Batteriemodul für ein Elektrofahrzeug sowie Elektrofahrzeug

12-08-2021 дата публикации
Номер:
DE102013114188B4
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Номер заявки: 11-13-10204188
Дата заявки: 17-12-2013

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul mit einem Zusatzleistungsmodul (APM von engl.: „auxiliary power module“), das in eine Batteriepackungsbaugruppe für ein Elektrofahrzeug integriert ist, wie auch ein Elektrofahrzeug.

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Elektrofahrzeuge, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Hybridfahrzeuge, verwenden ein elektrisches Hochspannungsbatteriesystem, das eine Anzahl von Batteriezellen aufweist. Ein Elektrofahrzeug erfordert typischerweise mehrere Batteriezellen, um ausreichend Leistung bereitzustellen, um Fahrzeugleistungs- und Energieanforderungen zu erfüllen. Die Batteriezellen werden allgemein in Packungen gruppiert, und eine Mehrzahl von Batteriepackungen bildet ein Energiespeichersystem (ESS), das wieder aufladbar sein kann. Das ESS ist oftmals unter der Fahrzeugkarosserie in der Mitte zwischen den vorderen und hinteren Rädern angeordnet.

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Elektrofahrzeuge weisen oftmals auch eine Niederspannungsbatterie, wie eine 12 Volt Batterie auf, die ein oder mehrere Zusatzsysteme mit Leistung beaufschlagt, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Scheinwerfer, Scheibenwischer, Zentraltürverriegelungen, elektrisch betriebene Sitze, ein Audiosystem und andere elektronische Komponenten. Die Niederspannungsbatterie kann von dem ESS über ein Zusatzleistungsmodul (APM) wiederaufgeladen werden, das elektrisch mit der Niederspannungsbatterie verbunden sein kann. Das APM ist ein DC-DC-Leistungswandler, der Leistung von der Hochspannung des ESS auf die niedrige Spannung umwandelt, die von der Niederspannungsbatterie erforderlich ist. Das APM ist oftmals in dem Kofferraum oder einem anderen Beladungsraum des Fahrzeugs angeordnet.

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Sowohl das ESS als auch das APM können während des Betriebs thermische Energie erzeugen und können somit eine Kühlung erfordern, um die Ladekapazität und die Lebensdauer der Batterien zu maximieren. Zusätzlich können externe Temperaturen nahe dem ESS und dem APM aufgrund ihrer jeweiligen Anordnungen die Betriebseffizienz weiter beeinflussen. Kühlsysteme, die eine Umwälzung eines Kühlmittels durch Kühlplatten aufweisen können, sind entwickelt worden, um eine Kühlung für einzelne Batteriezellen in dem ESS und an den Außenseiten des APM bereitzustellen. Diese Kühlsysteme können Verrohrung sowie zusätzliche Vorrichtungen erfordern, um die gewünschte Temperatursteuerung bereitzustellen.

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US2011/0162820US 2011 / 0 162 820 A1A1 offenbart eine Kühlplatte für eine Batteriepackung, die eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweist, wobei die Kühlplatte eine Kühleinrichtung mit einer planaren Fläche und einem Umfang und einen Rahmen umfasst, der entlang des Umfangs der Kühleinrichtung mit dieser verbunden ist und eine erste und zweite Dichtung mit der Kühleinrichtung benachbart dem Umfang der Kühleinrichtung bildet, wobei sich die erste Dichtung außerhalb der zweiten Dichtung befindet. Der Rahmen und die Kühleinrichtung weisen einen Fluideinlass, einen Fluidauslass und einen Strömungskanal auf, wobei der Fluideinlass und Fluidauslass in Fluidverbindung mit dem Strömungskanal stehen, der sich benachbart des Umfangs der Kühleinrichtung vollständig um deren planare Fläche herum erstreckt. Die planare Fläche der Kühleinrichtung befindet vollständig innerhalb der zweiten Dichtung und steht in direktem Kontakt mit einer planaren Fläche einer der Batteriezellen der Batteriepackung, so dass sich die planare Fläche der einen Batteriezelle der Batteriepackung ebenfalls vollständig innerhalb der zweiten Dichtung befindet.

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Weiterer Stand der Technik ist der US2006/048984US 2006 / 0 48 984 A1A1, der DE102012200247DE 10 2012 200 247 A1A1 und der DE102009049232DE 10 2009 049 232 A1A1 zu entnehmen.

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Batteriemodul und ein Elektrofahrzeug zu schaffen, mit denen es möglich ist, eine einfach herzustellende und effiziente Kühlung für Batteriemodule von Elektrofahrzeugen bereitzustellen.

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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

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Es ist ein Batteriemodul für ein Elektrofahrzeug vorgesehen. Das Batteriemodul weist ein Zusatzleistungsmodul (APM) und zumindest eine Batteriepackungsbaugruppe auf, die unter Kompression zusammengehalten werden. Dies kann durch zumindest eine Zugstange erreicht werden. Die Integration des APM mit zumindest einer Batteriepackungsbaugruppe in ein einzelnes Batteriemodul erlaubt einen Einbau des APM in einen existierenden Modulstapler, wodurch der Zusammenbau vereinfacht und die Menge erforderlicher Teile reduziert werden. Dies kann in einer Reduzierung der Gesamtherstellkosten, einschließlich Teilen sowie Arbeit, des Elektrofahrzeugs resultieren.

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Die zumindest eine Batteriepackungsbaugruppe weist eine Mehrzahl von Batterierahmen, die in einem Stapel angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Batteriezellen auf, die jeweils in einem der Batterierahmen angeordnet sind. Die zumindest eine Batteriepackungsbaugruppe umfasst ferner eine Mehrzahl von Kühlplatten, von denen jede in thermischer Kommunikation mit zumindest einer der Batteriezellen steht. Jede Kühlplatte weist einen Einlass und einen Auslass auf, die durch zumindest einen Kühlkanal verbunden sind, durch den Kühlmittel umgewälzt wird, um die Batteriezellen zu kühlen. Das Kühlmittel wird durch ein Flüssigkeitskühlsystem an die Kühlplatten verteilt.

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Zusätzlich zu den Batteriezellen kann das APM auch eine Kühlung erfordern. Somit kann das Batteriemodul zumindest eine zusätzliche Kühlplatte aufweisen, die in thermischer Kommunikation mit dem APM steht. Das APM kann in einem Gehäuse untergebracht sein, wobei in diesem Fall die zumindest eine zusätzliche Kühlplatte in thermischer Kommunikation mit einer Oberfläche des APM-Gehäuses steht. Wie bei den Kühlplatten für die Batteriezellen weist die zumindest eine Kühlplatte für das APM auch einen Einlass und einen Auslass auf, die durch zumindest einen Kühlmittelkanal verbunden sind, durch den Kühlmittel umgewälzt wird. Die zumindest eine Kühlplatte nimmt auch das Kühlmittel von demselben Flüssigkeitskühlsystem wie die Mehrzahl von Kühlplatten für die Batteriezellen auf. Das gemeinsame Nutzen des Flüssigkeitskühlsystems kann den Bedarf nach einem separaten Kühlsystem für das APM beseitigen.

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Um eine gemeinsame Verteilung von Kühlmittel von dem Flüssigkeitskühlsystem auf die Kühlplatten für sowohl das APM als auch die Batteriezellen bereitzustellen, können das APM (oder das APM-Gehäuse), jeder der Batterierahmen und jede der Kühlplatten ein paar von Verteilerdurchbrechungen aufweisen. Die Paare von Verteilerdurchbrechungen sind ausgerichtet und arbeiten zusammen, um einen Versorgungsverteiler und einen Rückführverteiler zu definieren. Kühlmittel wird an den Einlass jeder Kühlplatte durch einen Versorgungsverteiler geliefert und von dem Auslass jeder Kühlplatte in den Rückführverteiler ausgetragen, wo es zurück zu dem Versorgungsverteiler rückgeführt werden kann.

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Es ist auch ein Elektrofahrzeug vorgesehen. Das Elektrofahrzeug weist ein Fahrzeugfahrgestell, ein Batteriemodul, das wie oben beschrieben sein kann, und ein Flüssigkeitskühlsystem zum Verteilen von Kühlmittel an die Kühlplatten auf. Das Elektrofahrzeug kann auch eine Batteriemodulschale aufweisen, an der das Batteriemodul angebracht ist und die an dem Fahrzeugfahrgestell befestigt ist. Das Elektrofahrzeug kann auch eine Batteriemodulabdeckung aufweisen, die sich um das Batteriemodul erstreckt und die an der Batteriemodulschale befestigt ist. Das Elektrofahrzeug kann ferner eine Batterietrennungseinheit (BDU von engl.: „battery disconnect unit“) aufweisen, die in elektrischer Kommunikation mit dem Batteriemodul steht.

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Lediglich beispielhaft ist ein Verfahren zum Zusammenbauen eines Batteriemoduls für ein Elektrofahrzeug vorgesehen. Das Batteriemodul kann wie oben beschrieben sein. Das Verfahren umfasst zunächst ein Stapeln einer Mehrzahl von Batterierahmen, von denen jeder zumindest eine Batteriezelle darin aufweist, und einer Mehrzahl von Kühlplatten in einer abwechselnden Anordnung, so dass jede Kühlplatte in thermischer Kommunikation mit zumindest einer Batteriezelle steht, um eine Batteriepackungsbaugruppe zu bilden. Die Batterierahmen und die Kühlplatten werden an einem Modulstapler gestapelt, der zumindest eine Zugstange aufweisen kann.

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Das Verfahren kann umfassen, dass das APM gemeinsam mit der Batteriepackungsbaugruppe gestapelt wird, so dass sie unter Kompression gehalten werden. Dies kann durch die zumindest eine Zugstange erreicht werden, und erlaubt eine Strömung von Kühlmittel durch zumindest eines aus dem APM und der Batteriepackungsbaugruppe an jede der Kühlplatten. Wenn das APM eine Kühlung erfordert, kann das Verfahren ferner ein Stapeln zumindest einer zusätzlichen Kühlplatte an dem Modulstapler aufweisen, so dass sie in thermischer Kommunikation mit dem APM steht.

  • 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Elektrofahrzeugs mit einem weggeschnittenen Abschnitt, um ein Batteriemodul freizulegen, das eine Batteriepackungsbaugruppe und ein integriertes Zusatzleistungsmodul (APM) aufweist;
  • 2 ist eine schematische bruchstückhafte perspektivische Ansicht des Batteriemoduls von 1 in einem nicht zusammengebauten Zustand;
  • 3 ist eine schematische Vorderansicht eines Batterierahmens mit einer darin angeordneten Batteriezelle;
  • 4 ist eine schematische Vorderansicht einer Kühlplatte;
  • 5 ist ein schematisches Block- und Flussdiagramm des Elektrofahrzeugs von 1, das die Verteilung von Kühlmittel an Kühlplatten des Batteriemoduls zeigt.
  • 6 ist ein schematisches Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Zusammenbauen des Batteriemoduls von 2 zeigt.

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Ein Elektrofahrzeug 10, das ein Batteriemodul 30 mit einer Batteriepackungsbaugruppe 50 für Hochspannung und einem integrierten Zusatzleistungsmodul (APM) 40 aufweist, ist in 1 gezeigt. Das Elektrofahrzeug 10 weist ein Fahrzeugfahrgestell 12 und eine Batteriemodulschale 14 auf. Das Batteriemodul 30 ist an der Batteriemodulschale 14 befestigt, die ihrerseits an dem Fahrzeugfahrgestell 12 befestigt ist, um das Batteriemodul 30 an dem Elektrofahrzeug 10 zu sichern. Das Elektrofahrzeug 10 weist ferner ein Flüssigkeitskühlsystem 20 auf, um Kühlmittel an das Batteriemodul 30, insbesondere an Kühlplatten 64 in thermischer Kommunikation mit dem APM 40 und/oder der Batteriepackungsbaugruppe 50, wie in 2 gezeigt und nachfolgend beschrieben ist, zu verteilen.

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Das Elektrofahrzeug 10 kann auch eine Batterietrennungseinheit (BDU) 16 aufweisen, die mit dem Batteriemodul 30 verbunden ist und eine elektrische Kommunikation zwischen dem Batteriemodul 30 und einem elektrischen System (nicht gezeigt) des Elektrofahrzeugs 10 bereitstellt. Das Elektrofahrzeug 10 kann ferner eine Batteriemodulabdeckung 18 aufweisen, die sich um das Batteriemodul 30 erstreckt. Die Batteriemodulabdeckung 18 kann das Batteriemodul 30 vor Schaden schützen, wie auch eine elektrische Isolierung von der Hochspannung der Batteriepackungsbaugruppe 50 bereitstellen.

[18]

Bezug nehmend auf 2 ist eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht des Batteriemoduls 30 in einem nicht zusammengebauten Zustand gezeigt. Wie oben erläutert ist, weist das Batteriemodul 30 ein APM 40 auf, das mit einer Batteriepackungsbaugruppe 50 integriert ist. Die Integration des APM 40 mit der Batteriepackungsbaugruppe 50 in ein einzelnes Batteriemodul 30 erlaubt den Einbau des APM 40 in einen existierenden Modulstapler, wodurch der Zusammenbau vereinfacht und die Menge an erforderlichen Teilen reduziert werden. Dies kann in einer Reduzierung von Gesamtherstellkosten, einschließlich Teilen sowie Arbeit, des Elektrofahrzeugs 10 resultieren. Während 2 das APM 40 an einem Ende des Batteriemoduls 30 angeordnet zeigt, sei angemerkt, dass das APM 40 an einem beliebigen Ende des Batteriemoduls 30 angeordnet sein kann. Es sei ferner angemerkt, dass das Batteriemodul 30 mehr als eine Batteriepackungsbaugruppe 50 aufweisen kann.

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Das APM 40 und die Batteriepackungsbaugruppe 50 werden unter Kompression aneinander gehalten. Dies erlaubt eine Strömung des durch das Flüssigkeitskühlsystem 20 verteilten Kühlmittels durch das APM 40 und/oder die Batteriepackungsbaugruppe 50 an jede der Kühlplatten 64, wie in 4 gezeigt und nachfolgend beschrieben ist. Dies kann durch Zugstangen 32 erreicht werden. Während vier Zugstangen 32 in 2 gezeigt sind, sei angemerkt, dass eine beliebige Anzahl von Zugstangen 32 denkbar ist. Allgemein sind mehr als eine Zugstange 32 vorhanden, um eine Drehbewegung der Komponenten um die Zugstangen 32 zu verhindern wie auch sicherzustellen, dass die Komponenten entsprechend ausgerichtet sind. Es sei auch angemerkt, dass andere Vorrichtungen oder Mechanismen, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Kompressionsstangen, Kompressionsbügel und dergleichen, die in der Lage sind, die Komponenten unter Kompression aneinander zu halten, anstelle der Zugstangen 32 verwendet werden können.

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Die Batteriepackungsbaugruppe 50 weist eine Mehrzahl von Batterierahmen 52 auf, von denen jeder eine in dem Batterierahmen 52 angeordnete Batteriezelle 54 aufweist, wie in 3 gezeigt ist. Die Batteriezelle 54 weist allgemein eine hohe Spannung auf und kann, ist jedoch nicht darauf beschränkt, eine Lithium-Ionen-Batteriezelle sein. Während 3 nur eine in dem Batterierahmen 52 angeordnete Batteriezelle 54 zeigt, sei angemerkt, dass eine beliebige Anzahl von Batteriezellen 54 in dem Batterierahmen 52 angeordnet sein kann.

[21]

Wie oben diskutiert ist, weist die Batteriepackungsbaugruppe 50 auch eine Mehrzahl von Kühlplatten 64 auf. Jede Kühlplatte 64 steht in thermischer Kommunikation mit zumindest einer Batteriezelle 54, um eine Kühlung für die Batteriezellen 54 bereitzustellen, und ist allgemein zwischen Batterierahmen 52 angeordnet. Wie in 4 gezeigt ist, besitzen die Kühlplatten 64 jeweils einen Einlass 66 und einen Auslass 68, die durch eine Mehrzahl von Kühlmittelkanälen 70, durch die Kühlmittel umgewälzt wird, verbunden sind. Es sei angemerkt, dass die Kühlplatte 64 eine beliebige Anzahl von Kühlmittelkanälen 70 aufweisen kann und die Kühlmittelkanäle 70 in der Größe und Konfiguration variieren können. Wie oben erläutert ist, nehmen die Kühlplatten 64 Kühlmittel von dem Flüssigkeitskühlsystem 20 auf.

[22]

Die Batteriepackungsbaugruppe 50 kann ferner einen Endrahmen 72 an zumindest einem der Enden der Batteriepackungsbaugruppe 50 sowie eine Kappe 80 der Batteriepackungsbaugruppe aufweisen. Der Endrahmen 72 kann mit den Zugstangen 32 zusammenwirken, um die Batterierahmen 52 und die Kühlplatten 64 unter Kompression zu halten, um sicherzustellen, dass die Kühlplatten 64 in thermischer Kommunikation mit den Batteriezellen 54 stehen.

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Das APM 40 ist ein DC-DC-Leistungswandler, der Leistung von Hochspannung zu Niederspannung umwandelt, so dass eine Niederspannungsbatterie (nicht gezeigt) in dem Elektrofahrzeug 10 durch die Batteriepackungsbaugruppe 50 mit hoher Spannung geladen werden kann. Das APM 40 kann ein Gehäuse 42 aufweisen. Gleich zu den Batteriezellen 54 erzeugt das APM 40 thermische Energie und kann somit Kühlung erfordern. Daher kann das Batteriemodul 30 ferner zusätzliche Kühlplatten 64 aufweisen, die mit dem APM 40 in thermischer Kommunikation stehen. Bei Ausführungsformen, bei denen das APM 40 in einem Gehäuse 42 untergebracht ist, stehen die Kühlplatten 64 in thermischer Kommunikation mit dem Gehäuse 42. Während 2 eine Kühlplatte 64 auf beiden Seiten des APM 40 zeigt, sei angemerkt, dass nur eine Kühlplatte 64 auf jeder Seite des APM 40 vorgesehen sein kann, um die erforderliche Kühlung für das APM 40 bereitzustellen. Das APM 40 und die Batteriepackungsbaugruppe 50 können sich ein gemeinsames Kühlsystem teilen, und somit nehmen die Kühlplatten 64 in thermischer Kommunikation mit dem APM 40 auch Kühlmittel von dem Flüssigkeitskühlsystem 20 auf.

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Das Batteriemodul 30 kann auch eine Endplatte 34 und einen zusätzlichen Endrahmen 72 aufweisen. Wie mit der Batteriepackungsbaugruppe 50 kann der Endrahmen 72 mit den Zugstangen 32 zusammenwirken, um das APM 40 und die Kühlplatten 64 unter Kompression zu halten, um sicherzustellen, dass die Kühlplatten 64 in thermischer Kommunikation mit dem APM 40 stehen. Der Endrahmen 72 und die Zugstangen 32 können ferner das APM 40 und die Batteriepackungsbaugruppe 50 unter Kompression halten, so dass das Kühlmittel durch das APM 40 und/oder die Batteriepackungsbaugruppe 30 zu jeder der Kühlplatten 64 ohne die Kühlmittelleckage strömen kann.

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Wie oben erläutert ist, können sich sowohl das APM 40 als auch die Batteriepackungsbaugruppe 50, wenn beide eine Kühlung erfordern, ein gemeinsames Kühlsystem teilen, bei dem Kühlmittel zu sowohl den Kühlplatten 64 in thermischer Kommunikation zu dem APM 40 und denen in thermischer Kommunikation mit den Batteriezellen 54 in der Batteriepackungsbaugruppe 50 verteilt wird. Dies kann durch einen Versorgungsverteiler 82 und einen Rückführverteiler 84 erreicht werden, wie im Schema von 5 gezeigt ist.

[26]

Bezug nehmend auf 5 wird das Kühlmittel von dem Flüssigkeitskühlsystem 20, wie durch die Versorgungsleitung 94 gezeigt ist, an den Einlass 66 jeder Kühlplatte 64 durch den Versorgungsverteiler 82 geliefert. Nach Umwälzung durch die Kühlplatten 64 entlädt das Kühlmittel von dem Auslas 68 jeder Kühlplatte 64 in den Rückführverteiler 84, wobei danach das Flüssigkeitskühlsystem 20 das Kühlmittel zurück zu dem Versorgungsverteiler 82 rückführen kann, wie durch die Rückführleitung 96 gezeigt ist.

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Bezug nehmend auf die 3 und 4 kann jeder Batterierahmen 52 und jede Kühlplatte 64 ein paar von Verteilerverlängerungen 56 bzw. 86 aufweisen, die sich von gegenüberliegenden Seiten des Batterierahmens 52 und der Kühlplatte 64 nach außen erstrecken. In jeder Verteilerverlängerung 56 und 86 befindet sich eine Verteilerdurchbrechung 58 bzw. 88. Zurück Bezug nehmend auf 2 können das APM 40 (oder APM-Gehäuse 42), die Endrahmen 72 und die Endplatte 34 auch ein paar von Verteilerverlängerungen 44, 74 bzw. 36 und Verteilerdurchbrechungen 46, 76 bzw. 38 aufweisen. Die Paare von Verteilerdurchbrechungen 46, 76, 38, 58 und 88 sind ausgerichtet und wirken zusammen, um den Versorgungsverteiler 82 und den Rückführverteiler 84 zu definieren. Wenn die Komponenten alle unter Kompression zusammen gehalten werden, sind der Versorgungsverteiler 82 und der Rückführverteiler 84 im Wesentlichen wasserdicht, um eine Leckage bzw. ein Heraussickern von Kühlmittel zu verhindern. Zusätzlich können die Verteilerdurchbrechungen 46, 76, 38, 58 und 88 auch Dichtungen (nicht gezeigt) aufweisen, die in diesen angeordnet sind, um weiter sicherzustellen, dass kein Kühlmittel von dem Versorgungsverteiler 82 und dem Rückführverteiler 84 heraussickert. Die Endplatte 34 kann eine Einlassverbindung 90 und eine Auslassverbindung 92 aufweisen, mit denen das Flüssigkeitskühlsystem 20 verbunden sein kann, um das Kühlmittel an den Versorgungsverteiler 82 zu liefern bzw. das Kühlmittel von dem Rückführverteiler 84 aufzunehmen.

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Nun Bezug nehmend auf 6 ist ein Verfahren 200 zum Zusammenbauen eines Batteriemoduls 30, das ein APM 40 aufweist, das mit einer Batteriepackungsbaugruppe 50 integriert ist, für ein Elektrofahrzeug 10 gezeigt. Während das Verfahren 200 mit Bezug auf das Batteriemodul 30 beschrieben ist, sei angemerkt, dass das Verfahren 200 auf beliebige Ausführungsformen eines Batteriemoduls gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.

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Das Verfahren 200 beginnt bei Schritt 202, bei dem ein Batterierahmen 52 auf einen Modulstapler gestapelt ist. Der Modulstapler kann zumindest eine Zugstange 32 aufweisen. Allgemein ist mehr als eine Zugstange 32 vorhanden, um jegliche Drehbewegung um die Zugstangen 32 zu verhindern wie auch sicherzustellen, dass die Komponenten entsprechend ausgerichtet sind. Wie oben beschrieben ist, besitzt der Batterierahmen 52 zumindest eine darin angeordnete Batteriezelle 54.

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Nach dem Schritt 202 fährt das Verfahren 200 mit Schritt 204 fort. Bei Schritt 204 wird eine Kühlplatte 64 auf den Modulstapler an dem oberen Bereich des Batterierahmens 52 gestapelt. Wie oben beschrieben ist, besitzt die Kühlplatte 64 einen Einlass 66 und einen Auslass 68, die durch zumindest einen Kühlmittelkanal 70 verbunden sind, durch den Kühlmittel umgewälzt werden kann.

[31]

Der Batterierahmen 52 und die Kühlplatte 64 werden unter Kompression zusammen gehalten, so dass sie in elektrischer Kommunikation miteinander stehen. Dies kann durch zumindest eine Zugstange 32 erreicht werden. Die Schritte 202 und 204 werden so oft wiederholt, wie gewünschte Batteriezellen 54 vorhanden sind, wie durch die Leistungsanforderungen des Elektrofahrzeugs 10 bestimmt ist, um die Batteriepackungsbaugruppe 50 zu bilden.

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Nach dem Schritt 204 fährt das Verfahren 200 mit Schritt 206 fort. Bei Schritt 206 wird ein APM 40 auf den Modulstapler auf dem oberen Bereich der Batteriepackungsbaugruppe 50 gestapelt. Das APM 40 und die Batteriepackungsbaugruppe 50 werden unter Kompression zusammen gehalten, so dass Kühlmittel durch das APM 40 und die Batteriepackungsbaugruppe 50 zu jeder der Kühlplatten 64 strömen kann. Wiederum kann dies durch die zumindest eine Zugstange 32 erreicht werden. Es sei angemerkt, dass Schritt 206 vor Schritt 202 auftreten kann.

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Bei Ausführungsformen, bei denen das APM 40 eine Kühlung zusätzlich zu den Batteriezellen 54 erfordert, kann das Verfahren 200 auch ein Stapeln an dem Modulstapler zumindest einer zusätzlichen Kühlplatte 64 an dem Modulstapler aufweisen, so dass sie in thermischer Kommunikation mit dem APM 40 steht.

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Ferner kann bei Ausführungsformen, bei denen das Batteriemodul 30 zumindest einen Endrahmen 72 und/oder eine Endplatte 34 aufweist, das Verfahren 200 auch ein an dem Modulstapler stattfindendes Stapeln des Endrahmens 72 und dann der Endplatte 34 aufweisen. Der Endrahmen 72 kann auch vor dem Schritt 202 und/oder 206 als Teil der Batteriepackungsbaugruppe 50 gestapelt werden.

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Das Verfahren 200 kann ferner ein Sichern des Batteriemoduls an einer Batterieschale 14, ein Abdecken des Batteriemoduls 30 mit einer Batteriemodulabdeckung 18 und/oder ein Verbinden einer BDU 16 mit dem Batteriemodul 30 aufweisen.



Batteriemodul (30) für ein Elektrofahrzeug (10), das ein Flüssigkeitskühlsystem (20) aufweist, wobei das Batteriemodul (30) umfasst:ein Zusatzleistungsmodul (APM) (40); undzumindest eine Batteriepackungsbaugruppe (50), umfassend:eine Mehrzahl von Batterierahmen (52), die in einem Stapel angeordnet sind;eine Mehrzahl von Batteriezellen (54), von denen jede in einem der Batterierahmen (52) angeordnet ist; undeine Mehrzahl von Kühlplatten (64), von denen jede in thermischer Kommunikation mit zumindest einer der Mehrzahl von Batteriezellen (54) steht, wobei jede Kühlplatte (64) einen Einlass (66) und einen Auslass (68) aufweist, die durch zumindest einen Kühlmittelkanal (70) verbunden sind, durch den Kühlmittel umgewälzt wird;wobei das Kühlmittel an die Mehrzahl der Kühlplatten (64) durch das Flüssigkeitskühlsystem (20) verteilt wird; undwobei das APM (40) und die Batteriepackungsbaugruppe (50) unter Kompression zusammen gehalten werden, so dass das Kühlmittel durch zumindest eines aus dem APM (40) und der Batteriepackungsbaugruppe (50) zu jeder der Kühlplatten (64) strömen kann.



Batteriemodul (30) für ein Elektrofahrzeug (10), das ein Flüssigkeitskühlsystem (20) aufweist, wobei das Batteriemodul (30) umfasst:
ein Zusatzleistungsmodul (APM) (40); und
zumindest eine Batteriepackungsbaugruppe (50), umfassend:
eine Mehrzahl von Batterierahmen (52), die in einem Stapel angeordnet sind;
eine Mehrzahl von Batteriezellen (54), von denen jede in einem der Batterierahmen (52) angeordnet ist; und
eine Mehrzahl von Kühlplatten (64), von denen jede in thermischer Kommunikation mit zumindest einer der Mehrzahl von Batteriezellen (54) steht, wobei jede Kühlplatte (64) einen Einlass (66) und einen Auslass (68) aufweist, die durch zumindest einen Kühlmittelkanal (70) verbunden sind, durch den Kühlmittel umgewälzt wird;
wobei das Kühlmittel an die Mehrzahl der Kühlplatten (64) durch das Flüssigkeitskühlsystem (20) verteilt wird; und
wobei das APM (40) und die Batteriepackungsbaugruppe (50) unter Kompression zusammen gehalten werden, so dass das Kühlmittel durch zumindest eines aus dem APM (40) und der Batteriepackungsbaugruppe (50) zu jeder der Kühlplatten (64) strömen kann.

Batteriemodul (30) nach Anspruch 1, ferner mit zumindest einer Kühlplatte (64) in thermischer Kommunikation mit dem APM (40), wobei die zumindest eine Kühlplatte (64) einen Einlass (66) und einen Auslass (68) aufweist, die durch zumindest einen Kühlmittelkanal (70) verbunden sind, durch den das Kühlmittel umgewälzt wird, wobei die zumindest eine Kühlplatte (64) das Kühlmittel von dem Flüssigkeitskühlsystem (20) aufnimmt.

Batteriemodul (30) nach Anspruch 2, wobei das APM (40), jeder der Batterierahmen (52) und jede der Kühlplatten (64) ein Paar von Verteilerdurchbrechungen (58, 88) aufweisen, wobei die Paare miteinander zusammenwirken, um einen Versorgungsverteiler (82), durch den das Kühlmittel an den Einlass (66) jeder Kühlplatte (64) geliefert wird, und einen Rückführverteiler (84) zu definieren, durch den das Kühlmittel von dem Auslass (68) jeder Kühlplatte (64) zurück an den Versorgungsverteiler (82) rückgeführt wird.

Batteriemodul (30) nach Anspruch 1, ferner mit einem APM (40) Gehäuse, in welchem das APM (40) untergebracht ist.

Batteriemodul (30) nach Anspruch 1, ferner mit einer Batteriemodulabdeckung, die sich um das Batteriemodul (30) erstreckt.

Batteriemodul (30) nach Anspruch 1, ferner mit zumindest einer Zugstange, um das APM (40) und die zumindest eine Batteriepackungsbaugruppe (50) unter Kompression zu halten.

Elektrofahrzeug (10), umfassend:
ein Fahrzeugfahrgestell (12);
ein Batteriemodul (30), mit:
einem Zusatzleistungsmodul (APM) (40); und
zumindest einer Batteriepackungsbaugruppe (50), umfassend:
eine Mehrzahl von Rahmen (52), die in einem Stapel angeordnet sind;
eine Mehrzahl von Batteriezellen (54), von denen jede in einem der Rahmen (52) angeordnet ist; und
eine Mehrzahl von Kühlplatten (64), von denen jede in thermischer Kommunikation mit zumindest einer der Mehrzahl von Batteriezellen (54) steht, wobei jede Kühlplatte (64) einen Einlass (66) und einen Auslass (68) aufweist, die durch zumindest einen Kühlmittelkanal (70) verbunden sind, durch den Kühlmittel umgewälzt werden kann; und
ein Flüssigkeitskühlsystem (20) zum Verteilen des Kühlmittels an die Mehrzahl von Kühlplatten (64);
wobei das APM (40) und die Batteriepackungsbaugruppe (50) unter Kompression zusammen gehalten werden, so dass das Kühlmittel durch zumindest eines von dem APM (40) und der Batteriepackungsbaugruppe (50) zu jeder der Kühlplatten (64) strömen kann.

Elektrofahrzeug (10) nach Anspruch 7, wobei das Batteriemodul (30) ferner zumindest eine Kühlplatte (64) in thermischer Kommunikation mit dem APM (40) umfasst, wobei die zumindest eine Kühlplatte (64) einen Einlass (66) und einen Auslass (68) aufweist, die durch zumindest einen Kühlmittelkanal (70) verbunden sind, durch den das Kühlmittel umgewälzt wird, wobei die zumindest eine Kühlplatte (64) das Kühlmittel von dem Flüssigkeitskühlsystem (20) aufnimmt.

Elektrofahrzeug (10) nach Anspruch 8, wobei das APM (40), jeder der Batterierahmen (52) und jede der Kühlplatten (64) ein Paar von Verteilerdurchbrechungen (58, 88) aufweist, wobei die Paare gemeinsam zusammenwirken, um einen Versorgungsverteiler (82), durch den das Kühlmittel von dem Einlass (66) jeder Kühlplatte (64) geliefert wird, und einen Rückführverteiler (84) zu definieren, durch den das Kühlmittel von dem Auslass (68) jeder Kühlplatte (64) zurück an den Versorgungsverteiler (82) rückgeführt wird.

Elektrofahrzeug (10) nach Anspruch 8, ferner mit zumindest einer Zugstange (32), um das APM (40) und die Batteriepackungsbaugruppe (50) unter Kompression zu halten.