DE102017201015A1 - Batterieeinrichtung - Google Patents

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Stefan Hirsch
Caroline JANZEN
Michael Kranich
Oleksandr Pavlov
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Mahle International GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieeinrichtung (1) mit wenigstens einer Batteriezelle (2), die ein Zellengehäuse (4) aufweist, und mit einer Temperiereinrichtung (3) zum Temperieren der jeweiligen Batteriezelle (2), die mehrere Kanäle (10) zum Führen eines Temperiermittels (6) aufweist.Ein verbesserter Thermomanagement ergibt sich, wenn zumindest bei einer Batteriezelle (2) zumindest ein Kanal (10) zumindest teilweise in einer Wand (11) des Zellengehäuses (4) integral ausgeformt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieeinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Batterien, also elektrochemische Speicher, kommen insbesondere bei Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen zum Einsatz. Für eine optimale Leistung und eine möglichst lange Lebenszeit dieser Batterien ist ein leistungsfähiges Thermomanagement erforderlich, das einen Betrieb der Batterien in einem vorbestimmten, optimalen Temperaturfenster ermöglicht. Dabei müssen die Batterien bei hoher Belastung möglichst homogen gekühlt werden. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen müssen die Batterien möglichst homogen beheizt werden. Problematisch ist dabei die Sicherstellung eines dauerhaften und effizienten Kontakts zur Wärmeübertragung zwischen den Batterien und entsprechenden Temperierelementen.
  • Eine Batterieeinrichtung umfasst im vorliegenden Zusammenhang wenigstens eine Batterie bzw. Batteriezelle und eine Temperiereinrichtung zum Kühlen bzw. zum Erwärmen der jeweiligen Batteriezelle.
  • Eine gattungsgemäße Batterieeinrichtung ist bspw. aus der DE 10 2007 004 567 A1 bekannt. Sie umfasst eine Batteriezelle, die ein Zellengehäuse aufweist, und eine Temperiereinrichtung zum Temperieren der Batteriezelle. Die Temperiereinrichtung weist mehrere Kanäle zum Führen eines Temperiermittels auf. Bei der bekannten Batterieeinrichtung besitzt die Temperiereinrichtung ein Gehäuse, das zwei Gehäuseteile aufweist. Die jeweilige Batteriezelle ist von diesen beiden Gehäuseteilen bis auf elektrische Anschlussfahnen vollständig eingeschlossen. Dabei kann am jeweiligen Gehäuseteil an einer der Batteriezelle zugewandten Innenwand eine Kanalstruktur ausgebildet sein, welche die Kanäle zum Führen des Temperiermittels definiert. Diese Kanalstruktur ist dabei nach innen von einer Außenwand des Zellengehäuses abgedeckt, wodurch das Temperiermittel unmittelbar mit dem Zellengehäuse in Kontakt kommt. Bei der bekannten Batterieeinrichtung baut somit die Temperiereinrichtung außen auf das Zellengehäuse der jeweiligen Batteriezelle auf. Wenn mehrere Batteriezellen innerhalb einer solchen Batterieeinrichtung in einer Stapelrichtung aufeinander gestapelt werden, ergibt sich durch die Gehäuse der Temperiereinrichtungen ein vergleichsweise großer Bauraumbedarf.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Batterieeinrichtung der vorstehend beschriebenen Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine kompakte Bauform auszeichnet.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zumindest bei einer Batteriezelle innerhalb der Batterieeinrichtung zumindest einen Kanal der Temperiereinrichtung wenigstens teilweise in einer Wand des Zellengehäuses integral auszuformen. Mit anderen Worten, die Wand des Zellengehäuses bildet zumindest einen Teil einer seitlichen Einfassung eines Kanalquerschnitts des jeweiligen Kanals. Insbesondere bildet die Wand dadurch nicht nur eine seitliche Begrenzung des jeweiligen Kanals. Dementsprechend baut die Temperiereinrichtung zumindest teilweise nach innen in die Wand des Zellengehäuses hinein. Durch diese zumindest teilweise Integration der Temperiereinrichtung bzw. des jeweiligen Kanals in die Wand des Zellengehäuses wird letztlich weniger Bauraum benötigt. Dies wirkt sich insbesondere bei einem Batteriezellenstapel aus, bei dem mehrere Batteriezellen in einer Stapelrichtung aufeinander gestapelt sind.
  • Zweckmäßig kann der jeweilige Kanal einen Kanalquerschnitt besitzen, der zu mindestens 50% direkt durch die Wand des Zellengehäuses definiert bzw. begrenzt ist. Hierdurch wird die Integration des jeweiligen Kanals in die Wand des Zellgehäuses verbessert.
  • Ferner kann die jeweilige Wand des Zellengehäuses eine Kanalstruktur aufweisen, die zumindest einen Teil eines Kanalquerschnitts des jeweiligen Kanals definiert. Die Wand des Zellengehäuses besitzt dann Vertiefungen und/oder Aussparungen, um den Integrationsgrad des Kanals bzw. der Temperiereinrichtung zu erhöhen.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann die Kanalstruktur an der jeweiligen Wand integral ausgeformt oder daran angespritzt sein. Eine integrale Ausformung wird dann bevorzugt, wenn es sich beim Zellengehäuse um ein Metallgussteil oder um ein Kunststoffteil handelt, das in Spritzformtechnik hergestellt wird. Wird das Zellengehäuse dagegen mittels Tiefziehtechnik aus Kunststoff oder Metall hergestellt, lässt sich die Kanalstruktur besonders einfach mittels eines additiven Verfahrens anbringen, z. Bsp. mittels 3D-Druck oder durch Anspritzen.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der jeweilige Kanal vollständig in die jeweilige Wand des Zellengehäuses integriert sein. Mit anderen Worten, der Kanalquerschnitt ist dann zu 100% direkt durch die Wand des Zellengehäuses gebildet. Auf diese Weise können zusätzliche Bauteile zur Realisierung des jeweiligen Kanals entfallen. Die Batterieeinrichtung baut dadurch extrem kompakt. Sind mehrere Batteriezellen in einer Stapelrichtung aufeinander gestapelt, entspricht die Höhe des Batteriezellenstapels der Summe der Höhen der einzelnen Zellengehäuse. Zwischengeschaltete Elemente zur Realisierung der Kanäle sind nicht erforderlich.
  • Die vollständige oder teilweise Integration des jeweiligen Kühlkanals in die Wand des Zellengehäuses lässt sich durch geeignete Herstellungsverfahren realisieren. Denkbar ist auch hier ein additives Herstellungsverfahren, vorzugsweise 3D-Drucktechnik.
  • Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der das Zellengehäuse einen Zuführanschluss zum Zuführen des Temperiermittels und einen Abführanschluss zum Abführen des Temperiermittels aufweist. Somit lassen sich die Fluidanschlüsse zum Zu- und Abführen des Temperiermittels an der jeweiligen Batteriezelle bzw. an deren Zellengehäuse realisieren, was den Integrationsgrad auf Seite des Zellengehäuses erhöht und die Herstellungskosten reduziert.
  • Eine alternative Ausführungsform schlägt vor, dass der jeweilige Kanal nur zum Teil in die jeweilige Wand des Zellengehäuses integriert ist, während ein restlicher Teil des jeweiligen Kanals in eine Zusatzwand integriert ist, die außen an der jeweiligen Wand des Zellengehäuses angebracht ist. Die jeweilige Zusatzwand, die den restlichen Teil des jeweiligen Kanals enthält, ist dann außen auf die Wand des Zellengehäuses aufgebaut. Durch die Zusatzwand lässt sich die innenliegende Kanalstruktur einfacher realisieren.
  • Bei einer Weiterbildung kann zumindest eine solche Zusatzwand ein separates Bauteil sein, das an die jeweilige Wand des Zellengehäuses angebaut ist. Beispielsweise kann die jeweilige Zusatzwand mittels Spritzgusstechnik hergestellt werden und auf geeignete Weise mit der jeweiligen Wand des Zellengehäuses verschweißt oder verklebt sein.
  • Ebenso ist denkbar, zumindest eine solche Zusatzwand an die jeweilige Wand des Zellengehäuses mittels 3D-Druck aufzubringen. Insbesondere lassen sich dadurch vergleichsweise filigrane Strukturen innerhalb eines Kanalsystems realisieren.
  • Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass zumindest zwei Batteriezellen, nämlich eine erste Batteriezelle und eine zweite Batteriezelle benachbart angeordnet sind. In diesem Fall kann zumindest eine solche Zusatzwand an der jeweiligen Wand des Zellengehäuses der ersten Batteriezelle durch eine Wand eines Zellengehäuses der zweiten Batteriezelle gebildet sein. Die beiden Batteriezellen werden dann so aneinander angebracht, dass sich der jeweilige Kanal, der an den einander zugewandten Wänden der Zellengehäuse der benachbarten Batteriezellen jeweils nur teilweise ausgebildet ist, im montierten Zustand komplettiert wird. Das bedeutet, dass die Wand des Zellengehäuses der einen Batteriezelle die Zusatzwand für das Zellengehäuse der anderen Batteriezelle bildet, um dort den jeweiligen Kanal zu komplettieren. Auf eine separate Zusatzwand kann dadurch verzichtet werden.
  • Zweckmäßig kann der jeweilige Kanal zur Hälfte an der jeweiligen Wand und zur Hälfte an der jeweiligen Zusatzwand integral ausgebildet sein. Dies gilt insbesondere für den vorstehend genannten Fall, dass die Zusatzwand durch die Wand des Zellengehäuses der benachbarten Batteriezelle gebildet ist.
  • Besonders vorteilhaft ist nun eine Ausführungsform, bei der mindestens zwei Batteriezellen in einer Stapelrichtung aneinander grenzen und einen Batteriezellenstapel bilden. Jede Batteriezelle weist an zwei in der Stapelrichtung voneinander abgewandten Seiten jeweils eine Wand auf, in die jeweils wenigstens ein solcher Kanal zur Hälfte integriert ist. Im Inneren des Batteriezellenstapels ist dann zumindest ein solcher Kanal durch die aneinander anliegenden Wände von zwei benachbarten Batteriezellen gebildet. Außen am Batteriezellenstapel ist zumindest ein solcher Kanal durch die Wand der in der Stapelrichtung außenliegenden Batteriezelle und die daran angebrachte separate Zusatzwand gebildet. Zweckmäßig können dann an der bezüglich der Stapelrichtung ersten und letzten Batteriezelle jeweils eine separate Zusatzwand angebracht sein, während zwischen benachbarten Batteriezellen keine solche separate Zusatzwand erforderlich ist, da diese jeweils durch die Wand des Zellengehäuses der benachbarten Batteriezelle gebildet ist.
  • Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass in der jeweiligen Wand mindestens zwei parallele Kanäle, ein Verteilerkanal, der einen Zuführanschluss mit den parallelen Kanälen fluidisch verbindet, und ein Sammelkanal, der einen Abführanschluss mit den parallelen Kanälen fluidisch verbindet, jeweils wenigstens teilweise integriert sind. Hierdurch lässt sich in bzw. an der jeweiligen Wand ein Kanalsystem realisieren, was eine besonders effiziente Wärmeübertragung ermöglicht.
  • Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass das jeweilige Zellengehäuse prismatisch und flach ist, so dass das Zellengehäuse zwei zueinander parallele große Wände und zwei mal zwei zueinander parallele kleine Wände aufweist, wobei der jeweilige Kanal zumindest teilweise in einer der großen Wände ausgeformt ist. Durch die flache Bauweise ergeben sich große Flächen für die Wärmeübertragung, wodurch diese besonders effizient erfolgen kann.
  • Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass zumindest eine solche Batteriezelle in ihrem prismatischen Zellengehäuse mehrere zylindrische elektrochemische Zellen enthält. Die jeweilige Zelle kann dabei ein zylindrisches Innengehäuse aufweisen, das eine Zellkammer zur Aufnahme einer elektrochemischen Substanz der jeweiligen elektrochemischen Zelle begrenzt und unmittelbar mit der elektrochemischen Substanz in Kontakt steht. Das prismatische Zellengehäuse ermöglicht eine vereinfachte Wärmeübertragung und erleichtert eine Stapelbildung, auch wenn zylindrische Zellen zum Einsatz kommen.
  • Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass bei zumindest einer solchen Batteriezelle das jeweilige Zellengehäuse eine Zellkammer zur Aufnahme einer elektrochemischen Substanz der jeweiligen Batteriezelle begrenzt und unmittelbar mit der elektrochemischen Substanz in Kontakt steht. Die elektrochemische Substanz ist dabei in der Regel ein Elektrolyt.
  • Im vorliegenden Zusammenhang werden unter einer „Batterie“ elektrochemische Energiespeicher verstanden, die mit Primärzellen, also nicht-wiederaufladbaren Speicherelementen, oder mit Sekundärzellen, also mit aufladbaren Speicherelementen gebildet sind. Der Begriff „Batterie“ umfasst somit auch wiederaufladbare Batterien, also Akkumulatoren. Auch wenn üblicherweise eine Batterie mehrere Speicherelemente bzw. Zellen aufweist, kann im vorliegenden Zusammenhang unter einer Batterie auch eine einzelne Zelle bzw. ein einzelnes Speicherelement verstanden werden.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch,
    • 1 eine Ansicht einer Batterieeinrichtung mit einem Batteriezellenstapel aus mehreren Batteriezellen,
    • 2 bis 5 jeweils ein stark vereinfachter Querschnitt einer Batteriezelle bei verschiedenen Ausführungsformen,
    • 6 ein Querschnitt durch einen Batteriezellenstapel mit zwei Batteriezellen,
    • 7 und 8 jeweils einen Längsschnitt einer Batteriezelle im Bereich einer Kanalstruktur bei verschiedenen Ausführungsformen.
  • Entsprechend 1 umfasst eine Batterieeinrichtung 1 zumindest eine Batteriezelle 2 und eine Temperiereinrichtung 3. Die jeweilige Batteriezelle 2 besitzt ein Zellengehäuse 4 und enthält darin zumindest ein elektrochemisches Speicherelement. Die Temperiereinrichtung 3 dient zum Temperieren der jeweiligen Batteriezelle 2. In einem Leitungssystem 5 der Temperiereinrichtung 3 zirkuliert ein Temperiermittel 6. Das Temperiermittel 6 ist vorzugsweise eine Flüssigkeit. Je nach Betriebssituation kann über das Temperiermittel 6 Wärme von den Batteriezellen 2 abgeführt (Kühlbetrieb) oder den Batteriezellen 2 zugeführt (Heizbetrieb) werden. Die Temperiereinrichtung 3 kann außerhalb der Batteriezellen 2 weitere Komponenten aufweisen, die hier jedoch nicht dargestellt sind, wie z. Bsp. ein Wärmeübertrager zum Kühlen und/oder zum Heizen des Temperiermittels sowie eine Fördereinrichtung, wie. z.B. eine Pumpe, zum Antreiben des Temperiermittels.
  • Im Beispiel der 1 sind mehrere Batteriezellen 2 in einer Stapelrichtung 7 aufeinander gestapelt, so dass sie einen Batteriezellenstapel 8 bilden.
  • In den 2 bis 5 ist jeweils eine einzelne Batteriezelle 2 im Querschnitt dargestellt. Die Querschnitte der 2 bis 5 folgen bspw. Schnittlinien II in 7. Entsprechend den 2 bis 5 umschließt das jeweilige Zellengehäuse 4 jeweils eine Zellkammer 9, in der eine elektrochemische Substanz, wie z. Bsp. ein Elektrolyt, enthalten ist. Das Zellengehäuse 4 steht mit dieser Substanz direkt in Kontakt.
  • Die Temperiereinrichtung 3 umfasst zumindest bei einer der Batteriezellen 2 wenigstens einen Kanal 10 zum Führen des Temperiermittels 6. Zweckmäßig, sind je Batteriezelle 2 mehrere solche Kanäle 10 vorgesehen. Diese Kanäle 10 sind dabei zumindest teilweise in eine Wand 11 des Zellengehäuses 4 integriert. Die Integration erfolgt dabei soweit, dass mindestens 50% eines Kanalquerschnitts 12 unmittelbar durch besagte Wand 11 des Zellengehäuses 4 gebildet ist. In den 2 bis 6 sind die Kanäle 10 jeweils senkrecht zu ihrer Längserstreckung geschnitten, so dass der jeweilige Kanalquerschnitt 12 in der Zeichnungsebene liegt. In 2 sind rein exemplarisch runde bzw. kreisförmige Kanalquerschnitte 12 angedeutet. In den 3 bis 6 sind rein exemplarisch unterschiedliche rechteckige Kanalquerschnitte angedeutet.
  • Im Beispiel der 2 ist der jeweilige Kanal 10 vollständig in die jeweilige Wand 11 des Zellengehäuses 4 integriert. In diesem Fall ist der jeweilige Kanalquerschnitt 12 zu 100% unmittelbar durch die Wand 11 des Zellengehäuses 4 begrenzt.
  • In den Beispielen der 3 bis 5 ist dagegen vorgesehen, dass der jeweilige Kanal 10 nur zum Teil, vorzugsweise zur Hälfte, in die jeweilige Wand 11 des Zellengehäuses 4 integriert ist. Gemäß den 3 und 4 kann der restliche Teil des jeweiligen Kanals 10, insbesondere dessen andere Hälfte, in eine Zusatzwand 13 integriert sein, die außen an der jeweiligen Wand 11 angebracht ist. Erkennbar ist in allen Beispielen bevorzugt, dass an den beiden voneinander abgewandten Wänden 11 jeweils wenigstens ein Kanal 11 wenigstens teilweise integriert ist.
  • Die Kanäle 10 bilden an der jeweiligen Wand 11 des Zellengehäuses 4 eine Kanalstruktur 14 in Form von Vertiefungen 17. Diese Vertiefungen 17 können durch Materialabtrag oder durch Formgebung an einer von der Zellkammer 9 abgewandten Außenseite 15 der jeweiligen Wand 11 ausgebildet sein. Ebenso ist ein additives Herstellungsverfahren denkbar, um die Kanalstruktur 14 an der jeweiligen Außenseite 15 materialeinheitlich bzw. integral aufzubauen. Ein solches additives Herstellungsverfahren ist z.B. 3D-Druck.
  • 4 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die Kanalstruktur 14 dadurch ausgebildet ist, dass ein entsprechender Werkstoff als Schicht auf die Außenseite 15 der jeweiligen Wand 11 aufgespritzt wird bzw. aufgedruckt wird. Eine entsprechende Kanalstrukturschicht, in der sich die Kanalstruktur 14 befindet, ist in 4 mit 16 bezeichnet. Diese Kanalstrukturschicht 16 kann bspw. im 3D-Druckverfahren auf die Außenseite 15 der jeweiligen Wand 11 aufgedruckt sein. Hier kommt üblicherweise ein anderer Werkstoff zum Einsatz, der vom Werkstoff der Wand 11 verschieden ist.
  • Die jeweilige Zusatzwand 13 kann im Beispiel der 3 unmittelbar auf die Außenseite 15 der jeweiligen Wand 11 aufgebracht sein. Denkbar ist ein Aufkleben oder Aufschweißen der Zusatzwand 13. Ebenso ist ein additives Herstellungsverfahren, insbesondere ein Aufdrucken der Zusatzwand 13 denkbar. Im Beispiel der 4 ist die jeweilige Zusatzwand 13 auf die Kanalstrukturschicht 16 aufgebracht.
  • Gemäß den 3 und 4 erstreckt sich die jeweilige Zusatzwand 13 jeweils nur über die zugehörige Wand 11 des Zellengehäuses 4 und erstreckt sich insbesondere nicht seitlich darüber hinaus.
  • 5 zeigt die Batteriezelle 2 gemäß 3 ohne die beiden Zusatzwände 13, jedoch bei einer anderen Ausgestaltung der Kanalstruktur 14. Erkennbar bildet der jeweilige Teil des Kanals 10, der unmittelbar in der jeweiligen Wand 11 ausgebildet ist, an der Außenseite 15 der jeweiligen Wand 11 eine Vertiefung oder Aussparung 17.
  • 6 zeigt nun einen Batteriezellenstapel 8, der rein exemplarisch mit Hilfe von zwei Batteriezellen 2 gebildet ist, die in der Stapelrichtung 7 aufeinander gestapelt sind. Dabei kommen zwei Batteriezellen 2 gemäß 5 zum Einsatz, die so unmittelbar aufeinander gestapelt werden, dass die einander zugewandten Wände 11 der beiden Zellengehäuse 4 direkt an ihren Außenseiten 15 aneinander anliegen.
  • Mit Bezug auf 6 kann die linke Batteriezelle 2 auch als erste Batteriezelle 2' bezeichnet werden, während dann die rechte Batteriezelle 2 als zweite Batteriezelle 2" bezeichnet wird. Die der zweiten Batteriezelle 2" zugewandte Wand 11 der ersten Batteriezelle 2' wirkt mit einer Zusatzwand 13' zusammen, die durch die der ersten Batteriezelle 2' zugewandte Wand 11 der zweiten Batteriezelle 2" gebildet ist, und umgekehrt.
  • Somit bildet die der linken oder ersten Batteriezelle 2' zugewandte linke Wand 11 der rechten oder zweiten Batteriezelle 2" eine Zusatzwand 13' für die der rechten oder zweiten Batteriezelle 2" zugewandte rechte Wand 11 der linken oder ersten Batteriezelle 2'. Entsprechendes gilt auch umgekehrt für die rechte Wand 11 der linken oder ersten Batteriezelle 2'. Somit sind im Inneren des Batteriezellenstapels 8 die Kanäle 10 durch die aneinander anliegenden Wände 11 der beiden benachbarten Batteriezellen 2 gebildet. Im Unterschied dazu sind außen am Batteriezellenstapel 8 die Kanäle 10 einerseits durch die Wand 10 der in der Stapelrichtung 7 außen liegende Batteriezelle 2 und andererseits durch die daran angebrachte separate Zusatzwand 13 gebildet. Zwischen den beiden gezeigten Batteriezellen 2 können weitere solche Batteriezellen 2 in derselben Weise angeordnet sein.
  • Gemäß den 7 und 8 kann das Zellengehäuse 4 der jeweiligen Batteriezelle 2 einen Zuführanschluss 18 zum Zuführen des Temperiermittels 6 sowie einen Abführanschluss 19 zum Abführen des Temperiermittels 6 aufweisen. Zuführanschluss 18 und Abführanschluss 19 sind dabei mit der Kanalstruktur 14 fluidisch verbunden, die zumindest teilweise in die jeweilige Wand 11 des Zellengehäuses 4 integriert ist. Die Schnittansichten der 7 und 8 entsprechen bspw. Schnittansichten gemäß Schnittlinien VII in den 2 und 3 oder einer Ansicht gemäß einer Blickrichtung VII in 5. Jedenfalls kann die Kanalstruktur 14 mehrere parallele Kanäle 10, einen Verteilerkanal 20 und einen Sammelkanal 21 aufweisen. Der Verteilerkanal 20 schafft eine fluidische Verbindung des Zuführanschlusses 18 mit den parallelen Kanälen 10. Der Sammelkanal 21 schafft eine fluidische Verbindung der parallelen Kanäle mit dem Abführanschluss 19.
  • In 8 ist eine andere Ausführungsform gezeigt, bei welcher die Kanalstruktur 14 im Vergleich zum Beispiel der 7 relativ unstrukturiert ist. Exemplarisch sind Strömungsleitelemente 22 dargestellt, die jeweils eine strömungsführende Wirkung in bzw. an der jeweiligen Wand 11 besitzen. Diese Strömungsleitelemente 22 können bspw. als Rippen oder dgl. ausgestaltet sein.
  • Bei den hier gezeigten Beispielen ist die jeweilige Batteriezelle 2 bzw. ihr Zellengehäuse 4 jeweils prismatisch und flach konzipiert. In der Folge besitzt jedes Zellengehäuse 4 gemäß 5 zwei zueinander parallele und voneinander abgewandte große Wände 23 sowie zwei erste kleinere Wände 24, die gemäß den 5 und 7 parallel zueinander verlaufen und voneinander abgewandt sind, sowie zwei zweite kleine Wände 25, die gemäß 7 parallel zueinander verlaufen und voneinander abgewandt sind. Die Kanalstrukturen 14 sind dabei jeweils in die großen Wände 23 integriert. Die jeweilige Zusatzwand 13 erstreckt sich entlang der jeweiligen großen Wand 23 randseitig nur bis an die kleinen Wände 24, 25, ohne diese zu übergreifen oder zu umgreifen.
  • Die Batteriezellen 2 besitzen gemäß den 2 bis 8 außerdem in üblicher Weise elektrische Kontakte 26, 27.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007004567 A1 [0004]

Claims (16)

  1. Batterieeinrichtung - mit wenigstens einer Batteriezelle (2), die ein Zellengehäuse (4) aufweist, - mit einer Temperiereinrichtung (3) zum Temperieren der jeweiligen Batteriezelle (2), die mehrere Kanäle (10) zum Führen eines Temperiermittels (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einer Batteriezelle (2) zumindest ein Kanal (10) zumindest teilweise in einer Wand (11) des Zellengehäuses (4) integral ausgeformt ist.
  2. Batterieeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Kanal (10) einen Kanalquerschnitt (12) besitzt, der zu mindestens 50% direkt durch die Wand (11) des Zellengehäuses (4) gebildet ist.
  3. Batterieeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Wand (11) des Zellengehäuses (4) eine Kanalstruktur (14) aufweist, die zumindest einen Teil eines Kanalquerschnitts (12) des jeweiligen Kanals (10) definiert.
  4. Batterieeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (14) an der Wand (11) integral ausgeformt ist oder daran angespritzt ist.
  5. Batterieeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Kanal (10) vollständig in die jeweilige Wand (11) des Zellengehäuses (4) integriert ist.
  6. Batterieeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellengehäuse (4) einen Zuführanschluss (18) zum Zuführen des Temperiermittels (6) und einen Abführanschluss (19) zum Abführen des Temperiermittels (6) aufweist.
  7. Batterieeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Kanal (10) nur zum Teil in die jeweilige Wand (11) des Zellengehäuses (4) integriert ist, während ein restlicher Teil des jeweiligen Kanals (10) in eine Zusatzwand (13, 13') integriert ist, die außen an der jeweiligen Wand (11) des Zellengehäuses (4) angebracht ist.
  8. Batterieeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine solche Zusatzwand (13) ein separates Bauteil ist, das an die jeweilige Wand (11) des Zellengehäuses (4) angebaut ist.
  9. Batterieeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine solche Zusatzwand (13) an die jeweilige Wand (11) des Zellengehäuses (4) mittels 3D-Druck aufgebracht ist.
  10. Batterieeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, - dass zumindest zwei Batteriezellen (2), nämlich eine erste Batteriezelle (2') und eine zweite Batteriezelle (2") benachbart angeordnet sind, - dass zumindest eine solche Zusatzwand (13') an der jeweiligen Wand (11) des Zellengehäuses (4) der ersten Batteriezelle (2') durch eine Wand (11) eines Zellengehäuses (4) der zweiten Batteriezelle (2") gebildet ist.
  11. Batterieeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Kanal (10) zur Hälfte an der jeweiligen Wand (11) und zur Hälfte an der jeweiligen Zusatzwand (13, 13') integral ausgebildet ist.
  12. Batterieeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, - dass mindestens zwei Batteriezellen (2) in einer Stapelrichtung (7) aneinander grenzen und einen Batteriezellenstapel (8) bilden, - dass jede Batteriezelle (2) an zwei in der Stapelrichtung (7) voneinander abgewandten Seiten jeweils eine Wand (11) aufweist, in die jeweils wenigstens ein solcher Kanal (10) zur Hälfte integriert ist, - dass im Inneren des Batteriezellenstapels (8) zumindest ein Kanal (10) durch die aneinander anliegenden Wände (11) und zwei benachbarten Batteriezellen (2) gebildet ist, - dass außen am Batteriezellenstapel (8) zumindest ein Kanal (10) durch die Wand (11) der in der Stapelrichtung (7) außenliegenden Batteriezelle (2) und die daran angebrachte Zusatzwand (13) gebildet ist.
  13. Batterieeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Wand (11) zumindest zwei parallele Kanäle (10), ein Verteilerkanal (20), der einen Zuführanschluss (18) mit den parallelen Kanälen (10) verbindet, und ein Sammelkanal (21), der einen Abführanschluss (19) mit den parallelen Kanälen (10) fluidisch verbindet, jeweils wenigstens teilweise integriert sind.
  14. Batterieeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, - dass das jeweilige Zellengehäuse (4) prismatisch und flach ist, so dass das Zellengehäuse (4) zwei zueinander parallele große Wände (23) und zwei mal zwei zueinander parallele kleine Wände (24, 25) aufweist, - dass der jeweilige Kanal (10) zumindest teilweise in einer der großen Wände (23) ausgeformt ist.
  15. Batterieeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine solche Batteriezelle (2) in ihrem prismatischen Zellengehäuse (4) mehrere zylindrische elektrochemische Zellen enthält.
  16. Batterieeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest einer solchen Batteriezelle (2) das jeweilige Zellengehäuse (4) eine Zellkammer (9) zur Aufnahme einer elektrochemischen Substanz der jeweiligen Batteriezelle (2) begrenzt und unmittelbar mit der elektrochemischen Substanz in Kontakt steht.
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