Die Erfindung betrifft eine wiederaufladbare Batterie mit zumindest einem Batteriemodul mit zumindest einem Stapel von vorzugsweise nebeneinander angeordneten Batteriezellen, mit einem zumindest einen Kühlkanal aufweisenden Flüssigkeitskühlsystem, welcher mit zumindest einer Batteriezelle in thermischen Kontakt steht, wobei zumindest zwischen zwei benachbarten Batteriezellen ein Kühlkanalträger mit zumindest einem Kühlkanal angeordnet ist und jeder Kühlkanalträger aus zumindest zwei miteinander dicht verbundenen Teilen besteht, wobei in zumindest einen ersten Teil der Kühlkanal eingeformt ist.

Die DE 10 2008 061 755 AI beschreibt eine Halte- und Kühlungsvorrichtung für zumindest eine Energiespeichereinheit, wobei die Halte- und Kühlungsvorrichtung eine Mehrzahl von daran stoffschlüssig befestigten Kühlblechen aufweist. Die stoffschlüssige Verbindung ist dabei durch Verlöten oder Verschweißen der Kühlungsgrundplatte mit den Kühlblechen hergestellt, so dass eine metallische Verbindung zwischen der Kühlungsgrundplatte und den Kühlblechen ausgebildet ist. Zur Kühlung der Kühlungsgrundplatte sind angelötete oder innenliegende Kühlrohre vorgesehen. Problematisch ist dabei die zuverlässige thermische An- bindung der Wärmeableitbleche an die Kühlplatte.

Die EP 1 271 085 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugeinrichtung, insbesondere einer Batterie, wobei zumindest ein mit Kühlmittel durchströmbares Kühlelement zwischen den Batteriezellen angeordnet ist.

Die US 2009/032059 AI offenbart ein Batteriemodul mit mehreren zwischen einzelnen Batteriezellen angeordneten plattenförmigen Wärmetauschern, die von einem Kühlmittel in mäanderförmig angeordneten Kühlmittelkanälen durchströmt werden, wobei die Kühlmittelein- und auslässe benachbarter Kühlelemente über Sammelkanäle miteinander verbunden sind. Die plattenförmigen Wärmetauschern bestehen aus zwei Teilen .

Aus der US 6,296,968 Bl ist eine in einem Kunststoffbehälter angeordnete Batterie bekannt, wobei der Behälter aus mehreren Kammern aufgebaut ist und jeweils mehrere Elektroden in einer Kammer angeordnet sind . An den Außenseiten der Kammern sind durch flanschartige Kühlkanäle gebildete Kühlelemente angebracht, die beim Zusammenbau der Kammern abgedichtet und verschweißt werden. Die Kühlkanäle werden von einem Kühlmittel durchströmt, wobei das Kühlmittel über Sammelkanäle zu- und abgeführt wird . Aufgabe der Erfindung ist es, eine bestmögliche thermische Konditionierung der Batteriezellen zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass ein zweiter Teil des Kühlkanalträgers durch eine Folie gebildet ist.

Um eine gute Kühlung zu erreichen, wird die Dicke der Folie - in Abhängigkeit des eingesetzten Folienmaterials - so dünn gewählt, dass eine gute Wärmeleitung zur angrenzenden Batteriezelle besteht. Die Folie liegt dabei dichtend auf dem ersten Teil auf, wobei vorzugsweise die Folie elektrisch isolierend ausgebildet ist.

Der Kühlkanal kann mäanderartig in den Kühlkanalträger zwischen einem Eintritt und einem Austritt eingeformt sein. Der Einlass und Auslass jedes Kühlkanalträgers ist mit einem Einlasssammelkanal bzw. einem Auslasssammelkanal strö- mungsverbunden, welcher sich quer zur Ebene des Kühlkanalträgers über die gesamte Länge des Batteriemoduls erstreckt. Die Kühlkanäle von zumindest zwei Kühlkanalträgern sind durch den Einlasssammelkanal und den Auslasssammelkanal miteinander strömungsverbunden.

Eine besonders effektive Kühlung wird erreicht, wenn der Kühlkanal zumindest eines Kühlkanalträgers mehrere im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Züge aufweist, wobei der Abstand zumindest zweier benachbarter Züge im Bereich einer oberen Hälfte des Kühlkanalträgers geringer ist als im Bereich einer unteren Hälfte des Kühlkanalträgers.

Um eine einfache Fertigung zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, jeder Kühlkanalträger aus zumindest zwei miteinander fest verbundenen Teilen besteht, wobei in zumindest einen ersten Teil der Kühlkanal eingeformt ist. Der Kühlkanal kann aber auch in beiden Teilen eingeformt sein.

Zumindest ein Kühlkanalträger kann durch eine zwischen zwei Batteriezellen angeordnete Kühlplatte gebildet sein. Der Kühlkanalträger kann dabei aus Metall, beispielsweise aus gestanztem Aluminiumblech bestehen, wobei vorzugsweise zumindest ein Teil des Kühlkanalträgers aus Blech bestehen kann, und wobei in zumindest einen Teil des Kühlkanalträgers, vorzugsweise in beide Teile, ein Kühlkanal durch einen Blechumformvorgang eingeformt sein kann.

Alternativ dazu ist es auch möglich, dass zumindest ein Teil des Kühlkanalträgers aus Kunststoff, vorzugsweise aus Kunststoff-Spritzguss, besteht, wobei vorzugsweise der Kühlkanal in den Kunststoff eingeformt ist. Die dünne, elektrisch isolierende Folie kann zum Beispiel durch Laserschweißen auf die Zellträger aufgetragen sein, welche das Kühlmedium vom Zellgehäuse trennt. Dadurch können weitere Abdichteinrichtungen, wie zum Beispiel Dichtlippen, entfallen.

Die beiden Teile des Kühlkanalträgers können durch Kleben, Löten oder Schweißen, vorzugsweise Laserschweißen, dicht verbunden sein.

In weiterer Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Einlass- sammelkanal und/oder der Auslasssammelkanal durch jeweils zumindest zwei ineinander steckbare Rohrteile gebildet ist, wobei vorzugsweise jeder Rohrteil mit einem Kühlkanalträger vorzugsweise fest verbunden ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Batteriezellen und die Kühlkanalträger in ein Zellträgergehäuse eingesetzt sind, wobei vorzugsweise das Zellträgergehäuse aus einem Oberteil und einem Unterteil besteht.

Ein rascher und effektiver Zusammenbau lässt sich erreichen, wenn das obere und das untere Zellträgergehäuse und die Kühlkanalträger formschlüssig und kraftschlüssig miteinander verbunden sind, wobei zwischen zwei Kühlkanalträgern jeweils zumindest eine, vorzugsweise zwei Batteriezellen angeordnet sind .

Der Zellträger, welcher als Strukturelement für das Batteriemodul dient, beinhaltet somit auch Teile des Kühlsystems. Die Kühlkanäle sind durch Vertiefungen im Kühlkanalträger gebildet und sind direkt an den Seitenwänden der Batteriezellen angeordnet.

Eine besonders gute Konditionierung der Batteriezellen ergibt sich, wenn der Kühlkanalträger beidseits einer Hauptebene des Kühlkanalträgers Kühlkanäle aufweist, wobei vorzugsweise in der Trägerwand zumindest eine Verbindungsöffnung zur Strömungsverbindung der beiden Kühlkanäle angeordnet ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Batteriemodul in einer ersten Ausführungsvariante in einer Schrägansicht;

Fig. 2 das Batteriemodul in einem Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig . 1;

Fig. 3 einen Kühlkanalträger dieses Batteriemoduls in einer Schrägansicht;

Fig. 4 den Kühlkanalträger in einer weiteren Schrägansicht; Fig. 5 den Kühlkanalträger in einer Vorderansicht;

Fig. 6 den Kühlkanalträger in einem Schnitt gemäß der Linie VI - VI in

Fig . 5;

Fig. 7 einen erfindungsgemäßen Batteriemodul in einer zweiten Ausführungsvariante in einer Schrägansicht;

Fig. 8 diesen Batteriemodul in einem Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in

Fig . 7;

Fig. 9 einen Kühlkanalträger dieses Batteriemoduls in einer Schrägansicht;

Fig. 10 den Batteriemodul in einem Schnitt gemäß der Linie X-X in Fig. 8;

Fig. 11 den Batteriemodul in einem Schnitt analog zu Fig. 8 mit entferntem Kühlkanalträger;

Fig. 12 eine Befestigungseinrichtung für zwei benachbarte Batteriemodule in einem Schnitt in der Batteriezellenebene; und

Fig. 13 diese Befestigungseinrichtung in einer Schrägansicht.

Die Fig. 1 bis Fig . 6 zeigen einen Batteriemodul 1 einer wiederaufladbaren Batterie für ein elektrische betriebenes Fahrzeug, wobei das Batteriemodul 1 einen Stapel la von nebeneinander angeordneten Batteriezellen 2 aufweist, welche in einem Gehäuse 3 angeordnet sind. Zwischen zwei benachbarten Batteriezellen 2 ist jeweils ein Kühlkanalträger 4 mit eingeformten Kühlkanälen 5 angeordnet, wobei sich jeder Kühlkanal 5 zwischen einem Eintritt 6 und einem Austritt 7 im Kühlkanalträger 4 mäanderartig erstreckt und mehrere Züge 5a, aufweist. Der Abstand der Züge 5a ist in einem unteren Bereich 4' des Kühlkanalträgers 4 größer als in einem oberen Bereich 4". Das Batteriemodul 1 kann gegebenenfalls auch mehrere nebeneinander angeordneten Stapel la von Batteriezellen 2 aufweisen. Die Batteriezellen 2 sind in einem rahmenförmigen Zellträger 8 zur Aufnahme von einer oder zwei Batteriezellen 2 angeordnet, wobei der aus Kunststoff bestehende, beispielsweise als Kunststoffspritzgussteil ausgeführte Zellträger 8 in diesem Beispiel auch den Kühlkanalträger 4 ausbildet. Der Kühlkanalträger 4 besteht dabei aus einem ersten Teil 4a mit eingeformten Kühlkanälen 5 beidseits einer in einer Hauptebene ε angeordneten Trägerwand 16, und einem zweiten Teil 4b, welcher durch eine Folie 9 gebildet ist. Die offen in den ersten Teil 4a eingeformten Kühlkanäle 5 werden durch die elektrisch isolierende Folie 9 abgedeckt, wobei die Folie 9 zum Beispiel durch Laserschweißen mit dem ersten Teil 4a des Kühlkanalträger 4 fest und dichtend verbunden ist. Die Folie 9 trennt das Kühlmedium von den Batteriezellen 2. Dadurch kann auf weitere Abdichtungs- mittel verzichtet werden. Die Schweißbereiche sind mit Bezugszeichen 10 bezeichnet. Im Kühlkanalträger 4 sind auf jeder Seite Verbindungsöffnungen 11 vorgesehen, um einen Kühlmittelübertritt zu ermöglichen. Die Kühlkanäle 5 sind an beiden Seiten des Kühlkanalträgers 4 eingeformt und an beiden Seiten durch jeweils eine Folie 9 abgedeckt.

Der Stapel la an Zellträgern 8 mit Batteriezellen 2 wird durch ein Spannband 15 zusammengehalten.

Der Eintritt 6 jedes Kühlkanals 5 steht mit einem Einlasssammelkanal 12, der Austritt 7 mit einem Austrittssammelkanal 13 in Verbindung . Eintritts- und Aus- trittssammelkanäle 12, 13 sind in die Zellträger 8 quer zur Hauptebene ε des Kühlkanalträgers 4 eingeformt. Bei mehreren nebeneinander angeordneten Stapeln la können die Eintritts- und Austrittssammelkanäle 12, 13 im Bereich einer Mittelebene zwischen den beiden Stapeln la des Batteriemoduls 1 angeordnet sein und die Kühlkanäle 5 aller Kühlkanalträger 4 miteinander verbinden.

Die dünne Folie 9 hat den Vorteilt, dass praktisch kein zusätzlicher Bauraumbedarf erforderlich ist und dass trotzdem das Batteriezellgehäuse 3 vom Kühlmittel (vor allem elektrisch) getrennt ist. Mit der beschriebenen Anordnung kann mit einer minimalen Anzahl an Komponenten das Auslangen gefunden werden. Die Anzahl an Batteriezellen 2 innerhalb eines Batteriemoduls 1 kann in einfacher Weise an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden.

Da das Zellgehäuse 3 nicht elektrisch spannungsfrei sein muss, kann aufgrund der elektrischen Trennung ein Standard-Fahrzeugkühlmittel (zum Beispiel Gly- kol/Wasser) verwendet werden. Die lasergeschweißten Blockaden 10a, 10b, 10c der Schweißbereiche 10 verhindern Bypass-Strömungen des Kühlmittels innerhalb des Strömungsvolumens eines Kühlkanalträgers 4.

Die Folie 9 kann aus einem thermisch leitendem, aber elektrisch isolierendem Kunststoff bestehen. Alternativ zum Laserschweißen kann die Folie 9 auch mittels Heizelementschweißens oder Strahlungsschweißens aufgebracht werden.

Die Verschweißung hat weiters den Vorteil, dass die Toleranzen der Zellseitenwände ungenauer sein können, ohne Kühlmittelleckagen zu verursachen.

Eine zusätzliche Sicherheit gegenüber Leckagen kann erreicht werden, wenn die äußerste Schweißnaht doppelt gelegt wird .

Die Zellträger 8 können als Gleichteile ausgeführt sein, wodurch die Zellanzahl innerhalb eines Batteriemoduls 1 leicht skaliert werden kann. Durch die Verbindungsöffnung 11 zwischen an verschiedenen Seiten des Kühlkanalträgers 4 angeordneten Kühlkanälen 5 kann die Wandstärke reduziert werden.

Die Außenseiten der Rahmen 8a der Zellträger 8 bilden die thermisch isolierende Außenwand des Batteriemoduls 1.

Die Fig . 7 bis Fig. 13 zeigen eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäß gestalteten Batteriemoduls 101 mit einem Gehäuse 103, in welchem zumindest ein Stapel 101a von Batteriezellen 102 angeordnet sind. Die Batteriezellen 102 sind in ein Zellträgergehäuse 108 eingesetzt, welches Zellträgergehäuse 108 einen unteren Gehäuseteil 103a aufweist. Der Stapel 101a wird nach oben durch einen oberen Gehäuseteil 103b, sowie einen Gehäusedeckel 116 abgeschlossen. Die Batteriezellen 102 können jeweils paarweise im Stapel 101a angeordnet sein. Zwischen zwei Batteriezellen 102 bzw. zwischen benachbarten Paaren von Batteriezellen 102 ist jeweils ein Kühlkanalträger 104 angeordnet, welcher Kühlkanalträger 104 im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Kühlplatte 109 gebildet ist. Die Kühlplatte 109 ist zweiteilig ausgebildet und weist einen ersten Teil 104a und einen zweiten Teil 104b auf, wobei die beiden Teile 104a, 104b aus Metall, insbesondere aus Aluminiumblech bestehen, in welches Kühlkanäle 105 eingeformt sind. Die Kühlkanäle 105 weisen eine mäanderartige Form auf, wobei die Züge 105a im unteren Bereich 104' der Kühlplatte 109 voneinander weiter beabstandet sind, als im oberen Bereich 104" der Kühlplatte 109. Die Kühlkanäle 105 erstrecken sich innerhalb der Kühlplatte 109 zwischen einem Eintritt 106 und einem Austritt 107. Die Kühlkanäle 105 können durch Stanzen, Gießen, Tiefziehen oder dergleichen in zumindest einen der beiden Teile 104a, 104b der Kühlplatte 109 eingeformt und günstig hergestellt werden. Die beiden Teile 104a, 104b können geschweißt, verklebt oder miteinander verlötet sein.

Quer zu den Kühlplatten 109 erstrecken sich im Bereich der Mittelebene ß Eintritts- und Austrittssammelkanäle 112, 113, welche mit den Eintritten 106 bzw. den Austritten 107 der Kühlkanäle 105 strömungsverbunden sind . Die Eintrittsund Austrittssammelkanäle 112, 113 werden jeweils durch ineinander steckbare Rohrsegmente 112a, 113a beidseits der Hauptebene ε gebildet, welche quer zur Kühlplatte 109 angeordnet und fest mit dieser verbunden sind. Durch Zusammenstecken der Rohrsegmente 112a, 113a aller Kühlplatten 109 entstehen somit das Batteriemodul 101 quer durchsetzende Eintritts- und Austrittssammelkanäle 112, 113.

Weiters sind Kühlplatten 109 jeweils zwischen den äußeren Batteriezellen 102 und den seitlichen Druckplatten 117 angeordnet. In zumindest einer äußeren Druckplatte 117 sind durch endseitige Rohrsegmente 112a, 113a gebildete Eintrittsstutzen 112b und Austrittsstutzen 113b angeordnet. Zwischen zwei zusammengesteckten Rohrteilen 112a, 113a kann jeweils ein Dichtelement 121 angeordnet sein.

Das Kühlmittel strömt vom Eintrittsstutzen 112b kommend durch den Eintritts- sammelkanal 112 und gelangt über Eintritte 106 der Kühlplatten 109 in die Kühlkanäle 105. Nach Durchströmen der Kühlkanäle 105 zwischen den Batteriezellen 102 tritt das Kühlmittel durch Austritte 107 aus den Kühlkanälen 105 aus und wird über Austrittssammelkanäle 113 dem Kühlkreislauf rückgeführt.

Der untere Gehäuseteil 103a und der obere Gehäuseteil 103b, sowie die Kühlplatten 109 werden durch Spannschrauben 118 gehalten und durch die seitlichen Spanndeckel 117 zusammengepresst. Der untere Gehäuseteil 103a und der obere Gehäuseteil sind dabei formschlüssig mit den Kühlplatten 109 über die Spannschrauben 118 verbunden. Zusätzlich kann gegebenenfalls zumindest ein Spannband analog zu Fig. 1 eingesetzt werden.

Unterer und oberer Gehäuseteil 103a, 103b, sowie die äußeren Ränder 109a der Kühlplatten 109 bilden dabei die seitliche Außenfläche des Batteriemoduls 101. Wie in den Fig. 12 und Fig . 13 gezeigt ist, können zwei Batteriemodule 101 über Befestigungsschrauben 119 und Niederhalter 120 gemeinsam an einem Untergrund befestigt werden.

Das Kühlmittel kann sowohl zum Kühlen als auch zum Aufheizen des Batteriemoduls 1, 101 verwendet werden.