodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (6) aus einem Metall oder einer Metalllegierung hergestellt ist.Battery module (2) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the base plate (6) is made of a metal or a metal alloy. Traktionsbatterie für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit wenigstens einem Batteriemodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Traction battery for an at least partially electrically powered vehicle with at least one battery module (2) according to one of Claims 1 until 7 .
DE102020006698.4A 2020-11-02 2020-11-02 battery module and traction battery Pending DE102020006698A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020006698.4A DE102020006698A1 (en) 2020-11-02 2020-11-02 battery module and traction battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020006698.4A DE102020006698A1 (en) 2020-11-02 2020-11-02 battery module and traction battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020006698A1 true DE102020006698A1 (en) 2022-05-05

Family

ID=81184323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020006698.4A Pending DE102020006698A1 (en) 2020-11-02 2020-11-02 battery module and traction battery

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020006698A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2521203A1 (en) 2011-05-02 2012-11-07 SB LiMotive Co., Ltd. Battery module
EP2597700A1 (en) 2011-11-22 2013-05-29 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack
DE212013000082U1 (en) 2012-03-16 2014-10-21 Hammerschmid Maschinenbau Gmbh Battery and battery pack for electrical power supply

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2521203A1 (en) 2011-05-02 2012-11-07 SB LiMotive Co., Ltd. Battery module
EP2597700A1 (en) 2011-11-22 2013-05-29 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack
DE212013000082U1 (en) 2012-03-16 2014-10-21 Hammerschmid Maschinenbau Gmbh Battery and battery pack for electrical power supply

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012012294A1 (en) Vehicle with a battery assembly
EP2497145A1 (en) Energy store device
DE102011119212A1 (en) Electric energy storage device with flat memory cells
DE102017202768A1 (en) Energy storage arrangement and motor vehicle
DE102019201986A1 (en) Battery housing for accommodating at least one cell module of a traction battery
DE102018205765A1 (en) Mounting arrangement of an electrically driven motor vehicle
DE102010009732A1 (en) Battery for a car
DE102011106090A1 (en) Arrangement of battery modules in a vehicle and vehicle
DE102010031462A1 (en) Battery cell module, battery and motor vehicle
DE102017005314A1 (en) Energy storage arrangement and motor vehicle
DE102012108767B4 (en) battery module
DE102017005315A1 (en) battery box
DE102017005400A1 (en) Energy storage arrangement and motor vehicle
DE102020126243A1 (en) Electrical energy storage
DE102008059941A1 (en) Battery unit for hybrid motor vehicle, has force distributing elements arranged at edge surfaces of cuboid shaped cell block, where height of each distributing element is smaller than height of each cell
DE102021004470A1 (en) Battery case and method of assembling a battery
DE102021126133A1 (en) Motor vehicle and battery with cooling element
DE102011080974A1 (en) Battery cell, battery cell module, battery and motor vehicle
DE102018207328A1 (en) Memory cell for a storage device for a motor vehicle, storage device and motor vehicle designed to store electrical energy
DE102013222130A1 (en) Heat exchanger
DE102012207995B4 (en) Cooling device and energy storage device with a cooling device
DE102020006698A1 (en) battery module and traction battery
DE102018105044A1 (en) Accumulator, in particular for a motor vehicle and motor vehicle, comprising such a rechargeable battery
DE102017009640A1 (en) cooler
DE102014116181B4 (en) Energy storage device

Legal Events

Date Code Title Description
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MERCEDES-BENZ GROUP AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, STUTTGART, DE