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WO2022268838A1 - Battery module for forming a battery for a vehicle - Google Patents

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Publication number
WO2022268838A1
WO2022268838A1 PCT/EP2022/066926 EP2022066926W WO2022268838A1 WO 2022268838 A1 WO2022268838 A1 WO 2022268838A1 EP 2022066926 W EP2022066926 W EP 2022066926W WO 2022268838 A1 WO2022268838 A1 WO 2022268838A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
cell holder
battery cells
temperature control
cell
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2022/066926
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Zoske
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.)
Webasto SE
Original Assignee
Webasto SE
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 Webasto SE filed Critical Webasto SE
Publication of WO2022268838A1 publication Critical patent/WO2022268838A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
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    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Definitions

  • Battery module for forming a battery for a vehicle
  • the present invention relates to a battery module for forming a battery for a vehicle, preferably a traction battery for an electric vehicle.
  • Electrochemical energy stores in particular lithium-ion batteries, have a limited operating temperature range. Outside of this range, such battery cells lose their performance, age faster or reach safety-critical states. For this reason, battery cells in many applications, especially lithium-ion batteries in electric and hybrid vehicles, are actively thermally conditioned, i.e. heated or cooled as required, in order to remain within the optimum operating temperature range.
  • a temperature control element through which a liquid heat transfer medium (e.g. cooling or heating water) flows.
  • the battery cells are thermally connected to this temperature control element and can thus be heated or cooled depending on the temperature of the medium.
  • a battery cell is understood to be an electrochemical storage cell, preferably a secondary cell.
  • the term "cell” can be understood as the smallest contactable structural unit.
  • a battery module is understood to be a structural unit that combines a large number of battery cells.
  • a battery or battery system is accordingly understood to mean a structural unit that is made up of one or more interconnected battery modules.
  • Such battery systems can also include a housing accommodating the battery modules, electrical interconnections and a battery management system.
  • the battery or the battery system is preferably intended for use in an electric vehicle, but can also be used in other vehicles or other areas of application. Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle
  • temperature control elements have, for example, a flat, planar geometry.
  • the battery cells are thermally connected to this temperature control element, for example, by a flexible, thermally conductive mat (“gap pad”) or by a liquid, pasty, partially hardening material (“gap filler”).
  • Gap pad flexible, thermally conductive mat
  • Gap filler liquid, pasty, partially hardening material
  • Gap fillers that harden to a lesser extent can migrate, which can drastically reduce the heat conduction from the temperature control element to the battery cells. Furthermore, the dismantling of hardening, adhesive gap fillers is difficult if not impossible. In addition, there is a risk of air bubbles being trapped with gap fillers. As a result, another component is required for electrical insulation and the air bubbles locally increase the thermal resistance, which can lead to overheating of individual cells.
  • the battery cells are installed in a battery, for example, in assemblies consisting of a large number of cells, so-called “battery modules”.
  • a battery module includes a cell holder that can hold a large number of battery cells.
  • these battery modules are screwed to a supporting structure, e.g. the housing or a supporting frame.
  • the temperature control element is also usually firmly connected to the supporting structure or is an integral part of this supporting structure.
  • the distance between the battery cells and the temperature control element is influenced by a large number of component tolerances.
  • the flatness of the heat exchanger, the height of the supporting structure or the flatness of the cell holder influence the gap between the cell bottom and the temperature control element.
  • the distance between a battery cell and the temperature control element can vary by several millimeters, for example, depending on the component tolerances in the respective battery.
  • the gap pad or gap filler In order to ensure the thermal connection of each individual battery cell, the gap pad or gap filler must be selected with a sufficient thickness to also fill the largest expected gap. This can cause a high amount of Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle
  • Material is required for the gap pad or the gap filler, which entails high material costs and weight.
  • a battery module for forming a battery for a vehicle comprising a plurality of battery cells and a cell holder in which the battery cells are held, the cell holder having an elastic material with high thermal conductivity.
  • the cell holder is designed for connection to a temperature control device of the battery.
  • the configuration of the cell holder of the battery module in such a way that it can be connected to a temperature control device enables active thermal conditioning of the battery cells accommodated in the cell holder.
  • the battery cells can be both cooled and heated in order to always be operated in the optimum operating temperature range.
  • the appropriate design of the cell holder makes it possible to dispense with the use of gap fillers or a gap pad.
  • An underside of the cell holder is preferably designed in such a way that it can be brought into thermal contact with the upper side of the temperature control device. This can be achieved, for example, by predetermined contouring of the underside of the cell holder. However, this can primarily be achieved by designing the elasticity of the material of the cell holder, which is preferably designed in such a way that it can follow the contours of the surface of the temperature control device.
  • the elastic material of the cell holder can be used to compensate for manufacturing tolerances, surface roughness and any unevenness on the top of the temperature control device and in the battery housing in which the battery module is installed.
  • manufacturing tolerances of the battery cells can also be compensated.
  • the use of an elastic material also offers the advantage that sharp edges or points do not damage the structure of the cell holder in a way that would impair its function.
  • production is simplified because the battery modules can be further installed without an application or curing process.
  • the cell holder preferably has borders for accommodating the battery cells, with a contour of a border preferably simulating the contour of a corresponding battery cell, so that the border preferably has a full surface area with a battery cell accommodated therein.
  • the bezel is similar in shape to the portion of the battery cells to be received in the bezel.
  • the dimensions of the enclosure can be smaller than the actual dimensions of the battery cell in this area, so that expansion of the elastic material of the cell holder means that the material of the cell holder is pressed against the battery cell and holds it in a non-positive and/or frictional manner.
  • the full-surface contact enables improved heat transfer between the battery cells and the temperature control device.
  • the contour of the mounts which is adapted to the battery cells, is advantageous for mechanically fixing the battery cells in the mounts.
  • the cell holder preferably has edgings for receiving the battery cells and the edgings are delimited laterally by cell walls and towards the temperature control device by a base, with the cell walls preferably having a smaller material thickness than the material thickness of the base.
  • a material thickness of the cell walls of the enclosures it is possible for a material thickness of the cell walls of the enclosures to be less than, equal to or greater than a material thickness of a base of the cell holder.
  • a lower material thickness of the cell walls of the enclosures has the advantage that the battery cells can be arranged closer together. Furthermore, less material is required, which results in lower material costs and a lower weight.
  • a greater material thickness between the top of the mount and the bottom of the cell holder has the advantage that manufacturing tolerances of the battery cells can be compensated for by the battery cells being able to be pressed to different depths into the top of the mount. A greater material thickness thus offers the possibility of compensating for larger manufacturing tolerances.
  • the cell holder is advantageously designed to accommodate a plurality of battery cells, preferably at least two, three or four, more preferably at least six or eight battery cells. It is particularly advantageous to provide a one-piece cell holder for all battery cells of the battery module. This leads to easier handling of the cell holder and a more effective arrangement of the battery cells in the cell holder. Furthermore, this shape offers advantages in the manufacture of the cell holder. Furthermore, the cell holder designed in this way provides a particularly homogeneous temperature distribution and is stable with regard to driving influences.
  • the cell holder is designed for electrical insulation between the battery cells and the temperature control device. As a result, no additional components, such as insulating films, are required between the battery cells and the temperature control device.
  • mounts in the cell holder for accommodating the battery cells are formed in such a way that when installed, a top and a bottom of the battery cells are almost parallel to a bottom of the cell holder and a top of the temperature control device, which are designed to connect the cell holder to the temperature control device , get lost.
  • the battery cells can be spaced more closely, since contact between the battery cells is prevented by the shape.
  • a module holder does not have to be formed in order to compensate for assembly tolerances of the battery cells in a direction parallel to an installation direction of the battery cells.
  • the rims of the cell holder for accommodating the battery cells are cylindrical.
  • a cylindrical cross-section represents an optimal ratio of the contact area between battery cell and cell holder for heat transfer.
  • Cross sections for example rectangular or essentially cylindrical or essentially rectangular cross sections, are also possible.
  • the battery cells are advantageously lithium-ion batteries.
  • Lithium-ion batteries have an advantageous energy density with high currents and allow intermediate charging at any time.
  • the cell holder comprises or consist of an elastomer and/or a filler.
  • the cell holder is made from an elastomer, e.g. a thermoplastic elastomer, a silicone or silicone rubber.
  • the elastic shape of the cell holder allows the battery cells to be mounted frictionally without tools.
  • a filler leads to an increase in the thermal conductivity; aluminum oxide or boron nitride, for example, is proposed for this purpose.
  • elastomers offer a high stress limit and can be used over a wide temperature range.
  • the cell holder is produced using a primary or reshaping process.
  • the shape can be made by injection molding, injection compression molding, or pressing.
  • the elastic material of the cell holder can preferably be formed in a hardness range between Shore A 0 and Shore A 100, more preferably in a hardness range between Shore A 5 and Shore A 60, particularly preferably in a hardness range between Shore A 10 and Shore A 50.
  • a battery for a vehicle preferably a traction battery
  • a battery for a vehicle comprising a temperature control device and at least one battery module arranged on the temperature control device in accordance with the above description.
  • An underside of the cell holder of the battery module is in direct contact with an upper side of the temperature control device.
  • Direct contact means that no other components or materials are arranged between the cell holder and the temperature control device. In particular, there is no thermal paste and/or gap filler between the cell holder and the temperature control device Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle
  • a module holder is preferably provided, which prestresses the battery cells arranged in the cell holder into the cell holder and towards the temperature control device.
  • the tolerances in the dimensioning of the battery cells and/or the surface inaccuracies can be compensated for by the pre-tension, because the elastic material of the cell holder is compressed by the pre-tension to such an extent that the battery cells and the section of the temperature control device lying opposite them are in direct contact with the material of the cell holder is reached.
  • the cell holder is preferably located between the battery cells and the temperature control device.
  • Figure 1 shows a schematic section through a battery module, a temperature control device and a module holder according to an embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic section through a battery module, a module holder and a temperature control device having bumps according to a further exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of a cell holder with cylindrical enclosures for accommodating cylindrical battery cells
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of a cell holder with cubic enclosures for accommodating prismatic battery cells
  • FIG. 5 shows a schematic section through a cell holder during pre-assembly.
  • FIG. 1 is a schematic section through a battery 100 with a battery module 1, comprising a plurality of battery cells 2, in particular cylindrical lithium-ion battery cells, and a cell holder 3 for holding the battery cells 2 in the battery module 1, shown.
  • a battery module 1 comprising a plurality of battery cells 2, in particular cylindrical lithium-ion battery cells, and a cell holder 3 for holding the battery cells 2 in the battery module 1, shown.
  • the battery module 1 is provided for building the battery 100, in particular a traction battery, for a vehicle.
  • a battery 100 for a vehicle includes a battery housing, not fully shown here, for accommodating at least one battery module 1 and usually has a temperature control device 4, which can form a bottom of the battery housing, for example.
  • the temperature control device 4 represents part of the battery housing.
  • the temperature control device 4 has channels 42 through which a temperature control medium can flow in order to control the temperature of the battery cells 2 of the battery module 1 .
  • the temperature control device 4 can be designed, for example, as an extruded part and—in addition to its temperature control function—also structurally form the bottom of the battery housing.
  • the underside 32 of the cell holder 3 is shaped in such a way that it follows a contour of the top side 40 of the temperature control device 4 .
  • the temperature control device 4 is connected directly to the cell holder 3 so that the temperature control device 4 is in direct thermal communication with the cell holder 3 .
  • the cell holder 3 thus also takes on the task of the gap filler known from the prior art.
  • the cell holder 3 has an elastomer or consists of it, for example a thermoplastic elastomer, a silicone or silicone rubber and can include a filler, for example aluminum oxide or boron nitride, to increase the thermal conductivity.
  • a one-piece cell holder 3 can be formed by means of a primary or reshaping process, for example injection molding, injection compression molding or pressing. Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle
  • the elastic material makes it possible to introduce the respective battery cells 2 into the cell holder 3 in such a way that the material fits snugly, so that a particularly good heat transfer can take place.
  • a non-positive and/or frictional connection between the battery cells 2 and the cell holder 3 can be formed, so that the battery cells 2 are also held firmly in the cell holder 3 .
  • the elastic material of the cell holder preferably has a hardness range between Shore A 10 and Shore A 50.
  • the module holder 6 clamps the battery cells 2 in the direction of the temperature control device 4 .
  • the battery cells 2 are thus pressed into the elastic cell holder 3 and thus ensure that the underside 32 of the cell holder
  • the module holder 6 can also be designed to hold the battery cells 2 on their upper side 20 , which is not accommodated in the cell holder 3 . Due to the fact that the module holder 6 is designed to be essentially rigid, it can be ensured here that the battery cells 2 do not move significantly under the forces that occur when driving.
  • the cell holder 3 has mounts 5 which are shaped and provided to accommodate the battery cells 2 and in which the battery cells 2 are at least partially accommodated.
  • the mounts 5 have an inner contour that simulates an outer contour of the battery cells 2 to be accommodated therein.
  • a simulation of the inner contour of the enclosures 5 according to the outer contour of the battery cells 2 is understood to mean that the enclosure is similar in shape to the section of the battery cells 2 that is to be accommodated in the enclosure 5 .
  • the dimensions of the enclosure 5 can be smaller than the actual dimensions of the battery cell 2 in this area, so that the material of the cell holder 3 is pressed against the battery cell 3 by an expansion of the elastic material of the cell holder 3 .
  • the battery cells 2 are framed by the cell holder 3 from below and laterally, the cell holder 3 being connected to the battery cells 2 in the area of the frame 5 in a non-positive and/or frictional manner, for example.
  • the enclosures 5 are bounded at the bottom by a base 50 of the cell holder 3 and at the sides by cell walls 56 of the cell holder 3.
  • the battery cells 2 are correspondingly at least partially accommodated in the mounts 5 provided in the cell holder 3 .
  • the mounts 5 of the cell holder 3 can also be designed in such a way that the battery cells 2 are completely accommodated therein or only a very small section is accommodated.
  • FIG. 2 shows a schematic section through a battery module 1 with a module holder 6 and a temperature control device 4 . Deviating from FIG. 1, in which ideally manufactured components are shown, FIG. The tolerances and unevenness in the figure are exaggerated for the purposes of illustration.
  • the elastic material of the cell holder 3, in particular the bottom 50 of the cell holder 3, can compensate for the unevenness 44 of the surface 40 of the temperature control device 4, so that a particularly good thermal connection of the cell holder 3 to the temperature control device 4 can be achieved without the need for an additional thermal paste or a gap pad must be provided.
  • the elastic material of the cell holder 3, in particular of the base 50 of the cell holder 3, also compensates for the different lengths of the battery cells 2 due to tolerances. It can be seen that the battery cells 2 protrude the same distance from the mounts 5 despite the difference DI in length and at the same time are still in contact with the material of the cell holder 3 essentially over the entire surface on their undersides 22 .
  • the module holder 6 has the effect that it holds the battery cells 2 and presses them on their upper sides 20 and Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle
  • FIGS. 1-10 A plan view of a cell holder 2 with a plurality of enclosures 5 for accommodating battery cells 2 is shown schematically in FIGS.
  • the skirts 5 are offset relative to each other in each row as shown in Figure 3 to provide closest packing.
  • the enclosures 5 have a round cross-sectional area 52 which has dimensions 54 which are slightly smaller than the diameter of the battery cells 2 to be accommodated therein. It can thus be achieved that the battery cells 2 to be accommodated in the mounts 5 displace the material of the cell holder 3 and the material of the cell holder 3 is thus pressed tightly against the battery cells 2 in order to achieve particularly good heat transfer.
  • the bezels 5 have a square cross-sectional area 52.
  • the bezels 5 are arranged in this embodiment so that they have a checkerboard-like pattern.
  • the dimensions 54 of the enclosures 5 are also somewhat smaller here than the battery cells to be accommodated therein, in order to ensure that the material of the cell holder 3 fits snugly against the battery cells 2 .
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a step in the assembly of a battery module 1 with cylindrical battery cells 2 in a cell holder 3 with mounts 5 .
  • Three battery cells 2 are already arranged in the cell holder 3 .
  • Another battery cell 2 is being inserted into the mount 5 of the cell holder 3 .
  • the dimension 54, here the diameter, of the mount 5 is smaller than the diameter 24 of the corresponding battery cell 2.
  • the use of the elastic material for the cell holder 3 makes it possible for the battery cells 2 to be held in the mounts 5 can be arranged in such a way that a non-positive and/or frictional connection is created between the battery cells 2 and the corresponding mounts 5 and the battery cells 2 are mechanically fixed by the cell holder 3 . Furthermore, a particularly good thermal connection is achieved in this way.
  • the material thickness 58 of the base 50 of the cell holder 3 is preferably somewhat thicker than the material thickness 57 of the cell walls 56. This allows the differences in length of the battery cells 2 and the unevenness 44 on the upper side of the temperature control element to be compensated for particularly well be, so that a particularly good heat transfer between the temperature control element and the battery cells 2 can be achieved.
  • the cell holder 3 is also used for electrical insulation between the battery cells 2 and the temperature control device 4, its material preferably has a high specific electrical resistance.
  • DI different overall lengths between two battery cells 32 underside of the cell holder 40 top of the temperature control device 42 channels for temperature control medium 44 bumps

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Abstract

The present invention relates to a battery module (1) for forming a battery for a vehicle, comprising a plurality of battery cells (2) and a cell holder (3) for holding the battery cells (2), the cell holder (3) comprising an elastic material having a high thermal conductivity, wherein the cell holder (3) is designed so it can be connected to a temperature control device (4) of the battery.

Description

Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle

Datum: 21. Juni 2022 Date: June 21, 2022

Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug Battery module for forming a battery for a vehicle

Technisches Gebiet technical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug, bevorzugt einer Traktionsbatterie für ein Elektrofahrzeug. The present invention relates to a battery module for forming a battery for a vehicle, preferably a traction battery for an electric vehicle.

Stand der Technik State of the art

Elektrochemische Energiespeicher, insbesondere Lithium-Ionen-Batterien, besitzen einen eingeschränkten Betriebstemperaturbereich. Außerhalb dieses Bereichs verlieren derartige Batteriezellen ihre Leistungsfähigkeit, altern stärker oder erreichen sicherheitskritische Zustände. Aus diesem Grund werden Batteriezellen in vielen Anwendungen, insbesondere bei Lithium-Ionen- Batterien von Elektro- und Hybridfahrzeugen, aktiv thermisch konditioniert, das heißt je nach Bedarf geheizt oder gekühlt, um im optimalen Betriebstemperaturbereich zu bleiben. Electrochemical energy stores, in particular lithium-ion batteries, have a limited operating temperature range. Outside of this range, such battery cells lose their performance, age faster or reach safety-critical states. For this reason, battery cells in many applications, especially lithium-ion batteries in electric and hybrid vehicles, are actively thermally conditioned, i.e. heated or cooled as required, in order to remain within the optimum operating temperature range.

In den meisten Elektro-Fahrzeugen erfolgt dies über ein Temperierelement, das von einem flüssigen Wärmeträgermedium (beispielsweise Kühl- bzw. Heizwasser) durchströmt wird. An dieses Temperierelement sind die Batteriezellen thermisch angebunden und können dadurch je nach Temperatur des Mediums geheizt oder gekühlt werden. In most electric vehicles, this is done using a temperature control element through which a liquid heat transfer medium (e.g. cooling or heating water) flows. The battery cells are thermally connected to this temperature control element and can thus be heated or cooled depending on the temperature of the medium.

Als Batteriezelle wird im Sinne der vorliegenden Offenbarung eine elektrochemische Speicherzelle, vorzugsweise eine Sekundärzelle verstanden. Der Begriff „Zelle“ kann im Hinblick auf das physikalische Erscheinungsbild der Komponente als kleinste kontaktierbare Baueinheit verstanden werden. Demgegenüber wird unter einem Batteriemodul eine Baueinheit verstanden, welche eine Vielzahl von Batteriezellen zusammenfasst. Als Batterie oder Batteriesystem wird entsprechend eine Baueinheit verstanden, die aus einem oder mehreren zusammengeschalteten Batteriemodulen aufgebaut ist. Derartige Batteriesysteme können ferner ein die Batteriemodule aufnehmendes Gehäuse, elektrische Verschaltungen sowie ein Batteriemanagementsystem umfassen. Die Batterie oder das Batteriesystem sind vorzugsweise für den Einsatz in einem Elektrofahrzeug vorgesehen, können aber auch in anderen Fahrzeugen oder anderen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug In the context of the present disclosure, a battery cell is understood to be an electrochemical storage cell, preferably a secondary cell. With regard to the physical appearance of the component, the term "cell" can be understood as the smallest contactable structural unit. In contrast, a battery module is understood to be a structural unit that combines a large number of battery cells. A battery or battery system is accordingly understood to mean a structural unit that is made up of one or more interconnected battery modules. Such battery systems can also include a housing accommodating the battery modules, electrical interconnections and a battery management system. The battery or the battery system is preferably intended for use in an electric vehicle, but can also be used in other vehicles or other areas of application. Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle

Datum: 21. Juni 2022 Date: June 21, 2022

Im Stand der Technik weisen Temperierelemente beispielsweise eine flächige, ebene Geometrie auf. Die thermische Anbindung der Batteriezellen an dieses Temperierelement erfolgt beispielsweise durch eine flexible thermisch leitfähige Matte (englisch „Gap Pad“) oder durch ein flüssiges, pastöses, teilweise aushärtendes Material (englisch “Gap Filler“). Durch ein Gap Pad oder einen Gap Filler werden in der Regel Toleranzen und Oberflächenrauigkeiten der Zellen bzw. des Temperierelements ausgeglichen und ein thermischer Übergang zwischen den Zellen und dem Temperierelement sichergestellt. In the prior art, temperature control elements have, for example, a flat, planar geometry. The battery cells are thermally connected to this temperature control element, for example, by a flexible, thermally conductive mat (“gap pad”) or by a liquid, pasty, partially hardening material (“gap filler”). A gap pad or a gap filler usually compensates for tolerances and surface roughness of the cells or the temperature control element and ensures a thermal transition between the cells and the temperature control element.

Weniger stark ausgehärtende Gap Filler können wandern, was die Wärmeleitung von dem Temperierelement zu den Batteriezellen drastisch reduzieren kann. Weiterhin ist die Demontage von aushärtenden, klebenden Gap Fillern erschwert bis unmöglich. Darüber hinaus besteht bei Gap Fillern die Gefahr des Luftblaseneinschlusses. Hierdurch wird ein weiteres Bauteil zur elektrischen Isolation notwendig und die Luftblasen erhöhen lokal den thermischen Widerstand, was zu einer Überhitzung einzelner Zellen führen kann. Gap fillers that harden to a lesser extent can migrate, which can drastically reduce the heat conduction from the temperature control element to the battery cells. Furthermore, the dismantling of hardening, adhesive gap fillers is difficult if not impossible. In addition, there is a risk of air bubbles being trapped with gap fillers. As a result, another component is required for electrical insulation and the air bubbles locally increase the thermal resistance, which can lead to overheating of individual cells.

Im Stand der Technik werden die Batteriezellen beispielsweise in Baugruppen bestehend aus einer Vielzahl von Zellen, sog. „Batteriemodulen“, in einer Batterie verbaut. Ein Batteriemodul umfasst dabei einen Zellhalter, der eine Vielzahl an Batteriezellen aufnehmen kann. In der Regel werden diese Batteriemodule fest mit einer tragenden Struktur, z.B. dem Gehäuse oder einem Tragrahmen verschraubt. Ebenfalls ist das Temperierelement meist fest mit der tragenden Struktur verbunden oder integraler Bestandteil dieser tragenden Struktur. In the prior art, the battery cells are installed in a battery, for example, in assemblies consisting of a large number of cells, so-called “battery modules”. A battery module includes a cell holder that can hold a large number of battery cells. As a rule, these battery modules are screwed to a supporting structure, e.g. the housing or a supporting frame. The temperature control element is also usually firmly connected to the supporting structure or is an integral part of this supporting structure.

Durch die feste Verbindung der Batteriemodule und des Temperierelements mit der tragenden Struktur der Batterie wird der Abstand zwischen Batteriezellen und dem Temperierelement durch eine Vielzahl an Bauteiltoleranzen beeinflusst. Unter anderem beeinflussen die Ebenheit des Wärmetauschers, die Höhe der tragenden Struktur oder die Ebenheit des Zellhalters den Spalt zwischen Zellboden und Temperierelement. Due to the fixed connection of the battery modules and the temperature control element to the supporting structure of the battery, the distance between the battery cells and the temperature control element is influenced by a large number of component tolerances. Among other things, the flatness of the heat exchanger, the height of the supporting structure or the flatness of the cell holder influence the gap between the cell bottom and the temperature control element.

So kann z.B. der Abstand zwischen einer Batteriezelle und dem Temperierelement um beispielsweise mehrere Millimeter schwanken, je nachdem welche Bauteiltoleranzen in der jeweiligen Batterie auftreten. For example, the distance between a battery cell and the temperature control element can vary by several millimeters, for example, depending on the component tolerances in the respective battery.

Um die thermische Anbindung jeder einzelnen Batteriezelle zu gewährleisten, muss das Gap Pad bzw. der Gap Filler entsprechend in einer ausreichenden Dicke gewählt werden, um auch den größten zu erwartenden Spalt auszufüllen. Dies kann dazu führen, dass eine hohe Menge an Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug In order to ensure the thermal connection of each individual battery cell, the gap pad or gap filler must be selected with a sufficient thickness to also fill the largest expected gap. This can cause a high amount of Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle

Datum: 21. Juni 2022 Date: June 21, 2022

Material für das Gap Pad bzw. den Gap Filler benötigt wird, was hohe Materialkosten und Gewicht mit sich bringt. Material is required for the gap pad or the gap filler, which entails high material costs and weight.

Aus der US 2019/0372182 A1 sind Batteriepacks zur Aufnahme von Batteriezellen bekannt. Darstellung der Erfindung Battery packs for accommodating battery cells are known from US 2019/0372182 A1. Presentation of the invention

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug bereitzustellen.Proceeding from the known prior art, it is an object of the present invention to provide an improved battery module for forming a battery for a vehicle.

Die Aufgabe wird durch ein Batteriemodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.The task is solved by a battery module with the features of claim 1 . Advantageous developments result from the dependent claims, the description and the figures.

Entsprechend wird ein Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug, umfassend eine Mehrzahl von Batteriezellen und einen Zellhalter, in dem die Batteriezellen gehalten sind, wobei der Zellhalter ein elastisches Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit aufweist, vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist der Zellhalter zur Anbindung an eine Temperiervorrichtung der Batterie ausgebildet ist. Accordingly, a battery module for forming a battery for a vehicle is proposed, comprising a plurality of battery cells and a cell holder in which the battery cells are held, the cell holder having an elastic material with high thermal conductivity. According to the invention, the cell holder is designed for connection to a temperature control device of the battery.

Die Ausgestaltung des Zellhalters des Batteriemoduls derart, dass er an eine Temperiervorrichtung angebunden werden kann, ermöglicht eine aktive thermische Konditionierung der im Zellhalter aufgenommenen Batteriezellen. Dadurch können die Batteriezellen sowohl gekühlt als auch geheizt werden, um stets im optimalen Betriebstemperaturbereich betrieben zu werden. The configuration of the cell holder of the battery module in such a way that it can be connected to a temperature control device enables active thermal conditioning of the battery cells accommodated in the cell holder. As a result, the battery cells can be both cooled and heated in order to always be operated in the optimum operating temperature range.

Durch die entsprechende Ausbildung des Zellhalters kann auf die Verwendung von Gap Filler oder einem Gap Pad verzichtet werden. The appropriate design of the cell holder makes it possible to dispense with the use of gap fillers or a gap pad.

Bevorzugt ist eine Unterseite des Zellhalters so ausgebildet, dass sie in thermischen Kontakt mit der Oberseite der Temperiervorrichtung bringbar ist. Dies kann beispielsweise durch eine vorgegebene Konturierung der Unterseite des Zellhalters erreicht werden. Vorrangig wird kann dies aber durch die Ausgestaltung der Elastizität des Materials des Zellhalters erreicht werden, die bevorzugt so ausgebildet ist, dass sie den Konturen der Oberfläche der Temperiervorrichtung folgen kann. An underside of the cell holder is preferably designed in such a way that it can be brought into thermal contact with the upper side of the temperature control device. This can be achieved, for example, by predetermined contouring of the underside of the cell holder. However, this can primarily be achieved by designing the elasticity of the material of the cell holder, which is preferably designed in such a way that it can follow the contours of the surface of the temperature control device.

Eine möglichst gute Wärmeübertragung wird über eine große Kontaktfläche sichergestellt, denn das elastische Material ermöglicht es der Unterseite des Zellhalters, sich einer Kontur einer Oberseite der Temperiervorrichtung, die mit der Unterseite des Zellhalters in direktem Kontakt steht, Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug The best possible heat transfer is ensured via a large contact surface, because the elastic material enables the underside of the cell holder to follow a contour of an upper side of the temperature control device, which is in direct contact with the underside of the cell holder. Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle

Datum: 21. Juni 2022 anzupassen. Der direkte Kontakt führt zu einer verbesserten Wärmeübertragung zwischen der Temperiervorrichtung und den Batteriezellen. Date: June 21, 2022 to adjust. The direct contact leads to improved heat transfer between the temperature control device and the battery cells.

Zusätzlich können durch das elastische Material des Zellhalters Fertigungstoleranzen, Oberflächenrauigkeiten und etwaige Unebenheiten auf der Oberseite der Temperiervorrichtung, sowie im Batteriegehäuse, in dem das Batteriemodul verbaut wird, ausgeglichen werden. In addition, the elastic material of the cell holder can be used to compensate for manufacturing tolerances, surface roughness and any unevenness on the top of the temperature control device and in the battery housing in which the battery module is installed.

Ferner können auch Fertigungstoleranzen der Batteriezellen ausgeglichen werden. Die Verwendung eines elastischen Materials bietet zusätzlich den Vorteil, dass scharfe Kanten oder Spitzen die Struktur des Zellhalters nicht funktionsbeeinträchtigend beschädigen. Darüber hinaus wird die Fertigung vereinfacht, da die Batteriemodule ohne Auftrags- oder Aushärte-Prozess weiter verbaut werden können. Furthermore, manufacturing tolerances of the battery cells can also be compensated. The use of an elastic material also offers the advantage that sharp edges or points do not damage the structure of the cell holder in a way that would impair its function. In addition, production is simplified because the battery modules can be further installed without an application or curing process.

Bevorzugt weist der Zellhalter Einfassungen zur Aufnahme der Batteriezellen auf, wobei bevorzugt eine Kontur einer Einfassung die Kontur einer dazu korrespondierenden Batteriezelle nachbildet, sodass die Einfassung bevorzugt vollflächig mit einer darin aufgenommenen Batteriezelle steht.The cell holder preferably has borders for accommodating the battery cells, with a contour of a border preferably simulating the contour of a corresponding battery cell, so that the border preferably has a full surface area with a battery cell accommodated therein.

Unter einer Nachbildung der Innenkontur der Einfassungen gemäß der Außenkontur der Batteriezellen wird verstanden, dass die Einfassung von ihrer Form her dem Abschnitt der Batteriezellen gleicht, der in der Einfassung aufgenommen werden soll. Die Dimensionen der Einfassung können aber kleiner sein, als die tatsächlichen Dimensionen der Batteriezelle in diesem Bereich, so dass durch eine Ausdehnung des elastischen Materials des Zellhalters das Material des Zellhalters an die Batteriezelle angepresst wird und diese kraftschlüssig und/oder reibschlüssig hält.By replicating the inner contour of the bezels according to the outer contour of the battery cells, it is meant that the bezel is similar in shape to the portion of the battery cells to be received in the bezel. However, the dimensions of the enclosure can be smaller than the actual dimensions of the battery cell in this area, so that expansion of the elastic material of the cell holder means that the material of the cell holder is pressed against the battery cell and holds it in a non-positive and/or frictional manner.

Der vollflächige Kontakt ermöglicht eine verbesserte Wärmeübertragung zwischen den Batteriezellen und der Temperiervorrichtung. Außerdem gestaltet sich die an die Batteriezellen angepasste Kontur der Einfassungen vorteilhaft für das mechanische Fixieren der Batteriezellen in den Einfassungen. The full-surface contact enables improved heat transfer between the battery cells and the temperature control device. In addition, the contour of the mounts, which is adapted to the battery cells, is advantageous for mechanically fixing the battery cells in the mounts.

Bevorzugt weist der Zellhalter Einfassungen zur Aufnahme der Batteriezellen auf und die Einfassungen sind seitlich durch Zellwände und zur Temperiervorrichtung hin durch einen Boden begrenzt sind, wobei bevorzugt die Zellwände eine geringere Materialstärke aufweisen, als die Materialstärke des Bodens. The cell holder preferably has edgings for receiving the battery cells and the edgings are delimited laterally by cell walls and towards the temperature control device by a base, with the cell walls preferably having a smaller material thickness than the material thickness of the base.

Auf diese Weise können die Toleranzen in einer Richtung senkrecht zu der Temperiervorrichtung durch den etwas dickeren Boden gut ausgeglichen werden und gleichzeitig kann durch die etwas dünneren Zellwände eine hohe Packungsdichte der Batteriezellen erreicht werden. Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug In this way, the tolerances in a direction perpendicular to the temperature control device can be well compensated for by the somewhat thicker base, and at the same time a high packing density of the battery cells can be achieved through the somewhat thinner cell walls. Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle

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Es ist möglich, dass eine Materialstärke der Zellwände der Einfassungen kleiner, gleich groß oder größer ist als eine Materialstärke eines Bodens des Zellhalters. Eine geringere Materialstärke der Zellwände der Einfassungen bringt den Vorteil, dass die Batteriezellen dichter aneinander angeordnet werden können. Ferner ist der Materialbedarf kleiner, was sich geringere Materialkosten und ein geringeres Gewicht zur Folge hat. Darüber hinaus hat eine größere Materialstärke zwischen der Oberseite der Einfassung und der Unterseite des Zellhalters den Vorteil, dass Fertigungstoleranzen der Batteriezellen ausgeglichen werden können, indem die Batteriezellen unterschiedlich tief in die Oberseite der Einfassung gepresst werden können. Eine größere Materialstärke bietet somit die Möglichkeit, größere Fertigungstoleranzen auszugleichen.It is possible for a material thickness of the cell walls of the enclosures to be less than, equal to or greater than a material thickness of a base of the cell holder. A lower material thickness of the cell walls of the enclosures has the advantage that the battery cells can be arranged closer together. Furthermore, less material is required, which results in lower material costs and a lower weight. In addition, a greater material thickness between the top of the mount and the bottom of the cell holder has the advantage that manufacturing tolerances of the battery cells can be compensated for by the battery cells being able to be pressed to different depths into the top of the mount. A greater material thickness thus offers the possibility of compensating for larger manufacturing tolerances.

Vorteilhafterweise ist der Zellhalter zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Batteriezellen, vorzugsweise mindestens zwei, drei oder vier, weiter vorzugsweise mindestens sechs oder acht Batteriezellen, ausgeformt. Besonders vorteilhaft ist es, einen einstückig ausgebildeten Zellhalter für alle Batteriezellen des Batteriemoduls bereit zu stellen. Dies führt zu einer einfacheren Handhabbarkeit des Zellhalters, sowie einer effektiveren Anordnung der Batteriezellen im Zellhalter. Ferner bietet diese Ausformung Vorteile bei der Fertigung des Zellhalters. Weiterhin stellt der so ausgebildete Zellhalter eine besonders homogene Temperaturverteilung bereit und ist stabil gegenüber Fahreinflüssen. The cell holder is advantageously designed to accommodate a plurality of battery cells, preferably at least two, three or four, more preferably at least six or eight battery cells. It is particularly advantageous to provide a one-piece cell holder for all battery cells of the battery module. This leads to easier handling of the cell holder and a more effective arrangement of the battery cells in the cell holder. Furthermore, this shape offers advantages in the manufacture of the cell holder. Furthermore, the cell holder designed in this way provides a particularly homogeneous temperature distribution and is stable with regard to driving influences.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, dass der Zellhalter zur elektrischen Isolation zwischen den Batteriezellen und der Temperiervorrichtung ausgebildet ist. Dadurch sind keine zusätzlichen Bauteile, beispielsweise Isolationsfolien, zwischen den Batteriezellen und der Temperiervorrichtung notwendig. It has proven particularly advantageous that the cell holder is designed for electrical insulation between the battery cells and the temperature control device. As a result, no additional components, such as insulating films, are required between the battery cells and the temperature control device.

Es ist möglich, dass Einfassungen im Zellhalter zum Aufnehmen der Batteriezellen so ausgeformt sind, dass im verbauten Zustand eine Oberseite und eine Unterseite der Batteriezellen nahezu parallel zu einer Unterseite des Zellhalters und einer Oberseite der Temperiervorrichtung, die zur Anbindung des Zellhalters an die Temperiervorrichtung ausgebildet sind, verlaufen. Dadurch können die Batteriezellen dichter beabstandet werden, da durch die Ausformung ein Kontakt der Batteriezellen verhindert wird. Ferner muss bei einer derartigen Ausgestaltung ein Modulhalter nicht dazu ausgeformt sein, um Montagetoleranzen der Batteriezellen in eine Richtung parallel zu einer Einbaurichtung der Batteriezellen auszugleichen. It is possible that mounts in the cell holder for accommodating the battery cells are formed in such a way that when installed, a top and a bottom of the battery cells are almost parallel to a bottom of the cell holder and a top of the temperature control device, which are designed to connect the cell holder to the temperature control device , get lost. As a result, the battery cells can be spaced more closely, since contact between the battery cells is prevented by the shape. Furthermore, in such a configuration, a module holder does not have to be formed in order to compensate for assembly tolerances of the battery cells in a direction parallel to an installation direction of the battery cells.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Einfassungen des Zellhalters zum Aufnehmen der Batteriezellen zylindrisch. Ein zylindrischer Querschnitt stellt ein optimales Verhältnis der Kontaktfläche zwischen Batteriezelle und Zellhalter zur Wärmeübertragung dar. Andere Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug According to a preferred embodiment, the rims of the cell holder for accommodating the battery cells are cylindrical. A cylindrical cross-section represents an optimal ratio of the contact area between battery cell and cell holder for heat transfer. Other Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle

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Querschnitte beispielsweise rechteckige oder im Wesentlichen zylindrische oder im Wesentlichen rechteckige Querschnitte sind auch möglich. Cross sections, for example rectangular or essentially cylindrical or essentially rectangular cross sections, are also possible.

Vorteilhafterweise sind die Batteriezellen Lithium-Ionen-Batterien. Lithium-Ionen-Batterien haben eine vorteilhafte Energiedichte mit hohen Stromstärken und ermöglichen ein Zwischenladen zu beliebigen Zeitpunkten. The battery cells are advantageously lithium-ion batteries. Lithium-ion batteries have an advantageous energy density with high currents and allow intermediate charging at any time.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, dass der Zellhalter ein Elastomer und/oder einen Füllstoff umfasst oder daraus besteht. Zum Ausgleich von Bauteil- und Montagetoleranzen und Oberflächenrauigkeiten wird der Zellhalter ein Elastomer, z.B. ein thermoplastisches Elastomer, ein Silikon oder Silikonkautschuk, umfassend hergestellt. Ferner ermöglicht die elastische Ausformung des Zellhalters die Batteriezellen werkzeuglos reibschlüssig zu montieren. Ein Füllstoff führt zu einer Steigerung der Wärmeleitfähigkeit, dazu wird als Füllstoff beispielsweise Aluminiumoxid oder Bornitrid vorgeschlagen. Vorteilhafterweise bieten Elastomere eine hohe Beanspruchungsgrenze und sind über einen großen Temperaturbereich nutzbar. It has proven to be particularly advantageous for the cell holder to comprise or consist of an elastomer and/or a filler. To compensate for component and assembly tolerances and surface roughness, the cell holder is made from an elastomer, e.g. a thermoplastic elastomer, a silicone or silicone rubber. Furthermore, the elastic shape of the cell holder allows the battery cells to be mounted frictionally without tools. A filler leads to an increase in the thermal conductivity; aluminum oxide or boron nitride, for example, is proposed for this purpose. Advantageously, elastomers offer a high stress limit and can be used over a wide temperature range.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Zellhalter mit einem ur- oder umformendes Verfahren hergestellt. Beispielweise kann die Form mittels Spritzgießen, Spritzprägen oder Pressen hergestellt werden. According to a preferred embodiment, the cell holder is produced using a primary or reshaping process. For example, the shape can be made by injection molding, injection compression molding, or pressing.

Bevorzugt kann das elastische Material des Zellhalters in einem Härtebereich zwischen Shore A 0 und Shore A 100, weiter bevorzugt in einem Härtebereich zwischen Shore A 5 und Shore A 60, besonders bevorzugt in einen Härtebereich zwischen Shore A 10 und Shore A 50 ausgebildet sein.The elastic material of the cell holder can preferably be formed in a hardness range between Shore A 0 and Shore A 100, more preferably in a hardness range between Shore A 5 and Shore A 60, particularly preferably in a hardness range between Shore A 10 and Shore A 50.

Die oben genannte Aufgabe wird ferner durch eine Batterie mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren. The above object is also achieved by a battery having the features of claim 10. Advantageous developments result from the dependent claims, the description and the figures.

Entsprechend wird eine Batterie für ein Fahrzeug, bevorzugt Traktionsbatterie, umfassend eine Temperiervorrichtung und mindestens ein auf der Temperiervorrichtung angeordnetes Batteriemodul gemäß der vorstehenden Beschreibung vorgeschlagen. Dabei steht eine Unterseite des Zellhalters des Batteriemoduls mit einer Oberseite der Temperiervorrichtung in direktem Kontakt. Accordingly, a battery for a vehicle, preferably a traction battery, is proposed, comprising a temperature control device and at least one battery module arranged on the temperature control device in accordance with the above description. An underside of the cell holder of the battery module is in direct contact with an upper side of the temperature control device.

Unter einem direkten Kontakt wird verstanden, dass zwischen dem Zellhalter und der Temperiervorrichtung keine weiteren Bauteile oder Stoffe angeordnet sind. Insbesondere ist zwischen dem Zellhalter und der Temperiervorrichtung keine Wärmeleitpaste und/oder Gap Filler Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug Direct contact means that no other components or materials are arranged between the cell holder and the temperature control device. In particular, there is no thermal paste and/or gap filler between the cell holder and the temperature control device Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle

Datum: 21. Juni 2022 und/oder Gap Pad vorgesehen. Vielmehr liegt das Material des Zellhalters unmittelbar auf der Oberseite der Temperiervorrichtung auf. Date: June 21, 2022 and/or Gap Pad provided. Rather, the material of the cell holder rests directly on the upper side of the temperature control device.

Bevorzugt ist ein Modulhalter vorgesehen, der die in dem Zellhalter angeordneten Batteriezellen in den Zellhalter hinein und auf die Temperiervorrichtung zu vorspannt. A module holder is preferably provided, which prestresses the battery cells arranged in the cell holder into the cell holder and towards the temperature control device.

Durch die Vorspannung können die Toleranzen in der Dimensionierung der Batteriezellen und/oder die Oberflächenungenauigkeiten ausgeglichen werden, denn durch die Vorspannung wird das elastische Material des Zellhalters soweit komprimiert, dass ein direktes Anliegen jeweils der Batteriezellen und des diesen gegenüberliegenden Abschnitts der Temperiervorrichtung an dem Material des Zellhalters erreicht wird. The tolerances in the dimensioning of the battery cells and/or the surface inaccuracies can be compensated for by the pre-tension, because the elastic material of the cell holder is compressed by the pre-tension to such an extent that the battery cells and the section of the temperature control device lying opposite them are in direct contact with the material of the cell holder is reached.

Bevorzugt liegt der Zellhalter entsprechend zwischen den Batteriezellen und der Temperiervorrichtung. The cell holder is preferably located between the battery cells and the temperature control device.

Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures

Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen: Preferred further embodiments of the invention are explained in more detail by the following description of the figures. show:

Figur 1 einen schematischen Schnitt durch ein Batteriemodul, eine Temperiervorrichtung und einen Modulhalter gemäß einem Ausführungsbeispiel, Figure 1 shows a schematic section through a battery module, a temperature control device and a module holder according to an embodiment,

Figur 2 einen schematischen Schnitt durch ein Batteriemodul, einen Modulhalter und eine Unebenheiten aufweisende Temperiervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, FIG. 2 shows a schematic section through a battery module, a module holder and a temperature control device having bumps according to a further exemplary embodiment,

Figur 3 eine schematische Draufsicht auf einen Zellhalter mit zylinderförmigen Einfassungen zur Aufnahme von zylindrischen Batteriezellen, FIG. 3 shows a schematic plan view of a cell holder with cylindrical enclosures for accommodating cylindrical battery cells,

Figur 4 eine schematische Draufsicht auf einen Zellhalter kubischen Einfassungen zur Aufnahme von prismatischen Batteriezellen, und FIG. 4 shows a schematic plan view of a cell holder with cubic enclosures for accommodating prismatic battery cells, and

Figur 5 einen schematischen Schnitt durch einen Zellhalter bei der Vormontage. FIG. 5 shows a schematic section through a cell holder during pre-assembly.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführunqsbeispiele Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug Detailed description of preferred exemplary embodiments Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle

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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden. Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the figures. Elements that are the same, similar or have the same effect are provided with identical reference symbols in the different figures, and a repeated description of these elements is sometimes dispensed with in order to avoid redundancies.

In Figur 1 ist schematisch ein Schnitt durch eine Batterie 100 mit einem Batteriemodul 1 , umfassend eine Mehrzahl von Batteriezellen 2, insbesondere zylindrischen Lithium-Ionen- Batteriezellen, und einen Zellhalter 3 zum Halten der Batteriezellen 2 im Batteriemodul 1 , dargestellt. In Figure 1 is a schematic section through a battery 100 with a battery module 1, comprising a plurality of battery cells 2, in particular cylindrical lithium-ion battery cells, and a cell holder 3 for holding the battery cells 2 in the battery module 1, shown.

Das Batteriemodul 1 ist zum Aufbau der Batterie 100, insbesondere einer Traktionsbatterie, für ein Fahrzeug vorgesehen. Eine Batterie 100 für ein Fahrzeug umfasst ein hier nicht vollständig dargestelltes Batteriegehäuse zur Aufnahme mindestens eines Batteriemoduls 1 und weist üblicher Weise eine Temperiervorrichtung 4 auf, die beispielsweise einen Boden des Batteriegehäuses ausbilden kann. Insofern stellt die Temperiervorrichtung 4 einen Teil des Batteriegehäuses dar.The battery module 1 is provided for building the battery 100, in particular a traction battery, for a vehicle. A battery 100 for a vehicle includes a battery housing, not fully shown here, for accommodating at least one battery module 1 and usually has a temperature control device 4, which can form a bottom of the battery housing, for example. In this respect, the temperature control device 4 represents part of the battery housing.

Die Temperiervorrichtung 4 weist dabei Kanäle 42 auf, die mit einem Temperierungsmedium durchströmt werden können, um die Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 1 zu temperieren. Die Temperiervorrichtung 4 kann beispielsweise als Strangpressteil ausgebildet sein und - neben ihrer Temperierungsfunktion - auch strukturell den Boden des Batteriegehäuses ausbilden. The temperature control device 4 has channels 42 through which a temperature control medium can flow in order to control the temperature of the battery cells 2 of the battery module 1 . The temperature control device 4 can be designed, for example, as an extruded part and—in addition to its temperature control function—also structurally form the bottom of the battery housing.

Um eine besonders effiziente thermische Anbindung der Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 1 an die Temperiervorrichtung 4 zu erreichen, ist die Unterseite 32 des Zellhalters 3 so ausgeformt, dass sie einer Kontur der Oberseite 40 der Temperiervorrichtung 4 folgt. Insbesondere ist die Temperiervorrichtung 4 direkt mit dem Zellhalter 3 verbunden, so dass die Temperiervorrichtung 4 in direkter thermischer Kommunikation mit dem Zellhalter 3 steht. Mit anderen Worten ist zwischen dem Zellhalter 3 und der Temperiervorrichtung 4 kein weiteres Material wie beispielsweise eine Wärmeleitpaste oder ein Gapfiller vorhanden. Der Zellhalter 3 übernimmt damit auch die Aufgabe des aus dem Stand der Technik bekannten Gapfillers. In order to achieve a particularly efficient thermal connection of the battery cells 2 of the battery module 1 to the temperature control device 4 , the underside 32 of the cell holder 3 is shaped in such a way that it follows a contour of the top side 40 of the temperature control device 4 . In particular, the temperature control device 4 is connected directly to the cell holder 3 so that the temperature control device 4 is in direct thermal communication with the cell holder 3 . In other words, there is no further material between the cell holder 3 and the temperature control device 4, such as a thermally conductive paste or a gap filler. The cell holder 3 thus also takes on the task of the gap filler known from the prior art.

Der Zellhalter 3 weist ein Elastomer auf oder besteht daraus, beispielsweise ein thermoplastisches Elastomer, ein Silikon oder Silikonkautschuk und kann zur Steigerung der Wärmeleitfähigkeit einen Füllstoff, z.B. Aluminiumoxid oder Bornitrid, umfassen. Mittels eines ur- oder umformendes Verfahren, z.B. Spritzgießen, Spritzprägen oder Pressen, kann ein einstückiger Zellhalter 3 geformt werden. Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug The cell holder 3 has an elastomer or consists of it, for example a thermoplastic elastomer, a silicone or silicone rubber and can include a filler, for example aluminum oxide or boron nitride, to increase the thermal conductivity. A one-piece cell holder 3 can be formed by means of a primary or reshaping process, for example injection molding, injection compression molding or pressing. Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle

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Das elastische Material ermöglicht es, die jeweiligen Batteriezellen 2 so in den Zellhalter 3 einzubringen, dass das Material eng anliegt, so dass ein besonders guter Wärmeübertrag stattfinden kann. Dadurch kann beispielsweise eine kraftschlüssige und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen den Batteriezellen 2 und dem Zellhalter 3 ausgebildet werden, so dass die Batteriezellen 2 auch fest in dem Zellhalter 3 gehalten werden. The elastic material makes it possible to introduce the respective battery cells 2 into the cell holder 3 in such a way that the material fits snugly, so that a particularly good heat transfer can take place. As a result, for example, a non-positive and/or frictional connection between the battery cells 2 and the cell holder 3 can be formed, so that the battery cells 2 are also held firmly in the cell holder 3 .

Durch die Verwendung des elastischen Materials können Toleranzen der Längen der BatteriezellenDue to the use of the elastic material, tolerances in the lengths of the battery cells can occur

2 oder Unregelmäßigkeiten der Oberfläche 40 der Temperiervorrichtung 4 ausgeglichen werden und dennoch kann der thermische Kontakt der Temperiervorrichtung 4 mit den Batteriezellen 2 besonders gut ausgebildet sein. 2 or irregularities in the surface 40 of the temperature control device 4 can be compensated for, and the thermal contact between the temperature control device 4 and the battery cells 2 can nevertheless be particularly good.

Das elastische Material des Zellhalters weist vorzugsweise einen Härtebereich zwischen Shore A 10 und Shore A 50 auf. The elastic material of the cell holder preferably has a hardness range between Shore A 10 and Shore A 50.

Ein Modulhalter 6, beispielsweise aus einem im Wesentlichen starren Material, ist vorgesehen und dient dazu, das Batteriemodul 1 in dem Batteriegehäuse zu halten. Der Modulhalter 6 spannt die Batteriezellen 2 in Richtung auf die Temperiervorrichtung 4 zu. Damit werden die Batteriezellen 2 in den elastischen Zellhalter 3 gepresst und sorgen damit dafür, dass die Unterseite 32 des ZellhaltersA module holder 6, for example made of a substantially rigid material, is provided and serves to hold the battery module 1 in the battery housing. The module holder 6 clamps the battery cells 2 in the direction of the temperature control device 4 . The battery cells 2 are thus pressed into the elastic cell holder 3 and thus ensure that the underside 32 of the cell holder

3 auf die Oberseite 40 der Temperiervorrichtung 4 gepresst wird und damit über den Zellhalter 3 ein thermischer Kontakt zwischen den Batteriezellen 2 und der Temperiervorrichtung 4 hergestellt wird.3 is pressed onto the upper side 40 of the temperature control device 4 and thus a thermal contact between the battery cells 2 and the temperature control device 4 is produced via the cell holder 3 .

Der Modulhalter 6 kann gleichzeitig auch dazu ausgebildet sein, die Batteriezellen 2 an deren Oberseite 20, die nicht in dem Zellhalter 3 aufgenommen ist, zu halten. Dadurch, dass der Modulhalter 6 im Wesentlichen starr ausgebildet ist, kann hier sichergestellt werden, dass sich die Batteriezellen 2 bei den beim Fahren auftretenden Kräften nicht wesentlich bewegen. At the same time, the module holder 6 can also be designed to hold the battery cells 2 on their upper side 20 , which is not accommodated in the cell holder 3 . Due to the fact that the module holder 6 is designed to be essentially rigid, it can be ensured here that the battery cells 2 do not move significantly under the forces that occur when driving.

Der Zellhalter 3 weist Einfassungen 5 auf, die zur Aufnahme der Batteriezellen 2 ausgeformt und vorgesehen sind und in denen die Batteriezellen 2 zumindest teilweise aufgenommen sind. Dazu weisen die Einfassungen 5 eine Innenkontur auf, die einer Außenkontur der jeweils darin aufzunehmenden Batteriezellen 2 nachbildet. Unter einer Nachbildung der Innenkontur der Einfassungen 5 gemäß der Außenkontur der Batteriezellen 2 wird verstanden, dass die Einfassung von ihrer Form her dem Abschnitt der Batteriezellen 2 gleicht, der in der Einfassung 5 aufgenommen werden soll. Die Dimensionen der Einfassung 5 können aber kleiner sein, als die tatsächlichen Dimensionen der Batteriezelle 2 in diesem Bereich, so dass durch eine Ausdehnung des elastischen Materials des Zellhalters 3 das Material des Zellhalters 3 an die Batteriezelle 3 angepresst wird. Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug The cell holder 3 has mounts 5 which are shaped and provided to accommodate the battery cells 2 and in which the battery cells 2 are at least partially accommodated. For this purpose, the mounts 5 have an inner contour that simulates an outer contour of the battery cells 2 to be accommodated therein. A simulation of the inner contour of the enclosures 5 according to the outer contour of the battery cells 2 is understood to mean that the enclosure is similar in shape to the section of the battery cells 2 that is to be accommodated in the enclosure 5 . However, the dimensions of the enclosure 5 can be smaller than the actual dimensions of the battery cell 2 in this area, so that the material of the cell holder 3 is pressed against the battery cell 3 by an expansion of the elastic material of the cell holder 3 . Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle

Datum: 21. Juni 2022 Date: June 21, 2022

Dadurch wird im Bereich der Einfassungen 5 ein im Wesentlichen vollflächiger Kontakt des Zellhalters 3 mit den Batteriezellen 2 erreicht. Die Batteriezellen 2 werden dabei vom Zellhalter 3 von unten und seitlich eingefasst, wobei der Zellhalter 3 beispielsweise kraftschlüssig und/oder reibschlüssig mit den Batteriezellen 2 im Bereich der Einfassung 5 verbunden ist. As a result, a substantially full-surface contact of the cell holder 3 with the battery cells 2 is achieved in the area of the mounts 5 . The battery cells 2 are framed by the cell holder 3 from below and laterally, the cell holder 3 being connected to the battery cells 2 in the area of the frame 5 in a non-positive and/or frictional manner, for example.

Die Einfassungen 5 werden nach unten hin durch einen Boden 50 des Zellhalters 3 begrenzt und zu den Seiten hin durch Zellwände 56 des Zellhalters 3. The enclosures 5 are bounded at the bottom by a base 50 of the cell holder 3 and at the sides by cell walls 56 of the cell holder 3.

Im montierten Zustand des Batteriemoduls 1 sind die Batteriezellen 2 entsprechend zumindest teilweise in den im Zellhalter 3 vorgesehenen Einfassungen 5 aufgenommen. Abhängig von der gewünschten Ausbildung des Batteriemoduls 1 können die Einfassungen 5 des Zellhalters 3 auch so ausgestaltet sein, dass die Batteriezellen 2 vollständig darin aufgenommen werden oder aber nur ein sehr kleiner Abschnitt aufgenommen wird. In the installed state of the battery module 1 , the battery cells 2 are correspondingly at least partially accommodated in the mounts 5 provided in the cell holder 3 . Depending on the desired configuration of the battery module 1, the mounts 5 of the cell holder 3 can also be designed in such a way that the battery cells 2 are completely accommodated therein or only a very small section is accommodated.

In der Figur 2 ist ein schematischer Schnitt durch ein Batteriemodul 1 mit einem Modulhalter 6 und eine Temperiervorrichtung 4 gezeigt. Abweichend zur Figur 1 , in der ideal gefertigte Bauteile abgebildet sind, sind in Figur 2 die Batteriezellen 2 mit toleranzbedingt unterschiedlichen Längen und die Oberfläche 40 der Temperiervorrichtung 4 mit Unebenheiten 44 gezeigt. Für die Darstellung sind die Toleranzen und Unebenheiten in der Figur übertrieben dargestellt. FIG. 2 shows a schematic section through a battery module 1 with a module holder 6 and a temperature control device 4 . Deviating from FIG. 1, in which ideally manufactured components are shown, FIG. The tolerances and unevenness in the figure are exaggerated for the purposes of illustration.

Das elastische Material des Zellhalters 3, insbesondere des Bodens 50 des Zellhalters 3, kann die Unebenheiten 44 der Oberfläche 40 der Temperiervorrichtung 4 ausgleichen, so dass eine besonders gute thermische Anbindung des Zellhalters 3 an die Temperiervorrichtung 4 erreicht werden kann, ohne dass eine zusätzliche Wärmeleitpaste oder ein Gappad vorgesehen werden muss. The elastic material of the cell holder 3, in particular the bottom 50 of the cell holder 3, can compensate for the unevenness 44 of the surface 40 of the temperature control device 4, so that a particularly good thermal connection of the cell holder 3 to the temperature control device 4 can be achieved without the need for an additional thermal paste or a gap pad must be provided.

Das elastische Material des Zellhalters 3, insbesondere des Bodens 50 des Zellhalters 3, gleicht weiterhin auch die toleranzbedingt unterschiedlichen Längen der Batteriezellen 2 aus. Dabei ist zu erkennen, dass die Batteriezellen 2 trotz des Unterschieds DI der Längen gleich weit aus den Einfassungen 5 herausragen und gleichzeitig noch an ihren Unterseiten 22 im Wesentlichen vollflächig mit dem Material des Zellhalters 3 in Kontakt stehen. The elastic material of the cell holder 3, in particular of the base 50 of the cell holder 3, also compensates for the different lengths of the battery cells 2 due to tolerances. It can be seen that the battery cells 2 protrude the same distance from the mounts 5 despite the difference DI in length and at the same time are still in contact with the material of the cell holder 3 essentially over the entire surface on their undersides 22 .

Ermöglicht wird dies durch das elastische Material des Zellhalters 3, hierdurch können die Batteriezellen 2 unterschiedlich stark in den Zellhalter 3 gepresst werden. Der Modulhalter 6 bewirkt entsprechend dadurch, dass er die Batteriezellen 2 hält und auf deren Oberseiten 20 presst und Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug This is made possible by the elastic material of the cell holder 3, as a result of which the battery cells 2 can be pressed into the cell holder 3 to different extents. The module holder 6 has the effect that it holds the battery cells 2 and presses them on their upper sides 20 and Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle

Datum: 21. Juni 2022 damit die Batteriezellen 2 gegen die Temperiervorrichtung 4 hin vorspannt, dass die Batteriezellen 2 so gut wie möglich thermisch an die Temperiervorrichtung 4 angebunden sind. Date: June 21, 2022 so that the battery cells 2 are preloaded against the temperature control device 4 so that the battery cells 2 are thermally connected to the temperature control device 4 as well as possible.

In den Figuren 3 und 4 ist schematisch eine Draufsicht auf einen Zellhalter 2 mit einer Mehrzahl von Einfassungen 5 zum Aufnehmen von Batteriezellen 2 dargestellt. A plan view of a cell holder 2 with a plurality of enclosures 5 for accommodating battery cells 2 is shown schematically in FIGS.

Die Einfassungen 5 sind entsprechend Figur 3 zur Herstellung einer dichtesten Packung in jeder Reihe zueinander verschoben. Die Einfassungen 5 weisen eine runde Querschnittsfläche 52 auf, die Dimensionen 54 aufweisen, die etwas kleiner als der Durchmesser der darin aufzunehmenden Batteriezellen 2 ist. Damit kann erreicht werden, dass die in den Einfassungen 5 aufzunehmenden Batteriezellen 2 das Material des Zellhalters 3 verdrängen und das Material des Zellhalters 3 damit eng an die Batteriezellen 2 angepresst wird, um einen besonders guten Wärmeübergang zu erreichen. The skirts 5 are offset relative to each other in each row as shown in Figure 3 to provide closest packing. The enclosures 5 have a round cross-sectional area 52 which has dimensions 54 which are slightly smaller than the diameter of the battery cells 2 to be accommodated therein. It can thus be achieved that the battery cells 2 to be accommodated in the mounts 5 displace the material of the cell holder 3 and the material of the cell holder 3 is thus pressed tightly against the battery cells 2 in order to achieve particularly good heat transfer.

In Figur 4 haben die Einfassungen 5 eine quadratische Querschnittsfläche 52. Aus Gründen der Gewichts- und Platzoptimierung sind die Einfassungen 5 in dieser Ausführung so angeordnet, dass sie ein schachbrettartiges Muster aufweisen. Die Dimensionen 54 der Einfassungen 5 sind hier ebenfalls etwas kleiner, als die darin aufzunehmenden Batteriezellen, um eine enges Anliegen des Materials des Zellhalters 3 an den Batteriezellen 2 zu erreichen. In Figure 4, the bezels 5 have a square cross-sectional area 52. For reasons of weight and space optimization, the bezels 5 are arranged in this embodiment so that they have a checkerboard-like pattern. The dimensions 54 of the enclosures 5 are also somewhat smaller here than the battery cells to be accommodated therein, in order to ensure that the material of the cell holder 3 fits snugly against the battery cells 2 .

In Figur 5 ist ein Schritt der Montage eines Batteriemoduls 1 mit zylindrischen Batteriezellen 2 in einem Zellhalter 3 mit Einfassungen 5 schematisch dargestellt. Im Zellhalter 3 sind bereits drei Batteriezellen 2 angeordnet. Eine weitere Batteriezelle 2 wird gerade in die Einfassung 5 des Zellhalters 3 eingebracht. Es ist zu erkennen, dass die Dimension 54, hier der Durchmesser, der Einfassung 5 kleiner ist als der Durchmesser 24 der dazu korrespondierenden Batteriezelle 2. Die Verwendung des elastischen Materials für den Zellhalter 3 ermöglicht es dabei, dass die Batteriezellen 2 in den Einfassungen 5 so angeordnet werden können, dass eine kraftschlüssige und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen den Batteriezellen 2 und den dazu korrespondierenden Einfassungen 5 entsteht und die Batteriezellen 2 durch den Zellhalter 3 mechanisch fixiert werden. Weiterhin wird auf diese Weise eine besonders gute thermische Anbindung erreicht. FIG. 5 shows a schematic representation of a step in the assembly of a battery module 1 with cylindrical battery cells 2 in a cell holder 3 with mounts 5 . Three battery cells 2 are already arranged in the cell holder 3 . Another battery cell 2 is being inserted into the mount 5 of the cell holder 3 . It can be seen that the dimension 54, here the diameter, of the mount 5 is smaller than the diameter 24 of the corresponding battery cell 2. The use of the elastic material for the cell holder 3 makes it possible for the battery cells 2 to be held in the mounts 5 can be arranged in such a way that a non-positive and/or frictional connection is created between the battery cells 2 and the corresponding mounts 5 and the battery cells 2 are mechanically fixed by the cell holder 3 . Furthermore, a particularly good thermal connection is achieved in this way.

Weiterhin ist in der Figur 5 gut zu erkennen, dass die Zellwände 56 des Zellhalters 3 im Vergleich zu den Dimensionen 24, hier dem Durchmesser, der Batteriezellen 2 dünn ausgeformt sind. Mit anderen Worten ist eine Materialstärke 57 des Zellhalters 3 kleiner, als die Dimensionen 54 der Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug Furthermore, it can be clearly seen in FIG. 5 that the cell walls 56 of the cell holder 3 are thin in comparison to the dimensions 24, here the diameter, of the battery cells 2. In other words, a material thickness 57 of the cell holder 3 is smaller than the dimensions 54 of Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle

Datum: 21. Juni 2022 Date: June 21, 2022

Einfassung 5 des Zellhalters 3. Damit lässt sich eine besonders enge Packung der Batteriezellen 2 in dem Zellhalter 3 erreichen. Enclosure 5 of the cell holder 3. This allows the battery cells 2 to be packed particularly tightly in the cell holder 3.

Es ist auch gut zu erkennen, dass die Materialstärke 58 des Bodens 50 des Zellhalters 3 bevorzugt etwas dicker ist, als die Materialstärke 57 der Zellwände 56. Damit kann ein besonders guter Ausgleich der Längenunterschiede der Batteriezellen 2 und der Unebenheiten 44 der Oberseite des Temperierelements ausgeglichen werden, so dass ein besonders guter Wärmeübergang zwischen dem Temperierelement und den Batteriezellen 2 erreicht werden kann. It is also easy to see that the material thickness 58 of the base 50 of the cell holder 3 is preferably somewhat thicker than the material thickness 57 of the cell walls 56. This allows the differences in length of the battery cells 2 and the unevenness 44 on the upper side of the temperature control element to be compensated for particularly well be, so that a particularly good heat transfer between the temperature control element and the battery cells 2 can be achieved.

Da der Zellhalter 3 auch der elektrischen Isolation zwischen den Batteriezellen 2 und der Temperiervorrichtung 4 dient, weist dessen Material bevorzugt einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand auf. Since the cell holder 3 is also used for electrical insulation between the battery cells 2 and the temperature control device 4, its material preferably has a high specific electrical resistance.

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. As far as applicable, all individual features that are presented in the exemplary embodiments can be combined with one another and/or exchanged without departing from the scope of the invention.

Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein FahrzeugApplicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle

Datum: 21. Juni 2022 Date: June 21, 2022

Bezuqszeichenliste Reference character list

1 Batteriemodul 1 battery module

2 Batteriezelle 2 battery cell

3 Zellhalter 4 Temperiervorrichtung 3 cell holder 4 temperature control device

5 Einfassung 5 bezel

6 Modulhalter 6 module holders

20 Oberseite der Batteriezelle 20 top of the battery cell

22 Unterseite der Batteriezelle 24 Dimension (Durchmesser) der Batteriezelle 22 Bottom of the battery cell 24 Dimension (diameter) of the battery cell

DI unterschiedlicher Gesamtlängen zwischen zwei Batteriezellen 32 Unterseite des Zellhalters 40 Oberseite der Temperiervorrichtung 42 Kanäle für Temperiermedium 44 Unebenheiten DI different overall lengths between two battery cells 32 underside of the cell holder 40 top of the temperature control device 42 channels for temperature control medium 44 bumps

50 Boden des Zellhalters 52 Querschnittsfläche der Einfassung 54 Dimension (Durchesser) der Einfassung 56 Zellwand 57 Materialstärke der Zellwände 50 Bottom of the cell holder 52 Cross-sectional area of the border 54 Dimension (diameter) of the border 56 Cell wall 57 Material thickness of the cell walls

58 Materialstärke des Bodens des Zellhalters 58 Material thickness of the bottom of the cell holder

Claims

Anmelder: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug Datum: 21. Juni 2022 Ansprüche Applicant: Webasto SE Our reference: WBT25289PCT Title: Battery module for forming a battery for a vehicle Date: June 21, 2022 Claims 1. Batteriemodul (1) zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug, umfassend eine Mehrzahl von Batteriezellen (2) und einen Zellhalter (3), in dem die Batteriezellen (2) gehalten sind, wobei der Zellhalter (3) ein elastisches Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellhalter (3) zur Anbindung an eine Temperiervorrichtung (4) der Batterie ausgebildet ist. 1. Battery module (1) for forming a battery for a vehicle, comprising a plurality of battery cells (2) and a cell holder (3) in which the battery cells (2) are held, the cell holder (3) having an elastic material with a has high thermal conductivity, characterized in that the cell holder (3) is designed for connection to a temperature control device (4) of the battery. 2. Batteriemodul (1) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterseite (32) des Zellhalters (3) so ausgebildet ist, dass sie in thermischen Kontakt mit der Oberseite (40) der Temperiervorrichtung (4) bringbar ist. 2. Battery module (1) according to claim 1, characterized in that an underside (32) of the cell holder (3) is designed such that it can be brought into thermal contact with the upper side (40) of the temperature control device (4). 3. Batteriemodul (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellhalter (3) Einfassungen (5) zur Aufnahme der Batteriezellen (2) aufweist, wobei bevorzugt eine Kontur einer Einfassung (5) die Kontur einer dazu korrespondierenden Batteriezelle (2) nachbildet, sodass die Einfassung (5) bevorzugt vollflächig mit einer darin aufgenommenen Batteriezelle (2) steht. 3. Battery module (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the cell holder (3) has mounts (5) for receiving the battery cells (2), with a contour of a mount (5) preferably having the contour of a battery cell corresponding thereto ( 2) simulated, so that the frame (5) is preferably full-surface with a battery cell (2) accommodated therein. 4. Batteriemodul (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfassungen (5) Querschnittsflächen (52) aufweisen, die kleiner sind, als die dazu korrespondierenden Dimensionen (24) der jeweils darin eingefassten Batteriezelle (2), sodass die Einfassungen (5) eine elastische Haltekraft auf die Batteriezellen (2) ausüben und zwischen den Batteriezellen (2) und dem Zellhalter (3) bevorzugt ein Reibschluss ausgebildet ist. 4. Battery module (1) according to claim 3, characterized in that the enclosures (5) have cross-sectional areas (52) which are smaller than the corresponding dimensions (24) of the battery cell (2) respectively enclosed therein, so that the enclosures ( 5) exert an elastic holding force on the battery cells (2) and a frictional connection is preferably formed between the battery cells (2) and the cell holder (3). 5. Batteriemodul (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellhalter (3) Einfassungen (5) zur Aufnahme der Batteriezellen (2) aufweist und die Einfassungen (5) seitlich durch Zellwände (56) und zur Temperiervorrichtung (4) hin durch einen Boden (50) begrenzt sind, wobei bevorzugt die Zellwände (56) eine geringere Materialstärke (57) aufweisen, als die Materialstärke (58) des Bodens (50). 5. Battery module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cell holder (3) has mounts (5) for accommodating the battery cells (2) and the mounts (5) are laterally connected by cell walls (56) and to the temperature control device (4 ) are delimited by a bottom (50), the cell walls (56) preferably having a smaller material thickness (57) than the material thickness (58) of the bottom (50). 6. Batteriemodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellhalter (3) zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Batteriezellen (2), vorzugsweise Anmelder: Webasto SE 6. battery module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the cell holder (3) for receiving a plurality of battery cells (2), preferably Applicant: Webasto SE Unser Zeichen: WBT25289PCT Our reference: WBT25289PCT Titel: Batteriemodul zum Ausbilden einer Batterie für ein Fahrzeug Title: Battery module for forming a battery for a vehicle Datum: 21. Juni 2022 mindestens zwei, drei, vier, fünf, sechs oder acht Batteriezellen (2), ausgeformt ist, bevorzugt einstückig ausgeformt ist. Date: June 21, 2022 at least two, three, four, five, six or eight battery cells (2), is formed, preferably formed in one piece. 7. Batteriemodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellhalter (3) zum Halten aller Batteriezellen (2) ausgebildet ist, bevorzugt einstückig ausgebildet ist. 7. Battery module (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the cell holder (3) is designed to hold all battery cells (2), preferably is formed in one piece. 8. Batteriemodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellhalter (3) ein Elastomer, bevorzugt ein thermoplastisches Elastomer und/oder ein Silikon und/oder Silikonkautschuk, umfasst oder daraus besteht, und bevorzugt zur Steigerung der Wärmeleitfähigkeit einen Füllstoff, besonders bevorzugt Aluminiumoxid oder Bornitrid, umfasst, und wobei das Elastomer bevorzugt elektrisch isolierend ausgebildet ist. 8. Battery module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cell holder (3) comprises or consists of an elastomer, preferably a thermoplastic elastomer and/or a silicone and/or silicone rubber, and preferably a to increase the thermal conductivity Filler, particularly preferably aluminum oxide or boron nitride, and wherein the elastomer is preferably designed to be electrically insulating. 9. Batteriemodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Material des Zellhalters (2) vorzugsweise einen Härtebereich zwischen Shore A 0 und Shore A 100, weiter vorzugsweise einen Härtebereich zwischen Shore A 5 und Shore A 60, weiter vorzugsweise einen Härtebereich zwischen Shore A 10 und Shore A 50, aufweist. 9. Battery module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic material of the cell holder (2) preferably has a hardness range between Shore A 0 and Shore A 100, more preferably a hardness range between Shore A 5 and Shore A 60 preferably a hardness range between Shore A 10 and Shore A 50. 10. Batterie für ein Fahrzeug, bevorzugt Traktionsbatterie, umfassend eine Temperiervorrichtung (4) und mindestens ein auf der Temperiervorrichtung (4) angeordnetes Batteriemodul (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Unterseite (32) des Zellhalters (3) des Batteriemoduls (1) mit einer Oberseite (40) der Temperiervorrichtung (4) in direktem Kontakt steht. 10. Battery for a vehicle, preferably a traction battery, comprising a temperature control device (4) and at least one on the temperature control device (4) arranged battery module (1) according to any one of the preceding claims, wherein an underside (32) of the cell holder (3) of the battery module ( 1) is in direct contact with an upper side (40) of the temperature control device (4). 11 . Batterie gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modulhalter (6) vorgesehen ist, der die in dem Zellhalter (3) angeordneten Batteriezellen (2) in den Zellhalter (3) hinein und auf die Temperiervorrichtung (4) zu vorspannt. 11 . Battery according to Claim 8, characterized in that a module holder (6) is provided which prestresses the battery cells (2) arranged in the cell holder (3) into the cell holder (3) and towards the temperature control device (4). 12. Batterie gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellhalter (3) zwischen den Batteriezellen (2) und der Temperiervorrichtung (4) angeordnet ist. 12. Battery according to claim 8 or 9, characterized in that the cell holder (3) is arranged between the battery cells (2) and the temperature control device (4).
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