AT17774U1

AT17774U1 - Battery cell holder

Info

Publication number: AT17774U1
Application number: ATGM50091/2022U
Authority: AT
Original assignee: Ktm Ag
Priority date: 2022-05-30
Filing date: 2022-05-30
Publication date: 2023-02-15
Also published as: DE202023102926U1

Abstract

Haltevorrichtung (1) für Batteriezellen (2) umfassend mindestens einen Rahmen (3), wobei der mindestens eine Rahmen (3) eine Ausnehmung (4), vorzugsweise vollständig, in einer radialen Ebene (R) umschließt, wobei eine Batteriezelle (2) in eine auf die radiale Ebene (R) orthogonale axiale Richtung (A) durch die Ausnehmung (4) schiebbar ist, weiters umfassend mindestens eine Blattfeder (5), wobei die mindestens eine Blattfeder (5), insbesondere mit einem festen Ende (6), am mindestens einen Rahmen (3) befestigt ist, wobei die mindestens eine Blattfeder (5) im entspannten Zustand, vorzugsweise mit ihrem freien Ende (7), in einen Freibereich (8) ragt, wobei der Freibereich (8) außerhalb der Ausnehmung (4) angeordnet ist, wobei von der mindestens einen Blattfeder (5) eine Kraft auf eine in die Ausnehmung (4) eingeschobene Batteriezelle (2) ausübbar ist, vorzugsweise wobei der Freibereich (8) einer gedachten Verlängerung der Ausnehmung (4) in axialer Richtung (A) entspricht.Holding device (1) for battery cells (2) comprising at least one frame (3), wherein the at least one frame (3) encloses a recess (4), preferably completely, in a radial plane (R), wherein a battery cell (2) an axial direction (A) orthogonal to the radial plane (R) through the recess (4), further comprising at least one leaf spring (5), wherein the at least one leaf spring (5), in particular with a fixed end (6), is attached to at least one frame (3), the at least one leaf spring (5) in the relaxed state, preferably with its free end (7), protruding into a free area (8), the free area (8) being outside the recess (4 ) is arranged, wherein a force can be exerted by the at least one leaf spring (5) on a battery cell (2) pushed into the recess (4), preferably wherein the free area (8) is an imaginary extension of the recess (4) in the axial direction ( A) corresponds.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für Batteriezellen umfassend mindestens einen Rahmen, wobei der Rahmen eine Ausnehmung, vorzugsweise vollständig, in einer radialen Ebene umschließt, wobei eine Batteriezelle in eine auf die radiale Ebene orthogonale axiale Richtung durch die Ausnehmung schiebbar ist, weiters umfassend mindestens eine Blattfeder, wobei die mindestens eine Blattfeder mit einem festen Ende am mindestens einen Rahmen befestigt ist. The invention relates to a holding device for battery cells comprising at least one frame, the frame enclosing a recess, preferably completely, in a radial plane, wherein a battery cell can be pushed through the recess in an axial direction orthogonal to the radial plane, further comprising at least one leaf spring, wherein the at least one leaf spring is fixed at a fixed end to the at least one frame.

[0002] Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Akkupack und ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit einer Haltevorrichtung oder einem Akkupack. Furthermore, the invention relates to a battery pack and an electrically powered vehicle with a holding device or a battery pack.

[0003] Elektrisch angetriebene Fahrzeuge benötigen einen elektrischen Energiespeicher, welche üblicherweise mehrere Batteriezellen, beispielsweise Lithium-lonen-Zellen, zum Beispiel vom Typ 21700, umfasst. Es ist bekannt, diese Batteriezellen, welche typischerweise eine zylindrische Form aufweisen, in einer Haltevorrichtung nebeneinander anzuordnen. Einer solchen fixen Anordnung können die Batteriezellen elektrisch in Reihe oder in Serie geschaltet werden. Die Gesamtheit von Haltevorrichtung und Batteriezellen wird auch Akkupack genannt. Electrically powered vehicles require an electrical energy store, which usually includes several battery cells, such as lithium-ion cells, for example of the 21700 type. It is known to arrange these battery cells, which typically have a cylindrical shape, next to one another in a holding device. In such a fixed arrangement, the battery cells can be electrically connected in series or in series. The entirety of the holding device and battery cells is also called the battery pack.

[0004] Durch die stetige Weiterentwicklung verbessern sich die Eigenschaften der Batteriezellen in kurzen Abständen. Durch Schwankungen der Außendurchmesser und Toleranzmaße der Batteriezellen unterschiedlicher Generationen und Hersteller von bis zu 0,8 Millimeter muss für jede neue Batteriezelle eine neue Haltevorrichtung hergestellt werden. Hierdurch ist der Umstieg auf die jeweils aktuelle Generation oder den kostengünstigsten Hersteller mit hohem Entwicklungsaufwand und Werkzeugkosten verbunden, selbst wenn der grundlegende Aufbau der Haltevorrichtung beibehalten werden soll. [0004] As a result of constant further development, the properties of the battery cells are improving at short intervals. Due to fluctuations in the outer diameter and tolerance dimensions of battery cells from different generations and manufacturers of up to 0.8 millimeters, a new holding device must be manufactured for each new battery cell. As a result, switching to the current generation or the cheapest manufacturer is associated with high development costs and tool costs, even if the basic structure of the holding device is to be retained.

[0005] Die Schriften DE 20 2011 109 863 U1 und WO 2019/229 006 A1 offenbaren Haltevorrichtungen für eine Batteriezellen. Durch eine elastische Klemmvorrichtung, welche sich in den Innenraum einer Ausnehmung für eine Batteriezelle erstreckt, kann die Batteriezelle in radialer Richtung festgeklemmt werden. The documents DE 20 2011 109 863 U1 and WO 2019/229 006 A1 disclose holding devices for battery cells. The battery cell can be clamped in the radial direction by an elastic clamping device, which extends into the interior of a recess for a battery cell.

[0006] Nachteilig an den genannten Schriften ist, dass eine Konstruktion, bei welcher eine Klemmvorrichtung in den Innenraum einer Ausnehmung ragt, schwierig herstellbar ist. Zudem muss der Rahmen, welcher die Ausnehmung definiert, relativ massiv ausgebildet sein, um die Klemmvorrichtung aufzunehmen. A disadvantage of the documents mentioned is that a construction in which a clamping device protrudes into the interior of a recess is difficult to produce. In addition, the frame that defines the recess must be relatively solid in order to accommodate the clamping device.

[0007] Die Erfindung hat zur Aufgabe eine alternative Haltevorrichtung bereitzustellen, in welcher Batteriezellen unterschiedlicher Hersteller und Generationen mit verschiedenen Außendurchmessern aufgenommen werden können und welche leicht und mit wenig Materialaufwand herstellbar ist. The object of the invention is to provide an alternative holding device in which battery cells from different manufacturers and generations can be accommodated with different outer diameters and which can be produced easily and with little expenditure on materials.

[0008] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die mindestens eine Blattfeder im entspannten Zustand, insbesondere mit ihrem freien Ende, in einen Freibereich ragt, wobei der Freibereich außerhalb der Ausnehmung angeordnet ist. Dabei ist von der mindestens einen Blattfeder eine Kraft auf eine in die Ausnehmung eingeschobene Batteriezelle ausübbar. According to the invention, the object is achieved in that the at least one leaf spring in the relaxed state, in particular with its free end, protrudes into a free area, the free area being arranged outside of the recess. In this case, a force can be exerted by the at least one leaf spring on a battery cell pushed into the recess.

[0009] Wird eine Batteriezelle durch die mindestens eine Ausnehmung geschoben, wird diese in axialer Richtung ausgerichtet. Die Batteriezelle durchragt die Ausnehmung im Rahmen bis in den Freibereich, welcher außerhalb der Ausnehmung angeordnet ist. Da die mindestens eine Blattfeder im entspannten Zustand mit ihrem freien Ende in den Freibereich ragt, wird die mindestens eine Blattfeder von einer eingeschobenen Batteriezelle gespannt. Dadurch wird eine Kraft auf die eingeschobene Batteriezelle ausgeübt und die Batteriezelle in radialer Richtung verklemmt. [0009] If a battery cell is pushed through the at least one recess, it is aligned in the axial direction. The battery cell protrudes through the recess in the frame into the free area, which is arranged outside the recess. Since the at least one leaf spring protrudes with its free end into the free area in the relaxed state, the at least one leaf spring is tensioned by an inserted battery cell. As a result, a force is exerted on the inserted battery cell and the battery cell is clamped in the radial direction.

[0010] Zudem kann die Elastizität des Rahmens Batteriezellen mit verschiedenen Außendurchmesser festklemmen und Toleranzen ausgleichen. In addition, the elasticity of the frame can clamp battery cells with different outer diameters and compensate for tolerances.

[0011] Hierdurch können verschiedene Batteriezellen in einer Haltevorrichtung verwendet werden, wodurch eine signifikante Senkung der Entwicklungszeit und der Werkzeugkosten erreicht werden kann. In this way, different battery cells can be used in one holding device, which means that a significant reduction in development time and tool costs can be achieved.

[0012] In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel entspricht der Freibereich einer gedachten Verlängerung der Ausnehmung in axialer Richtung. Insbesondere ist der Freibereich innerhalb eines gedachten, geraden Prismas, welches die gleiche Grundfläche wie die Ausnehmung aufweist, angeordnet. In a preferred embodiment, the free area corresponds to an imaginary extension of the recess in the axial direction. In particular, the free area is arranged within an imaginary, straight prism, which has the same base area as the recess.

[0013] Eine Batteriezelle, welche gerade durch die Ausnehmung ragt, ist daher im Freibereich angeordnet. Dadurch kann eine gerade durch die Ausnehmung ragende Batteriezelle von der mindestens einen Blattfeder verklemmt werden. A battery cell which just protrudes through the recess is therefore arranged in the free area. As a result, a battery cell projecting straight through the recess can be clamped by the at least one leaf spring.

[0014] Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Blattfeder relativ zur axialen Richtung geneigt ausgerichtet ist. Der Abweichungswinkel zur axialen Richtung kann zwischen 65° und 90°, besonders bevorzugt zwischen 75° und 85°, liegen. Damit kann die Blattfeder in den Freibereich ragen. Ist eine Batteriezelle in den Rahmen eingeschoben, wird die mindestens eine Blattfeder so gebogen, dass sie nahezu axial ausgerichtet ist. It can be provided that the at least one leaf spring is aligned inclined relative to the axial direction. The angle of deviation from the axial direction can be between 65° and 90°, particularly preferably between 75° and 85°. The leaf spring can thus protrude into the free area. If a battery cell is pushed into the frame, the at least one leaf spring is bent in such a way that it is aligned almost axially.

[0015] Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Blattfeder länglich ausgeformt ist. Die Längsrichtung der Blattfeder kann durch eine Drehung nahezu axial ausgerichtet werden, was passiert, wenn eine Batteriezelle eingeführt wird. Additionally or alternatively it can be provided that the at least one leaf spring is elongate. The longitudinal direction of the leaf spring can be aligned almost axially by a rotation, which happens when a battery cell is inserted.

[0016] In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die mindestens eine Blattfeder, insbesondere an ihrem freien Ende, einen Anschlag zum axialen Anschlagen einer Batteriezelle auf. Beim Einschieben der Batteriezelle durch die Ausnehmung in axialer Richtung schlägt die Batteriezelle in einer durch die Länge der Blattfeder definierten Lage an. In a further embodiment, the at least one leaf spring, in particular at its free end, has a stop for axially striking a battery cell. When the battery cell is pushed in through the recess in the axial direction, the battery cell strikes in a position defined by the length of the leaf spring.

[0017] Der Anschlag kann vorzugsweise ein abgewinkeltes Endstück der mindestens einen Blattfeder umfassen. So kann der Anschlag einteilig mit der Blattfeder ausgebildet sein. The stop can preferably comprise an angled end piece of the at least one leaf spring. The stop can be designed in one piece with the leaf spring.

[0018] Es können mindestens zwei, vorzugsweise genau drei, Blattfedern vorgesehen sein. Damit kann die Batteriezelle von mehreren Seiten verklemmt werden. At least two, preferably exactly three, leaf springs can be provided. The battery cell can thus be clamped from several sides.

[0019] Die mindestens zwei Blattfedern können jeweils von verschiedenen Seiten in den Freibereich ragen. Es ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass die jeweils verschiedenen Seiten azimutal gleichverteilt sind. Damit wird die Batteriezelle in Summe in die Mitte getrieben im Zuge der Verklemmung zentriert. The at least two leaf springs can each protrude from different sides into the free area. In this case, it is preferably provided that the respectively different sides are uniformly distributed in azimuth. This means that the battery cell is centered overall in the course of the jamming.

[0020] Die mindestens zwei Blattfedern können jeweils an verschiedenen Stellen am Rahmen angeordnet sein. Es ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass die jeweils verschiedenen Stellen azimutal gleichverteilt sind. Damit kann realisiert werden, dass die mindestens zwei Blattfedern von verschiedenen Seiten in den Freibereich ragen. The at least two leaf springs can each be arranged at different points on the frame. In this case, it is preferably provided that the respective different points are uniformly distributed in azimuth. It can thus be realized that the at least two leaf springs protrude into the free area from different sides.

[0021] In einem Ausführungsbeispiel ist der mindestens eine Rahmen im Wesentlichen als entlang der axialen Richtung ausgerichtetes, gerades Prisma ausgeformt, wobei die Grundfläche des Prismas ein der Grundfläche der Ausnehmung entsprechendes Loch aufweist. Die Form des Rahmens weist daher in die axiale Richtung keine Variation auf, womit der Rahmen besonders einfach herstellbar ist. In one embodiment, the at least one frame is formed substantially as a straight prism aligned along the axial direction, the base of the prism having a hole corresponding to the base of the recess. The shape of the frame therefore has no variation in the axial direction, which means that the frame can be manufactured particularly easily.

[0022] Es kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Rahmen im Wesentlichen polygonal, insbesondere sechseckig, ausgebildet ist. Insbesondere kann der mindestens eine Rahmen als ein Prisma mit einer, vorzugsweise regelmäßigen, polygonalen, insbesondere sechseckigen, Grundfläche ausgebildet sein. So kann der Rahmen leicht mit weiteren Rahmen verbunden werden, beispielsweise in einer Wabenstruktur, wie später ausgeführt wird. It can be provided that the at least one frame is essentially polygonal, in particular hexagonal. In particular, the at least one frame can be designed as a prism with a preferably regular, polygonal, in particular hexagonal, base. The frame can thus be easily connected to other frames, for example in a honeycomb structure, as will be explained later.

[0023] Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Ausnehmung im Wesentlichen polygonal, insbesondere sechseckig, ausgebildet ist. Insbesondere kann die mindestens eine Ausnehmung durch ein Prisma mit einer, vorzugsweise regelmäßigen, polygonalen, insbesondere sechseckigen, Grundfläche definiert wird. Damit weist der mindestens eine Rahmen innen eine polygonale, insbesondere sechseckige, Form auf. Dadurch liegt eine zylindrische Batteriezelle nicht an jeder Stelle der Innenseite des Rahmens an, wodurch sich der Rahmen leichter elastisch verformen lässt und damit Toleranzen besser ausgleichen kann. It can be provided that the at least one recess is essentially polygonal, in particular hexagonal. In particular, the at least one recess can be defined by a prism with a preferably regular, polygonal, in particular hexagonal, base. The at least one frame thus has a polygonal, in particular hexagonal, shape on the inside. As a result, a cylindrical battery cell does not rest on the inside of the frame at every point, which means that the frame can be elastically deformed more easily and tolerances can therefore be better compensated.

[0024] In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist mindestens eine Ecke, vorzugsweise alle In a preferred embodiment, at least one corner, preferably all

sechs Ecken, des Rahmens durch einen zylinderförmigen Verstärkungsbereich verstärkt. Damit weicht der polygonale, insbesondere sechseckige, Rahmen und/oder die polygonale, insbesondere sechseckige, Ausnehmung, insbesondere die grundsätzlich hexagonale Grundfläche des mindestens einen Rahmens und/oder der mindestens einen Ausnehmung, in mindestens einer Ecke von der polygonalen, insbesondere sechseckigen, Form ab. Durch die Verstärkungsbereiche können die üblicherweise Schwachstellen darstellenden Ecken verstärkt werden. six corners, of the frame reinforced by a cylindrical reinforcement area. The polygonal, in particular hexagonal, frame and/or the polygonal, in particular hexagonal, recess, in particular the basically hexagonal base area of the at least one frame and/or the at least one recess, deviates from the polygonal, in particular hexagonal, shape in at least one corner . The corners, which usually represent weak points, can be reinforced by the reinforcement areas.

[0025] Die mindestens eine Blattfeder kann vorzugsweise im Bereich einer Seite des Sechsecks am mindestens einen Rahmen befestigt sein. Eine solche Seite eignet sich besonders zur Befestigung einer Blattfeder, da die Seite gerade ausgebildet ist. Die Herstellung der Haltevorrichtung wird mit dieser Konstruktion vereinfacht. The at least one leaf spring can preferably be attached to at least one frame in the area of one side of the hexagon. Such a side is particularly suitable for attaching a leaf spring, since the side is straight. The manufacture of the holding device is simplified with this construction.

[0026] Bevorzugt können mindestens drei Blattfedern für einen Rahmen vorgesehen sein, wobei jeweils eine Blattfeder an jeder zweiten Seite des Polygons, insbesondere Sechsecks, am mindestens einen Rahmen befestigt ist. Damit bleibt jede zweite Seite des Polygons, insbesondere Sechsecks, frei von einer Blattfeder für den Rahmen. Insbesondere in einer Anordnung mehrere Rahmen in einer Wabenstruktur können die freien Seiten für Blattfedern von benachbarten Rahmen verwendet werden. So kann modular eine Haltevorrichtung mit beliebig vielen Rahmen konstruiert werden. Preferably, at least three leaf springs can be provided for a frame, one leaf spring being attached to at least one frame on each second side of the polygon, in particular hexagon. This leaves every second side of the polygon, in particular a hexagon, free of a leaf spring for the frame. In particular, in an arrangement of several frames in a honeycomb structure, the free sides can be used for leaf springs from adjacent frames. In this way, a holding device with any number of frames can be constructed in a modular manner.

[0027] In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind mindestens zwei, vorzugsweise eine Vielzahl an, Rahmen vorgesehen, wobei die mindestens zwei Rahmen, vorzugsweise einteilig, miteinander verbunden sind. So kann ein Array an vorzugsweise gleichartigen Rahmen konstruiert werden, womit eine Vielzahl von Batteriezellen in der Haltevorrichtung angeordnet werden können. In a particularly preferred exemplary embodiment, at least two, preferably a large number of frames are provided, with the at least two frames being connected to one another, preferably in one piece. In this way, an array of preferably similar frames can be constructed, with which a large number of battery cells can be arranged in the holding device.

[0028] Insbesondere ist eine Vielzahl von Rahmen gemäß einer Wabenstruktur angeordnet. Eine Wabenstruktur stellt eine besonders platzsparende Art der Anordnung dar. Die Energiedichte eines so konstruierten Akkupacks kann dadurch maximiert werden. In particular, a plurality of frames are arranged according to a honeycomb structure. A honeycomb structure represents a particularly space-saving type of arrangement. The energy density of a battery pack constructed in this way can be maximized as a result.

[0029] Bevorzugt ist im Bereich, in welchem zwei benachbarte Rahmen miteinander verbunden sind, nur eine Blattfeder vorgesehen ist, wobei die eine Blattfeder in den Freibereich von einem der beiden Rahmen ragt. So kommen sich die Blattfedern benachbarter Rahmen strukturell nicht in die Quere, womit die Haltevorrichtung auf beliebige Größen ohne konstruktiven Mehraufwand skalierbar ist. Preferably, only one leaf spring is provided in the area in which two adjacent frames are connected to one another, with one leaf spring protruding into the free area of one of the two frames. In this way, the leaf springs of adjacent frames do not get in each other's way structurally, which means that the holding device can be scaled to any size without additional design effort.

[0030] In einem Ausführungsbeispiel weisen mindestens zwei benachbarte Rahmen eine gemeinsame Seitenfläche auf. Wenn die Rahmen die Form eines sechseckigen Prismas aufweisen, haben mindestens zwei benachbarte Rahmen eine gemeinsame Seitenfläche des sechseckigen Prismas. Damit kann besonders einfach eine Wabenstruktur erzeugt werden. In one embodiment, at least two adjacent frames have a common side face. When the frames are in the form of a hexagonal prism, at least two adjacent frames have a common side surface of the hexagonal prism. A honeycomb structure can thus be produced particularly easily.

[0031] Auch können mindestens zwei benachbarte Ecken einen gemeinsamen zylinderförmigen Verstärkungsbereich aufweisen. Ein einziger Verstärkungsbereich verstärkt daher die Kanten mehrerer Rahmen. [0031] At least two adjacent corners can also have a common cylindrical reinforcement area. A single area of reinforcement therefore reinforces the edges of multiple frames.

[0032] Bevorzugt ist gesamte Haltevorrichtung einteilig ausgebildet. Die Herstellung ist damit besonders einfach und kostengünstig. The entire holding device is preferably designed in one piece. Production is therefore particularly simple and inexpensive.

[0033] Bevorzugt ist die Haltevorrichtung zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, aus einem Kunststoff, beispielsweise Cycoloy CX7240 (Sabic), gefertigt. Insbesondere kann die Haltevorrichtung mittels Spritzguss oder additiver Fertigung hergestellt werden. The holding device is preferably at least partially, preferably completely, made of a plastic, for example Cycoloy CX7240 (Sabic). In particular, the holding device can be produced by means of injection molding or additive manufacturing.

[0034] Eine Haltevorrichtung kann zur Fassung von Batteriezellen mit einem Durchmesser von 1 bis 5 Zentimeter, insbesondere in etwa 2 bis 3 Zentimeter, geeignet sein. Die Batteriezelle kann eine Höhe von 5 bis 10 Zentimeter, insbesondere 7 bis 8 Zentimeter, aufweisen. Es kann sich um Batteriezellen des Typs 21700 handeln. A holding device can be suitable for holding battery cells with a diameter of 1 to 5 centimeters, in particular approximately 2 to 3 centimeters. The battery cell can have a height of 5 to 10 centimeters, in particular 7 to 8 centimeters. It can be 21700 type battery cells.

[0035] Ein erfindungsgemäßes Akkupack weist mindestens eine Haltevorrichtung auf, wobei mindestens eine Batteriezelle in mindestens einen Rahmen eingeschoben ist. Bevorzugt sind eine Vielzahl von Batteriezellen in eine Vielzahl von Rahmen eingeschoben und elektrisch verbunden. A battery pack according to the invention has at least one holding device, with at least one battery cell being pushed into at least one frame. A multiplicity of battery cells are preferably inserted into a multiplicity of frames and electrically connected.

[0036] Ein Akkupack in einer bevorzugten Ausführungsform weist mindestens zwei, vorzugsweise gleichartige, Haltevorrichtungen auf, wobei mindestens eine Batteriezelle an einem ersten Ende in einen Rahmen einer ersten Haltevorrichtung und an einem zweiten Ende in einen Rahmen einer zweiten Haltevorrichtung eingeschoben ist. A battery pack in a preferred embodiment has at least two, preferably similar, holding devices, wherein at least one battery cell is inserted at a first end in a frame of a first holding device and at a second end in a frame of a second holding device.

[0037] Die erste Haltevorrichtung ist in dieser Ausführungsform um 180° in Bezug auf die zweite Haltevorrichtung gedreht. Insbesondere kann die Batteriezelle so an beiden Enden durch Blattfedern festgeklemmt werden und gegebenenfalls an beiden Enden an einem Anschlag an den Blattfedern anschlagen. In this embodiment, the first holding device is rotated by 180° in relation to the second holding device. In particular, the battery cell can be clamped at both ends by leaf springs and, if necessary, strike a stop on the leaf springs at both ends.

[0038] Ein erfindungsgemäßes elektrisch angetriebenes Fahrzeug, insbesondere Motorrad oder Fahrrad, weist eine Haltevorrichtung oder einen Akkupack auf. Mittels dem Akkupack kann das Fahrzeug angetrieben werden. Ein Wechsel der Batteriezellen ist ohne einen Wechsel der Haltevorrichtung möglich. Dies spart Kosten und Aufwand. An electrically driven vehicle according to the invention, in particular a motorcycle or bicycle, has a holding device or a battery pack. The vehicle can be powered by the battery pack. Changing the battery cells is possible without changing the holding device. This saves costs and effort.

[0039] Weitere Ausführungsbeispiele und Details werden in den Figuren gezeigt. Dabei zeigen: Further exemplary embodiments and details are shown in the figures. show:

[0040] Fig. 1a Haltevorrichtung für Batteriezellen in perspektivischer Ansicht 1a holding device for battery cells in a perspective view

[0041] Fig. 1b Haltevorrichtung für Batteriezellen in alternativer, perspektivischer Ansicht [0041] FIG. 1b holding device for battery cells in an alternative, perspective view

[0042] Fig. 2a Haltevorrichtung für Batteriezellen in alternativer, perspektivischer Ansicht 2a holding device for battery cells in an alternative, perspective view

[0043] Fig. 2b Haltevorrichtung für Batteriezellen in alternativer, perspektivischer Ansicht [0043] FIG. 2b holding device for battery cells in an alternative, perspective view

[0044] Fig. 3a Haltevorrichtung für Batteriezellen in Draufsicht 3a holding device for battery cells in plan view

[0045] Fig. 3b Haltevorrichtung für Batteriezellen in Unteransicht 3b holding device for battery cells in bottom view

[0046] Fig. 3c Haltevorrichtung für Batteriezellen in Seitenansicht 3c holding device for battery cells in side view

[0047] Fig. 4a alternatives Ausführungsbeispiel einer Haltevorrichtung in perspektivischer Ansicht 4a alternative embodiment of a holding device in a perspective view

[0048] Fig. 4b alternatives Ausführungsbeispiel einer Haltevorrichtung mit vielen Rahmen Fig. 4b alternative embodiment of a holding device with many frames

[0049] Fig. 5a-d Akkupack mit einer ersten und einer zweiten Haltevorrichtung und Batteriezellen 5a-d battery pack with a first and a second holding device and battery cells

[0050] Die Figuren 1a, 1b, 2a und 2b zeigen eine Haltevorrichtung 1 für Batteriezellen 2 in verschiedenen perspektivischen Ansichten. Die Fig. 3a zeigt eine Draufsicht, die Fig. 3b eine Unteransicht und die Fig. 3c eine Seitenansicht der Haltevorrichtung 1 aus den Figuren 1a, 1b, 2a und 2b. Figures 1a, 1b, 2a and 2b show a holding device 1 for battery cells 2 in different perspective views. FIG. 3a shows a top view, FIG. 3b a bottom view and FIG. 3c a side view of the holding device 1 from FIGS. 1a, 1b, 2a and 2b.

[0051] Die Haltevorrichtung 1 umfasst mindestens einen Rahmen 3, wobei der Rahmen 3 eine Ausnehmung 4 in einer radialen Ebene R umschließt. Eine Batteriezelle 2 ist in einer auf die radiale Ebene orthogonal axiale Richtung A durch die Ausnehmung 4 schiebbar. The holding device 1 comprises at least one frame 3, the frame 3 enclosing a recess 4 in a radial plane R. A battery cell 2 can be pushed through the recess 4 in an axial direction A orthogonal to the radial plane.

[0052] Das Ausführungsbeispiel in den Figuren 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b und 3c weist insbesondere sieben Rahmen 3 mit jeweils einer Ausnehmung 4 auf. Es kann aber auch eine andere Anzahl an Rahmen vorgesehen sein. Die Rahmen 3 sind, vorzugsweise einteilig, miteinander verbunden. The exemplary embodiment in FIGS. 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b and 3c has, in particular, seven frames 3, each with a recess 4. However, a different number of frames can also be provided. The frames 3 are connected to one another, preferably in one piece.

[0053] Die Rahmen 3 sind im Wesentlichen als entlang der axialen Richtung A ausgerichtete, gerades Prisma ausgebildet, wobei eine der durchgehende Ausnehmung 4 vorgesehen ist. Entlang der axialen Richtung A weisen die Rahmen 3 daher keine Variation in der Form auf. Dadurch sind die Rahmen 3 besonders einfach gebaut und können in der radialen Ebene R modular aneinander angeordnet werden. Es können aber durchaus auch andere Formen der Rahmen 3 denkbar sein. The frames 3 are essentially designed as a straight prism aligned along the axial direction A, with one of the continuous recesses 4 being provided. Therefore, along the axial direction A, the frames 3 have no variation in shape. As a result, the frames 3 are of particularly simple construction and can be arranged next to one another in a modular manner in the radial plane R. However, other shapes of the frames 3 can certainly also be conceivable.

[0054] Die Rahmen 3 als auch die Ausnehmungen 4 sind im Wesentlichen sechseckig, insbesondere als regelmäßiges Sechseck, ausgeführt. An den sechs Ecken 10 sind jeweils Verstärkungsbereiche 11 ausgebildet. Diese Verstärkungsbereiche 11 sind im Wesentlichen zylindrisch ausgeformt und verstärken die Ecken 10. Die Rahmen 3 weichen dadurch von der streng sechseckigen Form ab. The frames 3 and the recesses 4 are essentially hexagonal, in particular as a regular hexagon. Reinforcement areas 11 are formed at the six corners 10, respectively. These reinforcement areas 11 are essentially cylindrical in shape and reinforce the corners 10. As a result, the frames 3 deviate from the strictly hexagonal shape.

[0055] In der Fig. 3b ist die Grundfläche der Rahmen 3 ersichtlich. Diese ist im Wesentlichen sechseckig ausgebildet, wobei an den Ecken 10 die Verstärkungsbereiche 11 ersichtlich sind. The base area of the frame 3 can be seen in FIG. 3b. This is essentially hexagonal, with the reinforcement areas 11 being visible at the corners 10 .

[0056] Die Rahmen 3 sind gemäß einer Wabenstruktur angeordnet, was insbesondere durch die sechseckige Form ermöglicht wird. Benachbarte Rahmen 3 teilen sich jeweils eine Seitenwand 12 und zwei Verstärkungsbereiche 11. The frames 3 are arranged according to a honeycomb structure, which is made possible in particular by the hexagonal shape. Adjacent frames 3 each share a side wall 12 and two reinforcement areas 11.

[0057] Zudem umfasst die Haltevorrichtung 1 mindestens eine Blattfeder 5, wobei die mindestens eine Blattfeder 5 mit einem festen Ende 6 am mindestens einen Rahmen 3 befestigt ist. Die Blattfeder 5 ist unter anderem dazu vorgesehen, eine eingeschobene Batteriezelle 2 zu verklemmen und zu zentrieren. Dabei wird die Blattfeder 5 von der Batteriezelle 2 von einem entspannten Zustand in einen gespannten Zustand gebracht. Die Blattfeder 5 verklemmt die Batteriezelle 2 mit ihrer Federkraft. In addition, the holding device 1 comprises at least one leaf spring 5, wherein the at least one leaf spring 5 is fastened to at least one frame 3 with a fixed end 6. The leaf spring 5 is intended, among other things, to clamp and center an inserted battery cell 2 . In this case, the leaf spring 5 is brought from a relaxed state into a tensioned state by the battery cell 2 . The leaf spring 5 clamps the battery cell 2 with its spring force.

[0058] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die mindestens eine Blattfeder 5 im entspannten Zustand mit ihrem freien Ende 7, welches dem festen Ende 6 gegenüberliegt, in einen Freibereich 8 ragt. Der Freibereich 8 ist außerhalb der jeweiligen Ausnehmung 4 des Rahmens 3 angeordnet. Insbesondere entspricht der Freibereich 8 einer gedachten Verlängerung der Ausnehmung 4 in axialer Richtung A. According to the invention it is provided that the at least one leaf spring 5 in the relaxed state protrudes with its free end 7 , which is opposite the fixed end 6 , into a free area 8 . The free area 8 is arranged outside of the respective recess 4 of the frame 3 . In particular, the free area 8 corresponds to an imaginary extension of the recess 4 in the axial direction A.

[0059] Eine in den Rahmen 3 und durch die Ausnehmung 4 eingeschobene Batteriezelle 2 ragt in den Freibereich 8. Jeder der Rahmen 3 weist so einen eigenen Freibereich 8 auf. A battery cell 2 pushed into the frame 3 and through the recess 4 protrudes into the free area 8 . Each of the frames 3 thus has its own free area 8 .

[0060] Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1a bis 3c sind insbesondere drei Blattfedern 5 vorgesehen, welche in den Freibereich 8 eines Rahmens 3 ragen. Hierfür eignet sich besonders die sechseckige Form der Rahmen 3: An jeder zweiten Seite kann eine Blattfeder 5, welche in den Freibereich 8 des jeweiligen Rahmens 3 ragt, angeordnet sein. An den restlichen Seiten, welche mit benachbarten Rahmen 3 geteilt werden, können Blattfedern 5 für benachbarte Rahmen 3 angeordnet sein, welche in deren Freibereiche 8 ragen. So sind jedem Rahmen 3 funktionell drei Blattfedern 5 zugeordnet. In the exemplary embodiment of FIGS. 1a to 3c, three leaf springs 5 are provided in particular, which protrude into the free area 8 of a frame 3. The hexagonal shape of the frame 3 is particularly suitable for this: a leaf spring 5, which protrudes into the free area 8 of the respective frame 3, can be arranged on every second side. On the remaining sides, which are shared with neighboring frames 3, leaf springs 5 can be arranged for neighboring frames 3, which protrude into their free areas 8. Three leaf springs 5 are functionally assigned to each frame 3 .

[0061] Bei einer Anordnung an jeder zweiten Seite am Sechseck des Rahmens 3 ist insbesondere auch garantiert, dass die Blattfedern 5 azimutal gleichverteilt angeordnet sind. Damit kann eine Batteriezelle 2 effektiv zentriert werden, da sich die Kräfte in der radialen Ebene R aufheben. In an arrangement on every other side of the hexagon of the frame 3 is also guaranteed in particular that the leaf springs 5 are arranged azimuthally evenly distributed. A battery cell 2 can thus be effectively centered since the forces in the radial plane R cancel each other out.

[0062] Die Blattfedern 5 sind relativ zur axialen Richtung A geneigt, sodass sie vom Befestigungspunkt am Rahmen 3 in den Freibereich 8 ragen. Zudem sind die Blattfedern 5 vorzugsweise länglich ausgeformt. The leaf springs 5 are inclined relative to the axial direction A, so that they protrude from the attachment point on the frame 3 into the free area 8 . In addition, the leaf springs 5 are preferably elongate.

[0063] An ihrem freien Ende 7 weisen die Blattfedern 5 einen Anschlag 9 auf zum axialen Anschlagen einer Batteriezelle 2 auf. Der Anschlag 9 ist als ein abgewinkeltes Endstück der Blattfeder 5 ausgebildet. Die Batteriezelle 2 wird dadurch in eine axiale Richtung A formschlüssig gehalten und kann nicht über die Position des Anschlags 9 hinaus eingeschoben werden. At their free end 7 , the leaf springs 5 have a stop 9 for axially striking a battery cell 2 . The stop 9 is designed as an angled end piece of the leaf spring 5 . The battery cell 2 is thus held in a form-fitting manner in an axial direction A and cannot be pushed in beyond the position of the stop 9 .

[0064] Die Figuren 4a und 4b zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel der Haltevorrichtung 1. Insbesondere weist die Haltevorrichtung 1 keinen Verstärkungsbereich 11 auf, ist aber sonst wie in den Figuren 1a bis 3c ausgeformt. Die Rahmen 3 sind also sechseckig ausgeformt, wobei der Rahmen 3 sechs Ecken 10 aufweist. Figures 4a and 4b show an alternative embodiment of the holding device 1. In particular, the holding device 1 has no reinforcement area 11, but is otherwise formed as in Figures 1a to 3c. The frames 3 are thus formed hexagonally, with the frame 3 having six corners 10 .

[0065] Die Fig. 4a zeigt eine Haltevorrichtung 1 mit sieben Rahmen 3. Die Fig. 4b zeigt eine Anordnung aus einer Vielzahl von Rahmen 3, welche wie in der Fig. 4a ausgeformt sind. Durch die Wabenstruktur und die Anordnung der Blattfedern 5 an jeder zweiten Seite des Rahmens 3 kann die Haltevorrichtung 1 beliebig groß ausgeführt werden. 4a shows a holding device 1 with seven frames 3. FIG. 4b shows an arrangement of a plurality of frames 3, which are shaped as in FIG. 4a. Due to the honeycomb structure and the arrangement of the leaf springs 5 on every second side of the frame 3, the holding device 1 can be of any size.

[0066] In einer großen Haltevorrichtung 1 können eine Vielzahl von Batteriezellen 2 angeordnet werden, womit ein leistungsstarker Akkupack 13 erzeugt werden kann. A large number of battery cells 2 can be arranged in a large holding device 1, with which a powerful battery pack 13 can be produced.

[0067] Die Figuren 5a bis 5d zeigen einen Akkupack 13 mit zwei Haltevorrichtungen 14, 15, welche ähnlich wie in den Figuren 4a und 4b, also ohne Verstärkungsbereich 11, ausgebildet sind. Figures 5a to 5d show a battery pack 13 with two holding devices 14, 15, which are similar to Figures 4a and 4b, ie without reinforcement area 11, are formed.

[0068] Die zwei Haltevorrichtungen 14, 15 sind gleichartig ausgebildet. Die Batteriezellen 2 sind mit einem ersten Ende in einen Rahmen 3 der ersten Haltevorrichtung 14 und an einem zweiten The two holding devices 14, 15 are of identical design. The battery cells 2 are at a first end in a frame 3 of the first holding device 14 and at a second

Ende in einen Rahmen 3 der zweiten Haltevorrichtung 15 eingeschoben. Damit werden die Batteriezellen 2 an beiden Enden von einer Haltevorrichtung 14, 15 gehalten. End inserted into a frame 3 of the second holding device 15. The battery cells 2 are thus held at both ends by a holding device 14 , 15 .

[0069] Der Akkupack 13 ist besonders geeignet für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, insbesondere ein Motorrad oder ein Fahrrad. The battery pack 13 is particularly suitable for an electrically driven vehicle, in particular a motorcycle or a bicycle.

BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE LIST

1 Haltevorrichtung 1 holding device

2 Batteriezelle 2 battery cell

3 Rahmen 3 frames

4 Ausnehmung 4 recess

5 Blattfeder 5 leaf spring

6 festes Ende der Blattfeder 7 freies Ende der Blattfeder 6 fixed end of the leaf spring 7 free end of the leaf spring

8 Freibereich 8 free area

9 Anschlag 9 stop

10 Ecke des Rahmens 10 corner of the frame

11 Verstärkungsbereich 11 reinforcement area

12 Seitenfläche des Rahmens 13 Akkupack 12 side face of the frame 13 battery pack

14 Erste Haltevorrichtung 14 First holding device

15 Zweite Haltevorrichtung 15 Second holding device

R radiale Ebene R radial plane

A axiale Richtung A axial direction

Claims

Expectations

1. Holding device (1) for battery cells (2) comprising at least one frame (3), wherein the at least one frame (3) encloses a recess (4), preferably completely, in a radial plane (R), wherein a battery cell (2 ) can be pushed through the recess (4) in an axial direction (A) orthogonal to the radial plane (R), further comprising at least one leaf spring (5), wherein the at least one leaf spring (5), in particular with a fixed end (6 ), is attached to at least one frame (3), characterized in that the at least one leaf spring (5) in the relaxed state, preferably with its free end (7), protrudes into a free area (8), the free area (8) is arranged outside the recess (4), it being possible for the at least one leaf spring (5) to exert a force on a battery cell (2) inserted into the recess (4), preferably with the free area (8) being an imaginary extension of the recess (4 ) in the axial direction (A) en corresponds.

2. Holding device (1) according to the preceding claim, wherein the at least one leaf spring (5) is aligned inclined relative to the axial direction (A), preferably wherein the deviation angle to the axial direction (A) is between 65° and 90°, particularly preferably between 75° and 85°, and/or wherein the at least one leaf spring (5) is elongate.

3. Holding device (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one leaf spring (5), preferably at its free end (7), has a stop (9) for axially striking a battery cell (2), preferably wherein the stop ( 9) includes an angled end piece.

4. Holding device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least two, preferably exactly three, leaf springs (5) are provided, preferably wherein the at least two leaf springs (5) each protrude from different sides into the free area (8), in particular preferably wherein the respective different sides are azimuthally evenly distributed, and/or the at least two leaf springs (5) are each arranged at different points on the frame (3), particularly preferably wherein the respective different points are azimuthally evenly distributed.

5. Holding device (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one frame (3) is essentially shaped as a straight prism aligned along the axial direction (A), the base of the prism being in the base of the recess (4) corresponding hole.

6. Holding device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the at least one frame (3) is substantially polygonal, in particular hexagonal, designed, preferably wherein the at least one frame (3) as a right prism with a, preferably regular, polygonal , in particular hexagonal, base area, and/or wherein the at least one recess (4) is essentially polygonal, in particular hexagonal, preferably wherein the at least one recess (4) is formed by a straight prism with a, preferably regular, polygonal, in particular hexagonal, base area is defined.

7. Holding device (1) according to the preceding claim, wherein at least one corner (10), preferably all six corners (10), of the frame (3) are reinforced by a cylindrical reinforcement area (11), so that the at least one frame (3) and/or the at least one recess (4), in particular the base area of the at least one frame (3) and/or the at least one recess (4), deviates from the polygonal, in particular hexagonal, shape in at least one corner (10).

8. Holding device (1) according to claim 6 or 7, wherein the at least one leaf spring (5) is attached to at least one frame (3) in the area of one side of the polygon, in particular hexagon, preferably wherein at least three leaf springs (5) are provided , wherein in each case one leaf spring (5) is fastened to at least one frame (3) on every second side of the polygon, in particular hexagon.

9. Holding device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least two, preferably a plurality of frames (3) are provided, wherein the at least two frames (3), preferably in one piece, are connected to one another.

10. Holding device (1) according to the preceding claim, wherein a plurality of frames (3) are arranged according to a honeycomb structure.

11. Holding device (1) according to claim 9 or 10, wherein in the area in which two adjacent frames (3) are connected to one another, only one leaf spring (5) is provided, with one leaf spring (5) in the free area (8) of one of the two frames (3) protrudes.

12. Holding device (1) according to one of claims 9 to 11, wherein at least two adjacent frames (3) have a common side surface (12), in particular wherein at least two adjacent frames (3) have a common side surface (12) of the hexagonal prism, and/or in particular wherein at least two adjacent corners (10) have a common cylindrical reinforcement area (11).

13. Holding device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the entire holding device (1) is formed in one piece.

14. Holding device (1) according to one of the preceding claims, wherein the holding device (1) is at least partially, preferably completely, made of a plastic.

15. Battery pack (13) with at least one holding device (1) according to any one of the preceding claims, wherein at least one battery cell (2) is inserted in at least one frame (3).

16. Battery pack (13) according to the preceding claim with at least two, preferably identical, holding devices (1), wherein at least one battery cell (2) at a first end in a frame (3) of a first holding device (14) and at a second end is pushed into a frame (3) of a second holding device (15).

17. Electrically driven vehicle, in particular a motorcycle or bicycle, with a holding device (1) according to one of claims 1 to 14 or with a battery pack (13) according to one of claims 15 or 16.

5 sheets of drawings