Verfahren zur Kühlung von Batteriepacks und in Module unterteiltes Batteriepack

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung von Batteriepacks, wobei wenigstens ein Batteriepack in mehrere Module aufgeteilt wird, sowie ein Batteriepack, welches in Module unterteilt ist.

Batterien werden in der Technik auf vielen Gebieten eingesetzt. Ziel ist ein stromnetzunabhängiger Betrieb von elektrischen Einrichtungen, wie z.B. Leuchtmitteln, Maschinen oder Fahrzeugen. Im Bereich von Fahrzeugen werden hohe Stromdich- ten zum Antreiben elektrischer Motoren benötigt, über lange Zeiträume hinweg. Dies stellt hohe Anforderungen an die eingesetzten Batterien und kann zu einer schnellen Alterung führen . Die Batterie eines Elektrofahrzeugs ist die entscheidende

Komponente für die Reichweite des Fahrzeuges. Begrenzt wird die Batteriekapazität durch die Faktoren Batteriepreis, Batteriegewicht und zur Verfügung stehender Bauraum. Ein einzelner Batterieblock, im Weiteren auch als Modul bezeichnet, be- nutzt idealerweise einen zusammenhängenden Bauraum, der nur für eigens dafür konzipiert Fahrzeuge zur Verfügung steht. Ein Modul ist aus einer großen Zahl einzelner Batterie- Zellen, im Weiteren nur Zellen genannt, aufgebaut. Ein weiteres Problem ist, dass bei einem großen, insgesamt gekühlten Modul, welches 50 oder bis zu mehrere Tausend Zellen umfassen kann, die Temperaturabweichung der Zellen untereinander sehr groß sein kann. Die geforderte Abweichung an Module in Fahrzeugen beträgt jedoch max . 5 K. Jede Zelle mit einem Temperatursensor auszustatten, um eine optimale Kühlung steuern oder regeln zu können, ist sehr aufwendig. Moderne Module sind z.B. aus Lithium-Ionen Batterien aufgebaut. Im Stand der Technik muss jede größere Lithium-Ionen Batterie mit einer Temperaturüberwachung ausgerüstet sein. Sie soll zum Einen sicherstellen, dass im Betrieb keine ex- tremen Temperaturen erreicht werden. Dadurch wird primär ein sicherer, aber auch lebensdaueroptimierter Betrieb gewährleistet. Zum Anderen soll durch eine Angleichung der Zelltemperaturen sicherstellt werden, dass die Zellen alle temperaturmäßig ähnlich betrieben werden. Dadurch wird eine unter- schiedliche Alterung vermieden, welche zu einer Verschlechterung der Performance der Batterie führt. Idealerweise werden die Zelltemperaturen im Wesentlichen gleich gehalten, bei einer Temperaturabweichung zwischen Zellen von 2 bis 5 K. Um eine Abschaltung der gesamten Batterie bei zu hoher Temperatur zu vermeiden, muss weiterhin eine Kühlung vorgesehen werden. Diese unterstützt ebenso, wenn sie richtig ausgelegt ist, den Ausgleich der Temperatur über das Batteriepack. Die typische Kühlanordnung im Stand der Technik sieht einen ein- zigen Kühlkreislauf vor, der im Falle einer Temperaturregelung die Temperatur einer einzelnen Zelle berücksichtigt.

So ist z.B. bei dem Kleinserienfahrzeug Tesla Roadster ein zusammenhängendes Batteriepack bestehend aus 6831 Stück 18650 Lithium-Ionen "high energy" Zellen, welche einen Durchmesser von 18mm und eine Länge von 65mm aufweisen, in einem Stahlcontainer untergebracht. Die Zellen werden mit einem Wasser- Glykol-Gemisch aktiv gekühlt. Das Fahrzeug ist ein Zweisitzer und wurde so konstruiert, dass für das Batteriepack der Bau- räum vorhanden ist. Batteriepack und Fahrzeugkonstruktion müssen bei dieser Lösung konsequent aufeinander abgestimmt werden. Der Tesla kostet ca. lOOT€ und bietet damit keine preiswerte Lösung für den Massenmarkt. Beim Versuchsfahrzeug Mini E Cooper von BMW wurde für das

Batteriepack die Rückbank ausgebaut, um genug Batteriekapazität einbauen zu können. Die Kühlung erfolgt über ein Luftgebläse. Es werden hier 5088 Medium Power 18650 Zellen in einer Gesamtbatterie verbaut. Durch diese Einbaulösung ist das Platzangebot im Fahrzeuginnenraum stark eingeschränkt.

Beim Versuchsfahrzeug Ruf Greenster ist die Batterie, beste- hend aus 180 Zellen in 18 Modulen, in mehrere verschieden große Untereinheiten aufgeteilt, diese sind derzeit nicht gekühlt.

Im GM Volt, einem Plug-in Hybrid ist der Batterieblock sehr lang gestreckt konstruiert, so dass er im Kardantunnel Platz findet .

Der Trend bei Elektrofahrzeugen geht heute eindeutig zu Zellen mit größerer Kapazität. Damit ist eine geringere Zellen- zahl in der Batterie notwendig. Es ist geplant, die in größerer Serie zu bauenden Elektrofahrzeuge mit Lithium-Ionen Zellen der Größe von ca. 10-60Ah zu betreiben. Damit verringert sich die Zellenzahl pro Fahrzeug auf eine Größenordnung von 100-500 Zellen.

Die Module werden somit aus 8-12 Zellen in Serie, mit entsprechenden Spannungen unter 60V, und einer oder wenigen Zellen parallel geschaltet bestehen. Der Mitsubishi "i MiEV", das erste Serienelektrofahrzeug mit Lithium-Ionen Zellen, verwendet z.B. LEV50 Zellen von GS Yuasa mit 50Ah Kapazität. Jeweils 4 Zellen werden in Serie zu einem Modul zusammengeschaltet. Aus 24 dieser Module, ebenso alle in Serie verschaltet, wird das Batteriepack mit 330V Spannung aufgebaut. Bei dem zuvor beschriebenen Trend zu Zellen mit hoher Leistungsdichte nehmen Probleme durch Wärmeentwicklung der Zellen im Betrieb, d.h. sowohl beim Laden als auch beim Entladen, zu und eine aktive Kühlung wird zwingend notwendig. Mit zunehmender Wärmeentwicklung, welche räumlich und zeitlich unter- schiedlich an Zellen der Module auftreten kann, werden Probleme wie unterschiedliche Alterung der Zellen durch unterschiedliche thermische Bedingungen verstärkt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur verbesserten Kühlung von Batteriepacks anzugeben, welches einer schnellen Alterung von Batteriepacks entgegenwirkt und so zu einer besseren Haltbarkeit und Kosteneinspa- rungen führt. Die Möglichkeit einer besseren räumlichen Verteilung von Modulen des Batteriepacks soll geschaffen werden und Einsparungen beim Kühlen durch Reduzierung des apparativen Aufwands ermöglicht werden. Weiterhin umfasst die Erfindung ein Batteriepack, welches in Module unterteilt ist, und eine verbesserte Kühlung, mit den zuvor genannten Vorteilen erlaubt .

Die angegebene Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens zur Kühlung von Batteriepacks mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bezüglich des Batteriepacks mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst .

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens zur Kühlung von Batteriepacks und bezüglich des Batteriepacks gehen aus den jeweils zugeordneten abhängigen Unteransprüchen hervor. Dabei können die Merkmale der Hauptansprüche untereinander und mit Merkmalen der Unteransprüche und Merkmale der Unteransprüche untereinander kombiniert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kühlung von Batteriepacks umfasst die Aufteilung wenigstens eines Batteriepacks in mehrere Module, wobei jedes Modul eigenständig gekühlt wird.

Dies ermöglicht eine Aufteilung des Batteriepacks und eine Anordnung an unterschiedlichen Orten. Auch bei unterschiedlichen Beanspruchungen und/oder Temperaturen der einzelnen Module kann eine dem Modul entsprechende Kühlung durch die eigenständige Kühlung jedes Moduls erfolgen. Dadurch wird eine unterschiedliche Alterung der Module verhindert und das Bat- teriepack erhält seine Gesamtleistung über einen verlängerten Zeitraum. Die Kühlung jedes Moduls kann abhängig von der Temperatur des jeweiligen Moduls geregelt oder gesteuert erfolgen. Dadurch wird eine modulspezifische Temperierung bzw. Kühlung möglich. Ein Sensor kann an jedem Modul die Temperatur messen und eine Regelung oder Steuerung, insbesondere eine elektronische Regelung oder Steuerung kann entsprechend der gemessenen Temperatur für das jeweilige Modul durch Regelung oder Steuerung einer Kühleinrichtung die Temperatur einstellen. So können alle Module auf einer gleichen Temperatur gehalten werden.

Die Kühlung eines Moduls kann unabhängig von der Temperatur und/oder der Kühlung anderer Module des wenigstens einen Batteriepacks erfolgen. Dafür kann jeweils für ein Modul eine Kühleinrichtung, wie z.B. ein Kühlkreislauf oder ein Lüfter vorgesehen sein. Diese wird abhängig von der Temperatur des jeweiligen Moduls und unabhängig von der Temperatur anderer Module geregelt oder gesteuert, insbesondere abhängig von dem Ort des jeweiligen Moduls und seiner Umgebungstemperatur. Die Kühlung eines Moduls kann aber auch abhängig von der Temperatur des Moduls erfolgen, welches den höchsten Temperaturwert aufweist. Dadurch wird ein vereinfachter Aufbau möglich, mit z.B. nur einem Kühlkreislauf, dessen Kühlfluid auf einer Temperatur eingestellt wird, die zur Kühlung des wärmsten Mo- duls notwendig ist. Als Kühlfluide können dabei Luft oder Flüssigkeiten wie Öle, Wasser oder flüssiges Kohlendioxid dienen. Alternativ zum Kühlkreislauf kann auch ein zentraler Lüfter entsprechend der Temperatur des Wärmsten Moduls gesteuert oder geregelt werden.

Die Kühlung des wenigstens einen Batteriepacks kann in einem Fahrzeug erfolgen. Dann kann die Kühlung wenigstens eines Moduls oder aller Module abhängig von der jeweiligen Lage in dem Fahrzeug und/oder der Umgebungstemperatur des jeweiligen Moduls im Fahrzeug erfolgen.

Eine Kühlung der Module des wenigstens einen Batteriepacks kann so erfolgen, dass über das gesamte Batteriepack eine einheitliche oder nahezu einheitliche Temperatur besteht oder entsteht. Dadurch wird eine gleiche bzw. ähnliche Alterung aller Module des Batteriepacks ermöglicht und die Gesamtperformance des Batteriepacks verbessert, insbesondere seine Langzeitperformance.

Das erfindungsgemäße Batteriepack ist in Module unterteilt und jedes Modul weist jeweils wenigstens eine Kühleinrichtung auf. Das modulare Kühlkonzept ermöglicht eine Aufteilung der Gesamtbatterie in viele einzelne Submodule, wobei jedes Modul oder eine Gruppen von Modulen mit einer autarken Kühlung ausgerüstet wird.

Der Batterieblock bzw. das Batteriepack ist in viele Submodu- Ie unterteilt, mit vorzugsweise 8-12 Zellen, die jeweils einzeln oder in kleineren Untereinheiten mit einer autarken Kühlung ausgestattet werden, welche abhängig der lokal vorliegenden Temperatur bzw. Leistungsbeanspruchung des Moduls geregelt oder gesteuert sein kann. Da die Temperaturabweichung in einem kleinem Modul deutlich kleiner ausfällt als in einem großen, kommt es insgesamt zu kleineren Abweichungen zwischen den Modulen in der Temperatur.

Die Unterteilung des Batteriepacks in Module ermöglicht eine Verteilung der Module im Raum. Die Zuordnung jeweils wenigstens einer Kühleinrichtung je Modul ermöglicht eine individuell gesteuerte oder geregelte Kühlung eines jeden Moduls. Dies kann sowohl abhängig vom Ort bzw. einer eventuellen Bauform der Umgebung und Umgebungstemperatur erfolgen, als auch von spezifischen Leistungsanforderungen an ein jedes Modul.

Um dies zu ermöglichen, kann jedes Modul eine Temperaturregelungseinrichtung und/oder Temperatursteuerungseinrichtung aufweisen. Alternativ können alle Kühleinrichtungen auch in- dividuell durch eine zentrale Regel- oder Steuereinrichtung geregelt bzw. gesteuert werden. Die wenigstens eine Kühleinrichtung eines Moduls kann jeweils unabhängig von einer Kühleinrichtung eines anderen Moduls und/oder von den Kühleinrichtungen aller anderen Module sein. So kann an jedem Modul ein Sensor die Temperatur messen und eine Steuerung oder Regelung jeder Kühleinrichtung kann individuell abhängig der jeweiligen gemessenen Temperatur erfolgen .

Alternativ kann ein Kühlkreislauf die Kühleinrichtungen um- fassen, insbesondere alle Kühleinrichtungen der Module. Dies bedeutet, alle Kühleinrichtungen sind zusammenhängend aufgebaut und ergeben einen Kühlkreislauf. Es können Ventile vorgesehen sein, insbesondere Stellventile, zur Steuerung oder Regelung einer jeweiligen Kühleinrichtung. So kann z.B. über die Stellventile ein zentraler Kühlfluidstrom individuell auf die Temperatur jeweils eines Moduls abgestimmt aufgeteilt und durch ein Ventil ein Teilfluidstrom eingestellt werden, welcher das jeweilige Modul kühlt. Ein Modul kann jeweils aus Zellen aufgebaut sein. Zellen sind z.B. einzelne Lithium-Ionen-Batterien.

Es kann wenigstens ein Lüfter, insbesondere je Modul, als alternative für einen Kühlkreislauf vorgesehen sein, welcher ausgebildet ist die Zellen des Moduls mit Kühlluft zu versorgen .

Das Batteriepack kann in einem Fahrzeug angeordnet sein. Dann kann der modulare Aufbau des Batteriepacks eine Aufteilung des Batteriepacks auf verschiedene Baugruppen bzw. räumliche Bereiche des Fahrzeugs ermöglichen. An den Orten können unterschiedliche Temperaturen vorherrschen. So kann z.B. in der Fahrgastzelle eine andere Temperatur vorliegen als nahe einer Antriebseinheit wie z.B. einem Elektromotor. Die individuelle Kühlung durch einzelne Kühleinrichtungen ermöglicht dann entsprechend der Umgebungstemperatur eines Moduls dieses zu kühlen, um für alle Module eines Batteriepacks z.B. die gleiche Temperatur einstellen zu können. So wird eine schnelle Alterung des Batteriepacks verhindert.

Die mit dem Batteriepack verbundenen Vorteile sind analog den Vorteilen, welche zuvor im Bezug auf das Verfahren zur Kühlung von Batteriepacks beschrieben wurden und umgekehrt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit vorteilhaften Weiterbildungen gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Die Figuren zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Batteriepacks

10 nach dem Stand der Technik, mit Kühleinrichtung 30, 31, 32, 33 ohne Unterteilung in Module, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemä- ßen Batteriepacks 10, unterteilt in Module 11 mit jeweils einem Temperatursensor 41 zur Regelung 40 einer Kühleinrichtung 30, 31, 32, 33, und

Fig. 3 ein Batteriepack 10, wie in Fig. 2 dargestellt ist, aber mit Stellventilen 42 zur von anderen Modulen

11 unabhängigen Kühlung jeweils eines Moduls 11, und

Fig. 4 ein Batteriepack 10, wie in Fig. 2 dargestellt ist, aber mit komplett voneinander getrennten, unabhängigen Kühleinrichtungen 31, 30, 32, 33 je Modul 11, und

Fig. 5 ein Modul 11, welches über ein Gebläse 33 unabhän- gig von anderen Modulen gekühlt wird.

In Fig. 1 ist ein Batteriepack 10 mit Kühleinrichtung 30, 31, 32, 33 nach dem Stand der Technik dargestellt. Das Batterie- pack 10 umfasst n Batteriezellen 20, wobei n eine natürliche Zahl ist. So kann z.B. ein Batteriepack in einem Kraftfahrzeug aus um die 20000 Zellen bestehen. Diese können dann in einer Art Batterieblock an einem Ort im Fahrzeug, z.B. im Kofferraum untergebracht sein.

Um eine Abschaltung der gesamten Batterie bei zu hoher Temperatur zu vermeiden, muss weiterhin eine Kühlung vorgesehen werden. Diese unterstützt ebenso, wenn sie richtig ausgelegt ist, den Ausgleich der Temperatur über das Batteriepack 10. Die typische Kühlanordnung im Stand der Technik sieht einen einzigen Kühlkreislauf 30 vor, der im Falle einer Temperaturregelung die Temperatur einer einzelnen Zelle berücksichtigt. Die Kühleinrichtung oder Kühlanordnung umfasst eine Kühlmit- telanbindung 31 an das Batteriepack 10, welche z.B. durch einen Wärmetauscher oder ein Kühlblech realisiert sein kann. Ein Kühlkreislauf 30 verbindet die Kühlmittelanbindung 31 mit einer aktiven oder passiven Rückkühleinheit 32. Diese kann z.B. einen Wärmetauscher oder ein Kühlblech umfassen, welche an die Umgebungsluft wärme abgeben können. Eine Kühlmittelumwälzung 33 kann in Form einer Pumpe oder eines Gebläses im Kühlkreislauf 30 realisiert sein, und sorgt für einen Transport des Kühlmittels im Kühlkreislauf 30 von der Kühlmittel- anbindung 31 zur Rückkühleinheit 32 und wieder zurück. Als

Kühlmittel bzw. Kühlfluid können Luft, Öle, Wasser oder andere Flüssigkeit sowie Gase verwendet werden, welche einen hohen Wärmekoeffizienten aufweisen, wie z.B. flüssiges Kohlendioxid oder Luft.

In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes Batteriepack 10 gezeigt, bei dem die Batteriezellen 20 an unterschiedlichen Orten z.B. in einem Fahrzeug, in Modulen 11 zusammengefasst verteilt sind. Jedes Modul 11 weist eine eigene Kühlmittelanbindung 31 und einen eigenen Temperatursensor 41 auf. Die einzelnen

Kühlmittelanbindungen 31 der Module 11 sind über einen gemeinsamen Kühlkreislauf 30 miteinander verbunden, insbesondere thermisch über ein Kühlfluid, welches in dem Kühlkreislauf 30 strömt. Über die Kühlmittelanbindung 31 nimmt das Kühlflu- id Wärmemenge der Module 11 auf und führt so zu einer Kühlung der Module 11. Das Kühlfluid strömt durch den Kühlkreislauf

30 zu wenigstens einer Rückkühleinheit 32. An der Rückkühl- einheit 32 gibt das Kühlmittel die aufgenommene Wärmemenge wieder teilweise oder vollständig an die Umwelt ab, z.B. an die Umgebungsluft. Eine Kühlmittelumwälzung 33, z.B. eine Pumpe oder ein Gebläse, hält das Kühlfluid bzw. Kühlmittel im Kühlkreislauf 30 in Bewegung, so dass das Kühlfluid von der Rückkühleinheit 32 wieder zu den Kühlmittelanbindungen 31 der Module 11 strömen kann.

Die Temperatur der Module 11 bzw. die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlfluids und/oder die an der Rückkühleinheit 32 abgeführte Wärmemenge können von einem Temperaturregler 40 geregelt werden. Die Regelung kann sich nach dem Temperatursensor 41 mit dem höchsten gemessenen Temperaturwert richten. Dadurch wird sichergestellt, dass das Kühlfluid genug Wärmemenge aufnehmen kann, um alle Module 11 unter einen kriti- sehen Temperaturwert zu kühlen bzw. zu halten. Der Temperaturregler 40 kann unter anderem die Strömungsgeschwindigkeit und somit die Kühlleistung des Kühlkreislaufes 30 regeln, indem die Leistung der Kühlmittelumwälzung (z.B. Pumpe, Gebläse) abhängig der mit den Temperatursensoren 41 gemessenen Temperaturen geregelt wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch die an der Rückkühleinheit 32 abgegebene Wärmemenge geregelt werden von dem Temperaturregler 40.

In Fig. 3 ist eine alternative Ausführung des Kühlkreislaufs 30 nach der Erfindung dargestellt. Die Kühlmittelanbindungen

31 der Module 11 sind nicht wie in Fig. 2 im Kühlkreislauf 30 fluidisch in Reihe geschaltet, sondern parallel im Kühlkreislauf 30 fluidisch miteinander verbunden. Die Module 11 können wieder an unterschiedlichen Orten in einem Fahrzeug verteilt sein und von einem verzweigten Kühlkreislauf 30 mit Kühlfluid versorgt werden. Eine Regelung der Kühlmittelströme jeweils zu einem Modul 11 erfolgt z.B. über ein dem Modul 11 jeweils zugeordneten Stellventil 42. Jedes Modul 11 weist wenigstens einen Temperatursensor 41 auf, der die individuelle Temperatur des Moduls 11 z.B. über die Temperatur einer Zelle 20 oder gemittelt von Zellen 20 misst. Ein Temperaturregler 40 regelt abhängig von der gemessenen Temperatur das Stellventil 42 für die Kühlmittelanbindung 31 des jeweils zugeordneten Moduls 11. Dadurch wird der Anteil an Kühlflüssigkeit des Kühlkreislaufs 30 geregelt bzw. bestimmt, welcher der Kühlmittelanbindung 31 des zugeordneten Moduls 11 zugeführt wird und somit die abzuführende Wärmemenge an dem Modul 11.

Alternativ kann statt Temperaturreglern 40, welche jeweils einem Modul 11 zugeordnet sind, ein zentraler Regler z.B. mit einem Rechner vorgesehen sein, welcher die jeweiligen Stellventile 42 steuert abhängig der an den Modulen 11 mit den Temperatursensoren 41 jeweils gemessenen Temperaturen. Durch den zuvor beschriebenen Aufbau kann der mechanische Aufwand der Kühlung reduziert werden und die Gleichmäßigkeit der Zeil-Temperaturen erhöht werden. In Figur 4 ist ein erfindungsgemäßes Batteriepack 10 dargestellt, bei welchem jedes Modul über eine separate, von den anderen Kühlkreisläufen 30 getrennte Kühleinrichtung umfasst. Das Batteriepack 10 ist wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung in Module 11 unterteilt und die Module 11 sind jeweils an unterschiedlichen Orten z.B. in einem Fahrzeug verteilt. Jedes Modul 11 weist einen eigenen, von den anderen getrennten Kühlkreislauf 30 auf, und wird über diesen mit Kühlfluid versorgt. Der Kühlkreislauf wiederum weist jeweils eine Rückkühleinheit 32 und eine Kühlmittel- Umwälzung 33 auf, welche fluidisch über den Kühlkreislauf 30 mit der Kühlmittelanbindung 31 eines Moduls 11 verbunden sind. Dadurch wird nicht nur eine räumliche Verteilung der Module 11, sondern auch der dazugehörigen Kühlmittelkreisläufe 30 oder kompletten Kühleinrichtungen möglich. Jeder Kühl- kreislauf 30 wird durch eine dem jeweiligen Modul 11 zugeordneten Temperatursensor 41 und den zugeordneten Temperaturregler 40 geregelt. Alternativ kann auch eine zentrale Regelein- heit für alle Module 11 z.B. in Form eines Rechners vorgesehen sein.

Alternativ zu einem Fluidkreislauf 30 kann zur Kühlung auch ein Lüfter oder Ventilator 33 dienen, welcher jeweils direkt an dem Modul 11 befestigt ist und dieses kühlt, abhängig von der an dem Modul durch den jeweiligen Temperatursensor 41 gemessenen Temperatur und geregelt von dem jeweiligen Regler 40. Dies ist beispielhaft in Fig. 5 dargestellt. Besonders günstig ist in diesem Fall die Kühlung mit Luft, weil dabei jede Einheit bzw. jedes Modul 11 mit einem Ventilator bestückt, einen einfachen Aufbau ermöglicht. In dem in Fig.5 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Modul 11, umfassend 3 Zellen 20, über einen Lüfter als Kühlmittelumwälzung 33 mit Frischluft versorgt. Die Frischluft dient dabei als Kühlmittel. Durch die individuelle Regelung wird der mechanische Aufwand der Kühlung auf ein Minimum reduziert und die Gleichmäßigkeit der Zelltemperaturen erhöht. Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele geben nur beispielhaft einzelne Möglichkeiten des Aufbaus des erfindungsgemäßen Batteriepacks 10 und der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an. Kombinationen der zuvor beschriebenen, insbesondere in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispie- Ie sind ebenfalls möglich.

Die Aufteilung des Batteriepacks 10 in Module 11 mit eigener Kühlung ermöglicht eine flexible Anpassung des Batteriepacks 10 an die jeweilige Bauraumsituation und eine Verteilung in geeignete Bauräume. Dabei ist die autarke Kühlung zusammen mit der lokalen Temperaturregelung pro Modul 11 wichtig, um eine einheitliche Lebensdauer aller Zellen 20 und Module 11 innerhalb z.B. eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeugs wie z.B. Automobil zu garantieren. Eine einheitli- che Lebensdauer ist nur über eine nahezu konstante Temperatur aller Module 11 zu erreichen. Gleichzeitig kann die Kühlleistung für verschiedene Batteriemodule 11 innerhalb z.B. eines Fahrzeuges abhängig vom Einbauort und der jeweiligen Umge- bungstemperatur unterschiedlich eingestellt werden. Damit lässt sich trotz unterschiedlicher Umgebungstemperaturen (z. B. Ort im Fahrzeug oder Aufheizung durch Umgebungsbedingungen) eine einheitlichere Lebensdauer aller Zellen erreichen und unter Umständen Energie sparen.

Darüber hinaus ist durch die Darstellung der Batterie bzw. des Batteriepacks 10 in einzelnen Blöcken bzw. Modulen 11 eine optimierte Gewichtsverteilung auf die Achsen / Räder z.B. in einem Fahrzeug leichter erreichbar.

Weitere Vorteile der Erfindung für z.B. ein Fahrzeug sind:

- die einmal ausgelegten Batteriemodule 11 können für ver- schiedene Fahrzeuge eingesetzt werden

- das Packaging im Fahrzeug lässt sich günstiger gestalten

- da im Falle eines Aufpralles oder eines „Thermal Runaway" nur kleine Einheiten betroffen wären, steigt die Sicherheit

- die Antriebsleistung der Kühlung sinkt, da räumlich und zeitlich begrenzt die Kühlung aktiviert werden kann

- geringerer Entwicklungsaufwand der Batterie

- es ist eine "Plug and Play" Lösung mit den Einzelmodulen denkbar, da diese alle autarke Einheiten sind. Es ist im Idealfalle lediglich ein Anschluss des Hauptstrompfades durch alle Module sowie eine Steuerleitung zum Master- BMS nötig.