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DE102021207407A1 - Batteriemodul und Verfahren zur Herstellung eines solchen - Google Patents

Batteriemodul und Verfahren zur Herstellung eines solchen Download PDF

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DE102021207407A1
DE102021207407A1 DE102021207407.3A DE102021207407A DE102021207407A1 DE 102021207407 A1 DE102021207407 A1 DE 102021207407A1 DE 102021207407 A DE102021207407 A DE 102021207407A DE 102021207407 A1 DE102021207407 A1 DE 102021207407A1
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Germany
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battery module
battery cells
housing
battery
module according
Prior art date
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DE102021207407.3A
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Inventor
Holger Knesch
Markus Schmitt
Roman Marx
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Priority to US17/861,294 priority patent/US20230022636A1/en
Priority to CN202210815940.0A priority patent/CN115621530A/zh
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl an prismatisch ausgebildeten Batteriezellen (2, 20), insbesondere Lithium-lonen-Batteriezellen (200), welche in einer Längsrichtung (4) des Batteriemoduls (1) nebeneinander angeordnet sind und weiterhin ein erstes Temperierelement (130) mit jeweils einer Seitenfläche (23) der Mehrzahl an Batteriezellen (2) wärmeleitend verbunden ist, und wobei die Mehrzahl an Batteriezellen (2) in einem Innenraum (30) eines Gehäuses (3) des Batteriemoduls (1) aufgenommen ist und zudem eine Bodenfläche (31) des Gehäuse (3) des Batteriemoduls (1) und eine Bodenfläche (51) der Batteriezellen (2) jeweils stoffschlüssig, miteinander verbunden sind, das Gehäuse (3) unmittelbar benachbart zu den Bodenflächen (21) der Mehrzahl an Batteriezellen (2) ein zweites Temperierelement (13) umfasst in der Längsrichtung (4) des Batteriemoduls (1) zwischen dem Gehäuse (3) und der Mehrzahl an Batteriezellen (2) ein Verpresselement (11) und/oder ein Abstützelement (12) angeordnet ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Batteriemodul nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass ein Batteriemodul eine Mehrzahl an einzelnen Batteriezellen aufweist, welche jeweils einen positiven Spannungsabgriff und einen negativen Spannungsabgriff aufweisen, wobei zu einer elektrisch leitenden seriellen und/oder parallelen Verbindung der Mehrzahl an Batteriezellen untereinander die jeweiligen Spannungsabgriffe elektrisch leitend miteinander verbunden werden und somit zu dem Batteriemodul zusammengeschaltet werden können. Batteriemodule ihrerseits werden ferner zu Batterien bzw. zu gesamten Batteriesystemen zusammengeschaltet.
  • Insbesondere Lithium-lonen-Batteriezellen oder Li-Polymer-Batteriezellen erwärmen sich bedingt durch chemische Wandlungsprozesse in ihrem Inneren vor allem bei der schnellen Energieabgabe bzw. -aufnahme in Batteriesystemen. Je leistungsfähiger das Batteriesystem ist, desto größer ist auch seine Erwärmung und damit einhergehend ein effizientes aktives Thermomanagementsystem notwendig.
  • Die Temperierung ist überwiegend als eine Flüssigkeitstemperierung bspw. mit einem Wasser/Glykol-Gemisch ausgebildet. Das Temperierfluid wird z.B. durch Kanäle eines unterhalb der Batteriezellen angeordneten Kühlelements geleitet. Diese Kühlelemente sind zudem an einen Kühlkreislauf angeschlossen.
  • Aus dem Stand der Technik ist dabei zudem bekannt, die Batteriezellen über deren Zellboden zu entwärmen, wobei der Wärmestrom durch den Boden des Zellgehäuses und eine Kühlplatte in das Kühlmedium gelangt. Die thermische Kontaktierung des Zellbodens zum Kühlelement wird mittels eines sogenannten thermischen Ausgleichsmaterials (zu Englisch thermal interface material auch bekannt als TIM) realisiert, was z.B. ein thermisch leitfähiger Klebstoff, ein sogenannter Gap-Filler oder ein sogenanntes Gap-Pad sein kann.
  • Stand der Technik sind hierzu bspw. EP 2 360 768 , KR 100 739 841 , US 2017/0170510 oder JP 2016/0085895 .
  • Offenbarung der Erfindung
  • Ein Batteriemodul mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs bietet den Vorteil, dass insgesamt eine zuverlässige Temperierung einer Mehrzahl an Batteriezellen über deren Lebensdauer ausgebildet ist.
  • Dazu wird erfindungsgemäß ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl an prismatisch ausgebildeten Batteriezellen, welche insbesondere als Lithium-Ionen-Batteriezellen ausgebildet sind, zur Verfügung gestellt. Dabei sind die Batteriezellen in einer Längsrichtung des Batteriemoduls nebeneinander angeordnet. Zudem ist ein erstes Temperierelement wärmeleitend mit jeweils einer Seitenfläche der Mehrzahl an Batteriezellen verbunden. Weiterhin ist die Mehrzahl an Batteriezellen in einem Innenraum eines Gehäuses des Batteriemoduls aufgenommen. Zudem sind eine Bodenfläche des Gehäuses des Batteriemoduls und eine Bodenfläche der Batteriezellen jeweils stoffschlüssig miteinander verbunden. Insbesondere ist diese Verbindung mittels eines Klebstoffs, der bevorzugt thermisch leitfähig ausgebildete Zusatzstoffe aufweisen kann, geklebt ausgebildet. Weiterhin umfasst das Gehäuse unmittelbar benachbart zu den Bodenflächen der Mehrzahl an Batteriezellen ein zweites Temperierelement. In der Längsrichtung des Batteriemoduls ist zwischen dem Gehäuse des Batteriemoduls und der Mehrzahl an Batteriezellen ein Verpresselement und/oder ein Abstützelement angeordnet.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass prismatisch ausgebildete Batteriezellen jeweils ein Batteriezellengehäuse mit insgesamt sechs Seitenflächen umfassen, welche paarweise einander gegenüberliegend und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Weiterhin sind benachbart zueinander angeordnete Seitenflächen rechtwinklig zueinander angeordnet. In einem Inneren des Batteriezellengehäuses sind die elektrochemischen Komponenten der jeweiligen Batteriezelle aufgenommen. Üblicherweise sind an einer als Deckelfläche bezeichneten oberen Seitenfläche zwei Spannungsabgriffe, wie insbesondere ein positiver Spannungsabgriff und ein negativer Spannungsabgriff, angeordnet. Die der oberen Seitenfläche gegenüberliegend angeordnete untere Seitenflächen ist als Bodenfläche bezeichnet.
  • Bei einer Anordnung der Batteriezellen in einer Längsrichtung des Batteriemoduls nebeneinander sind die Batteriezellen mit ihren jeweils größten Seitenflächen, welche jeweils insbesondere rechtwinklig zu der oberen Seitenfläche und der unteren Seitenfläche angeordnet sind, benachbart zueinander angeordnet. An dieser Stelle sei bemerkt, dass die Längsrichtung des Batteriemoduls in diesem Fall demnach senkrecht zu den größten Seitenflächen der Batteriezellen angeordnet ist.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass zu einer Ausbildung einer geklebt ausgebildeten stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Bodenfläche des Gehäuses des Batteriemoduls und der Bodenfläche der Batteriezellen mittels eines Klebstoffs entweder bevorzugt zunächst der Klebstoff in das Gehäuse des Batteriemoduls bzw. auf die Bodenfläche des Gehäuses des Batteriemoduls dispenst werden kann und/oder auch der Klebstoff auf die jeweilige Batteriezelle dispenst werden kann. Die geklebt ausgebildete stoffschlüssige Verbindung dient hierbei einerseits einer Verbesserung der Wärmeleitung zwischen der Bodenfläche der Batteriezelle und der Bodenfläche des Gehäuses und andererseits einem mechanischen Lastabtrag.
  • Von Vorteil ist es, wenn das erste Temperierelement als elektrisches Temperierelement ausgebildet ist. Bspw. kann das elektrische Temperierelement als ein elektrischer Heizer ausgebildet sein. Insbesondere kann das erste Temperierelement bevorzugt als eine Heizmatte ausgebildet sein.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass das erste Temperierelement insbesondere als ein Heizelement ausgebildet ist und das zweite Temperierelement als ein Kühlelement. Dadurch können die Entwärmung sowie Erwärmung der Mehrzahl an Batteriezellen getrennt ausgebildet werden und dadurch insgesamt vergleichbar effizienter ausgebildet sein.
  • Es ist zweckmäßig, wenn das Verpresselement sich senkrecht zu der Längsrichtung des Batteriemoduls in Richtung der Bodenfläche des Gehäuses des Batteriemoduls verjüngt. Hierdurch kann eine zuverlässige mechanische Verpressung ausgebildet sein.
  • Insbesondere ist es auch zweckmäßig, wenn das Verpresselement zwei Anlageflächen aufweist. Eine erste der beiden Anlageflächen ist dabei insbesondere mechanisch kontaktierend mit dem Gehäuse des Batteriemoduls angeordnet und eine zweite der beiden Anlageflächen ist dabei insbesondere mechanisch kontaktierend mit einer endständig angeordneten Batteriezelle der Mehrzahl an Batteriezellen oder einer nachfolgend noch beschriebenen Endplatte angeordnet. Die zwei Anlageflächen sind dabei bevorzugt unter einem Winkel von mindestens vier Grad zueinander angeordnet. Die Anlageflächen sind dabei weiterhin insbesondere in einer solchen Dimensionierung ausgeführt, dass eine thermische Entkopplung zwischen dem Gehäuse und der Mehrzahl an Batteriezellen gewährleistet ist. Insbesondere sind die Anlageflächen dabei in einer solchen Größe auszuführen, dass zu Beginn der Lebenszeit eine sichere Anlage und Positionierung der Mehrzahl an Batteriezellen in dem Gehäuse des Batteriemoduls bis zu einer Aushärtung des thermisch leitfähig ausgebildeten Klebstoffes erreicht ist, und dass zum Ende der Lebenszeit auftretende Schwellkräfte der Mehrzahl an Batteriezellen sicher an das Gehäuse des Batteriemoduls übertragen werden können, ohne dass das Verpresselement selbst mechanisch geschädigt wird. Weiterhin dient das Verpresselement dazu, sowohl Toleranzen des Gehäuses als auch der Mehrzahl an Batteriezellen auszugleichen. Um dies sicherzustellen, wird das Verpresselement in der Höhenrichtung des Batteriemoduls in Richtung der Bodenfläche des Gehäuses des Batteriemoduls eingeführt, insbesondere bis eine definierte Verpressung der Mehrzahl an Batteriezellen ausgebildet ist.
  • Von Vorteil ist es, wenn das Verpresselement formschlüssig in einer Aufnahme des Gehäuses des Batteriemoduls aufgenommen ist. Hierdurch ist eine zuverlässige Befestigung des Verpresselements ausbildbar. Insbesondere bildet die Aufnahme bevorzugt einen Winkel von mindestens vier Grad zu einer senkrecht zur Längsrichtung angeordneten Höhenrichtung des Batteriemoduls aus. Hierdurch kann die Aufnahme des Verpresselements vereinfacht werden. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Aufnahme eine weitere Anlagefläche ausbildet, an welcher insbesondere die erste der beiden Anlagenflächen des Verpresselements mechanisch kontaktierend angeordnet ist. Insbesondere bildet bevorzugt eben diese Anlagefläche den Winkel von mindestens vier Grad zu der senkrecht zur Längsrichtung angeordneten Höhenrichtung des Batteriemoduls aus. Besonders bevorzugt ist das Verpresselement linienförmig kontaktierend mit dem Gehäuse bzw. der Aufnahme des Gehäuses angeordnet, so dass unerwünschte noch beschriebene sekundäre thermische Pfade minimiert werden.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass das Gehäuse des Batteriemoduls bevorzugt als Druckgussbauteile ausgeführt ist, bspw. aus einem metallischen Werkstoff.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in der Längsrichtung des Batteriemoduls gegenüberliegend zu dem Verpresselement ein Abstützelement angeordnet. Das Abstützelement ist dabei zwischen dem Gehäuse des Batteriemoduls und der Mehrzahl an Batteriezellen angeordnet. Insbesondere ist das Abstützelement zwischen dem Gehäuse und einer endständig angeordneten Batteriezelle der Mehrzahl an Batteriezellen oder einer nachfolgend noch beschriebenen Endplatte angeordnet.
  • Bevorzugt weist das Abstützelement eine Öffnung und Anlageflächen auf. Insbesondere weist das Abstützelement erste Anlageflächen auf, welche ausgebildet sind, das Gehäuse des Batteriemoduls mechanisch zu kontaktieren und zweite Anlageflächen, welche ausgebildet sind, eine endständig angeordnete Batteriezelle der Mehrzahl an Batteriezellen oder eine nachfolgend noch beschriebene Endplatte mechanisch zu kontaktieren. Durch die Ausbildung mit einer Öffnung können vergleichbar kleine Kontaktflächen zu einer mechanischen Kontaktierung zwischen der endständig angeordneten Batteriezelle bzw. der noch zu beschreibenden Endplatte und dem Gehäuse ausgebildet werden, wodurch eine thermische Entkopplung gewährleistet ist. Insbesondere sind die Anlageflächen dabei in einer solchen Größe auszuführen, dass zu Beginn der Lebenszeit eine sichere Anlage und Positionierung der Mehrzahl an Batteriezellen in dem Gehäuse des Batteriemoduls bis zu einer Aushärtung des thermisch leitfähig ausgebildeten Klebstoffes erreicht ist, und dass zum Ende der Lebenszeit auftretende Schwellkräfte der Mehrzahl an Batteriezellen sicher an das Gehäuse des Batteriemoduls übertragen werden können, ohne dass das Abstützelement selbst mechanisch geschädigt wird. Besonders bevorzugt ist das Abstützelement aus einem polymeren Werkstoff, wie beispielsweise als Kunststoffspritzgussteil, ausgeführt.
  • An dieser Stelle sei zudem angemerkt, dass das Abstützelement in der Art ausgeführt ist, dass Toleranzen zwischen dem Gehäuse des Batteriemoduls und der Mehrzahl an Batteriezellen zuverlässig ausgeglichen werden können.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Batteriemodul zwei Verpresselemente aufweist. Die zwei Verpresselemente sind dabei am selben Ende der Mehrzahl an Batteriezellen angeordnet. Dies bietet den besonderen Vorteil, dass ein noch besserer Ausgleich möglich ist, wobei die zwei Verpresselemente insbesondere unabhängig voneinander und jeweils eigenständig zuverlässig angeordnet werden können. Beispielsweise können die zwei Verpresselemente unterschiedlich weit eingeführt werden. Zudem können hierdurch auftretende Schwellkräfte der Batteriezellen gleichmäßig über die zwei Verpresselemente an das Gehäuse des Batteriemoduls übertragen werden, wodurch einseitig unterschiedlich auftretende Reaktionskräfte vermieden werden. Weiterhin kann hierdurch eine zuverlässige thermische Isolation ausgebildet werden.
  • Insbesondere ist das zweite Temperierelement als von Temperierfluid durchströmbarer Temperierraum ausgebildet. An dieser Stelle sei angemerkt, dass das zweite Temperierelement bevorzugt als Kühlelement ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Gehäuse des Batteriemoduls hierzu einen integrierten Temperierraum aufweisen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Mehrzahl an Batteriezellen insbesondere mittels eines thermisch leitfähig ausgebildeten Klebstoffs wärmeleitend an die Bodenfläche des Gehäuses angebunden, wodurch Wärme von der Bodenfläche der jeweiligen Batteriezelle auf das zweite Temperierelement übertragen werden kann. Der thermisch leitfähig ausgebildete Klebstoff dient also zu einer thermischen Kontaktierung zwischen dem zweiten Temperierelement und der Mehrzahl an Batteriezellen. Hierdurch ist der erste primäre thermische Pfad bei der Temperierung der Mehrzahl an Batteriezellen ausgebildet.
  • Besonders bevorzugt ist die Mehrzahl an Batteriezellen miteinander verspannt.
  • Bevorzugt ist hierbei die Mehrzahl an Batteriezellen zwischen zwei Endplatten angeordnet. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die in der Längsrichtung des Batteriemoduls gegenüberliegend angeordneten endständig angeordneten Batteriezellen jeweils benachbart zu einer der zwei Endplatten angeordnet sind. Die zwei Endplatten sind mittels zumindest einem Spannelement miteinander verspannt. Insbesondere ist das Spannelement als ein Spannband ausgebildet. Das zumindest eine Spannelement ist dabei bevorzugt stoffschlüssig mit den Endplatten verbunden. Beispielsweise kann diese Verbindung bevorzugt geschweißt ausgebildet sein. Besonders bevorzugt umfasst das Batteriemodul zwei Spannelemente, welche bevorzugt jeweils als Spannband ausgebildet sind und/oder welche gegenüberliegend an der Mehrzahl an Batteriezellen angeordnet sind, wobei ein erstes Ende des jeweiligen Spannelements jeweils mit einer ersten der beiden Endplatten verbunden ist und ein zweites Ende des jeweiligen Spannelements jeweils mit einer zweiten der beiden Endplatten verbunden ist. Diese Verbindungen sind dabei bevorzugt stoffschlüssig wie insbesondere geschweißt ausgebildet. Eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem zumindest einen Spannelement und den Endplatten kann vorteilhafterweiße vergleichbar hohe Kräfte übertragen. An dieser Stelle sei angemerkt, dass aufgrund der mittels des Spannelements ausgebildeten Vorspannung bzw. Vorpressung der Mehrzahl an Batteriezellen zu Beginn der Lebensdauer eine vergleichbar geringe initiale Vorspannkraft durch das Verpresselement auszubilden ist. Das erste Temperierelement ist dabei mit dem Spannelement verbunden. Insbesondere ist diese Verbindung wärmeleitend und bevorzugt mechanisch ausgebildet.
  • Besonders bevorzugt ist zwischen einer Seitenfläche einer Batteriezelle und dem Spannelement ein Klebstoff angeordnet. Dabei kann der Klebstoff weiterhin thermisch leitfähig ausgebildete Zusatzstoffe aufweisen. Besonders bevorzugt ist es also, wenn der Klebstoff als thermisch leitfähiger Klebstoff ausgebildet ist. Insbesondere kann dieser als gleicher Klebstoff ausgewählt sein, wie der Klebstoff, der eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Bodenfläche des Gehäuses des Batteriemoduls und der Bodenfläche der Batteriezelle ausbildet. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Seitenfläche der Batteriezelle dabei jeweils senkrecht zu den größten Seitenflächen der Batteriezelle angeordnet ist. Zur Herstellung kann der Klebstoff dabei zunächst entweder auf die jeweilige Seitenfläche der Batteriezelle oder auch auf das Spannelement aufgebracht werden.
  • Die geklebt ausgebildete Verbindung zwischen einer Seitenfläche einer Batteriezelle und dem Spannelement bildet vorteilhaft einen mechanischen Lastpfad aus, wodurch insgesamt die Klebeverbindung zwischen der Bodenfläche des Gehäuses des Batteriemoduls und der Bodenfläche einer Batteriezelle geringere Belastungen während des Betriebs des Batteriemoduls erfährt.
  • Vorteilhafterweiße ist das Abstützelement formschlüssig oder stoffschlüssig mit einer Endplatte oder dem Gehäuse verbunden. Dies ermöglicht eine vergleichbar einfache Herstellung des Batteriemoduls.
  • Besonders bevorzugt ist das Verpresselement und/oder das Abstützelement aus einem polymeren Werkstoff, wie beispielsweise als Kunststoffspritzgussteil, ausgeführt. Besonders bevorzugt weist der polymere Werkstoff eine vergleichbar geringe Wärmeleitfähigkeit auf, so dass unerwünschte sekundäre thermische Pfade minimiert werden.
  • Zwischen zwei benachbart zueinander angeordneten Batteriezellen ist bevorzugt jeweils ein Abstandselement angeordnet. Insbesondere ist das solche Abstandselement demnach benachbart zu den jeweils größten Seitenflächen der Batteriezellen angeordnet, zwischen denen das Abstandselement angeordnet ist. Solche Abstandselemente können insbesondere einen direkten Kontakt der jeweils benachbart zueinander angeordneten Batteriezellen verhindern und bilden somit einen definierten Abstand zwischen den solchen Batteriezellen aus. Hierdurch kann eine thermische Isolierung und/oder elektrische Isolierung ausgebildet werden. Weiterhin ist insbesondere zwischen einer Endplatte und einer endständig angeordneten Batteriezelle ein Abstandselement angeordnet ist. Dadurch kann verhindert werden, dass Wärme zwischen der Endplatte und der zu dieser unmittelbar benachbart angeordneten endständigen Batteriezelle übertragen wird oder zumindest kann diese Wärmeübertragung erheblich reduziert werden.
  • Insgesamt bietet eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Batteriemoduls den Vorteil, dass das Verpresselement, insbesondere dessen zwei Anlageflächen, an dem Gehäuse und der Mehrzahl an Batteriezellen bzw. der jeweiligen Endplatte mechanisch kontaktierend anliegt und dass gegenüberliegend das Abstützelement, insbesondere dessen zwei Anlageflächen, an dem Gehäuse und der Mehrzahl an Batteriezellen bzw. der jeweiligen Endplatte mechanisch kontaktierend anliegt, wodurch eine Positionierung und Fixierung der Mehrzahl an Batteriezellen in dem Gehäuse sowohl zu Beginn der Lebensdauer (zu Englisch beginn of life oder kurz BoL) als auch zum Ende der Lebensdauer (zu Englisch end of life oder kurz EoL) sichergestellt ist.
  • Über einen sogenannten ersten primären thermischen Pfad wird während des Betriebes bei einer Entwärmung der Mehrzahl an Batteriezellen Wärme von der Mehrzahl an Batteriezellen über die stoffschlüssige Verbindung an die Bodenfläche des Gehäuses des Batteriemoduls und weiter an das zweite Temperierelement übertragen. Eine solche Wärme kann insbesondere während des Betriebes sowohl zu Beginn der Lebensdauer als auch zum Ende der Lebensdauer auftretende Wärme der Batteriezellen umfassen. Insbesondere die Entwärmung der Mehrzahl an Batteriezellen sollte über den ersten primären thermischen Pfad erfolgen, bei dem Wärme aus dem Inneren der jeweiligen Batteriezelle über die stoffschlüssige Verbindung und die Bodenfläche des Gehäuses weiterhin an das zweite Temperierelement übertragen wird. Das zweite Temperierelement dient hierbei also grundsätzlich als Wärmesenke.
  • Über einen sogenannten zweiten primären thermischen Pfad wird während des Betriebes bei einer Erwärmung der Mehrzahl an Batteriezellen Wärme von dem ersten Temperierelement über das Spannelement und insbesondere die geklebt ausgebildete Verbindung zwischen dem Spannelement und den Seitenflächen der Batteriezellen auf die jeweiligen Seitenflächen der Batteriezellen übertragen, wodurch diese erwärmt werden können. Das erste Temperierelement dient hierbei also grundsätzlich als Wärmequelle.
  • Über einen sogenannten ersten sekundären thermischen Pfad, welcher grundsätzlich unerwünscht ist, wird während des Betriebes bei einer Entwärmung der Mehrzahl an Batteriezellen Wärme von der Mehrzahl an Batteriezellen über die geklebt ausgebildete stoffschlüssige Verbindung an das Spannelement übertragen. Über das Spannelement wird diese Wärme dann aufgrund der bspw. stoffschlüssigen Verbindung, welche eine thermisch vergleichbar gute Anbindung ausbildet, weiterhin auf die Endplatten übertragen. Von den Endplatten kann diese Wärme auch z.B. über das Verpresselement auf das Gehäuse übertragen werden. Auch eine solche Wärme kann insbesondere während des Betriebes sowohl zu Beginn der Lebensdauer als auch zum Ende der Lebensdauer auftretende Wärme der Batteriezellen umfassen. Ein solcher erster sekundärer thermischer Pfad kann dazu führen, dass die endständig angeordneten Batteriezellen aufgrund der räumlichen Nähe zu den Endplatten im Vergleich zu in mittleren Position angeordneten Batteriezellen einen vergleichbar höheren Wärmestrom an das Gehäuse übertragen und dadurch schneller entwärmt werden. Hierdurch könnte eine inhomogene Temperaturverteilung ausgebildet sein. Das Verpresselement kann hierbei verhindern, dass diese Wärme weiter an das Gehäuse des Batteriemoduls übertragen wird, oder diese Wärmeübertragung zumindest reduzieren. Insgesamt kann also der erste sekundäre thermische Lastpfad zumindest erheblich reduziert werden.
  • Über einen sogenannten zweiten sekundären thermischen Pfad, welcher grundsätzlich auch unerwünscht ist, wird während des Betriebes bei einer Erwärmung der Mehrzahl an Batteriezellen mittels des ersten Temperierelements Wärme über das Spannelement dann aufgrund der bspw. stoffschlüssigen Verbindung, welche eine thermisch vergleichbar gute Anbindung ausbildet, weiterhin auf die Endplatten übertragen. Von den Endplatten kann diese Wärme auch z.B. über das Verpresselement auf das Gehäuse übertragen werden. Ein solcher zweiter sekundärer thermischer Pad kann dazu führen, dass die endständig angeordneten Batteriezellen aufgrund der räumlichen Nähe zu den Endplatten im Vergleich zu in mittleren Position angeordneten Batteriezellen einen vergleichbar geringeren Wärmestrom über den zweiten primären thermischen Pfad erhalten und dadurch langsamer erwärmt werden. Hierdurch könnte eine inhomogene Temperaturverteilung ausgebildet sein und die Aufheizgeschwindigkeit insbesondere der endständig angeordneten Batteriezellen wäre insgesamt geringer. Das Verpresselement kann hierbei verhindern, dass diese Wärme weiter an das Gehäuse des Batteriemoduls übertragen wird, oder diese Wärmeübertragung zumindest reduzieren. Insgesamt kann also der zweite sekundäre thermische Lastpfad zumindest erheblich reduziert werden.
  • Insgesamt bietet eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Batteriemoduls den Vorteil, dass die unerwünschten ersten und zweiten sekundären thermischen Pfade zwischen den Batteriezellen und dem Gehäuse sowohl beim Entwärmen als auch beim Erwärmen der Mehrzahl an Batteriezellen minimiert werden können, so dass hierdurch eine ungleichmäßige Temperaturverteilung verhindert werden kann.
  • Aufgrund der ausgebildeten thermischen Isolierung zwischen dem Gehäuse und der endständig angeordneten Batteriezelle bzw. der Endplatte kann zudem das erste Temperierelement mit einer geringeren Temperierleistung, wie bspw. einer geringeren Heizleistung, ausgebildet werden.
  • Insbesondere üben das Verpresselement und das Abstützelement zu Beginn der Lebensdauer vergleichbar geringe Vorspannkräfte auf die Mehrzahl an Batteriezellen aus. Während des Betriebes des Batteriemoduls steigen die Schwellkräfte der Batteriezellen vom Beginn der Lebensdauer zum Ende der Lebensdauer vergleichbar stark an. Insbesondere die Spannungen innerhalb der stoffschlüssigen Verbindung zwischen den endständig angeordneten Batteriezellen und dem Gehäuse erhöhen sich vergleichbar stark. Um auftretende Spannungen innerhalb der stoffschlüssigen Verbindung, wie insbesondere innerhalb der geklebt ausgebildeten Verbindung, zwischen der Bodenfläche des Gehäuses des Batteriemoduls und der Bodenfläche der Batteriezellen sowie zwischen dem Spannelement und den Seitenflächen der Batteriezellen zu reduzieren und dadurch zu begrenzen, stützen sich das Verpresselement und das Abstützelement an dem Gehäuse ab. Hierdurch wird insgesamt die mechanische Belastung innerhalb der stoffschlüssigen Verbindung insbesondere zum Ende der Lebensdauer reduziert und ein Versagen der solchen verhindert, wodurch insgesamt die Sicherheit des Batteriemoduls erhöht werden kann. Zudem kann bevorzugt die Gefahr, dass aufgrund eines Versagens der stoffschlüssigen Verbindung eine ausreichende Temperierung der Batteriezellen nicht mehr zur Verfügung gestellt werden, deutlich reduziert werden. Weiterhin können dadurch die Eigenschaften des Klebstoffes, wie beispielsweise dessen Festigkeit bis zur Bruchdehnung, in einem vergleichbar größeren Bereich ausgewählt werden. Beispielsweise könnte ein thermisch leitfähig ausgebildeter Klebstoff mit geringeren Festigkeitswerten und einer besseren Wärmeleitfähigkeit ausgewählt werden.
  • Insbesondere ist das Verpresselement in der Art mechanisch kontaktierend mit dem Gehäuse angeordnet, dass stets ein Abstand zwischen dem Gehäuse und der Endplatte bzw. der endständigen Batteriezelle ausgebildet ist. Hierdurch ist zuverlässig ein thermisch isolierend wirkender Luftspalt ausgebildet.
  • Ferner sei noch bemerkt, dass sowohl das Verpresselement als auch das Abstützelement auch aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sein könnten, wodurch insbesondere noch höhere Kräfte übertragbar wären. Hierbei sollten eine thermische Isolierung und/oder elektrische Isolierung angebracht sein, um die Mehrzahl an Batteriezellen thermisch und/oder elektrisch gegenüber dem Gehäuse des Batteriemoduls zu isolieren
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines eben beschriebenen Batteriemoduls mit einer Mehrzahl an prismatisch ausgebildeten Batteriezellen, welche insbesondere als Lithium-Ionen-Batteriezellen ausgebildet sind, und welche in einer Längsrichtung des Batteriemoduls nebeneinander angeordnet. Weiterhin wird ein erstes Temperierelement wärmeleitend mit jeweils einer Seitenfläche der Mehrzahl an Batteriezellen verbunden. Dabei wird die Mehrzahl an Batteriezellen in einem Innenraum eines Gehäuses des Batteriemoduls aufgenommen und zudem werden eine Bodenfläche des Gehäuses des Batteriemoduls und eine Bodenfläche der Batteriezellen jeweils stoffschlüssig, insbesondere mittels eines Klebstoffs geklebt, miteinander verbunden. Dabei umfasst das Gehäuse unmittelbar benachbart zu den Bodenflächen der Mehrzahl an Batteriezellen ein zweites Temperierelement. Weiterhin wird in der Längsrichtung des Batteriemoduls zwischen dem Gehäuse und der Mehrzahl an Batteriezellen ein Verpresselement und/oder ein Abstützelement angeordnet.
  • Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Mehrzahl an Batteriezellen miteinander verspannt wird, und bevorzugt zwischen zwei Endplatten angeordnet wird, welche insbesondere mit einem Spannelement miteinander verspannt werden, wodurch zu Beginn eine initiale Verpressung bzw. Vorspannung ausgebildet werden kann.
  • Weiterhin wird bevorzugt dem Verpresselement in der Längsrichtung der Mehrzahl an Batteriezellen gegenüberliegend ein Abstützelement angeordnet.
  • Es ist zweckmäßig, wenn zur Herstellung des Batteriemoduls die Mehrzahl an bevorzugt miteinander verspannten Batteriezellen insbesondere zusammen mit den zwischen benachbarten Batteriezellen angeordneten Abstandselementen, den zwei Endplatten und dem zumindest einen Spannelement als gesamte Einheit soweit in Richtung des Abstützelements geschoben wird, bis dieses zur Anlage an dem Gehäuse kommt und auch bevor beispielsweise der thermisch leitfähig ausgebildete Klebstoff ausgehärtet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt werden die genannten Elemente bzw. die gesamte Einheit auf dem Klebstoff verschoben. Anschließend wird das Verpresselement solange in das Batteriemodul eingeführt, bis eine definierte Verpressung ausgebildet ist. Insbesondere kann hierbei das Verpresselement beispielsweise schon am Zellstapel vorfixiert sein oder auch erst nach dem endgültigen Einfügen des Verpresselements fixiert werden. Durch die Anordnung des Verpresselements können hierbei Toleranzen bei der Anordnung der Mehrzahl an Batteriezellen und/oder des Gehäuses ausgeglichen werden.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigt:
    • 1 in einer Explosionsdarstellung eine Mehrzahl an Batteriezellen,
    • 2 in einer perspektivischen Ansicht die Mehrzahl an Batteriezellen gemäß 1,
    • 3 in einer Schnittansicht von der Seite eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls,
    • 4a in einer Schnittansicht von oben die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriemoduls gemäß 3,
    • 4b in einer Schnittansicht von oben die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriemoduls gemäß 3,
    • 5 eine Ausführungsform eines Abstützelements,
    • 6 eine Ausführungsform eines Verpresselements und
    • 7 eine Ausführungsform eines Gehäuses des Batteriemoduls.
  • Die 1 zeigt in einer Explosionsdarstellung eine Mehrzahl an bevorzugt miteinander verspannten Batteriezellen 2, welche jeweils als prismatisch ausgebildete Batteriezellen 20 ausgebildet sind. Insbesondere sind die Batteriezellen 2 weiterhin bevorzugt als Lithium-lonen-Batteriezellen 200 ausgebildet.
  • Die 2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die Mehrzahl an bevorzugt miteinander verspannten Batteriezellen 2 gemäß 1. Die 1 und 2 sollen daher im Folgenden gemeinsam beschrieben sein.
  • Die Batteriezellen 2 sind dabei in einer Längsrichtung 4 des Batteriemoduls 1 nebeneinander angeordnet. Zudem sind die Batteriezellen 2 miteinander verspannt.
  • Weiterhin ist zu erkennen, dass die Mehrzahl an Batteriezellen 2 zwischen zwei Endplatten 5 angeordnet ist. Die zwei Endplatten 5 und die Mehrzahl an Batteriezellen 2 sind dabei mit Spannelementen 6 miteinander verspannt. Insbesondere sind die Spannelemente 6 dabei jeweils als Spannband 60 ausgebildet. Insbesondere aus der 2 ist zu erkennen, dass das Spannelement 6 stoffschlüssig, wie insbesondere geschweißt mittels einer Schweißverbindung 7, mit den Endplatten 5 verbunden ist.
  • Zwischen dem Spannelement 6 und einer Seitenfläche 23 einer Batteriezelle 2 ist ein Klebstoff 8 angeordnet, der besonders bevorzugt thermisch leitfähig ausgebildete Zusatzstoffe aufweist.
  • Zudem ist zwischen zwei benachbart zueinander angeordneten Batteriezellen 2 jeweils ein Abstandselement 9 angeordnet. Auch zwischen einer Endplatte 5 und einer endständig angeordneten Batteriezelle 2 ist ein Abstandselement 9 angeordnet.
  • Zudem ist zu erkennen, dass ein erstes Temperierelement 130 mit jeweils einer Seitenfläche 23 der Mehrzahl an Batteriezellen 2 wärmeleitend verbunden ist. Insbesondere ist das erste Temperierelement 130 an dem Spannelement 6 angeordnet.
  • Die 3 zeigt in einer Schnittansicht von der Seite eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls 1.
  • Dabei ist zu erkennen, dass die Mehrzahl an Batteriezellen 2 in einem Innenraum 30 eines Gehäuses 3 des Batteriemoduls 1 aufgenommen ist.
  • Weiterhin sind eine Bodenfläche 31 des Gehäuses 3 des Batteriemoduls 1 und eine Bodenfläche 21 der Batteriezellen 2 jeweils stoffschlüssig miteinander verbunden. Insbesondere kann diese Verbindung mittels eines Klebstoffs 81 ausgebildet sein.
  • Dabei umfasst das Gehäuse 3 des Batteriemoduls 1 unmittelbar benachbart zu den Bodenflächen 41 der Batteriezellen 2 ein zweites Temperierelement 13.
  • In der Längsrichtung 4 des Batteriemoduls 1 ist zwischen dem Gehäuse 3 des Batteriemoduls 1 und der Mehrzahl an Batteriezellen 2 ein Verpresselement 11 angeordnet. Das Verpresselement 11 verjüngt sich dabei senkrecht zu der Längsrichtung 4 des Batteriemoduls 1 in Richtung der Bodenfläche 31 des Gehäuses 3 des Batteriemoduls 1. Insbesondere ist diese Verjüngung in einer Höhenrichtung 41, welche senkrecht zu der Längsrichtung 4 angeordnet ist, ausgebildet.
  • Weiterhin ist zu erkennen, dass in der Längsrichtung 4 des Batteriemoduls 1 gegenüberliegend zu dem Verpresselement 11 zwischen dem Gehäuse 3 des Batteriemoduls 1 und der Mehrzahl an Batteriezellen 2 ein Abstützelement 12 angeordnet ist.
  • Zudem sind endständig angeordnete Batteriezellen 20 zu erkennen.
  • Weiterhin ist in der 3 der bereits beschriebene primäre thermische Pfad zu erkennen, bei welchem während des Betriebes eine Wärme von der Mehrzahl an Batteriezellen 2 über die stoffschlüssige Verbindung an die Bodenfläche 31 des Gehäuses 3 des Batteriemoduls 1 und dann das zweite Temperierelement 13 übertragen wird.
  • Die 4a zeigt in einer Schnittansicht von oben die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriemoduls 1 gemäß 3.
  • Aus der 4a ist zu erkennen, dass das Batteriemodul 1 vorzugsweiße zwei Verpresselemente 11 aufweist.
  • Weiterhin ist in der 4a der bereits beschriebene erste sekundäre thermische Pfad zu erkennen, bei welchem während des Betriebes zu einer Entwärmung eine Wärme von der Mehrzahl an Batteriezellen 2 über die geklebt ausgebildete stoffschlüssige Verbindung an das Spannelement 6 übertragen wird. Weiterhin wird diese Wärme über die Endplatten 5 und weiterhin die Verpresselemente 11 bzw. das Abstützelement 12 auf das Gehäuse 3 des Batteriemoduls 1 übertragen.
  • Insbesondere ist auch der Wärmestrom von den endständig angeordneten Batteriezelle 20 zu erkennen.
  • Die 4b zeigt in einer Schnittansicht von oben die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriemoduls 1 gemäß 3.
  • Die 4b zeigt zunächst den bereits beschriebenen zweiten primären thermischen Pfad, bei welchem während des Betriebes zu einer Erwärmung eine Wärme von dem ersten Temperierelement 130 über das Spannelement 6 und die geklebt ausgebildete stoffschlüssige Verbindung auf die Mehrzahl an Batteriezellen 2 übertragen wird.
  • In 4b ist weiterhin im Unterschied zu 4a der bereits beschriebene zweite sekundäre thermische Pfad zu erkennen, bei welchem während des Betriebes zu einer Erwärmung eine Wärme von der Mehrzahl an Batteriezellen 2 über die geklebt ausgebildete stoffschlüssige Verbindung an das Spannelement 6 übertragen wird. Weiterhin wird diese Wärme über die Endplatten 5 und weiterhin die Verpresselemente 11 bzw. das Abstützelement 12 auf das Gehäuse 3 des Batteriemoduls 1 übertragen.
  • Die 5 zeigt eine Ausführungsform eines Abstützelements 12.
  • Dabei ist in der linken Darstellung eine erste Ansicht mit Anlageflächen 121 zu erkennen, welche dazu ausgebildet sind, die Endplatten 5 mechanisch zu kontaktieren. Weiterhin ist in der rechten Darstellung eine zweite Ansicht mit Anlageflächen 122 zu erkennen, welche dazu ausgebildet sind, das Gehäuse 3 des Batteriemoduls 1 mechanisch zu kontaktieren.
  • Weiterhin weist das Abstützelement 12 zumindest eine Öffnung 123 auf. Diese Öffnung 123 dient dazu, eine thermische Entkopplung zu gewährleisten. Dies hat den Vorteil, dass durch den somit ausgebildeten Luftspalt zwischen der Endplatte 5 und Gehäuse 3 eine thermische Isolation erreicht werden kann.
  • Ferner weist das Abstützelement 12 jeweils zurückgesetzte Flächen 124 auf, welche sowohl zu der Endplatte 5 als auch dem Gehäuse 3 zuverlässig einen Abstand ausbilden und dadurch eine thermische Entkopplung gewährleisten. Die zurückgesetzten Flächen 124 können dabei beliebig gestaltet sein, z.B. auch eine Kurvenform umfassen. Weiterhin ist zu erkennen, dass die Anlagefläche 121 und die Anlagefläche 122 versetzt zueinander angeordnet sind, so dass der Wärmestrom innerhalb des Abstützelements 12 umgelenkt wird und hierdurch einen längeren Weg zurückzulegen hat, wodurch der thermische Widerstand des Abstützelements 12 deutlich ansteigt.
  • Insgesamt ist die Kontaktfläche zwischen dem Abstandselement 12 und dem Gehäuse 3 sowie zwischen dem Abstandselement 12 und der Endplatte 5 auf ein Minimum in der Art so reduziert, dass mechanische Kräfte noch zuverlässig übertragbar sind und zugleich eine gute Wärmeisolation zwischen dem Gehäuse 3 und der jeweiligen Endplatte 5 ausgebildet ist.
  • Ferner umfasst das Abstützelement 12 zumindest eine Anlagefläche 125, welche an einer unteren Seite des Abstützelements 12 ausgebildet ist, um die Bodenfläche 31 des Gehäuse 3 zu kontaktieren. Auch diese Kontaktfläche 125 ist reduziert ausgebildet.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass das Abstützelement 12 bevorzugt aus einem polymeren Werkstoff ausgebildet ist. Ein solcher verfügt insgesamt über eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit und kann hierdurch thermisch isolierend wirken. Insbesondere in Verbindung mit den versetzt angeordneten Abstandsflächen 121, 122 kann ein hoher thermischer Widerstand ausgebildet werden.
  • Die 6 zeigt eine Ausführungsform eines Verpresselements 11.
  • Dabei ist in der linken Darstellung eine erste Ansicht mit einer ersten Anlagefläche 111 zu erkennen, welche dazu ausgebildet ist, die Endplatten 5 mechanisch zu kontaktieren. Weiterhin ist in der rechten Darstellung eine zweite Ansicht mit einer zweiten Anlagefläche 112 zu erkennen, welche dazu ausgebildet ist, das Gehäuse 3 des Batteriemoduls 1 mechanisch zu kontaktieren. Insbesondere ist die zweite Anlagefläche 112 dabei als Linienkontakt ausgeführt.
  • Dabei ist zu erkennen, dass die erste Anlagefläche 111 und die zweite Anlagefläche 112 unter einem Winkel 113 zueinander angeordnet sind, wobei der Winkel insbesondere einen Wert von mindestens vier Grad aufweist.
  • Ferner weist das Verpresselement 11 jeweils zurückgesetzte Flächen 114 auf, welche sowohl zu der Endplatte 5 als auch dem Gehäuse 3 zuverlässig einen Abstand ausbilden und dadurch eine thermische Entkopplung gewährleisten. Die zurückgesetzten Flächen 114 können dabei beliebig gestaltet sein, z.B. auch eine Kurvenform umfassen. Weiterhin ist zu erkennen, dass die Anlagefläche 111 und die Anlagefläche 112 versetzt zueinander angeordnet sind, so dass der Wärmestrom innerhalb des Verpresselement 11 umgelenkt wird und hierdurch einen längeren Weg zurückzulegen hat, wodurch der thermische Widerstand des Verpresselements 11 deutlich ansteigt.
  • Insgesamt ist die Kontaktfläche zwischen dem Verpresselement 11 und dem Gehäuse 3 sowie zwischen dem Verpresselement 11 und der Endplatte 5 auf ein Minimum in der Art so reduziert, dass mechanische Kräfte noch zuverlässig übertragbar sind und zugleich eine Wärmeisolation zwischen dem Gehäuse 3 und der jeweiligen Endplatte 5 ausgebildet ist.
  • Ferner umfasst das Verpresselement 11 eine Anlagefläche 115, welche an einer unteren Seite des Abstützelements 12 ausgebildet ist, um die Bodenfläche 31 des Gehäuse 3 zu kontaktieren. Auch diese Kontaktfläche ist reduziert ausgebildet.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass das Verpresselement 11 bevorzugt aus einem polymeren Werkstoff ausgebildet ist. Ein solcher verfügt insgesamt über eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit und kann hier durch thermisch isolierend wirken. Insbesondere in Verbindung mit den versetzt angeordneten Abstandsflächen 111, 112 kann ein hoher thermischer Widerstand ausgebildet werden.
  • Die 7 zeigt eine Ausführungsform eines Gehäuses 3 des Batteriemoduls 1.
  • Dabei ist in der linken Darstellung diejenige Innenseite 151 des Gehäuses 3 des Batteriemoduls 1 gezeigt, an welcher das Abstützelement 12 angeordnet wird.
  • In der rechten Darstellung ist dabei diejenige Innenseite 152 des Gehäuses 3 des Batteriemoduls 1 gezeigt, an welcher das Verpresselement 11 angeordnet wird bzw. die Verpresselemente 11 angeordnet werden.
  • Dabei ist zu erkennen, dass das Gehäuse 3 des Batteriemoduls 1 Aufnahmen 153 umfasst, in welcher jeweils ein Verpresselement 11 formschlüssig aufgenommen werden kann. Insbesondere sind die Aufnahmen 153 hierbei als Führungsnuten ausgebildet, in welchen bevorzugt der Linienkontakt des Verpresselements 11 aufgenommen werden kann. Zwischen der Aufnahme 153 und dem Verpresselement 11 ist also ein linienförmiger bzw. mit anderen Worten ein sehr schmaler Kontakt ausgeführt.
  • Weiterhin kann eine Aufnahme 153 auch einen Winkel 154 ausbilden, welcher zu einer senkrecht zu der Längsrichtung 4 des Batteriemoduls 1 angeordneten Höhenrichtung 41 des Batteriemoduls 1 ausgebildet ist und einen Wert von mindestens vier Grad aufweist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (16)

  1. Batteriemodul mit einer Mehrzahl an prismatisch ausgebildeten Batteriezellen (2, 20), insbesondere Lithium-lonen-Batteriezellen (200), welche in einer Längsrichtung (4) des Batteriemoduls (1) nebeneinander angeordnet sind und weiterhin ein erstes Temperierelement (130) mit jeweils einer Seitenfläche (23) der Mehrzahl an Batteriezellen (2) wärmeleitend verbunden ist, und wobei die Mehrzahl an Batteriezellen (2) in einem Innenraum (30) eines Gehäuses (3) des Batteriemoduls (1) aufgenommen ist und zudem eine Bodenfläche (31) des Gehäuse (3) des Batteriemoduls (1) und eine Bodenfläche (21) der Batteriezellen (2) jeweils stoffschlüssig, insbesondere mittels eines Klebstoffs geklebt, miteinander verbunden sind, das Gehäuse (3) unmittelbar benachbart zu den Bodenflächen (21) der Mehrzahl an Batteriezellen (2) ein zweites Temperierelement (13) umfasst dadurch gekennzeichnet, dass in der Längsrichtung (4) des Batteriemoduls (1) zwischen dem Gehäuse (3) und der Mehrzahl an Batteriezellen (2) ein Verpresselement (11) und/oder ein Abstützelement (12) angeordnet ist.
  2. Batteriemodul nach dem vorhergehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Temperierelement (130) als elektrisches Temperierelement ausgebildet ist.
  3. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpresselement (1) sich senkrecht zu der Längsrichtung (4) des Batteriemoduls (1) in Richtung der Bodenfläche (31) des Gehäuses (3) verjüngt und das Verpresselement (11) insbesondere zwei Anlageflächen (111, 112) aufweist, welche unter einem Winkel (113) von mindestens vier Grad zueinander angeordnet sind.
  4. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpresselement (11) formschlüssig in einer Aufnahme (153) des Gehäuses (3) des Batteriemoduls (1) aufgenommen ist, wobei die Aufnahme (153) insbesondere einen Winkel (154) von mindestens vier Grad zu einer senkrecht zu der Längsrichtung (4) angeordneten Höhenrichtung (41) des Batteriemoduls (1) ausbildet.
  5. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Längsrichtung (4) des Batteriemoduls (1) gegenüberliegend zu dem Verpresselement (11) zwischen dem Gehäuse (3) des Batteriemoduls (1) und der Mehrzahl an Batteriezellen (2) ein Abstützelement (12) angeordnet ist.
  6. Batteriemodul nach dem vorhergehenden Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (12) eine Öffnung (123) und Anlageflächen (121, 122) umfasst.
  7. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul (1) zwei Verpresselemente (11) aufweist.
  8. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Temperierelement (13) als von Temperierfluid durchströmbarer Temperierraum ausgebildet ist.
  9. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl an Batteriezellen (2) miteinander verspannt ist.
  10. Batteriemodul nach dem vorhergehenden Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl an Batteriezellen (2) zwischen zwei Endplatten (5) angeordnet ist, welche mit zumindest einem Spannelement (6), insbesondere einem Spannband (60), miteinander verspannt sind, und das erste Temperierelement (130) mit dem Spannelement (6) verbunden ist, insbesondere wärmeleitend und bevorzugt mechanisch verbunden ist, wobei das zumindest eine Spannelement (6) bevorzugt stoffschlüssig, wie insbesondere geschweißt, mit den Endplatten (5) verbunden ist.
  11. Batteriemodul nach dem vorhergehenden Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Seitenfläche (23) einer Batteriezelle (2) und dem Spannelement (6) ein Klebstoff (8) angeordnet ist, wobei insbesondere der Klebstoff (8) weiterhin thermisch leitfähig ausgebildete Zusatzstoffe aufweist.
  12. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (12) formschlüssig oder stoffschlüssig mit einer Endplatte (5) oder dem Gehäuse (3) verbunden ist.
  13. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpresselement (11) und/oder ein Abstützelement (12) aus einem polymeren Werkstoff ausgebildet ist.
  14. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei benachbart zueinander angeordneten Batteriezellen (2) jeweils ein Abstandselement (9) angeordnet ist und insbesondere zwischen einer Endplatte (5) und einer endständig angeordneten Batteriezelle (2) ein Abstandselement (9) angeordnet ist.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14 mit einer Mehrzahl an prismatisch ausgebildeten Batteriezellen (2, 20), insbesondere Lithium-lonen-Batteriezellen (200), welche in einer Längsrichtung (4) des Batteriemoduls (1) nebeneinander angeordnet und weiterhin ein erstes Temperierelement (130) wärmeleitend mit jeweils einer Seitenfläche (23) der Mehrzahl an Batteriezellen (2) verbunden wird, wobei die Mehrzahl an Batteriezellen (2) in einem Innenraum (30) eines Gehäuses (3) des Batteriemoduls (1) aufgenommen wird und zudem eine Bodenfläche (31) des Gehäuse (3) des Batteriemoduls (1) und eine Bodenfläche (51) der Batteriezellen (2) jeweils stoffschlüssig, insbesondere mittels eines Klebstoffs geklebt, miteinander verbunden werden, wobei das Gehäuse (3) unmittelbar benachbart zu den Bodenflächen (21) der Mehrzahl an Batteriezellen (2) ein zweites Temperierelement (13) umfasst dadurch gekennzeichnet, dass in der Längsrichtung (4) des Batteriemoduls (1) zwischen dem Gehäuse (3) und der Mehrzahl an Batteriezellen (2) ein Verpresselement (11) und/oder Abstützelement (12) angeordnet wird.
  16. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl an Batteriezellen (2) soweit in Richtung eines zwischen dem Gehäuse (3) und der Mehrzahl an Batteriezellen (2) sowie gegenüberliegend zu dem Verpresselement (11) an der Mehrzahl an Batteriezellen (2) angeordneten Abstützelement (12) geschoben wird, bis das Abstützelemente (12) an dem Gehäuse (3) anliegt und dann das Verpresselement (11) soweit eingeführt wird, bis eine definierte Verpressung ausgebildet ist.
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