[go: up one dir, main page]

DE102021104276A1 - Battery module arrangement, battery module and motor vehicle - Google Patents

Battery module arrangement, battery module and motor vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102021104276A1
DE102021104276A1 DE102021104276.3A DE102021104276A DE102021104276A1 DE 102021104276 A1 DE102021104276 A1 DE 102021104276A1 DE 102021104276 A DE102021104276 A DE 102021104276A DE 102021104276 A1 DE102021104276 A1 DE 102021104276A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery module
battery
module
module housing
arrangement
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
DE102021104276.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Carsten Lorenz
Thomas Milde
Martin Schüssler
Thomas Wittenschläger
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.)
Audi AG
Original Assignee
Audi 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 Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102021104276.3A priority Critical patent/DE102021104276A1/en
Publication of DE102021104276A1 publication Critical patent/DE102021104276A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/267Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders having means for adapting to batteries or cells of different types or different sizes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/005Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric storage means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438Arrangement under the floor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2304/00Optimising design; Manufacturing; Testing
    • B60Y2304/07Facilitating assembling or mounting
    • B60Y2304/078Facilitating assembling or mounting by interchangeable parts, e.g. new part adapting to old design
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriemodulanordnung (10, 12) mit einem ersten Batteriemodul (18, 18a, 18c) mit mehreren in einer ersten Richtung (z) übereinander in einem ersten Modulgehäuse (24, 24a, 24c) angeordneten ersten Batteriezellen (22) einem zweiten Batteriemodul (18, 18b, 18d) mit mehreren in der ersten Richtung (z) übereinander in einem zweiten Modulgehäuse (24, 24b, 24d) angeordneten zweiten Batteriezellen (22), wobei das erste und das zweite Modulgehäuse (24, 24a, 24b, 24c, 24d) in einer dritten Richtung (y) senkrecht zur ersten und einer zweiten Richtung (z, x) nebeneinander angeordnet sind, wobei das erste Modulgehäuse (24, 24a, 24c) und das zweite Modulgehäuse (24, 24b, 24d) derart miteinander koppelbar sind, dass zwischen einer ersten Kopplungswand (30) des ersten Modulgehäuses (24, 24a, 24c) und einer zweiten Kopplungswand (28) des zweiten Modulgehäuses (24, 24b, 24d) mindestens ein erster Zwischenraum (36, 36a, 36b) zur Aufnahme einer Kühleinrichtung (40) zur Kühlung der ersten und/oder zweiten Batteriezellen (22) bereitgestellt ist.The invention relates to a battery module arrangement (10, 12) with a first battery module (18, 18a, 18c) with a plurality of first battery cells (22) arranged one above the other in a first direction (z) in a first module housing (24, 24a, 24c) and a second Battery module (18, 18b, 18d) with a plurality of second battery cells (22) arranged one above the other in the first direction (z) in a second module housing (24, 24b, 24d), the first and the second module housing (24, 24a, 24b, 24c, 24d) are arranged next to one another in a third direction (y) perpendicular to the first and a second direction (z, x), the first module housing (24, 24a, 24c) and the second module housing (24, 24b, 24d) being arranged in such a way can be coupled to one another in that at least one first intermediate space (36, 36a, 36b) for receiving a cooling device (40) for cooling the first and / or second battery cells (22) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriemodulanordnung mit einem ersten Batteriemodul, das einen ersten Zellstapel mit mehreren ersten Batteriezellen aufweist, die in einer ersten Richtung übereinander angeordnet sind, wobei das erste Batteriemodul ein erstes Modulgehäuse aufweist, in welchem der erste Zellstapel angeordnet ist, wobei das erste Modulgehäuse eine Längserstreckung in eine zweite Richtung senkrecht zur ersten Richtung aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Batteriemodul für eine solche Batteriemodulanordnung und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batteriemodulanordnung.The invention relates to a battery module arrangement with a first battery module which has a first cell stack with a plurality of first battery cells which are arranged one above the other in a first direction, the first battery module having a first module housing in which the first cell stack is arranged, the first module housing has a longitudinal extent in a second direction perpendicular to the first direction. In addition, the invention also relates to a battery module for such a battery module arrangement and a motor vehicle with such a battery module arrangement.

Die vorliegende Erfindung ist im Wesentlichen auf dem Gebiet der Hochvoltbatterien für Kraftfahrzeuge, insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeuge, angesiedelt. Zur Bereitstellung einer Hochvoltspannung sind in der Regel vielzellige Batteriezellen erforderlich und entsprechend ein sehr hoher Bauraumbedarf im Kraftfahrzeug zur Unterbringung dieser Batteriezellen. Aktuell bestehen Batteriesysteme nahezu immer aus geometrisch und elektrisch identischen Zellen. Damit ergibt sich für die Fahrzeugintegration in der Regel nur wenig Spielraum, um die unterschiedlichen zur Verfügung stehenden Bauräume effizient zu nutzen. Damit besteht in der Regel immer ein Konflikt zwischen Batteriegeometrie und Maßkonzept beziehungsweise Ergonomie. Wünschenswert ist es daher, dass die Bauräume besser genutzt werden können und trotzdem eine gute Ergonomie und ein angepasstes Design und Maßkonzept ermöglicht wird.The present invention is essentially in the field of high-voltage batteries for motor vehicles, in particular electric or hybrid vehicles. In order to provide a high-voltage voltage, multi-cell battery cells are usually required and, accordingly, a very large amount of space is required in the motor vehicle to accommodate these battery cells. Currently, battery systems almost always consist of cells that are geometrically and electrically identical. As a rule, there is little scope for vehicle integration in order to efficiently use the different installation spaces that are available. As a rule, there is always a conflict between battery geometry and dimensional concept or ergonomics. It is therefore desirable that the installation space can be better used and that good ergonomics and an adapted design and dimensional concept are still made possible.

Um Batterien beziehungsweise Batteriemodule bauraumeffizient in einem Fahrzeug unterbringen zu können, sind aus dem Stand der Technik bereits modulare Batteriekonzepte bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2017 200 479 A1 eine modulare Energiespeichervorrichtung. Dabei sind zumindest zwei separate gleichartige, Energiespeichermodule entlang einer Längsrichtung nebeneinander gestapelt, so dass die jeweils benachbarte Energiespeichermodule miteinander über Kopplungselemente elektrisch miteinander verbunden sind. Dabei weist jedes der Energiespeichermodule ein als Hohlkörper ausgebildetes Modulgehäuse zur Aufnahme von einer oder mehreren Energiespeicherzellen auf, das zugleich als Crash-Stütze bezüglich von quer zur Längsrichtung auftretenden, mechanischen Einwirkungen ausgebildet ist. Die zwischen den Energiespeichermodulen angeordneten Kopplungselemente können dabei jeweils einen Vorsprung und eine Ausnehmung aufweisen, die zueinander in Eingriff gebracht werden können, ähnlich eines Clip-Mechanismus. Beim Verbinden der Kopplungselemente werden automatisch auch Kühlkanäle der einzelnen Energiespeichermodule miteinander verbunden. Hierdurch lässt sich jedoch lediglich eine Batterie mit mehreren solcher Energiespeichermodule bereitstellen, die nur in der Längsrichtung gemäß der Anzahl der verwendeten Module skalierbar ist.In order to be able to accommodate batteries or battery modules in a vehicle in a space-efficient manner, modular battery concepts are already known from the prior art. For example, describes the DE 10 2017 200 479 A1 a modular energy storage device. At least two separate energy storage modules of the same type are stacked next to one another along a longitudinal direction, so that the respective adjacent energy storage modules are electrically connected to one another via coupling elements. Each of the energy storage modules has a module housing designed as a hollow body for accommodating one or more energy storage cells, which is also designed as a crash support with regard to mechanical effects occurring transversely to the longitudinal direction. The coupling elements arranged between the energy storage modules can each have a projection and a recess which can be brought into engagement with one another, similar to a clip mechanism. When connecting the coupling elements, cooling channels of the individual energy storage modules are also automatically connected to one another. In this way, however, only one battery with a plurality of such energy storage modules can be provided, which is only scalable in the longitudinal direction according to the number of modules used.

Des Weiteren beschreibt die DE 10 2017 211 365 A1 eine Energiespeichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die dazu vorgesehen ist, unter der Fronthaube des Kraftfahrzeugs angeordnet zu werden. Diese weist mehrere Energiespeicher auf, welche als Energiespeicherstapel angeordnet sind und jeweils ein Energiespeichergehäuse aufweisen. Weiterhin weist die Energiespeichereinrichtung ein die Energiespeicher einhausendes Gehäuse auf. Wenigstens eine Gehäusewand des Gehäuses weist zudem an ihrer Innenseite eine zur Deformation in einem Crashfall ausgebildete Deformationselementanordnung auf. Dabei können mehrere Energiespeicher so gestapelt werden, dass deren Anzahl flexibel an den kraftfahrzeugseitig vorhandenen Bauraum angepasst werden kann. An den Seitenwänden der Energiespeichergehäuse ist weiterhin eine Temperiereinrichtung angeordnet, welche aus mehreren Elementen gebildet ist, die jeweils einen Fluidkanal aufweisen und mittels Kupplungselementen zusammengefügt sind. Die Temperiervorrichtung soll flexibel an die Anzahl der zu temperierenden Energiespeicher anpassbar sein, indem die Elemente baukastenartig mittels der Kupplungselemente zusammengesteckt werden.Furthermore, the DE 10 2017 211 365 A1 an energy storage device for a motor vehicle, which is intended to be arranged under the front hood of the motor vehicle. This has a plurality of energy storage devices, which are arranged as an energy storage device stack and each have an energy storage device housing. Furthermore, the energy storage device has a housing enclosing the energy storage devices. At least one housing wall of the housing also has on its inside a deformation element arrangement designed for deformation in the event of a crash. In this case, several energy stores can be stacked in such a way that their number can be flexibly adapted to the installation space available in the motor vehicle. A temperature control device is also arranged on the side walls of the energy storage housing, which is formed from a number of elements, each of which has a fluid channel and is joined together by means of coupling elements. The temperature control device should be able to be flexibly adapted to the number of energy stores to be temperature-controlled, in that the elements are plugged together in a modular manner by means of the coupling elements.

Eine solche Energiespeichereinrichtung eignet sich jedoch nicht dazu, aus mehreren solcher Einheiten eine große Hochvoltbatterie aufzubauen. Bereits die für die Bereitstellung der Temperiereinrichtung benötigten Steckverbindungen erfordern ein ungeheures Ausmaß an Dichtungen und Dichtkonzepten, die für eine große Hochvoltbatterie gar nicht umzusetzen wären oder lediglich mit enormem Aufwand.However, such an energy storage device is not suitable for constructing a large high-voltage battery from a number of such units. Even the plug-in connections required for the provision of the temperature control device require an enormous number of seals and sealing concepts, which could not be implemented at all for a large high-voltage battery, or only with enormous effort.

Bei einer möglichst Anpassbaren und flexiblen Unterbringungsmöglichkeit von Batteriezellen im Kraftfahrzeug gilt es auch zu beachten, da noch weitere mit einer solchen Hochvoltbatterie im Zusammenhang stehende Komponente, wie z.B. eine Kühlung, Crash-Strukturen, Zellverbinder, Kabel, Entgasungsmöglichkeiten oder Ähnliches ebenfalls möglichst bauraumeffizient unterbringbar sein sollten.When accommodating battery cells in the motor vehicle as adaptably and flexibly as possible, it is also important to note that other components associated with such a high-voltage battery, such as cooling, crash structures, cell connectors, cables, degassing options or the like, can also be accommodated as space-efficiently as possible should.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Batteriemodulanordnung, ein Batteriemodul und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die es ermöglichen, auf einfache und kostengünstige Weise eine Batteriemodulanordnung bereitzustellen, die sich möglichst flexibel an den in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehenden Bauraum anpassen lässt.The object of the present invention is therefore to provide a battery module arrangement, a battery module and a motor vehicle that make it possible to provide a battery module arrangement in a simple and cost-effective manner that can be adapted as flexibly as possible to the installation space available in a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Batteriemodulanordnung, ein Batteriemodul und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.This object is achieved by a battery module arrangement, a battery module and a motor vehicle having the features according to the respective independent patent claims. Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent patent claims, the description and the figures.

Eine erfindungsgemäße Batteriemodulanordnung weist ein erstes Batteriemodul mit einem ersten Zellstapel mit mehreren ersten Batteriezellen auf, die in einer ersten Richtung übereinander angeordnet sind, wobei das erste Batteriemodul ein erstes Modulgehäuse aufweist, in welchem der erste Zellstapel angeordnet ist, wobei das erste Modulgehäuse eine Längserstreckung in eine zweite Richtung senkrecht zur ersten Richtung aufweist. Weiterhin umfasst die Batteriemodulanordnung ein zweites Batteriemodul, das einen zweiten Zellstapel mit mehreren in der ersten Richtung übereinander angeordneten zweiten Batteriezellen umfasst und ein zweites Modulgehäuse, in welchem der zweite Zellstapel angeordnet ist, wobei das zweite Modulgehäuse eine Längserstreckung in der zweiten Richtung aufweist. Dabei sind das erste und das zweite Modulgehäuse in einer dritten Richtung senkrecht zur ersten und zweiten Richtung nebeneinander angeordnet, wobei das erste Modulgehäuse eine dem zweiten Modulgehäuse zugewandte erste Kopplungswand aufweist und das zweite Modulgehäuse eine dem ersten Modulgehäuse zugewandte zweite Kopplungswand aufweist, wobei das erste Modulgehäuse und das zweite Modulgehäuse derart miteinander koppelbar sind, dass zwischen der ersten und zweiten Kopplungswand mindestens ein erster Zwischenraum zur Aufnahme einer Kühleinrichtung zur Kühlung der ersten und/oder zweiten Batteriezellen bereitgestellt ist.A battery module arrangement according to the invention has a first battery module with a first cell stack with a plurality of first battery cells which are arranged one above the other in a first direction, the first battery module having a first module housing in which the first cell stack is arranged, the first module housing having a longitudinal extension in has a second direction perpendicular to the first direction. Furthermore, the battery module arrangement comprises a second battery module, which comprises a second cell stack with a plurality of second battery cells arranged one above the other in the first direction, and a second module housing, in which the second cell stack is arranged, the second module housing having a longitudinal extension in the second direction. The first and second module housings are arranged next to one another in a third direction perpendicular to the first and second directions, with the first module housing having a first coupling wall facing the second module housing and the second module housing having a second coupling wall facing the first module housing, with the first module housing and the second module housing can be coupled to one another in such a way that at least a first intermediate space for accommodating a cooling device for cooling the first and/or second battery cells is provided between the first and second coupling wall.

Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass eine Skalierbarkeit einer Batteriemodulanordnung für ein Kraftfahrzeug vor allem in Kraftfahrzeughochrichtung sowie auch in Kraftfahrzeuglängsrichtung, jedoch weniger in Kraftfahrzeugquerrichtung von Vorteil ist. Typischerweise sind Hochvoltbatterien in einem Unterbodenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet, insbesondere in einem Anordnungsbereich, der sich in Kraftfahrzeugquerrichtung von Seitenschweller zu Seitenschweller erstreckt und in Kraftfahrzeuglängsrichtung zumindest bis zur Vorderradachse und zur Hinterradachse und gegebenenfalls auch darüber hinaus. Der in Kraftfahrzeugquerrichtung zur Verfügung stehende Bauraum bleibt dabei im Wesentlichen konstant, insbesondere nicht nur in Fahrzeuglängsrichtung eines Fahrzeugs, sondern auch über verschiedene Fahrzeugmodelle hinweg betrachtet. Dagegen kann sich der in Fahrzeuglängsrichtung zur Verfügung stehende Bauraum unterscheiden. Vor allem aber steht innerhalb eines gleichen Kraftfahrzeugs gerade in Fahrzeughochrichtung je nach Position unterschiedlich viel Bauraum in Fahrzeughochrichtung bereit, und zwar vor allem je nach Position in Fahrzeuglängsrichtung. Beispielsweise steht mehr Bauraum unterhalb der Fahrzeugsitze, vor allem unterhalb der Rückbank eines Fahrzeugs zur Verfügung als beispielsweise im Bereich des Fußraums der Frontpassagiere. Dieser in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende Bauraum kann nunmehr auf besonders effiziente Weise durch die erfindungsgemäße Batteriemodulanordnung ausgenutzt werden. Dies ist auf vielseitige Besonderheiten der Batteriemodulanordnung zurückzuführen, die in synergetischer Weise sowohl eine besonders einfache Skalierung in Fahrzeughochrichtung als auch in Fahrzeuglängsrichtung ermöglichen. Dies ist zum einen dadurch bedingt, dass Zellstapel bereitgestellt sind, die mehrere in der ersten Richtung übereinander angeordnete, und damit sozusagen liegende Batteriezellen aufweisen. Die erste Richtung korrespondiert dabei insbesondere zur Fahrzeughochrichtung. Ein solcher Zellstapel kann dabei auf besonders einfache Weise in seiner Höhe, das heißt in Fahrzeughochrichtung, an die baulichen Gegebenheiten des Kraftfahrzeugs angepasst werden, indem einfach die Anzahl der vom Zellstapel umfassten Batteriezellen entsprechend variiert wird. Die Batteriezellen können dabei insbesondere in einer liegenden Position übereinander gestapelt werden, so dass eine Dicke einer jeweiligen Batteriezelle in die erste Richtung weist und die kleinste Abmessung der Batteriezelle darstellt, das heißt kleiner als ihre Breite in der dritten Richtung und ihre Länge in der zweiten Richtung. Damit ist ein besonders hohes Maß an Flexibilität bezüglich der Ausgestaltung der Höhe eines solchen Batteriemoduls gegeben, da diese in besonders kleinen inkrementellen Schritten anpassbar ist. Dadurch, dass weiterhin die Batteriemodule, das heißt in diesem Fall das erste und das zweite Batteriemodul, in der dritten Richtung nebeneinander angeordnet sind, in welcher insbesondere beliebig viele solcher Batteriemodule nebeneinander angeordnet werden können, lässt sich auch in diese dritte Richtung, die vorzugsweise zu einer Fahrzeuglängsrichtung korrespondiert, die Abmessung der Batteriemodulanordnung auf besonders einfache Weise den geometrischen Bauraumgegebenheiten anpassen. Damit ist vorteilhafterweise eine besonders einfache Skalierbarkeit der Batteriemodulanordnung sowohl in der ersten Richtung als auch in der dritten Richtung gegeben. Ein großer Vorteil der Erfindung besteht jedoch darin, dass zwischen den beiden Modulgehäusen ein Zwischenraum, hier der erste Zwischenraum, zur Aufnahme einer Kühleinrichtung angeordnet ist. Die Kühleinrichtung verläuft sozusagen vertikal zwischen zwei Batteriemodulen. Insbesondere kann sich dabei die Kühleinrichtung über die gesamte erste und/oder zweite Kopplungswand der betreffenden Modulgehäuse erstrecken. Damit lassen sich durch eine solche Kühleinrichtung zum einen alle ersten Batteriezellen des ersten Batteriemoduls gleichzeitig kühlen, und zwar auf besonders homogene Weise, da sich die Kühleinrichtung durch ihre Anordnung ebenfalls in Stapelrichtung erstrecken kann. Andererseits kann durch die Kühleinrichtung sowohl das erste Batteriemodul als auch das zweite Batteriemodul gekühlt werden. Umgekehrt wird durch ein zyklisches Fortsetzen dieser Komponenten, das heißt Batteriemodul, Kühleinrichtung, Batteriemodul, Kühleinrichtung und so weiter, in der dritten Richtung für jedes Batteriemodul eine beidseitige Kühlung in der dritten Richtung bereitgestellt. Auch dies ist bezüglich einer homogenen Kühlung der Batteriezellen besonders effizient. Da sich zudem die Kühleinrichtung zwischen zwei Batteriemodulen befindet, kann diese ebenso einfach in der ersten Richtung in Anpassung an die Höhe des betreffenden Batteriemoduls skaliert werden. Beispielsweise kann die Kühleinrichtung so ausgebildet sein, dass diese sich über nahezu die gesamte Kopplungswand des zum Beispiel größeren Batteriemoduls in der ersten Richtung betrachtet erstreckt. Durch diese geometrische Skalierung kann die Kühlleistung automatisch an die unterschiedlichen Geometrien der einzelnen Batteriemodule angepasst werden. Zudem lässt sich dies auf einfache Weise ohne die Notwendigkeit eines aufwendigen Stecksystems zur Verbindung von Kühlkanälen erreichen. Für die mehreren ersten und auch zweiten Batteriezellen des ersten und zweiten Batteriemoduls kann beispielsweise eine gemeinsame Kühlplatte, oder eine noch effizientere und später näher beschriebene flexible Beutelkühlung, oder Ähnliches verwendet werden, die nicht aus einzelnen zusammengesteckten Kanälen zusammengesetzt sein muss. Ein solches Kühlsystem lässt sich damit auf besonders einfache Weise auf Gesamtbatterieebene auch für besonders große Batterien, wie dies im Falle von Hochvoltbatterien der Fall ist, umsetzen. Die Besonderheit der Batteriemodulanordnung besteht also vor allem darin, dass in dem modularen Konzept, welches eine einfache Skalierung der Batteriehöhe und Batterielänge ermöglicht, gleichzeitig auch ein modulares Konzept für eine extrem effiziente Kühlung der Batteriezellen integriert ist. Somit lässt sich insgesamt eine Batteriemodulanordnung bereitstellen, die sich auf besonders einfache und effiziente Weise auf die gegebenen Bauraumerfordernisse in einem Kraftfahrzeug anpassen lässt.The invention is based on the finding that scalability of a battery module arrangement for a motor vehicle is advantageous above all in the vertical direction of the motor vehicle and also in the longitudinal direction of the motor vehicle, but less so in the transverse direction of the motor vehicle. Typically, high-voltage batteries are arranged in an underbody area of the motor vehicle, in particular in an arrangement area that extends in the vehicle transverse direction from side sill to side sill and in the vehicle longitudinal direction at least up to the front wheel axle and the rear wheel axle and possibly also beyond. The installation space available in the transverse direction of the motor vehicle remains essentially constant, in particular not only in the longitudinal direction of a vehicle, but also across different vehicle models. On the other hand, the installation space available in the longitudinal direction of the vehicle can differ. Above all, however, there is a different amount of space available in the vertical direction of the vehicle within the same motor vehicle, especially in the vertical direction of the vehicle, depending on the position, specifically depending on the position in the longitudinal direction of the vehicle. For example, there is more installation space below the vehicle seats, especially below the back seat of a vehicle, than, for example, in the footwell area of the front passengers. This installation space available in a motor vehicle can now be used in a particularly efficient manner by the battery module arrangement according to the invention. This is due to a variety of special features of the battery module arrangement, which in a synergetic manner enable particularly simple scaling in the vertical direction of the vehicle as well as in the longitudinal direction of the vehicle. On the one hand, this is due to the fact that cell stacks are provided which have a plurality of battery cells which are arranged one above the other in the first direction and are therefore lying, so to speak. The first direction corresponds in particular to the vertical direction of the vehicle. The height of such a cell stack, ie in the vertical direction of the vehicle, can be adapted to the structural conditions of the motor vehicle in a particularly simple manner by simply varying the number of battery cells comprised by the cell stack accordingly. In particular, the battery cells can be stacked one on top of the other in a lying position, so that the thickness of each battery cell points in the first direction and represents the smallest dimension of the battery cell, i.e. smaller than its width in the third direction and its length in the second direction . This provides a particularly high degree of flexibility with regard to the design of the height of such a battery module, since this can be adjusted in particularly small incremental steps. Because the battery modules, i.e. in this case the first and the second battery module, are also arranged next to one another in the third direction, in which in particular any number of such battery modules can be arranged next to one another, this third direction, which preferably allows corresponds to a vehicle longitudinal direction, adjust the dimensions of the battery module arrangement in a particularly simple manner to the geometric space conditions. This advantageously provides particularly simple scalability of the battery module arrangement both in the first direction and in the third direction. A major advantage of the invention, however, is that an intermediate space, here the first intermediate space, is arranged between the two module housings for accommodating a cooling device. The cooling device runs vertically, so to speak, between two battery modules. In particular, the cooling device can extend over the entire first and/or second coupling wall of the relevant module housing. This allows such a cooling device on the one hand, cool all the first battery cells of the first battery module at the same time, in a particularly homogeneous manner, since the cooling device can also extend in the stacking direction due to its arrangement. On the other hand, both the first battery module and the second battery module can be cooled by the cooling device. Conversely, a cyclic continuation of these components, ie battery module, cooling device, battery module, cooling device and so on, in the third direction provides cooling on both sides in the third direction for each battery module. This is also particularly efficient with regard to homogeneous cooling of the battery cells. Since the cooling device is also located between two battery modules, it can also be easily scaled in the first direction to match the height of the battery module in question. For example, the cooling device can be designed in such a way that it extends over almost the entire coupling wall of the larger battery module, for example, viewed in the first direction. This geometric scaling allows the cooling capacity to be automatically adjusted to the different geometries of the individual battery modules. In addition, this can be achieved in a simple manner without the need for a complex plug-in system for connecting cooling channels. For example, a common cooling plate, or an even more efficient and later described flexible bag cooling, or the like can be used for the several first and also second battery cells of the first and second battery module, which does not have to be composed of individual channels plugged together. Such a cooling system can thus be implemented in a particularly simple manner at the overall battery level, even for particularly large batteries, as is the case with high-voltage batteries. The special feature of the battery module arrangement is that the modular concept, which enables easy scaling of the battery height and battery length, also includes a modular concept for extremely efficient cooling of the battery cells. Overall, a battery module arrangement can thus be provided which can be adapted to the given installation space requirements in a motor vehicle in a particularly simple and efficient manner.

Die Batteriezellen, das heißt sowohl die ersten als auch die zweiten Batteriezelle, können dabei zum Beispiel als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet sein. Auch können das erste und das zweite Batteriemodul zum Beispiel bis auf ihre Höhe in der ersten Richtung und der Anzahl der vom Batteriemodul umfassten Batteriezellen gleichartig ausgebildet sein. Das erste und das zweite Batteriemodul können aber auch hinsichtlich der von ihnen umfassten Anzahl an Batteriezellen und in ihrer Höhe in der ersten Richtung gleich ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es, wie dies später näher erläutert wird, wenn die jeweiligen Modulgehäuse als Strangpressprofile ausgebildet sind. Entsprechend können diese beispielsweise vorne und hinten in der zweiten Richtung betrachtet offen sein. Mit anderen Worten können die Modulgehäuse an den Seiten, die die Batteriemodule in ihrer Längserstreckungsrichtung begrenzen, offen sein. Durch eine Ausbildung als Strangpressprofil weist ein solches Modulgehäuse entsprechend einen in der zweiten Richtung translationsinvarianten Querschnitt senkrecht zu dieser zweiten Richtung auf. Dies vereinfacht die Ausbildung und den Herstellungsprozess eines solchen Modulgehäuses. Die Ausbildung der Modulgehäuse als Strangpressprofile hat zudem den großen Vorteil, dass durch ein solches Strangpressprofil vor allem eine sehr hohe Stabilität in der zweiten Richtung und damit ein hohes Maß an Crash-Sicherheit bereitgestellt werden kann. Die Modulgehäuse sind zudem vorzugsweise aus einem Metall oder einer Legierung gebildet, zum Beispiel Aluminium oder Stahl, und können damit auf einfache Weise besonders robust auch bei relativ geringen Wandstärken ausgeführt werden. Ein solches Modulgehäuse kann auch nachträglichen Bearbeitungsschritten unterzogen werden, um zum Beispiel einen zentralen Kabelkanal teilweise auszusparen, wie dies ebenfalls später näher erläutert wird. An der Stelle einer solchen Aussparung ist dann entsprechen die oben erwähnte Translationsinvarianz der Querschnittsgeometrie unterbrochen.The battery cells, that is to say both the first and the second battery cell, can be in the form of lithium-ion cells, for example. The first and the second battery module can also be designed identically, for example, except for their height in the first direction and the number of battery cells comprised by the battery module. However, the first and the second battery module can also be of the same design with regard to the number of battery cells they comprise and their height in the first direction. As will be explained in more detail later, it is particularly advantageous if the respective module housings are designed as extruded profiles. Correspondingly, these can be open, for example, at the front and rear viewed in the second direction. In other words, the module housings can be open on the sides that delimit the battery modules in their direction of longitudinal extent. By being designed as an extruded profile, such a module housing has a cross section that is translationally invariant in the second direction, perpendicular to this second direction. This simplifies the design and the manufacturing process of such a module housing. The design of the module housing as an extruded profile also has the great advantage that such an extruded profile can above all provide very high stability in the second direction and thus a high degree of crash safety. The module housings are also preferably formed from a metal or an alloy, for example aluminum or steel, and can therefore be made particularly robust in a simple manner, even with relatively small wall thicknesses. Such a module housing can also be subjected to subsequent processing steps, for example in order to partially cut out a central cable duct, as will also be explained in more detail later. At the location of such a recess, the above-mentioned translational invariance of the cross-sectional geometry is then interrupted.

Zudem kann die Batteriemodulanordnung auch weitere solche Batteriemodule aufweisen, je nach zur Verfügung stehendem Bauraum, insbesondere in der dritten Richtung. Wie beschrieben können sich die Batteriemodule hinsichtlich ihrer Höhe unterscheiden. Die Höhe hängt wiederum davon ab, wie viele Batteriezellen vom Batteriemodul beziehungsweise vom Zellstapel des Batteriemoduls umfasst sind. Je mehr Batteriezellen vom Zellstapel umfasst sind, desto höher ist das entsprechende Batteriemodul in der ersten Richtung. Im Übrigen können aber die für ein Batteriemodul dargelegten Beschreibungen für jedes weitere Batteriemodul analog gelten. Das heißt also beispielsweise, dass auch das erste Batteriemodul eine zweite, der ersten gegenüberliegende Kopplungswand aufweisen kann, über welche das erste Batteriemodul mit einem dritten Batteriemodul, welches entgegen der dritten Richtung neben dem ersten Batteriemodul angeordnet ist, analog gekoppelt werden kann. Auch kann analog das zweite Batteriemodul eine erste Kopplungswand auf der der zweiten Kopplungswand gegenüberliegenden Seite aufweisen, über welche das zweite Batteriemodul mit einem vierten Batteriemodul gekoppelt werden kann, welches dann entsprechend in der dritten Richtung neben dem zweiten Batteriemodul angeordnet ist, und so weiter. Mit anderen Worten kann jedes Batteriemodul zwei Kopplungswände aufweisen, die das betreffende Batteriemodul in seiner Breite in der dritten Richtung beidseitig begrenzen und über welche die betreffenden Batteriemodule mit benachbarten Batteriemodulen gekoppelt werden können, so dass jeweils zwischen je zwei Batteriemodulen in der dritten Richtung mindestens ein solcher Zwischenraum gebildet ist. Sind insbesondere zwei gleich hohe Batteriemodule in der dritten Richtung nebeneinander angeordnet, so ist zwischen ihnen vorzugsweise ein einziger Zwischenraum gebildet. Unterscheiden sich zwei nebeneinander angeordnete Batteriemodule hinsichtlich ihrer Höhe, so ist es vorteilhaft, wenn zwischen ihnen noch eine später näher erläuterte Adapterplatte angeordnet ist. In diesem Fall ist ein Zwischenraum zwischen der Adapterplatte und jeweils einem angrenzenden Batteriemodul gebildet, das heißt, in diesem Fall sind also zwei Zwischenräume zwischen den nebeneinander angeordneten Batteriemodulen gebildet, das heißt also ein Zwischenraum zwischen dem ersten Batteriemodul und einer ersten Seite der Adapterplatte und ein Zwischenraum zwischen einer zweiten Seite der Adapterplatte und dem zweiten Batteriemodul.In addition, the battery module arrangement can also have other battery modules of this type, depending on the available installation space, in particular in the third direction. As described, the battery modules can differ in terms of their height. The height in turn depends on how many battery cells are included in the battery module or in the cell stack of the battery module. The more battery cells are included in the cell stack, the higher the corresponding battery module is in the first direction. Otherwise, however, the descriptions given for one battery module can apply analogously to each additional battery module. This means, for example, that the first battery module can also have a second coupling wall opposite the first, via which the first battery module can be analogously coupled to a third battery module, which is arranged opposite the third direction next to the first battery module. Analogously, the second battery module can also have a first coupling wall on the side opposite the second coupling wall, via which the second battery module can be coupled to a fourth battery module, which is then arranged correspondingly in the third direction next to the second battery module, and so on. With others In other words, each battery module can have two coupling walls which limit the width of the battery module in question on both sides in the third direction and via which the battery modules in question can be coupled to adjacent battery modules, so that at least one such gap is formed between each two battery modules in the third direction is. If, in particular, two battery modules of the same height are arranged next to one another in the third direction, a single intermediate space is preferably formed between them. If two battery modules arranged next to one another differ in terms of their height, it is advantageous if an adapter plate, which will be explained in more detail later, is also arranged between them. In this case, an intermediate space is formed between the adapter plate and an adjacent battery module in each case, which means that in this case two intermediate spaces are formed between the battery modules arranged next to one another, i.e. one intermediate space between the first battery module and a first side of the adapter plate and one Space between a second side of the adapter plate and the second battery module.

Befindet sich keine Adapterplatte zwischen den beiden Batteriemodulen, in diesem Beispiel dem ersten und dem zweiten Batteriemodul, z.B. wenn diese gleichhoch sind, so sind die beiden Batteriemodule derart gekoppelt, dass sie über einen an den jeweiligen Kopplungswänden vorgesehenen Kopplungsmechanismus in direktem mechanischen Kontakt miteinander stehen. Der Kopplungsmechanismus kann zudem den Zwischenraum in der ersten Richtung nach oben und nach unten begrenzen. Der Zwischenraum kann beispielsweise so ausgeführt sein, dass dieser vorne und hinten unten hinten in der zweiten Richtung betrachtet offen ist.If there is no adapter plate between the two battery modules, in this example the first and the second battery module, e.g. if they are the same height, the two battery modules are coupled in such a way that they are in direct mechanical contact with one another via a coupling mechanism provided on the respective coupling walls. The coupling mechanism can also limit the space in the first direction up and down. For example, the space may be configured to be open at the front and bottom rear as viewed in the second direction.

Neben der Möglichkeit, in den zwischen zwei Batteriemodulen gebildeten Zwischenraum eine Kühleinrichtung unterbringen zu können, hat diese Ausgestaltung jedoch den enormen weiteren Vorteil, dass sich auf diese Weise eine flexible Kühlung verwenden lässt, wie dies nachfolgend näher erläutert wird.In addition to the possibility of being able to accommodate a cooling device in the space formed between two battery modules, this configuration has the enormous additional advantage that flexible cooling can be used in this way, as will be explained in more detail below.

Dabei stellt es eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die Batteriemodulanordnung die Kühleinrichtung aufweist, die von einem Kühlmittel durchströmbar ist, wobei die Kühleinrichtung derart flexibel ausgebildet ist, dass in einem vom Kühlmittel durchströmten Zustand der Kühleinrichtung zumindest ein Teil eines Kühlmitteldrucks auf die erste Kopplungswand des ersten Modulgehäuses und/oder die zweite Kopplungswand des zweiten Modulgehäuses übertragbar ist.It represents a particularly advantageous embodiment of the invention when the battery module arrangement has the cooling device through which a coolant can flow, the cooling device being designed flexibly in such a way that when the cooling device is in a state in which the coolant is flowing through, at least part of a coolant pressure is applied to the first Coupling wall of the first module housing and / or the second coupling wall of the second module housing is transferrable.

Eine solche flexible, deformierbare Kühleinrichtung hat den großen Vorteil, dass diese sich an die erste Kopplungswand und/oder zweite Kopplungswand anschmiegen kann, wodurch der Wärmeübertrag von den Batteriemodulen zur Kühleinrichtung gesteigert werden kann. Insbesondere können hierdurch Einschlüsse zwischen der betreffenden Kopplungswand und der Kühleinrichtung reduziert oder vollständig vermieden werden. Durch den Kühlmitteldruck kann die Kühleinrichtung ähnlich einer Luftmatratze aufgeblasen werden und sich so an die erste Kopplungswand und/oder zweite Kopplungswand anschmiegen. Dabei liegt die Kühleinrichtung sowohl an der ersten als auch an der zweiten Kopplungswand an, wenn zwischen dem ersten und zweiten Batteriemodul nur ein Zwischenraum bereitgestellt ist, in welchen die Kühleinrichtung aufgenommen ist, was insbesondere der Fall ist, wenn das erste und das zweite Batteriemodul gleich hoch sind. Andernfalls, ist beispielsweise zwischen den beiden Batteriemodulen noch die oben beschriebene Adapterplatte angeordnet, so liegt die Kühleinrichtung entweder nur am ersten Batteriemodul, das heißt an dessen erster Kopplungswand, oder an der zweiten Kopplungswand des zweiten Batteriemoduls an.Such a flexible, deformable cooling device has the great advantage that it can nestle against the first coupling wall and/or second coupling wall, as a result of which the heat transfer from the battery modules to the cooling device can be increased. In particular, inclusions between the relevant coupling wall and the cooling device can be reduced or completely avoided as a result. The cooling device can be inflated like an air mattress by the coolant pressure and thus cling to the first coupling wall and/or second coupling wall. The cooling device rests against both the first and the second coupling wall if only one space is provided between the first and second battery module, in which the cooling device is accommodated, which is the case in particular when the first and second battery modules are the same are high. Otherwise, for example, if the adapter plate described above is also arranged between the two battery modules, the cooling device rests either only on the first battery module, ie on its first coupling wall, or on the second coupling wall of the second battery module.

Eine solche flexible Kühleinrichtung kann dabei vorteilhafterweise gleichzeitig als Toleranzausgleichseinrichtung fungieren, da auch die Abstände zwischen den Batteriemodulen aufgrund von fertigungsbedingten Toleranzen nicht immer identisch ausgeführt sein können. Kleinere Toleranzen im Millimeter-Bereich, zum Beispiel im Bereich von 0,5 mm, können damit ohne Weiteres durch die flexible Kühleinrichtung ausgeglichen werden. Die Abstände zwischen zwei Batteriemodulen beziehungsweise deren Kopplungswänden betragen vorzugsweise zwischen einschließlich 4,5 und 5 mm. Damit kann eine besonders bauraumeffiziente, aber gleichzeitig effektive Kühlung der Batteriemodule bereitgestellt werden.Such a flexible cooling device can advantageously function at the same time as a tolerance compensation device, since the distances between the battery modules cannot always be identical due to production-related tolerances. Smaller tolerances in the millimeter range, for example in the range of 0.5 mm, can be easily compensated for by the flexible cooling device. The distances between two battery modules or their coupling walls are preferably between 4.5 and 5 mm. A particularly space-efficient, but at the same time effective, cooling of the battery modules can thus be provided.

Dadurch, dass die Kühleinrichtung zwischen zwei Wänden eingeklemmt ist, das heißt also entweder zwei Modulwänden oder einer Modulwand und einer Wand der Adapterplatte, ist es erst möglich, eine solche flexible Kühleinrichtung vertikal auszurichten. Denn durch diese beiden Wände, die sich also in der dritten Richtung beidseitig von der Kühleinrichtung befinden, kann eine ausreichende Stützwirkung bereitgestellt werden, um zu verhindern, dass die flexible Kühleinrichtung unter dem Einfluss der Schwerkraft und durch den Kühlmitteldruck bedingt wie ein Beutel zusammensackt. Dadurch, dass die genannten Wände als Stützwände genutzt werden können, kann auf jegliche Stege zur Stabilisierung der Kühleinrichtung verzichtet werden, was deren Aufbau deutlich vereinfacht.Because the cooling device is clamped between two walls, that is to say either two module walls or a module wall and a wall of the adapter plate, it is only possible to align such a flexible cooling device vertically. This is because these two walls, which are located on both sides of the cooling device in the third direction, can provide sufficient support to prevent the flexible cooling device from collapsing like a bag under the influence of gravity and the coolant pressure. Because the walls mentioned can be used as supporting walls, any webs for stabilizing the cooling device can be dispensed with, which significantly simplifies its construction.

Daher stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die Kühleinrichtung einen flexiblen Kühlbeutel aufweist, der von einem Kühlmedium durchströmbar ist, wobei der Kühlbeutel eine erste Beutelwand und eine der ersten Beutelwand in der dritten Richtung gegenüberliegende zweite Beutelwand aufweist, wobei die erste Beutelwand in einem vom einem Kühlmedium durchströmten Zustand des Kühlbeutels an der ersten Kopplungswand anliegt und/oder die zweite Beutelwand an der zweiten Kopplungswand anliegt, insbesondere flächig bezogen auf mindestens einen Großteil der ersten und/oder zweiten Kopplungswand. Ein solcher Beutel kann zum Beispiel auch Zwischenstege aufweisen, die die erste Beutelwand an der zweiten Beutelwand, zum Beispiel in einem zentralen Bereich des Beutels, befestigen, was jedoch aufgrund der oben beschriebenen Stützwirkung der Modulwände nicht erforderlich ist. Der Beutel kann sozusagen durch diese Wände, das heißt die erste und/oder zweite Kopplungswand, stabil in Form gehalten werden, wenn dieser von einem Kühlmittel durchströmt wird. Der Beutel beziehungsweise im Allgemeinen die Kühleinrichtung kann zum Beispiel aus einem Kunststoff, wie beispielsweise einer Kunststofffolie, gefertigt sein. Zudem kann, um die oben genannte Flexibilität bereitzustellen, die Kühleinrichtung eine sehr geringe Wandstärke, zum Beispiel im Bereich von 0,3 mm und 0,6 mm, aufweisen. Mit anderen Worten kann die Kühleinrichtung beispielsweise als Kunststoffbeutel aus zwei miteinander verschweißten Kunststofffolien bereitgestellt sein, die eine solche Wandstärke aufweisen. An einem solchen Beutel kann weiterhin ein Zuführanschluss und ein Abführanschluss zum Zu- und Abführen des betreffenden Kühlmittel bereitgestellt sein. Diese sind vorzugsweise an einer Stirnseite des Beutels bezogen auf die zweite Richtung angeordnet. Dadurch sind die Anschlüsse besonders einfach zugänglich, da in dieser Richtung auch die vorzugsweise als Strangpressprofile gefertigten Modulgehäuse offen sind.It is therefore a further advantageous embodiment of the invention if the cooling device has a flexible cooling bag through which a cooling medium can flow, the cooling bag having a first bag wall and a second bag wall opposite the first bag wall in the third direction, the first bag wall in a state of the cooling bag through which a cooling medium is flowing rests against the first coupling wall and/or the second bag wall rests against the second coupling wall, in particular over an area related to at least a large part of the first and/or second coupling wall. Such a bag can also have intermediate webs, for example, which fasten the first bag wall to the second bag wall, for example in a central region of the bag, but this is not necessary due to the supporting effect of the module walls described above. The shape of the bag can, so to speak, be kept stable by these walls, ie the first and/or second coupling wall, when a coolant flows through it. The bag or, in general, the cooling device can be made of a plastic, such as a plastic film, for example. In addition, in order to provide the flexibility mentioned above, the cooling device can have a very small wall thickness, for example in the range of 0.3 mm and 0.6 mm. In other words, the cooling device can be provided, for example, as a plastic bag made of two plastic films welded together, which have such a wall thickness. A supply connection and a discharge connection for supplying and discharging the relevant coolant can also be provided on such a bag. These are preferably arranged on an end face of the bag in relation to the second direction. As a result, the connections are particularly easy to access, since the module housings, which are preferably manufactured as extruded profiles, are also open in this direction.

Bei einer weiteren, sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung stellen die ersten und zweiten Batteriezellen Pouchzellen dar. Dies ist besonders vorteilhaft, da gerade Pouchzellen eine sehr geringe Dicke aufweisen, wodurch gerade die Skalierbarkeit der Höhe in der ersten Richtung in besonders kleinen Schritten bereitgestellt werden kann. Eine jeweilige Höhe einer solchen Pouchzelle kann in der ersten Richtung zum Beispiel zwischen einschließlich 5 mm und 20 mm, zum Beispiel zwischen einschließlich 12 mm und 13 mm, betragen. Damit ist die Höhe an die kraftfahrzeugseitigen Bauraumgegebenheiten besonders flexible anpassbar. Nichtsdestoweniger kann es sich bei den ersten und zweiten Batteriezellen aber auch zum Beispiel um prismatische Batteriezellen handeln. Pouchzellen haben jedoch nicht nur den Vorteil, dass diese hinsichtlich ihrer Höhe, das heißt ihrer Dicke, besonders klein sind, sondern dass sie auch mit ihren übrigen Abmessungen ein besonders hohes Maß an Flexibilität bereitstellen und vor allen mit ihren übrigen Dimensionen sehr gut an die übrigen Kraftfahrzeuggegebenheiten anpassbar sind. Beispielsweise kann eine solche Pouchzelle eine Breite in der dritten Richtung zwischen 80 mm und 150 mm, insbesondere zum Beispiel 100 mm, aufweisen. Damit ist die Batteriemodulanordnung auch sehr gut in der dritten Richtung, nämlich um Schritte in der Größenordnung von ca. 10 cm skalierbar. Auch hierdurch ist ein besonders hohes Maß an Flexibilität bereitgestellt. Zudem kann eine solche Pouchzelle eine Länge in der zweiten Richtung zwischen 500 mm und 600 mm, zum Beispiel 550 mm, aufweisen. Gerade diese große Länge einer solchen Pouchzelle eignet sich besonders gut, um sehr lange Zellstapel bereitzustellen. Wie später ebenfalls näher ausgeführt wird, ist es bevorzugt, dass ein Batteriemodul nicht nur einen Zellstapel, sondern in der zweiten Richtung zwei nebeneinander angeordnete Zellstapel aufweist. Dies korrespondiert bei einer Pouchzellenlänge von 550 mm zu einer Gesamtzellstapellänge, wenn diverse Zwischenräume für Kabelführungen oder Ähnliches zunächst unberücksichtigt bleiben, von 1,1 m. Dies lässt sich besonders einfach in einem typischen Kraftfahrzeug unterbringen, wodurch gleichzeitig fast die gesamte Kraftfahrzeugbreite beziehungsweise der in Kraftfahrzeugquerrichtung zur Verfügung stehende Bauraum ausgenutzt werden kann. Außerdem können bei solchen Pouchzellen die betreffenden Pole beziehungsweise Polanschlüsse auf einfache Weise stirnseitig mit Bezug auf die zweite Richtung bereitgestellt werden, was wiederum die Zugänglichkeit und deren Verschalten vereinfacht, da diese dann entsprechend in Richtung der offenen Seiten der Strangpressprofile, durch welche die Modulgehäuse bereitgestellt sind, zeigen.In a further, very advantageous embodiment of the invention, the first and second battery cells are pouch cells. This is particularly advantageous because pouch cells have a very small thickness, which means that the height can be scaled in particularly small steps in the first direction. A respective height of such a pouch cell in the first direction can be, for example, between 5 mm and 20 mm inclusive, for example between 12 mm and 13 mm inclusive. The height can thus be adapted particularly flexibly to the installation space conditions in the motor vehicle. Nevertheless, the first and second battery cells can also be prismatic battery cells, for example. However, pouch cells not only have the advantage that they are particularly small in terms of their height, ie their thickness, but that they also provide a particularly high degree of flexibility with their other dimensions and, above all, with their other dimensions very well with the others Motor vehicle conditions are adaptable. For example, such a pouch cell can have a width in the third direction of between 80 mm and 150 mm, in particular for example 100 mm. The battery module arrangement can thus also be scaled very well in the third direction, namely by steps of the order of approx. 10 cm. This also provides a particularly high degree of flexibility. In addition, such a pouch cell can have a length in the second direction of between 500 mm and 600 mm, for example 550 mm. It is precisely this large length of such a pouch cell that is particularly well suited to providing very long cell stacks. As will also be explained later in more detail, it is preferred that a battery module has not just one cell stack, but rather two cell stacks arranged next to one another in the second direction. With a pouch cell length of 550 mm, this corresponds to a total cell stack length of 1.1 m, if various spaces for cable guides or the like are initially left out. This can be accommodated particularly easily in a typical motor vehicle, which means that almost the entire vehicle width or that in the transverse direction of the vehicle can be accommodated at the same time available space can be utilized. In addition, with such pouch cells, the poles or pole connections in question can be provided in a simple manner on the end face with respect to the second direction, which in turn simplifies accessibility and their interconnection, since they then point in the direction of the open sides of the extruded profiles through which the module housings are provided , demonstrate.

Bei einer weiteren, sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die erste Kopplungswand des ersten Modulgehäuses zwei in der dritten Richtung abstehende erste Stege auf, die in der ersten Richtung einen ersten Abstand zueinander aufweisen, wobei das erste Modulgehäuse eine der ersten Kopplungswand gegenüberliegende zweite Kopplungswand, insbesondere zur Kopplung mit einem dritten Batteriemodul, aufweist, wobei die zweite Kopplungswand zwei in der dritten Richtung abstehende zweite Stege aufweist, die in der ersten Richtung einen zweiten Abstand voneinander aufweisen, der sich vom ersten Abstand unterscheidet. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die ersten und zweiten Stege bezüglich der ersten Richtung in einem Randbereich der ersten und zweiten Kopplungsseite angeordnet sind.In a further, very advantageous embodiment of the invention, the first coupling wall of the first module housing has two first webs that protrude in the third direction and are at a first distance from one another in the first direction, with the first module housing having a second coupling wall opposite the first coupling wall, in particular for coupling to a third battery module, wherein the second coupling wall has two second webs protruding in the third direction, which have a second distance from one another in the first direction, which differs from the first distance. Furthermore, it is preferred that the first and second webs are arranged in an edge region of the first and second coupling side with respect to the first direction.

Der Kopplungsmechanismus beruht demzufolge weniger auf einem Nut-Feder-Prinzip, sondern vielmehr auf einem Feder-Feder-Prinzip. Handelt es sich bei den beiden Batteriemodulen, das heißt dem ersten und dem zweiten Batteriemodul, um zwei gleich große Batteriemodule hinsichtlich ihrer Höhe in der ersten Richtung, so sind die Abstände der jeweiligen Stegpaare an den entsprechenden, zueinander zugewandten Kopplungsseiten derart bemessen, dass die ersten Stege an den zweiten Stegen anliegen und beispielsweise die zweite Stege in Bezug auf die erste Richtung innerhalb oder außerhalb der ersten Stege angeordnet sind. Weiterhin stehen die jeweiligen Stege gleich weit von ihrer jeweiligen Kopplungsseite ab. Das heißt also, dass die Stirnseiten der jeweiligen Stege in der dritten Richtung an der jeweils gegenüberliegenden Kopplungsseite anliegen. Dadurch, dass die Stege abstehen, ist automatisch ein Zwischenraum zwischen den betreffenden Kopplungsseiten gebildet, in welchem die oben beschriebene Kühleinrichtung angeordnet ist. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Stege in der ersten Richtung eine gleiche Höhe aufweisen, was die Herstellung vereinfacht, aber theoretisch nicht notwendigerweise der Fall sein muss. In diesem Fall können zum Beispiel die ersten Stege unmittelbar am Rand in Bezug auf die erste Richtung angeordnet sein und die zweiten Stege jeweils nach oben und nach unten in Bezug auf die erste Richtung einen Abstand zum Rand der betreffenden Kopplungsseite aufweisen, welcher der Stegbreite in der ersten Richtung entspricht. Dann können diese Stegpaare einfach ineinandergreifend zusammengefügt werden, so dass sozusagen die Innenseiten der ersten Stege die Außenseiten der zweiten Stege berühren. Ein jeweiliges Paar aus einem erstem und einem zweitem Steg begrenzt dann entsprechend den zwischen den beiden Kopplungsseiten befindlichen Zwischenraum nach oben und unten bezogen auf die erste Richtung. Sind zwei Batteriemodule auf diese Weise miteinander gekoppelt, so können diese sich nicht gegeneinander in der ersten Richtung verschieben. Mit anderen Worten ist der Kopplungsmechanismus an den jeweiligen Kopplungsseiten so ausgestaltet, dass zwei gleichhohe Modulgehäuse bezogen auf die dritte Richtung zusammensteckbar bzw. zusammenschiebbar und wieder voneinander trennbar bzw. auseinanderziehbar sind, während sie im zusammengesteckten Zustand in und entgegen der ersten Richtung nicht gegeneinander verschiebbar sind, zumindest nicht zerstörungsfrei. Dies wiederum hat den großen Vorteil, dass für die Batteriemodulanordnung insgesamt durch diese Gehäuseanordnung eine sehr hohe und gute Biegetorsionssteifigkeit erreicht werden kann. Im Falle einer Pollerüberfahrt, bei welcher also eine lokale Krafteinwirkung auf das Kraftfahrzeug von unten nach oben entsteht, kann durch diese Biegetorsionssteifigkeit eine sehr gute Kraftverteilung einer lokal einwirkenden Kraft auf das ganze Gehäuse, gebildet durch die einzelnen Modulgehäuse, bereitgestellt werden, was die Wahrscheinlichkeit für eine lokale Beschädigung der Batteriemodulanordnung enorm reduziert.The coupling mechanism is therefore less based on a tongue and groove principle, but rather on a pen-and-pen principle. If the two battery modules, i.e. the first and the second battery module, are two battery modules of the same size with regard to their height in the first direction, the distances between the respective pairs of bars on the corresponding coupling sides facing one another are dimensioned in such a way that the first Webs abut the second webs and, for example, the second webs are arranged with respect to the first direction inside or outside of the first webs. Furthermore, the respective webs protrude the same distance from their respective coupling side. This therefore means that the end faces of the respective webs rest against the respective opposite coupling side in the third direction. Due to the fact that the webs protrude, an intermediate space is automatically formed between the relevant coupling sides, in which space the cooling device described above is arranged. Furthermore, it is preferred that the webs have the same height in the first direction, which simplifies production but does not necessarily have to be the case in theory. In this case, for example, the first webs can be arranged directly at the edge in relation to the first direction and the second webs can have a distance to the edge of the relevant coupling side, both upwards and downwards in relation to the first direction, which is equal to the web width in the corresponds to first direction. Then these pairs of bars can simply be joined together so that they interlock, so that the insides of the first bars touch the outsides of the second bars, so to speak. A respective pair of a first and a second web then delimits the intermediate space located between the two coupling sides upwards and downwards in relation to the first direction. If two battery modules are coupled to one another in this way, they cannot move against one another in the first direction. In other words, the coupling mechanism on the respective coupling sides is designed in such a way that two module housings of the same height can be plugged or pushed together and separated or pulled apart again in the third direction, while in the plugged-in state they cannot be displaced in relation to one another in and counter to the first direction , at least not non-destructively. This in turn has the great advantage that a very high and good flexural torsional rigidity can be achieved for the battery module arrangement as a whole by this housing arrangement. In the case of crossing a bollard, in which a local force is applied to the motor vehicle from bottom to top, this flexural torsional rigidity can provide very good force distribution of a locally acting force over the entire housing, formed by the individual module housings, which increases the likelihood of Local damage to the battery module assembly is greatly reduced.

Handelt es sich beispielsweise bei dem ersten und zweiten Batteriemodul um zwei Module mit unterschiedlicher Höhe in der ersten Richtung, so können die entsprechenden Stege ebenfalls wie beschrieben an einem jeweiligen Bereiche der betreffenden Kopplungsseite in der ersten Richtung angeordnet sein. Allerdings können in diesem Fall die beiden Kopplungsseiten über die Stege nicht direkt gekoppelt werden. Daher stellt es eine weitere, sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn das erste Batteriemodul eine in der ersten Richtung andere Höhe aufweist als das zweite Batteriemodul, und die Batteriemodulanordnung eine Adapterplatte aufweist, die zwischen dem ersten und zweiten Batteriemodul angeordnet ist, und die derart mit der ersten Kopplungsseite des ersten Modulgehäuses und der zweiten Kopplungsseite des zweiten Modulgehäuses gekoppelt ist, das zwischen der Adapterplatte und der ersten Kopplungsseite der erste Zwischenraum gebildet ist und zwischen der Adapterplatte und der zweiten Kopplungsseite des zweiten Modulgehäuses ein zweiter Zwischenraum zur Aufnahme einer zweiten Kühleinrichtung gebildet ist. Auch diese Adapterplatte kann beispielsweise auf jeweiligen Seiten Stegpaare aufweisen, die Abstände zueinander aufweisen, die an die jeweiligen Stegpaare der Kopplungsseiten, mit welchen die Adapterplatte gekoppelt werden soll, angepasst sind. Mit anderen Worten kann die Adapterplatte auf einer Seite ein Stegpaar aufweisen, das mit den ersten Stegen der ersten Kopplungsseite des ersten Batteriemoduls wie oben beschrieben koppelt, und auf der anderen Seite kann die Adapterplatte ein weiteres Stegpaar aufweisen, das mit den zweiten Stegen der zweiten Kopplungsseite des zweiten Batteriemoduls wie oben beschrieben koppelt. Eine solche Adapterplatte hat den großen Vorteil, dass so die Strangpressprofile, durch welche die Batteriemodulgehäuse bereitgestellt sind, hinsichtlich ihres Kopplungsmechanismus und der Anordnung der beschriebenen Stege immer gleich ausgebildet werden können, unabhängig von ihrer Höhe. Mit anderen Worten können die Stege an den betreffenden Kopplungsseiten eines Modulgehäuses immer so angeordnet sein, dass diese an einer Kopplungsseite immer direkt am Rand liegen bezogen auf die erste Richtung und an der gegenüberliegenden Kopplungsseite des gleichen Modulgehäuses einen Abstand von diesem Rand aufweisen, der zu ihrer Stegbreite in der ersten Richtung korrespondiert. Um dann entsprechend Batteriemodule unterschiedlicher Höhen einfach miteinander koppeln zu können, können dann entsprechende Adapterplatten bereitgestellt werden. Dadurch kann die Fertigung enorm vereinfacht werden. Auch kann im Bereich einer solchen Adapterplatte durch die beiden bereitgestellten Zwischenräume auch eine umso effizientere Kühlung bereitgestellt werden, da hier in beiden Zwischenräumen eine Kühleinrichtung angeordnet werden kann.If, for example, the first and second battery modules are two modules with different heights in the first direction, the corresponding webs can likewise be arranged as described on a respective region of the relevant coupling side in the first direction. In this case, however, the two coupling sides cannot be coupled directly via the webs. It is therefore a further, very advantageous embodiment of the invention if the first battery module has a different height than the second battery module in the first direction, and the battery module arrangement has an adapter plate which is arranged between the first and second battery module and which is arranged in such a way is coupled to the first coupling side of the first module housing and the second coupling side of the second module housing, the first intermediate space is formed between the adapter plate and the first coupling side, and a second intermediate space for accommodating a second cooling device is formed between the adapter plate and the second coupling side of the second module housing is. This adapter plate can also have, for example, pairs of webs on the respective sides, which have distances from one another that are adapted to the respective pairs of webs on the coupling sides with which the adapter plate is to be coupled. In other words, the adapter plate can have a pair of ridges on one side that couples to the first ridges of the first coupling side of the first battery module as described above, and on the other side the adapter plate can have another pair of ridges that couple to the second ridges of the second coupling side of the second battery module as described above. Such an adapter plate has the great advantage that the extruded profiles, through which the battery module housings are provided, can always be of the same design with regard to their coupling mechanism and the arrangement of the webs described, regardless of their height. In other words, the webs on the relevant coupling sides of a module housing can always be arranged in such a way that they are always located directly on the edge on one coupling side in relation to the first direction and on the opposite coupling side of the same module housing are at a distance from this edge that is greater than their Web width in the first direction corresponds. Corresponding adapter plates can then be provided in order to then be able to easily couple battery modules of different heights to one another. As a result, production can be simplified enormously. In the area of such an adapter plate, one can also more efficient cooling can be provided since a cooling device can be arranged in both intermediate spaces.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Modulgehäuse zwei in der zweiten Richtung gegenüberliegende offene Seiten auf, insbesondere wobei das erste Modulgehäuse als Strangpressprofil ausgebildet ist, wobei die ersten Batteriezellen Zellpole aufweisen, die an einer jeweiligen Stirnseite einer jeweiligen ersten Batteriezelle angeordnet sind, wobei die ersten Batteriezellen derart im ersten Modulgehäuse angeordnet sind, dass die Stirnseiten in die zweite Richtung weisen. Dies hat wie bereits beschrieben den großen Vorteil, dass hierdurch die Zellpole einfacher zugänglich sind und einfach miteinander verschaltet werden können. Auch vereinfacht dies damit die Anschlüsse und Führung der Hochvoltleitungen und Sensorleitungen oder Ähnliches.In a further advantageous embodiment of the invention, the first module housing has two opposite open sides in the second direction, in particular with the first module housing being designed as an extruded profile, with the first battery cells having cell poles which are arranged on a respective end face of a respective first battery cell, wherein the first battery cells are arranged in the first module housing in such a way that the end faces point in the second direction. As already described, this has the great advantage that the cell poles are more easily accessible and can be easily connected to one another. This also simplifies the connections and routing of the high-voltage lines and sensor lines or the like.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Batteriemodul einen dritten Zellstapel mit mehreren dritten Batteriezellen aufweist, wobei der dritte Zellstapel im ersten Modulgehäuse in der zweiten Richtung neben dem ersten Zellstapel angeordnet ist, insbesondere wobei die Batteriemodulanordnung einen sich in der dritten Richtung erstreckenden Kabelkanal aufweist, der zumindest zum Teil zwischen dem ersten und dritten Zellstapel angeordnet ist. Wie bereits ebenfalls erwähnt, ist es sehr vorteilhaft, in einem Batteriemodul zwei Zellstapel vorzusehen, die in Längsrichtung, das heißt der zweiten Richtung, die zur Fahrzeugquerrichtung korrespondiert, nebeneinander angeordnet sind. Zwischen zwei solcher Zellstapelpaare kann entsprechend noch ein Kabelkanal vorgesehen werden. Dabei ist es, wie beschrieben, bevorzugt, dass dieser nicht in der ersten Richtung oberhalb der Zellstapel und insbesondere oberhalb der Modulgehäuse angeordnet ist, sondern zumindest zum Teil oder auch vollständig in Bezug auf die erste Richtung in die Batteriemodule integriert ist. Dies kann dadurch erreicht werden, indem beispielsweise die Modulgehäuse eine mittige beziehungsweise zentrale Einkerbung in Bezug auf die zweite Richtung aufweisen. Die zwei in einem gleichen Zellmodul angeordneten Zellstapel können in Bezug auf die zweite Richtung auch einen Abstand zueinander aufweisen, wodurch Bauraum für diesen Kabelkanal zwischen diesen beiden Zellstapeln bereitgestellt ist. Der Kabelkanal erfordert damit vorteilhafterweise in der ersten Richtung keinerlei Bauraum. Auch hier zeigt sich wiederum der große Vorteil der stirnseitigen Anordnung der Zellpole der jeweiligen Zellstapel in der zweiten Richtung, da auf diese Weise auch einfach die Anschlüsse der Hochvoltleitungen an zumindest zwei Zellpole geführt werden können. Auch andere Leitungen, wie zum Beispiel Sensorleitungen oder Ähnliches sowie diverse Elektro- oder Elektronikkomponenten und Sensoren, können in diesem Kabelkanal angeordnet sein. Durch eine solche Einbettung muss kein zusätzlicher Bauraum berücksichtigt werden, der gegebenenfalls das modulare Konzept erschweren würde.In a further advantageous embodiment of the invention, the first battery module has a third cell stack with a plurality of third battery cells, the third cell stack being arranged in the first module housing in the second direction next to the first cell stack, in particular the battery module arrangement having a cable duct extending in the third direction comprises, which is arranged at least in part between the first and third cell stack. As already mentioned, it is very advantageous to provide two cell stacks in a battery module, which are arranged next to one another in the longitudinal direction, ie the second direction that corresponds to the transverse direction of the vehicle. Correspondingly, a cable duct can also be provided between two such pairs of cell stacks. As described, it is preferred that this is not arranged in the first direction above the cell stack and in particular above the module housing, but rather is at least partially or completely integrated into the battery modules in relation to the first direction. This can be achieved in that, for example, the module housings have a central or central notch in relation to the second direction. The two cell stacks arranged in the same cell module can also be at a distance from one another in relation to the second direction, as a result of which installation space is provided for this cable duct between these two cell stacks. The cable duct thus advantageously requires no installation space in the first direction. The great advantage of the front-side arrangement of the cell poles of the respective cell stack in the second direction is also evident here, since in this way the connections of the high-voltage lines can also easily be routed to at least two cell poles. Other lines, such as sensor lines or the like, as well as various electrical or electronic components and sensors, can also be arranged in this cable duct. With such an embedding, no additional space has to be taken into account, which would possibly complicate the modular concept.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Batteriemodul für eine Batteriemodulanordnung, insbesondere eine erfindungsgemäße Batteriemodulanordnung, wobei das Batteriemodul als das erste Batteriemodul der erfindungsgemäßen Batteriemodulanordnung oder der Batteriemodulanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist. Die für die erfindungsgemäße Batteriemodulanordnung und ihre Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile gelten damit in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Batteriemodul.The invention also relates to a battery module for a battery module arrangement, in particular a battery module arrangement according to the invention, the battery module being designed as the first battery module of the battery module arrangement according to the invention or the battery module arrangement according to an exemplary embodiment of the invention. The advantages described for the battery module arrangement according to the invention and its configurations therefore apply in the same way to the battery module according to the invention.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Batteriemodulanordnung oder einer ihrer Ausführungsformen. Auch hier gelten die für die erfindungsgemäße Batteriemodulanordnung und ihre Ausführungsformen genannten Vorteile in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die erste Richtung in Richtung einer Fahrzeughochachse verläuft, die zweite Richtung in Richtung einer Fahrzeugquerachse und die dritte Richtung in Richtung einer Fahrzeuglängsachse. Auf diese Weise kann der im Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende Bauraum optimal durch die Batteriemodulanordnung flexibel ausgenutzt werden.Furthermore, the invention also relates to a motor vehicle with a battery module arrangement according to the invention or one of its embodiments. Here, too, the advantages mentioned for the battery module arrangement according to the invention and its embodiments apply in the same way to the motor vehicle according to the invention. Furthermore, it is preferred that the first direction runs in the direction of a vehicle vertical axis, the second direction in the direction of a vehicle transverse axis and the third direction in the direction of a vehicle longitudinal axis. In this way, the installation space available in the motor vehicle can be optimally flexibly utilized by the battery module arrangement.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist weiterhin bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet. Darüber hinaus ist das Kraftfahrzeug vorzugsweise als Elektrofahrzeug und/oder Hybridfahrzeug ausgebildet.The motor vehicle according to the invention is also preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle. In addition, the motor vehicle is preferably designed as an electric vehicle and/or hybrid vehicle.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of features of the described embodiments. The invention also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, unless the embodiments were described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Hochvoltbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug mit einer Modulanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 3 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Teils der Batteriemodulanordnung aus 2 zur Veranschaulichung des Kopplungsmechanismus zwischen den Batteriemodulen; und
  • 4 eine schematische und perspektivische Darstellung einer Batteriemodulanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Exemplary embodiments of the invention are described below. It shows:
  • 1 a schematic cross-sectional view of a motor vehicle with a high-voltage battery according to an embodiment of the invention;
  • 2 a schematic cross-sectional view of a high-voltage battery for a motor vehicle with a module arrangement according to an embodiment of the invention;
  • 3 a schematic cross-sectional representation of a part of the battery module arrangement 2 to illustrate the coupling mechanism between the battery modules; and
  • 4 a schematic and perspective view of a battery module arrangement according to a further embodiment of the invention.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that each also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is also intended to encompass combinations of the features of the embodiments other than those illustrated. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols designate elements with the same function.

1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Kraftfahrzeugs 10 mit einer Hochvoltbatterie 12 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Hochvoltbatterie 12 weist dabei insbesondere eine Batteriemodulanordnung 14 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auf. Die Batteriemodulanordnung 14 gliedert sich dabei in mehrere Abschnitte 16a, 16b, 16c, 16d auf, die eine unterschiedliche Höhe in einer ersten Richtung, hier der dargestellten z-Richtung, aufweisen. Die jeweiligen Abschnitte 16a, 16b, 16c, 16d können wiederum eines oder mehrere Batteriemodule 18 (vergleiche 2) aufweisen, die wiederum mehrere Batteriezellen 22 (vergleiche 2) umfassen können, wie dies später detaillierter beschrieben wird. Weiterhin sind diese Abschnitte 16a, 16b, 16c, 16d in der hier dargestellten y-Richtung nebeneinander angeordnet. Die y-Richtung entspricht dabei der Richtung einer Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs 10, die z-Richtung der Richtung einer Kraftfahrzeughochachse und die x-Richtung der Richtung einer Kraftfahrzeugquerachse. 1 shows a schematic cross-sectional illustration of a motor vehicle 10 with a high-voltage battery 12 according to an exemplary embodiment of the invention. The high-voltage battery 12 has in particular a battery module arrangement 14 according to an exemplary embodiment of the invention. The battery module arrangement 14 is divided into several sections 16a, 16b, 16c, 16d, which have a different height in a first direction, here the z-direction shown. The respective sections 16a, 16b, 16c, 16d can in turn contain one or more battery modules 18 (cf 2 ), which in turn have a plurality of battery cells 22 (cf 2 ) as will be described later in more detail. Furthermore, these sections 16a, 16b, 16c, 16d are arranged next to one another in the y-direction shown here. The y-direction corresponds to the direction of a vehicle longitudinal axis of the motor vehicle 10, the z-direction to the direction of a motor vehicle vertical axis and the x-direction to the direction of a motor vehicle transverse axis.

Durch die Erfindung und ihre Ausführungsformen wird ein modulares Konzept bereitgestellt, welches es ermöglicht, derartige Abschnitte 16a, 16b, 16c, 16d mit unterschiedlichen Höhen in z-Richtung auf besonders einfache und effiziente Weise bereitzustellen und miteinander zu koppeln, wie dies nachfolgend anhand von 2 bis 4 näher erläutert wird. Hierdurch wird es vorteilhafterweise ermöglicht, den in einem Kraftfahrzeug 10 zur Verfügung stehenden Bauraum zur Unterbringung einer Batterie, wie der vorliegenden Hochvoltbatterie 12, auf besonders vorteilhafte und effiziente Weise angepasst auszunutzen. Aufgrund der typischen Größe einer Hochvoltbatterie 12 wird diese oftmals in einem Unterbodenbereich, wie in 1 dargestellt, untergebracht. Bei herkömmlichen Hochvoltbatterien muss dabei immer ein Kompromiss zwischen der Ergonomie, der Gestaltung und der bereitzustellenden Reichweite eingegangen werden. Wie in 1 zu sehen ist, steht oftmals unterhalb der Sitzbereiche von Passagieren 19 oftmals mehr Bauraum in z-Richtung zur Verfügung als beispielsweise in einem Fußbereich 21. Herkömmliche Hochvoltbatterien sind jedoch mit einer konstanten Höhe in z-Richtung ausgebildet. Dies bedeutet dann entweder, dass der unter dem Sitzbereich der Passagiere 19 zur Verfügung stehende Bauraum nicht vollkommen ausgenutzt werden kann, wenn im Fußbereich 21 für die Insassen 19 bequem Platz bereitgestellt werden soll. Umgekehrt, wird dagegen die Batterie so ausgestaltet, dass in z-Richtung der gesamte Bauraum unterhalb des Sitzbereichs der Passagiere 19 ausgenutzt wird, so resultiert daraus eine sehr unbequeme Position im Fußbereich 21, der dann ebenfalls mit Batteriemodulen befüllt wäre. Durch die Erfindung und ihre Ausführungsformen dagegen wird es ermöglicht, verschiedene Abschnitte 16a, 16b, 16c, 16d mit unterschiedlichen Höhen in z-Richtung auf besonders einfache und effiziente Weise bereitzustellen, so dass eine effiziente Bauraumausnutzung mit einer ergonomischen Gestaltung der Batterie 12 in Einklang gebracht werden kann. Zudem besteht vorteilhafterweise nicht nur die Möglichkeit der Skalierung der Batterie 12 in z-Richtung, sondern beispielsweise in y-Richtung durch die Anzahl verbauter Batteriemodule 18. Dies wird nun im Folgenden näher anhand von 2 bis 4 beschrieben.The invention and its embodiments provide a modular concept that makes it possible to provide such sections 16a, 16b, 16c, 16d with different heights in the z-direction in a particularly simple and efficient manner and to couple them to one another, as is shown below with reference to 2 until 4 is explained in more detail. This advantageously makes it possible to use the installation space available in a motor vehicle 10 for accommodating a battery, such as the present high-voltage battery 12, in a particularly advantageous and efficient manner. Due to the typical size of a high-voltage battery 12, it is often installed in an underbody area, as in 1 shown, housed. With conventional high-voltage batteries, a compromise always has to be made between ergonomics, design and the range to be provided. As in 1 As can be seen, there is often more installation space available in the z-direction below the seating areas of passengers 19 than, for example, in a foot area 21. However, conventional high-voltage batteries are designed with a constant height in the z-direction. This then means either that the installation space available under the seating area of the passengers 19 cannot be fully utilized if comfortable space is to be provided for the occupants 19 in the foot area 21 . Conversely, if the battery is designed in such a way that the entire installation space below the seating area of the passengers 19 is used in the z-direction, this results in a very uncomfortable position in the foot area 21, which would then also be filled with battery modules. The invention and its embodiments, on the other hand, make it possible to provide different sections 16a, 16b, 16c, 16d with different heights in the z-direction in a particularly simple and efficient manner, so that efficient use of space is reconciled with an ergonomic design of the battery 12 can be. In addition, there is advantageously not only the possibility of scaling the battery 12 in the z-direction, but also, for example, in the y-direction through the number of battery modules 18 installed 2 until 4 described.

2 zeigt dabei eine Querschnittsdarstellung einer wiederum als Hochvoltbatterie 12 ausgebildeten Batteriemodulanordnung 14 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das in 2 dargestellte Koordinatensystem korrespondiert dabei insbesondere zu dem aus 1. Auch in diesem Beispiel weist die Batteriemodulanordnung 14 wiederum in y-Richtung nebeneinander angeordnete und in z-Richtung unterschiedlich hoch ausgebildete Abschnitte 16e, 16f, 16g auf. Jeder dieser Abschnitte 16e, 16f, 16g weist wiederum mindestens ein Batteriemodul 18, in diesem Beispiel jeweils mehrere Batteriemodule 18, auf. Ein jeweiliges Batteriemodul 18 umfasst dabei mindestens einen Zellstapel 20 mit jeweils mehreren in z-Richtung übereinander angeordneten Batteriezellen 22, die vorzugsweise als Pouchzellen ausgebildet sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 2 pro Abschnitt 16e, 16f, 16g jeweils nur ein Zellstapel 20 und eine Batteriezelle 22 mit einem Bezugszeichen versehen. Zudem weist ein jeweiliges Batteriemodul 18 ein Modulgehäuse 24 auf, welches als Strangpressprofil ausgebildet ist und einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt in einer Querschnittsebene senkrecht zur dargestellten x-Richtung aufweist. 2 FIG. 1 shows a cross-sectional view of a battery module arrangement 14, which is in turn designed as a high-voltage battery 12, according to a further exemplary embodiment of the invention. This in 2 The coordinate system shown corresponds in particular to that shown in FIG 1 . In this example too, the battery module arrangement 14 again has sections 16e, 16f, 16g which are arranged next to one another in the y-direction and have different heights in the z-direction. Each of these sections 16e, 16f, 16g in turn has at least one battery module 18, in this example a plurality of battery modules 18 respectively. A respective battery module 18 comprises at least one cell stack 20 each with a plurality of battery cells 22 arranged one above the other in the z-direction, which are preferably designed as pouch cells. For reasons of clarity, in 2 per section 16e, 16f, 16g only one cell stack 20 and one battery cell 22 are provided with a reference number. In addition, each battery module 18 has a module housing 24 which is designed as an extruded profile and has an essentially rectangular cross section in a cross-sectional plane perpendicular to the x-direction shown.

Durch die Verwendung von Pouchzellen als Batteriezellen 22 können die jeweiligen Zellstapel 20 in ihrer Höhe besonders flexibel an den zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst werden, da Pouchzellen 22 in der Regel nur eine sehr geringe Höhe im Bereich von zum Beispiel 12 mm bis 13 mm aufweisen. In diesem Beispiel weisen die Abschnitte 16e und 16g mehr Pouchzellen 22 auf, als die Batteriemodule 18 im Abschnitt 16f. Darüber hinaus kann ein jeweiliges Batteriemodul 18 in x-Richtung auch mehrere solcher Zellstapel 20 nebeneinander aufweisen, vorzugsweise insgesamt zwei. Zwischen diesen beiden Zellstapeln 20 kann in x-Richtung ein Kabelkanal 26 gebildet werden, der zumindest zum Teil in z-Richtung gegenüber einer Oberseite der jeweiligen Batteriemodule 18 vertieft ist. Dies hat den großen Vorteil, dass in z-Richtung hier kein zusätzlicher Bauraum zum Beispiel für die Führung von Hochvoltleitungen oder Ähnlichem vorgesehen werden muss. Die Strangpressprofile, die die jeweiligen Modulgehäuse 24 bereitstellen, können entsprechend gekerbt sein, das heißt eine Einkerbung aufweisen, die sich in y-Richtung erstreckt und sich in Bezug auf die x-Richtung zum Beispiel in der Mitte der jeweiligen Gehäuse 24 befindet. Ein solcher Kabelkanal 26 ist zum Beispiel in 4 in Form einer solchen Einkerbung im Strangpressprofil, welches das Gehäuse 24 bereitstellt, zu sehen.By using pouch cells as battery cells 22, the height of the respective cell stacks 20 can be adapted particularly flexibly to the available space, since pouch cells 22 generally only have a very small height in the range of, for example, 12 mm to 13 mm. In this example, sections 16e and 16g have more pouch cells 22 than battery modules 18 in section 16f. In addition, a respective battery module 18 can also have a plurality of such cell stacks 20 next to one another in the x-direction, preferably a total of two. A cable duct 26 can be formed between these two cell stacks 20 in the x-direction, which is at least partially recessed in the z-direction relative to an upper side of the respective battery modules 18 . This has the great advantage that no additional installation space needs to be provided in the z-direction, for example for the routing of high-voltage cables or the like. The extruded profiles that provide the respective module housing 24 can be correspondingly notched, that is to say have a notch that extends in the y-direction and is located, for example, in the middle of the respective housing 24 with respect to the x-direction. Such a cable duct 26 is, for example, in 4 in the form of such a notch in the extruded profile which the housing 24 provides.

Die in y-Richtung einander zugewandten Gehäuseseiten des Batteriegehäuses 24 werden auch als Kopplungsseiten 28, 30 bezeichnet, die nachfolgend auch zum Teil Kopplungswände 28, 30 genannt werden. Diese Kopplungsseiten 28, 30 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in 2 nur für einige Batteriemodule 18 veranschaulicht. Zur besseren Erkennbarkeit ist ein vergrößerter Ausschnitt aus 2 noch einmal in 3 dargestellt.The housing sides of the battery housing 24 facing one another in the y-direction are also referred to as coupling sides 28, 30, some of which are also referred to below as coupling walls 28, 30. For reasons of clarity, these coupling sides 28, 30 are shown in 2 illustrated only for some battery modules 18. An enlarged section is shown for better visibility 2 once again in 3 shown.

3 zeigt dabei also eine schematische Querschnittsdarstellung eines Teils der Batteriemodulanordnung 14 aus 2, insbesondere im Bereich des linken Abschnitts 16e. 3 14 thus shows a schematic cross-sectional illustration of a part of the battery module arrangement 14 2 , especially in the area of the left section 16e.

Zur Vereinfachung ist hierbei ein erstes Batteriemodul 18 mit 18a bezeichnet, und das in y-Richtung daneben angeordnete Batteriemodul 18 als zweites Batteriemodul mit 18b. Entsprechend weist das erste Batteriemodul 18a ein erstes Modulgehäuse 24a und das zweite Batteriemodul 18b ein zweites Modulgehäuse 24b. Nichtsdestoweniger können beide Batteriemodule 18a, 18b identisch ausgebildet sein und sind es in diesem Beispiel auch. Das heißt, sie weisen zudem eine gleiche Höhe in z-Richtung auf. Das erste Modulgehäuse 24a weist eine erste Kopplungsseite 30 auf, welche dem zweiten Batteriemodul 18b zugewandt ist. Auch das zweite Modulgehäuse 24b des zweiten Batteriemoduls 18b weist eine zweite Kopplungsseite 28 auf, welche dem ersten Batteriemodul 18a zugewandt ist. Beide Kopplungsseiten 28, 30 weisen Kopplungselemente 32, 34 in Form von in y-Richtung von den jeweiligen Kopplungsseiten 28, 30 abstehenden Stegen auf. An der ersten Kopplungsseite 30 sind dabei erste Stege 34 angeordnet und an der zweiten Kopplungsseite 28 zweite Stege 32. Die ersten Stege 34 weisen dabei in z-Richtung einen ersten Abstand zueinander auf, der sich von einem zweiten Abstand, welchen die zweiten Stege 32 in z-Richtung zueinander aufweisen, unterscheidet, insbesondere um eine Stegbreite in z-Richtung. Dadurch kann es vorteilhafterweise erreicht werden, dass diese Stegpaare 32, 34, wie in 3 dargestellt, ineinandergreifen, wenn das erste Batteriemodul 18a am zweiten Batteriemodul 18b angeordnet wird. Weiterhin sind die jeweiligen Stege 32, 34, wie in 3 ebenfalls zu sehen ist, in einem Randbereich der jeweiligen Kopplungsseite 28, 30 bezogen auf die z-Richtung angeordnet. Weiterhin können die jeweiligen Stege 32, 34 in x-Richtung langgestreckt ausgebildet sein und sich entsprechend über die gesamte Gehäusebreite der jeweiligen Modulgehäuse 24 erstrecken.For simplification, a first battery module 18 is denoted by 18a, and the battery module 18 arranged next to it in the y-direction is denoted by 18b as the second battery module. Correspondingly, the first battery module 18a has a first module housing 24a and the second battery module 18b has a second module housing 24b. Nevertheless, both battery modules 18a, 18b can be of identical design, and in this example they are. This means that they also have the same height in the z-direction. The first module housing 24a has a first coupling side 30 which faces the second battery module 18b. The second module housing 24b of the second battery module 18b also has a second coupling side 28 which faces the first battery module 18a. Both coupling sides 28, 30 have coupling elements 32, 34 in the form of webs protruding from the respective coupling sides 28, 30 in the y-direction. First webs 34 are arranged on the first coupling side 30 and second webs 32 are arranged on the second coupling side 28. The first webs 34 are at a first distance from one another in the z-direction, which differs from a second distance, which the second webs 32 in z-direction to each other, differs, in particular by a web width in the z-direction. In this way, it can advantageously be achieved that these pairs of webs 32, 34, as in 3 shown, interlock when the first battery module 18a is placed on the second battery module 18b. Furthermore, the respective webs 32, 34, as in 3 can also be seen, arranged in an edge region of the respective coupling side 28, 30 in relation to the z-direction. Furthermore, the respective webs 32, 34 can be elongate in the x-direction and accordingly extend over the entire housing width of the respective module housing 24.

Durch eine solche Kopplung wird erreicht, dass die Batteriemodule 18 in gekoppeltem Zustand in z-Richtung nicht gegeneinander verschoben werden können. Dies fördert die Biegetorsionssteifigkeit des Gesamtgehäuses, welches sich aus den einzelnen Modulgehäusen 24 zusammensetzt, was gerade in Bezug auf eine Pollerüberfahrt, das heißt eine lokale Krafteinwirkung von unten in z-Richtung auf die Batterie 12, besonders vorteilhaft ist, da hierdurch eine solche lokale Krafteinwirkung sehr gut über das gesamte Gehäuse verteilt werden kann, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer lokalen Beschädigung der Batterie 12 reduziert wird. Durch die Ausbildung als Strangpressprofile weisen die Modulgehäuse 24 zudem eine besonders hohe Quetschsicherheit auch in andere Richtungen, insbesondere in x-Richtung, auf.Such a coupling ensures that the battery modules 18 cannot be displaced relative to one another in the z direction in the coupled state. This promotes the flexural torsional rigidity of the overall housing, which is composed of the individual module housings 24, which is particularly advantageous with regard to crossing a bollard, i.e. a local force acting on the battery 12 from below in the z-direction, since this causes such a local force to act can be very well distributed over the entire housing, reducing the likelihood of localized damage to the battery 12. Due to the design as extruded profiles, the module housings 24 also have a particularly high level of protection against crushing in other directions, in particular in the x-direction.

Ein besonders großer Vorteil dieses Kopplungsmechanismus, welcher durch die entsprechende Ausbildung der jeweiligen Modulgehäuse 24 bereitgestellt wird, ist jedoch, dass zwischen dem ersten Batteriemodul 18a und dem zweiten Batteriemodul 18b beziehungsweise zwischen den jeweiligen zugewandten Kopplungsseiten 28, 30 ein Zwischenraum 36 bereitgestellt wird, in welchen eine Kühleinrichtung 40 aufgenommen werden kann und im vorliegenden Beispiel aufgenommen ist. Diese Kühleinrichtung 40 ist dabei als flexibler Wärmeüberträger ausgebildet, das heißt als eine flexible Kühleinrichtung 40 mit Wänden, die ohne Abstützung keine Formstabilität aufweisen. Eine solche flexible Kühleinrichtung 40 kann zum Beispiel nach Art einer in diesem Zwischenraum 36 angeordneten Luftmatratze bereitgestellt sein, die jedoch nicht mit Luft, sondern mit einem Kühlmittel befüllbar und von einem solchen Kühlmittel durchströmbar ist. Die Kühleinrichtung 40 kann zum Beispiel in Form eines Folienbeutels bereitgestellt sein, der in diesem Zwischenraum 36 angeordnet ist und durch die jeweiligen Kopplungswände 28, 30 beidseitig abgestützt wird. Durch eine solche flexible Kühleinrichtung 40 kann eine besonders effiziente Wärmeabfuhr bereitgestellt werden, da sich ein solcher flexibler Beutel an die jeweiligen Kopplungswände 28, 30 formschlüssig anschmiegen kann, wodurch Zwischenräume und damit eine Minderung der Wärmeübertragung vermieden werden können. Durch die Bereitstellung der Modulgehäuse 24 als Strangpressprofile, die zum Beispiel eine Wandstärke im Bereich der Kopplungswände 28, 30 von zum Beispiel 2 bis 3 mm aufweisen können, ist es vorteilhafterweise möglich, eine ausreichende Stützwirkung für eine solche flexible Kühleinrichtung 40 bereitzustellen. Um eine solche flexible Kühleinrichtung 40 in Form zu halten, sind sehr hohe Anpresskräfte erforderlich, die bei herkömmlichen Batteriesystemen nicht bereitgestellt werden können, um eine vertikale Anordnung einer solchen Kühleinrichtung 40, wie in 3 dargestellt, zu ermöglichen. Beispielsweise können solche Stützkräfte von Batteriezellen selbst nicht aufgebracht werden, ohne Gefahr zu laufen, die Zellen zu beschädigen, da ihre Zellgehäuse typischerweise keine ausreichende Stabilität bereitstellen, gerade wenn es sich dabei um Pouchzellen handelt. Durch die erfindungsgemäße Batteriemodulanordnung 14 und ihre Ausführungsformen können somit mehrere Fliegen mit einer Klappe geschlagen werden. Durch den beschriebenen Kopplungsmechanismus, der durch die jeweiligen Kopplungswände 28, 30 bereitgestellt wird, kann also nicht nur ein besonders flexibler und anpassbarer Kopplungsmechanismus bereitgestellt werden, sondern hierbei wird gleichzeitig eine besonders vorteilhafte funktionsfähige Integration einer vertikalen und flexiblen Kühleinrichtung 40 ermöglicht. Diese zwischen den jeweiligen Batteriemodulen 18 angeordnete Kühleinrichtung 40 kann entsprechend zur Kühlung aller in dem jeweiligen Modulen 18 angeordneten Zellen 22 gleichzeitig verwendet werden. Eine besonders effiziente Kühlung über die gesamte Stapelhöhe in z-Richtung hinweg kann hierdurch vorteilhafterweise bereitgestellt werden. Nichtsdestoweniger kann auch in z-Richtung unterhalb der gesamten Batteriemodulanordnung 14 eine weitere Kühleinrichtung bereitgestellt sein, um die Kühleffizienz weiter zu steigern. Eine solche Kühleinrichtung 40 kann dabei vorteilhafterweise gleichzeitig als Toleranzausgleichseinrichtung fungieren, da auch die Abstände zwischen den Batteriemodulen 18 aufgrund von fertigungsbedingten Toleranzen, zum Beispiel auch der jeweiligen Stege 32, 34, nicht immer identisch ausgeführt sein können. Kleinere Toleranzen im Millimeter-Bereich, zum Beispiel im Bereich von 0,5 mm, können damit ohne Weiteres durch die flexible Kühleinrichtung 40 ausgeglichen werden. Die Abstände zwischen zwei Batteriemodulen 18 beziehungsweise deren Kopplungswänden 28, 30 betragen vorzugsweise zwischen einschließlich 4,5 und 5 mm. Damit kann eine besonders bauraumeffiziente, aber gleichzeitig effektive Kühlung der Batteriemodule 18 bereitgestellt werden.However, a particularly great advantage of this coupling mechanism, which is provided by the corresponding design of the respective module housing 24, is that a gap 36 is provided between the first battery module 18a and the second battery module 18b or between the respective facing coupling sides 28, 30, in which a cooling device 40 can be included and is included in the present example. This cooling device 40 is used as a flexible heat exchanger carrier formed, that is, as a flexible cooling device 40 with walls that have no dimensional stability without support. Such a flexible cooling device 40 can be provided, for example, in the manner of an air mattress arranged in this intermediate space 36, which, however, cannot be filled with air but with a coolant, and such a coolant can flow through it. The cooling device 40 can be provided, for example, in the form of a film bag, which is arranged in this intermediate space 36 and is supported on both sides by the respective coupling walls 28, 30. A particularly efficient heat dissipation can be provided by such a flexible cooling device 40, since such a flexible bag can cling to the respective coupling walls 28, 30 in a form-fitting manner, as a result of which gaps and thus a reduction in heat transfer can be avoided. By providing the module housing 24 as extruded profiles, which can have a wall thickness in the area of the coupling walls 28, 30 of 2 to 3 mm, for example, it is advantageously possible to provide sufficient support for such a flexible cooling device 40. In order to keep such a flexible cooling device 40 in shape, very high contact forces are required, which cannot be provided with conventional battery systems in order to ensure a vertical arrangement of such a cooling device 40, as in 3 shown to allow. For example, such supporting forces cannot be applied by battery cells themselves without running the risk of damaging the cells, since their cell housings typically do not provide sufficient stability, especially when it comes to pouch cells. The battery module arrangement 14 according to the invention and its embodiments can thus kill several birds with one stone. The coupling mechanism described, which is provided by the respective coupling walls 28, 30, can therefore not only provide a particularly flexible and adaptable coupling mechanism, but at the same time a particularly advantageous functional integration of a vertical and flexible cooling device 40 is made possible. This cooling device 40 arranged between the respective battery modules 18 can accordingly be used simultaneously for cooling all of the cells 22 arranged in the respective modules 18 . A particularly efficient cooling over the entire height of the stack in the z-direction can advantageously be provided in this way. Nevertheless, a further cooling device can also be provided below the entire battery module arrangement 14 in the z-direction in order to further increase the cooling efficiency. Such a cooling device 40 can advantageously simultaneously function as a tolerance compensation device, since the distances between the battery modules 18 cannot always be identical due to production-related tolerances, for example also the respective webs 32, 34. Smaller tolerances in the millimeter range, for example in the range of 0.5 mm, can thus easily be compensated for by the flexible cooling device 40. The distances between two battery modules 18 or their coupling walls 28, 30 are preferably between 4.5 and 5 mm. A particularly space-efficient but at the same time effective cooling of the battery modules 18 can thus be provided.

Um einen besonders effizienten und vor allem für die Herstellung effektiven Übergang zwischen Batteriemodulen 18 unterschiedlicher Höhen in z-Richtung zu schaffen, kann zudem eine Adapterplatte 41 zwischen solchen Batteriemodulen 18 unterschiedlicher Höhe angeordnet sein, wie dies nun im Zusammenhang mit 4 näher erläutert wird.In order to create a transition between battery modules 18 of different heights in the z-direction that is particularly efficient and above all effective for production, an adapter plate 41 can also be arranged between such battery modules 18 of different heights, as is now the case in connection with FIG 4 is explained in more detail.

4 zeigt dabei wiederum eine schematische und perspektivische Darstellung einer Batteriemodulanordnung 14 mit exemplarisch zwei Batteriemodulen 18, die zur besseren Unterscheidbarkeit hier nun als drittes Batteriemodul 18c und viertes Batteriemodul 18d bezeichnet werden. Das dritte Batteriemodul 18c weist ein Modulgehäuse 24 auf, welches vorliegend als drittes Modulgehäuse 24c bezeichnet wird, und das vierte Batteriemodul 18d weist ein entsprechendes viertes Modulgehäuse 24d auf. Beide Modulgehäuse weisen wiederum entsprechende Kopplungswände 28, 30 mit den zuvor beschriebenen Stegen 32, 34 auf. Da nunmehr die beiden Batteriemodule 18c, 18d eine unterschiedliche Höhe in z-Richtung aufweisen, können die korrespondierenden Stegpaare 32, 34 nicht wie zuvor beschrieben miteinander koppeln, wenn die Modulgehäuse 24c, 24d direkt aneinander angeordnet werden würden. Würden dagegen die ersten Stege 34 des dritten Batteriemoduls 18c auf dessen erster Kopplungsseite 30 dagegen in einem geringeren Abstand zueinander angeordnet werden, damit diese mit den zweiten Stegen 32 des vierten Batteriemoduls 18d koppeln könnten, würde dies wiederum eine Sonderanfertigung eines jeweiligen Modulgehäuses 24 erfordern. Vor allen Dingen würde aber dadurch der an die erste Kopplungsseite 30 unmittelbar anschließende Zwischenraum, der in 4 mit 36a bezeichnet ist, hierdurch unterbrochen werden. Damit könnte nicht mehr eine durchgehende Kühleinrichtung 40, wie zu 3 beschrieben, angeordnet werden. Entsprechend ist es nun besonders vorteilhaft, zwischen zwei solchen unterschiedlich hohen Batteriemodulen 18c, 18d eine solche Adapterplatte 41 anzuordnen, wie dies in 4 dargestellt ist. Diese weist auf einer dem dritten Batteriemodul 18c zugewandten Seite ein erstes Stegpaar 42 auf, welches von der Adapterplatte 41 entgegen der dargestellten y-Richtung absteht und mit dem Stegpaar 34 des dritten Modulgehäuses 24c wie in 4 dargestellt und zum Beispiel zu 3 beschrieben koppeln kann. Entsprechend weist die Adapterplatte 41 auch ein zweites Stegpaar 44 auf, welches in y-Richtung absteht, wobei die bestreffenden Stege 44 einen kleineren Abstand in z-Richtung zueinander aufweist als die Stege 42, so dass dieses zweite Stegpaar 44 entsprechend mit dem Stegpaar 32 des vierten Modulgehäuses 24d koppeln kann, insbesondere wie in 4 dargestellt und ebenfalls bereits zu 3 beschrieben. Durch eine so ausgebildete Adapterplatte 41 werden entsprechend nun zwei Zwischenräume 36a, 36b zwischen den beiden Batteriemodulen 18c, 18d bereitgestellt, und zwar ein erster Zwischenraum 36a, zwischen der Adapterplatte 41 und dem dritten Batteriemodul 18c, sowie ein zweiter Zwischenraum 36b zwischen der Adapterplatte 41 und dem vierten Batteriemodul 18d. In beiden Zwischenräumen 36a, 36b ist vorzugsweise wiederum eine Kühleinrichtung 40 wie zur 3 beschrieben angeordnet, wenngleich diese in 4 nicht dargestellt sind. Damit kann ebenfalls vorteilhafterweise eine großflächige Kühlung über die kompletten Kopplungsseiten 28, 30 der jeweiligen Batteriemodule 18 hinweg bereitgestellt werden, selbst wenn aneinandergrenzende Batteriemodule 18 nicht die gleiche Höhe in z-Richtung aufweisen. 4 14 again shows a schematic and perspective view of a battery module arrangement 14 with two battery modules 18, which are now referred to here as the third battery module 18c and the fourth battery module 18d for better differentiation. The third battery module 18c includes a module housing 24, referred to herein as the third module housing 24c, and the fourth battery module 18d includes a corresponding fourth module housing 24d. Both module housings in turn have corresponding coupling walls 28, 30 with the webs 32, 34 described above. Since the two battery modules 18c, 18d now have different heights in the z-direction, the corresponding pairs of webs 32, 34 cannot couple to one another as described above if the module housings 24c, 24d were to be arranged directly next to one another. If, on the other hand, the first webs 34 of the third battery module 18c on its first coupling side 30 were to be arranged at a smaller distance from one another, so that they could couple to the second webs 32 of the fourth battery module 18d, this would in turn require a special production of a respective module housing 24. Above all, however, this would result in the intermediate space directly adjoining the first coupling side 30, which in 4 denoted by 36a, are thereby interrupted. This could no longer be a continuous cooling device 40, such as 3 described, arranged. Accordingly, it is now particularly advantageous to arrange such an adapter plate 41 between two such battery modules 18c, 18d of different heights, as is shown in 4 is shown. This points to a third battery module 18c side facing a first pair of webs 42, which protrudes from the adapter plate 41 against the illustrated y-direction and with the pair of webs 34 of the third module housing 24c as in 4 shown and for example to 3 described can couple. Correspondingly, the adapter plate 41 also has a second pair of webs 44, which protrudes in the y-direction, the webs 44 in question being at a smaller distance from one another in the z-direction than the webs 42, so that this second pair of webs 44 can be connected to the pair of webs 32 of the fourth module housing 24d can couple, in particular as in 4 shown and also already closed 3 described. An adapter plate 41 designed in this way now provides two intermediate spaces 36a, 36b between the two battery modules 18c, 18d, specifically a first intermediate space 36a between the adapter plate 41 and the third battery module 18c, and a second intermediate space 36b between the adapter plate 41 and the fourth battery module 18d. In both spaces 36a, 36b is preferably in turn a cooling device 40 as for 3 arranged as described, although these in 4 are not shown. This can also advantageously provide a large-area cooling over the complete coupling sides 28, 30 of the respective battery modules 18 away, even if battery modules 18 adjoining one another do not have the same height in the z-direction.

Weiterhin ist in 4, wie bereits zuvor erwähnt, der Kabelkanal 26 zum Beispiel für die Führung von HV-Leitungen, die mit den Batteriezellen 22 gekoppelt werden können, zu sehen. Dieser ist in z-Richtung vertieft in der Batteriemodulanordnung 14 angeordnet, so dass dieser in z-Richtung keinen zusätzlichen Bauraum erfordert. Entsprechend kann ein Batteriemodul 18 zwei Zellstapel 20 aufweisen, die in 4 zur besseren Unterscheidbarkeit als 20a und 20b bezeichnet sind. Diese sind in x-Richtung nebeneinander angeordnet, wobei der zweite Zellstapel 20b in 4 durch das Modulgehäuse 24c verdeckt ist. Auch im vierten Modulgehäuse 24d können ebenso zwei Zellstapel 20 aufgenommen sein, welche hier exemplarisch nicht explizit dargestellt sind. Weiterhin sind auch die Zellpole 46 der jeweiligen Batteriezellen 22 vorzugsweise stirnseitig in Bezug auf die x-Richtung angeordnet, insbesondere zum Teil vom Kabelkanal 26 wegzeigend und zum Teil zum Kabelkanal 26 hinzeigend, zum Beispiel ein Pol 46 zum Kabelkanal 26 wegzeigend und der andere der beiden Pole 46 einer Zelle 22 zum Kabelkanal 26 hinzeigend. Dies ermöglicht eine besonders einfache Verschaltung, zum Beispiel mittels Zellverbinder 48, da diese Verschaltung zumindest zum Teil im Bereich der offenen Seiten der Gehäuse 24 erfolgen kann. Zudem können durch diese Anordnung einfach die zwei in die gleiche Richtung zeigenden Pole von je zwei übereinander liegenden Zellen 22 eines Zellstapels 20 einfach durch einen Zellverbinder 48 verbunden werden.Furthermore, in 4 , as already mentioned above, the cable duct 26, for example for the routing of HV lines that can be coupled to the battery cells 22 to see. This is arranged recessed in the battery module arrangement 14 in the z-direction, so that it does not require any additional installation space in the z-direction. Accordingly, a battery module 18 can have two cell stacks 20, which are 4 are designated as 20a and 20b for better distinguishability. These are arranged next to one another in the x-direction, with the second cell stack 20b in 4 is covered by the module housing 24c. Two cell stacks 20 can also be accommodated in the fourth module housing 24d, which are not explicitly shown here as an example. Furthermore, the cell poles 46 of the respective battery cells 22 are preferably arranged on the front side in relation to the x-direction, in particular partly pointing away from the cable duct 26 and partly pointing towards the cable duct 26, for example one pole 46 pointing away to the cable duct 26 and the other of the two Poles 46 of a cell 22 pointing towards the cable channel 26. This enables a particularly simple interconnection, for example by means of cell connectors 48, since this interconnection can take place at least partially in the area of the open sides of the housing 24. In addition, with this arrangement, the two poles pointing in the same direction of two cells 22 lying one above the other in a cell stack 20 can simply be connected by a cell connector 48 .

Weiterhin lässt sich durch die einseitig oder beidseitig offenen Strangpressprofile, die die Modulgehäuse 24 bereitstellen, auch eine einfache Abgasabführung für aus Batteriezellen 22 im Falle eines thermischen Durchgehens entweichende Gase bereitstellen, die handeln nicht explizit dargestellt ist. Eine solche Gasführung kann zum Beispiel mittels eines Abgaskrümmers zwischen einem jeweiligen Modul 18, insbesondere in Bezug auf die x-Richtung außenseitig, und einem Rahmenprofil 50 (vergleiche 2) erfolgen. Ein solches Rahmenprofil 50 kann zum Beispiel unterhalb der Batteriemodule 18 verlaufen und zum Beispiel auch als Träger für die Batteriemodule 18 fungieren. Ein solches Rahmenprofil 50 kann zudem als Hohlraum ausgebildet sein beziehungsweise ebenfalls als Strangpressprofil bereitgestellt sein, wodurch eine Abgasabführung auf einfache Weise im Inneren eines solchen Profils möglich ist. Somit besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, aus den Batteriezellen 22 entweichende Gase entlang der dargestellten y-Richtung aus der gesamten Batterie 12 herauszuführen.Furthermore, the extruded profiles that are open on one or both sides and that provide the module housing 24 can also provide a simple exhaust gas discharge for gases escaping from battery cells 22 in the event of a thermal runaway, which is not explicitly shown. Such a gas duct can be used, for example, by means of an exhaust manifold between a respective module 18, in particular on the outside in relation to the x-direction, and a frame profile 50 (cf 2 ) take place. Such a frame profile 50 can, for example, run below the battery modules 18 and, for example, also act as a carrier for the battery modules 18 . Such a frame profile 50 can also be designed as a hollow space or also be provided as an extruded profile, as a result of which exhaust gas discharge is possible in a simple manner inside such a profile. It is thus advantageously possible to conduct gases escaping from the battery cells 22 out of the entire battery 12 along the y-direction shown.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung sozusagen eine „Tailored Battery“ bereitgestellt werden kann, das heißt eine Batterie in Form einer Batteriemodulanordnung, die auf einen in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehenden Bauraum auf besonders einfache und effiziente Weise maßgeschneidert zugeschnitten werden kann.Overall, the examples show how a “tailored battery” can be provided by the invention, ie a battery in the form of a battery module arrangement that can be tailored to the installation space available in a motor vehicle in a particularly simple and efficient manner.

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

  • DE 102017200479 A1 [0003]DE 102017200479 A1 [0003]
  • DE 102017211365 A1 [0004]DE 102017211365 A1 [0004]

Claims (10)

Batteriemodulanordnung (10, 12) mit einem ersten Batteriemodul (18, 18a, 18c), - wobei das das erste Batteriemodul (18, 18a, 18c) einen ersten Zellstapel (20) mit mehreren ersten Batteriezellen (22) aufweist, die in einer ersten Richtung (z) übereinander angeordnet sind, - wobei das erste Batteriemodul (18, 18a, 18c) ein erstes Modulgehäuse (24, 24a, 24c) aufweist, in welchem der erste Zellstapel (20) angeordnet ist, - wobei das erste Modulgehäuse (24, 24a, 24c) eine Längserstreckung in eine zweite Richtung (x) senkrecht zur ersten Richtung (z) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Batteriemodulanordnung (10, 12) ein zweites Batteriemodul (18, 18b, 18d) aufweist, - das einen zweiten Zellstapel (20) mit mehreren in der ersten Richtung (z) übereinander angeordneten zweiten Batteriezellen (22) umfasst, - und ein zweites Modulgehäuse (24, 24b, 24d), in welchem der zweite Zellstapel (20) angeordnet ist, - wobei das zweite Modulgehäuse (24, 24b, 24d) eine Längserstreckung in der zweiten Richtung (x) aufweist, - wobei das erste und das zweite Modulgehäuse (24, 24a, 24b, 24c, 24d) in einer dritten Richtung (y) senkrecht zur ersten und zweiten Richtung (z, x) nebeneinander angeordnet sind, - wobei das erste Modulgehäuse (24, 24a, 24c) eine dem zweiten Modulgehäuse (24, 24b, 24d) zugewandte erste Kopplungswand (30) aufweist und das zweite Modulgehäuse (24, 24b, 24d) eine dem ersten Modulgehäuse (24, 24a, 24c) zugewandte zweite Kopplungswand (28) aufweist, - wobei das erste Modulgehäuse (24, 24a, 24c) und das zweite Modulgehäuse (24, 24b, 24d) derart miteinander koppelbar sind, dass zwischen der ersten und zweiten Kopplungswand (30, 28) mindestens ein erster Zwischenraum (36, 36a, 36b) zur Aufnahme einer Kühleinrichtung (40) zur Kühlung der ersten und/oder zweiten Batteriezellen (22) bereitgestellt ist.Battery module arrangement (10, 12) with a first battery module (18, 18a, 18c), - wherein the first battery module (18, 18a, 18c) has a first cell stack (20) with a plurality of first battery cells (22), which are in a first Direction (z) are arranged one above the other, - wherein the first battery module (18, 18a, 18c) has a first module housing (24, 24a, 24c), in which the first cell stack (20) is arranged, - wherein the first module housing (24 , 24a, 24c) has a longitudinal extent in a second direction (x) perpendicular to the first direction (z), characterized in that - the battery module arrangement (10, 12) has a second battery module (18, 18b, 18d), - the one second cell stack (20) with a plurality of second battery cells (22) arranged one above the other in the first direction (z), - and a second module housing (24, 24b, 24d), in which the second cell stack (20) is arranged, - wherein the second module housing (24, 24b, 24d) a longitudinal extension in the two th direction (x), - wherein the first and the second module housing (24, 24a, 24b, 24c, 24d) in a third direction (y) perpendicular to the first and second direction (z, x) are arranged next to each other, - wherein the first module housing (24, 24a, 24c) has a first coupling wall (30) facing the second module housing (24, 24b, 24d) and the second module housing (24, 24b, 24d) has a first module housing (24, 24a, 24c) facing second coupling wall (28), - wherein the first module housing (24, 24a, 24c) and the second module housing (24, 24b, 24d) can be coupled to one another in such a way that between the first and second coupling wall (30, 28) at least one first intermediate space (36, 36a, 36b) for receiving a cooling device (40) for cooling the first and/or second battery cells (22) is provided. Batteriemodulanordnung (10, 12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodulanordnung (10, 12) die Kühleinrichtung (40) aufweist, die von einem Kühlmittel durchströmbar ist, wobei die Kühleinrichtung (40) derart flexibel ausgebildet ist, dass in einem vom Kühlmittel durchströmten Zustand der Kühleinrichtung (40) zumindest ein Teil eines Kühlmitteldrucks auf die erste Kopplungswand (30) des ersten Modulgehäuses (24, 24a, 24c) und/oder die zweite Kopplungswand (28) des zweiten Modulgehäuses (24, 24b, 24d) übertragbar ist.Battery module arrangement (10, 12) after claim 1 , characterized in that the battery module arrangement (10, 12) has the cooling device (40) through which a coolant can flow, wherein the cooling device (40) is designed so flexibly that when the coolant is flowing through the cooling device (40) at least part of a coolant pressure can be transmitted to the first coupling wall (30) of the first module housing (24, 24a, 24c) and/or the second coupling wall (28) of the second module housing (24, 24b, 24d). Batteriemodulanordnung (10, 12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (40) einen flexiblen Kühlbeutel aufweist, der von einem Kühlmedium durchströmbar ist, wobei der Kühlbeutel eine erste Beutelwand und eine der ersten Beutelwand in der dritten Richtung (y) gegenüberliegende zweite Beutelwand aufweist, wobei die erste Beutelwand in einem vom einem Kühlmedium durchströmten Zustand des Kühlbeutels an der ersten Kopplungswand (30) anliegt und/oder die zweite Beutelwand an der zweiten Kopplungswand (28) anliegt, insbesondere flächig bezogen auf mindestens einen Großteil der ersten und/oder zweiten Kopplungswand (30, 28).Battery module arrangement (10, 12) after claim 2 , characterized in that the cooling device (40) has a flexible cooling bag through which a cooling medium can flow, the cooling bag having a first bag wall and a second bag wall lying opposite the first bag wall in the third direction (y), the first bag wall in when the cooling bag is in a state in which a cooling medium is flowing through it is in contact with the first coupling wall (30) and/or the second bag wall is in contact with the second coupling wall (28), in particular over an area related to at least a large part of the first and/or second coupling wall (30, 28) . Batteriemodulanordnung (10, 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Batteriezellen (22) Pouchzellen (22) darstellen und insbesondere eine jeweilige Höhe in der ersten Richtung (z) zwischen 5 mm und 15 mm, (12 bis 13), eine Breite in der dritten Richtung (y) zwischen 80 mm und 150 mm und eine Länge in der zweiten Richtung (x) zwischen 500 mm und 600 mm aufweisen.Battery module arrangement (10, 12) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second battery cells (22) represent pouch cells (22) and in particular a respective height in the first direction (z) between 5 mm and 15 mm (12 to 13), a width in the third direction (y) between 80 mm and 150 mm and a length in the second direction (x) between 500 mm and 600 mm. Batteriemodulanordnung (10, 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kopplungswand (30) des ersten Modulgehäuses (24, 24a, 24c) zwei in der dritten Richtung (y) abstehende erste Stege (34) aufweist, die in der ersten Richtung (z) einen ersten Abstand zueinander aufweisen, wobei das erste Modulgehäuse (24, 24a, 24c) eine der ersten Kopplungswand (30) gegenüberliegende zweite Kopplungswand (28), insbesondere zur Kopplung mit einem dritten Batteriemodul (18), aufweist, wobei die zweite Kopplungswand (28) zwei in der dritten Richtung (y) abstehende zweite Stege (32) aufweist, die in der ersten Richtung (z) einen zweiten Abstand voneinander aufweisen, der sich vom ersten Abstand unterscheidet, insbesondere wobei die ersten und zweiten Stege (34, 32) bezüglich der ersten Richtung (z) in einem Randbereich der ersten und zweiten Kopplungswand (30, 28) angeordnet sind.Battery module arrangement (10, 12) according to one of the preceding claims, characterized in that the first coupling wall (30) of the first module housing (24, 24a, 24c) has two first webs (34) protruding in the third direction (y), which in have a first distance from one another in the first direction (z), the first module housing (24, 24a, 24c) having a second coupling wall (28) opposite the first coupling wall (30), in particular for coupling to a third battery module (18), wherein the second coupling wall (28) has two second webs (32) protruding in the third direction (y) and having a second distance from one another in the first direction (z) which differs from the first distance, in particular wherein the first and second Webs (34, 32) are arranged in an edge region of the first and second coupling wall (30, 28) with respect to the first direction (z). Batteriemodulanordnung (10, 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Batteriemodul (18, 18c) eine in der ersten Richtung andere Höhe aufweist als das zweite Batteriemodul (18, 18d), wobei die Batteriemodulanordnung (10, 12) eine Adapterplatte (41) aufweist, die zwischen dem ersten und zweiten Batteriemodul (18, 18c, 18d) angeordnet ist, und die derart mit der ersten Kopplungswand (30) des ersten Modulgehäuses (24, 24c) und der zweiten Kopplungswand (28) des zweiten Modulgehäuses (24, 24d) gekoppelt ist, dass zwischen der Adapterplatte (41) und der ersten Kopplungswand (30) der erste Zwischenraum (36a) gebildet ist und zwischen der Adapterplatte (41) und der zweiten Kopplungswand (28) des zweiten Modulgehäuses (24, 24d) ein zweiter Zwischenraum (36b) zur Aufnahme einer zweiten Kühleinrichtung (40) gebildet ist.Battery module arrangement (10, 12) according to one of the preceding claims, characterized in that the first battery module (18, 18c) has a different height in the first direction than the second battery module (18, 18d), the battery module arrangement (10, 12) has an adapter plate (41) which is arranged between the first and second battery module (18, 18c, 18d) and which is connected in this way to the first coupling wall (30) of the first module housing (24, 24c) and the second coupling wall (28) of the second module housing (24, 24d) is coupled in that the first intermediate space (36a) is formed between the adapter plate (41) and the first coupling wall (30) and between the adapter plate (41) and the second coupling wall (28) of the second module housing ( 24, 24d) a second intermediate space (36b) for receiving a second cooling device (40) is formed. Batteriemodulanordnung (10, 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Modulgehäuse (24, 24a, 24c) zwei in der zweiten Richtung (x) gegenüberliegende offene Seiten aufweist, insbesondere wobei das erste Modulgehäuse (24, 24a, 24c) als Strangpressprofil ausgebildet ist, wobei die ersten Batteriezellen (22) Zellpole (46) aufweisen, die an einer jeweiligen Stirnseite einer jeweiligen ersten Batteriezelle (22) angeordnet sind, wobei die ersten Batteriezellen (22) derart im ersten Modulgehäuse (24, 24a, 24c) angeordnet sind, dass die Stirnseiten in die zweite Richtung weisen.Battery module arrangement (10, 12) according to one of the preceding claims, characterized in that the first module housing (24, 24a, 24c) has two opposite open sides in the second direction (x), in particular wherein the first module housing (24, 24a, 24c ) is designed as an extruded profile, the first battery cells (22) having cell poles (46) which are arranged on a respective end face of a respective first battery cell (22), the first battery cells (22) being mounted in the first module housing (24, 24a, 24c) are arranged such that the end faces point in the second direction. Batteriemodulanordnung (10, 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Batteriemodul (18, 18a, 18c) einen dritten Zellstapel (20b) mit mehreren dritten Batteriezellen (22) aufweist, wobei der dritte Zellstapel (20b) im ersten Modulgehäuse (24, 24a, 24c) in der zweiten Richtung (x) neben dem ersten Zellstapel (20, 20a) angeordnet ist, insbesondere wobei die Batteriemodulanordnung (10, 12) einen sich in der dritten Richtung (y) erstreckenden Kabelkanal (26) aufweist, der zumindest zum Teil zwischen dem ersten und dritten Zellstapel (20a, 20b) angeordnet ist.Battery module arrangement (10, 12) according to one of the preceding claims, characterized in that the first battery module (18, 18a, 18c) has a third cell stack (20b) with a plurality of third battery cells (22), the third cell stack (20b) in the first Module housing (24, 24a, 24c) is arranged next to the first cell stack (20, 20a) in the second direction (x), in particular wherein the battery module arrangement (10, 12) has a cable duct (26) extending in the third direction (y). which is arranged at least in part between the first and third cell stacks (20a, 20b). Batteriemodul (18, 18a, 18b, 18c, 18d) für eine Batteriemodulanordnung (10, 12), wobei das Batteriemodul (18, 18a, 18b, 18c, 18d) als das erste Batteriemodul (18, 18a, 18c) der Batteriemodulanordnung (10, 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.Battery module (18, 18a, 18b, 18c, 18d) for a battery module arrangement (10, 12), the battery module (18, 18a, 18b, 18c, 18d) being the first battery module (18, 18a, 18c) of the battery module arrangement (10 , 12) according to one of the preceding claims. Kraftfahrzeug (10) mit einer Batteriemodulanordnung (10, 12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste Richtung (z) in Richtung einer Fahrzeughochachse verläuft, die zweite Richtung (x) in Richtung einer Fahrzeugquerachse und die dritte Richtung (y) in Richtung einer Fahrzeuglängsachse.Motor vehicle (10) with a battery module arrangement (10, 12) according to one of Claims 1 until 8th , The first direction (z) running in the direction of a vehicle vertical axis, the second direction (x) in the direction of a vehicle transverse axis and the third direction (y) in the direction of a vehicle longitudinal axis.
DE102021104276.3A 2021-02-23 2021-02-23 Battery module arrangement, battery module and motor vehicle Pending DE102021104276A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021104276.3A DE102021104276A1 (en) 2021-02-23 2021-02-23 Battery module arrangement, battery module and motor vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021104276.3A DE102021104276A1 (en) 2021-02-23 2021-02-23 Battery module arrangement, battery module and motor vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021104276A1 true DE102021104276A1 (en) 2022-08-25

Family

ID=82702111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021104276.3A Pending DE102021104276A1 (en) 2021-02-23 2021-02-23 Battery module arrangement, battery module and motor vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021104276A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023108732A1 (en) 2023-04-05 2024-10-10 Audi Aktiengesellschaft Intercell cooling element, battery arrangement, motor vehicle and method for producing an intercell cooling element
DE102023005236A1 (en) * 2023-12-20 2025-06-26 Mercedes-Benz Group AG Extruded profile for a battery housing of a motor vehicle, arrangement and battery housing

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015118296A1 (en) 2014-10-28 2016-04-28 Ford Global Technologies, Llc Support structure for traction battery assembly with integrated thermal plate
JP2016178050A (en) 2015-03-23 2016-10-06 トヨタ自動車株式会社 Battery pack
EP3291360A1 (en) 2015-11-02 2018-03-07 LG Chem, Ltd. Battery pack and vehicle including such battery pack
DE102017200479A1 (en) 2017-01-13 2018-07-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft MODULAR ENERGY STORAGE DEVICE, MANUFACTURING METHOD AND VEHICLE
DE102017210343A1 (en) 2017-06-21 2018-12-27 Robert Bosch Gmbh Flexible cooling plate for a battery
DE102017211365A1 (en) 2017-07-04 2019-01-10 Audi Ag Energy storage device for a motor vehicle and motor vehicle
JP2019197647A (en) 2018-05-09 2019-11-14 本田技研工業株式会社 Battery back

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015118296A1 (en) 2014-10-28 2016-04-28 Ford Global Technologies, Llc Support structure for traction battery assembly with integrated thermal plate
JP2016178050A (en) 2015-03-23 2016-10-06 トヨタ自動車株式会社 Battery pack
EP3291360A1 (en) 2015-11-02 2018-03-07 LG Chem, Ltd. Battery pack and vehicle including such battery pack
DE102017200479A1 (en) 2017-01-13 2018-07-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft MODULAR ENERGY STORAGE DEVICE, MANUFACTURING METHOD AND VEHICLE
DE102017210343A1 (en) 2017-06-21 2018-12-27 Robert Bosch Gmbh Flexible cooling plate for a battery
DE102017211365A1 (en) 2017-07-04 2019-01-10 Audi Ag Energy storage device for a motor vehicle and motor vehicle
JP2019197647A (en) 2018-05-09 2019-11-14 本田技研工業株式会社 Battery back

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023108732A1 (en) 2023-04-05 2024-10-10 Audi Aktiengesellschaft Intercell cooling element, battery arrangement, motor vehicle and method for producing an intercell cooling element
DE102023005236A1 (en) * 2023-12-20 2025-06-26 Mercedes-Benz Group AG Extruded profile for a battery housing of a motor vehicle, arrangement and battery housing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018103081B4 (en) Fuel cell vehicle
EP2377184B1 (en) Device for power supply of a vehicle with optimized heat dissipation
EP3528305B1 (en) Use of drive batteries in vehicles
DE102012109728B4 (en) Support structure of a motor vehicle and motor vehicle
WO2011012198A1 (en) Battery having a plurality of plate-shaped battery cells
EP3557654A1 (en) Mounting arrangement of an electrically driven motor vehicle
DE102018205962A1 (en) Traction battery for an electrically or partially electrically driven vehicle
DE102011109309A1 (en) Battery for vehicle e.g. electric car, has cell modules that are mounted in battery housing along impact direction, during front and rear collision of vehicle
DE102018211220A1 (en) Assembly for a motor vehicle
DE102018207536A1 (en) High-voltage battery for a motor vehicle and motor vehicle
DE102020110012A1 (en) Electric energy storage device and motor vehicle
WO2021148209A1 (en) Modular motor vehicle architecture
DE102021104276A1 (en) Battery module arrangement, battery module and motor vehicle
WO2023057325A1 (en) Motor vehicle and battery with a cooling element
WO2023110543A1 (en) Electrical energy storage device with terminal temperature control and a gas duct
DE102021118397A1 (en) Battery with integrated busbar cooling and motor vehicle
DE102022104569B4 (en) traction battery vehicle floor
DE102020117832B4 (en) Traction battery system for a motor vehicle and motor vehicle with an electric drive
DE102018211222A1 (en) Assembly for a motor vehicle
DE102015216221A1 (en) Traction storage for the underbody of a vehicle
WO2013171142A1 (en) Cooling device and energy store having a cooling device
WO2020007779A1 (en) Module for a motor vehicle
DE102018210124B4 (en) Battery housing and motor vehicle with such a battery housing
DE102018211225A1 (en) Assembly for a motor vehicle
DE102021116609A1 (en) Battery module with crash strut

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified