DE-102024132244-A1 - Batteriemodul

Abstract

Vorgeschlagen ist Batteriemodul (1), aufweisend ein Gehäuse (2) und darin aufgenommene oder aufnehmbare Batteriezellen (3), wobei das Gehäuse einen Zulauf (4) und einen Ablauf (5) für Kühl- oder Kältemittel zur Temperierung der Batteriezellen hat. Das Gehäuse soll in Stapelbauweise aus Platinen (6) gebildet sein, die jeweils senkrecht zu deren Haupterstreckungsebene von Aufnahmeöffnungen (7) für die Batteriezellen und den Zu- und Ablauf bildenden Aussparungen (8, 9) durchsetzt sind und die jeweils parallel zu deren Haupterstreckungsebene verlaufende Durchlaufkanäle (10) für das Kühl- oder Kältemittel begrenzen.

Inventors

• Shabbir Sheikh
• Tim Lochner

Assignees

• Schaeffler Technologies AG & Co. KG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241106

Claims (6)

1. Batteriemodul (1), aufweisend ein Gehäuse (2) und darin aufgenommene oder aufnehmbare Batteriezellen (3), wobei das Gehäuse (2) einen Zulauf (4) und einen Ablauf (5) für Kühl- oder Kältemittel zur Temperierung der Batteriezellen (3) hat, dadurch gekennzeichnet , dass das Gehäuse (2) in Stapelbauweise aus Platinen (6) gebildet ist, die jeweils senkrecht zu deren Haupterstreckungsebene von Aufnahmeöffnungen (7) für die Batteriezellen (3) und den Zulauf (4) und Ablauf (5) bildenden Aussparungen (8, 9) durchsetzt sind und die jeweils parallel zu deren Haupterstreckungsebene verlaufende Durchlaufkanäle (10) für das Kühl- oder Kältemittel begrenzen.
2. Batteriemodul (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Platinen (6) Blechformteile mit den darin eingeformten Durchlaufkanälen (10) sind.
3. Batteriemodul (1) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Platinen (6) Gleichteile sind.
4. Batteriemodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Durchlaufkanäle (10) auf nur einer Seite der Platinen (6) ausgebildet sind.
5. Batteriemodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Batteriezellen (3) zylindrisch und mit einer elektrisch isolierenden Hülle (11) ummantelt sind.
6. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Aufnahmeöffnungen (7) in Reihen zwischen dem Zulauf (4) und dem Ablauf (5) angeordnet sind und jede Reihe zumindest vier Aufnahmeöffnungen (7-1 bis 7-6) hat, wobei die Durchlaufkanäle (10-1 bis 10-4) jeweils nur um jede zweite Aufnahmeöffnung (7) einer Reihe herumgeführt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul für ein batterieelektrisch angetriebenes Fahrzeug. Das Batteriemodul weist ein Gehäuse und darin aufgenommene oder aufnehmbare Batteriezellen auf, wobei das Gehäuse einen Zu- und einen Ablauf für Kühl- oder Kältemittel zur Temperierung der Batteriezellen hat. Ein gattungsgemäßes Batteriemodul ist aus der US 2021/ 0 344 064 A1 bekannt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Batteriemodul der eingangs genannten Art im Hinblick auf eine effizientere Temperierung der Batteriezellen konstruktiv zu verbessern. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich dadurch, dass das Gehäuse in Stapelbauweise aus (einer Vielzahl von) Platinen gebildet ist, die jeweils senkrecht zu deren Haupterstreckungsebene von Aufnahmeöffnungen für die Batteriezellen und den Zu- und Ablauf bildenden Aussparungen durchsetzt sind und die jeweils einen oder mehrere parallel zu deren Haupterstreckungsebene verlaufende Durchlaufkanäle für das Kühl- oder Kältemittel begrenzen. Die vergleichsweise große Oberfläche des so gebildeten Batteriekühlstapels begünstigt die Wärmeübertragung und ermöglich folglich ein Laden der Batteriezellen mit höherer Leistung und folglich kleinerer Ladedauer. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Sofern nicht anders erwähnt, sind dabei gleiche oder funktionsgleiche Bauteile oder Merkmale mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es zeigen:1: ein Batteriemodul in schematischer Darstellung;2: einen Gehäuseteil des Batteriemoduls in perspektivischer Darstellung;3: eine der Platinen des Batteriemoduls aus 2 in perspektivischer Darstellung; 4: ein erstes Verschaltungsschema mehrerer Batteriemodule;5: ein zweites Verschaltungsschema mehrerer Batteriemodule;6: einen Kältekreislauf zur Temperierung eines Batteriemoduls in einem ersten Betriebsmodus;7: den Kältekreislauf gemäß 6 in einem zweiten Betriebsmodus. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Batteriemodul 1 in schematischer Darstellung. Das Batteriemodul 1 weist ein Gehäuse 2 und darin aufgenommene oder aufnehmbare Batteriezellen 3 auf, deren Temperierung entweder über ein Kühlmittel oder ein Kältemittel erfolgt, das das Gehäuse 2 durchströmt. Dieses ist hierzu einerseits mit einem Zulauf 4 und andererseits mit einem Ablauf 5 für das Kühl- oder Kältemittel versehen. Der Zulauf 4 und der Ablauf 5 sind - wie auch in den 2 und 3 - jeweils durch Pfeile symbolisiert, die der Strömungsrichtung entsprechen. Das Gehäuse 2 ist in Stapelbauweise aus einer Vielzahl baugleicher Platinen 6 gebildet, die jeweils senkrecht zu deren Haupterstreckungsebene von Aufnahmeöffnungen 7 für die darin aufgenommenen Batteriezellen 3 und den Zulauf 4 bzw. Ablauf 5 bildenden Aussparungen 8 und 9 durchsetzt sind, und durch nicht dargestellte Verschlussplatten zur Umgebung hin geschlossen. Die Platinen 6, die paarweise stoffschlüssig miteinander verbunden und entweder miteinander verschweißt oder miteinander verklebt sind, begrenzen jeweils parallel zu deren Haupterstreckungsebene verlaufende Durchlaufkanäle 10 für das Kühl- oder Kältemittel. Die Batteriezellen 3 sind zylindrisch und mit einer elektrisch isolierenden Hülle 11 mit hoher Wärmeleitfähigkeit ummantelt und mit den Hüllen 11 in den Aufnahmeöffnungen 7 eingepresst. 2 zeigt eine konstruktive Ausführung des Gehäuses 2 eines solchen Batteriemoduls 1, in dem zwölf Batteriezellen 3 in zwei zueinander parallelen Reihen mit jeweils sechs Aufnahmeöffnungen 7 angeordnet sind, s.a. 3. Die darin aufzunehmenden Batteriezellen 3 haben eine typische Größe mit einem Zelldurchmesser von 46 mm und einer Zellhöhe von 80 mm. Die erfindungsgemäße Stapelbauweise des Gehäuses 2 ist bezüglich dieser Abmessungen modular, da bei gleichem Zelldurchmesser Gehäuse 2 für unterschiedliche Zellhöhen durch eine entsprechend angepasste Anzahl der aufeinander gestapelten Platinen 6 darstellbar sind. Die Temperierung der Batteriezellen 3 erfolgt bei dieser Ausführung mit Kältemittel. 3 zeigt eine der baugleichen Platinen 6 in perspektivischer Ansicht auf deren Oberseite. Die Platine 6 ist ein Blechformteil mit vorliegend vier Durchlaufkanälen 10-1 bis 10-4, die ausschließlich auf der Oberseite der Platine 6 eingeformt sind. Die Unterseite der Platine 6 ist frei von Durchlaufkanälen und im Wesentlichen eben. Die Aussparungen 8, 9 sind durch Stanzen des Blechformteils hergestellt. Die Platine 6 hat eine an den Kältemitteldruck und die Querschnittsform und -größe der Durchlaufkanäle 10 angepasste Blechstärke von 5 mm, so dass für die Aufnahme der Batteriezellen 3 mit einer Zellhöhe von 80 mm 16 Platinen erforderlich sind. Die Platine 6 ist mit einer in deren Oberseite eingeformten Umfangsnut 12 zur Aufnahme eines Dichtmittels versehen, das sich zwischen der Oberseite und der Unterseite von aufeinander gestapelten Platinen 6 befindet und das Innere des Gehäuses 2 gegen dessen Umgebung dichtet. Die