DE102006018849A1 - Energy storage module - Google Patents

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Knut Welke
Rogelio Villarroel
Reinhard Kassen
Michael Keller
Axel Rudorfff
Swen Wiethoff
Sönke GÜRTLER
Martin Voss
Reinhard Ganghofer
Peter Dr. Birke
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Energiespeicherpackage (1), aufweisend mehrere Energiespeicherzellen (11) und zumindest zwei Trägereinheiten (2, 3), wobei die Energiespeicherzellen (11) zwischen den Trägereinheiten (2, 3) angeordnet sind.The invention relates to an energy storage package (1), comprising a plurality of energy storage cells (11) and at least two carrier units (2, 3), the energy storage cells (11) being arranged between the carrier units (2, 3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energiespeichermodul, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb.The The present invention relates to an energy storage module, in particular for a Motor vehicle with hybrid drive.

Energiespeicherpackages, insbesondere Energiespeicherpackages für Kraftfahrzeuge mit Hybridantrieb, sind bekannt.Energy storage packages in particular energy storage packages for motor vehicles with hybrid drive, are known.

Als Hybridantrieb bezeichnet man die Kombination verschiedener Antriebsprinzipien oder verschiedener Energiequellen für eine Antriebsaufgabe innerhalb einer Anwendung. Kraftfahrzeuge mit Hybridantrieb, auch Hybridfahrzeuge genannt, weisen beispielsweise eine Verbrennungsmaschine und eine elektrische Maschine auf. Für zukünftige Hybridantriebe ist auch die Kombination einer Batterie mit einer Brennstoffzelle denkbar. Die elektrische Maschine ist i. d. R. als Starter-Generator ausgeführt, ersetzt somit Anlasser und Lichtmaschine, kann ein zusätzliches Boost-Moment, d. h. Beschleunigungsmoment, zum Vortrieb beitragen und ermöglicht die Rekuperation von Bremsenergie. Bei ausreichend elektrischer Leistung ist auch rein elektrisches Fahren möglich. Weiterhin weisen Hybridfahrzeuge einen oder mehrere Energiespeicher auf. Der Energiespeicher kann zum Starten und auch für Beschleunigungsvorgänge (Boost-Betrieb) genutzt werden. Der Energiespeicher wird während der Fahrt über den Generator vom Verbrennungsmotor gespeist. Zusätzlich wird der Energiespeicher durch Energierückgewinnung beim Bremsen (Rekuperation) aufgeladen. Über eine Steuerelektronik werden die verschiedenen Modi gesteuert, u. a., ob dem Energiespeicher Energie entnommen oder zugeführt werden soll.When Hybrid drive is the combination of various drive principles or different energy sources for a drive task within an application. Motor vehicles with hybrid drive, including hybrid vehicles called, for example, have an internal combustion engine and an electric Machine up. For future Hybrid drives is also the combination of a battery with a Fuel cell conceivable. The electric machine is i. d. R. as Starter generator running, thus replaces starter and alternator, can be an additional Boost moment, d. H. Acceleration torque, contribute to propulsion and allows the Recuperation of braking energy. With sufficient electrical power is also purely electric driving possible. Furthermore have hybrid vehicles one or more energy storage on. The energy storage can for Start and also for Acceleration processes (boost operation) be used. The energy storage is while driving over the Generator powered by the internal combustion engine. In addition, the energy storage through energy recovery charged during braking (recuperation). Be via a control electronics the different modes controlled, u. a., Whether the energy storage Energy taken or supplied shall be.

Bekannte Energiespeicherpackages beinhalten mehrere Energiespeicherzellen, eine Steuerelektronik, Schütze, Anschlüsse, Strommesssensoren, Wartungstrenner etc. Die Energiespeicherzellen sind beispielsweise runde Batteriezellen, wobei die Batteriezellen beispielsweise Nickel-Metallhydrid-Zellen oder Lithium-Ionen-Zellen sein können. Um die gewünschte Gesamtspannung des Energiespeicherpackage bereitstellen zu können, ist es i. d. R. notwendig, mehrere Batteriezellen in dem Modul anzuordnen und entsprechend zu verschalten. Beispielsweise weist eine einzelne Nickel-Metallhydrid-Zelle eine Nennspannung von ca. 1,2 Volt auf. Für ein Energiespeicherpackage mit gewünschter Gesamtspannung von beispielsweise 202 Volt benötigt man demnach 168 Stück Nickel-Metallhydrid-Zellen, die seriell verschaltet sind.Known Energy storage packages include multiple energy storage cells, a control electronics, contactors, Connections, Current measuring sensors, maintenance disconnectors, etc. The energy storage cells are For example, round battery cells, the battery cells, for example Nickel-metal hydride cells or lithium-ion cells can be. Around the desired To provide total voltage of the energy storage package is it I. d. R. necessary to arrange several battery cells in the module and interconnect accordingly. For example, a single one Nickel-metal hydride cell has a rated voltage of about 1.2 volts. For a Energy storage package with desired For example, a total voltage of 202 volts requires 168 pieces of nickel-metal hydride cells are connected in series.

Es ist bekannt, mehrere runde Batteriezellen in einem Schweißverfahren zu einem Modul zusammenzufügen. Diese Module werden anschließend durch mehrere Trägerplatten geschoben. Die eingeschobenen Module ergeben dann mit den Trägerplatten die Batterieeinheit. Die Montage der Module gestaltet sich schwierig, da die Module durch mehrere, hintereinander angeordnete Löcher geschoben werden müssen.It is known, several round battery cells in a welding process to merge into a module. These modules are then passed through several carrier plates pushed. The inserted modules then result in the carrier plates the battery unit. The assembly of the modules is difficult, because the modules are pushed through several, consecutively arranged holes Need to become.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Energiespeicherpackage bereitzustellen, das kompakt ist, eine einfache Montage erlaubt und kostengünstig hergestellt werden kann.Of the Invention is based on the object, an energy storage package which is compact, allows easy installation and cost-effective can be produced.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.These The object is solved by the features of claim 1. advantageous Further developments can be found in the dependent claims.

Das Energiespeicherpackage weist mehrere Energiespeicherzellen und zumindest zwei Trägereinheiten auf, wobei die Energiespeicherzellen zwischen zwei Trägereinheiten angeordnet sind.The Energy storage package has several energy storage cells and at least two carrier units on, wherein the energy storage cells between two carrier units are arranged.

Mehrere Energiespeicherzellen werden zunächst, beispielsweise durch Schweißen, zu einer Energiespeichereinheit zusammengefügt. Im Falle von Energiespeicher-Rundzellen ergibt sich eine stabförmige Einheit (Batteriemodul).Several Energy storage cells are initially, for example by welding, assembled into an energy storage unit. In the case of energy storage round cells results a rod-shaped Unit (battery module).

Die Energiespeichereinheiten sollten aus Festigkeitsgründen zusätzlich gelagert werden. Vorzugsweise weisen die Energiespeichereinheiten Fügeringe auf. Die Fügeringe sind in vorteilhafter Weise angespritzt. Es können alternativ auch offene Ringe mit Schnapphakenverbindung und Filmscharnier montiert sein. Die Fügeringe dienen einerseits zur Stabilisierung der Energiespeichereinheiten an den Fügestellen der einzelnen Zellen und zur zusätzlichen Lagerung an den Trägereinheiten.The Energy storage units should be additionally stored for strength reasons become. The energy storage units preferably have joining rings on. The joining rings are injection molded in an advantageous manner. It can alternatively open Rings with snap hook connection and film hinge be mounted. The joining rings serve on the one hand to stabilize the energy storage units at the joints of individual cells and additional Storage on the carrier units.

Vorzugsweise weisen die Energiespeichereinheiten Verbindungsbleche mit Poka-Yoke-Elementen auf. Die Verbindungsbleche verbinden die einzelnen Energiespeichereinheiten untereinander. Die Verbindungsbleche sind jeweils am Ende der beispielsweise stabförmig ausgebildeten Energiespeichereinheit angeordnet und verbinden jeweils den Pluspol einer Energiespeichereinheit mit dem Minuspol der nächsten Energiespeichereinheit usw. Die in die Verbindungsbleche integrierten Poka-Yoke-Elemente verhindern eine fehlerhafte Montage, da sie die Lage von Plus- und Minuspolseite einer Energiespeichereinheit festlegen bzw. kennzeichnen.Preferably The energy storage units have connecting plates with poka-yoke elements. The connecting plates connect the individual energy storage units among themselves. The connecting plates are each at the end of example rod-shaped arranged energy storage unit arranged and connect each the positive pole of an energy storage unit with the negative pole of the next energy storage unit etc. The poka-yoke elements integrated into the connecting plates Prevent incorrect assembly, as it increases the location of Plus and Define or mark negative pole side of an energy storage unit.

Die Energiespeichereinheiten werden anschließend zwischen zwei Trägereinheiten angeordnet. Dies erfolgt derart, dass die Energiespeichereinheiten auf eine Trägereinheit gelegt werden. Anschließend wird eine weitere Trägereinheit auf die Energiespeichereinheiten gelegt. Je nachdem, wie viele Energiespeichereinheiten benötigt werden, folgt eine weitere Trägereinheit, weitere Energiespeichereinheiten usw. Es entsteht ein Energiespeicherpackage mit geschichteten Energiespeichereinheiten beliebiger Anzahl. Die Energiespeichermodule sind demnach nicht eingeschoben, sondern eingelegt, was die Montage des Energiespeichermoduls erheblich vereinfacht.The energy storage units are then placed between two carrier units. This is done in such a way that the energy storage units are placed on a carrier unit. Subsequently, a further carrier unit is placed on the energy storage units. Depending on how Many energy storage units are required, followed by another carrier unit, further energy storage units, etc. An energy storage package is formed with stratified energy storage units of any number. The energy storage modules are therefore not inserted, but inserted, which greatly simplifies the installation of the energy storage module.

Vorzugsweise sind die Trägereinheiten als eine erste Trägereinheit und eine zweite Trägereinheit ausgebildet. Die erste Trägereinheit ist ein Grundträger und die zweite Trägereinheit ist ein Zwischenträger.Preferably are the carrier units as a first carrier unit and a second carrier unit educated. The first carrier unit is a basic carrier and the second carrier unit is an intermediary.

Der Grundträger bildet die äußere Trägereinheit des Energiespeicherpackages. Es können wahlweise ein Grundträger oder mehrere Grundträger verwendet werden. Der Grundträger kann ebenso als oberer Abschluss des Energiespeicherpackages verwendet werden, wenn er um 180° gedreht wird.Of the base support forms the outer carrier unit of the energy storage package. It can be either a basic carrier or used several basic carriers become. The basic carrier can also be used as the upper end of the energy storage package when turned 180 ° becomes.

Auf den Grundträger ist die erste Schicht von Energiespeichereinheiten angeordnet. Je nachdem, wie viele Energiespeichereinheiten benötigt werden, ist nun ein Zwischenträger, ein Grundträger oder keine Trägereinheit angeordnet. Werden mehrere Schichten von Energiespeichereinheiten benötigt, werden Zwischenträger sowie weitere Schichten von Energiespeichereinheiten abwechselnd angeordnet. Wird dagegen nur eine Schicht von Energiespeichereinheiten benötigt, wird entweder keine Trägereinheit angeordnet oder erneut ein Grundträger, um 180° gedreht, angeordnet. In diesem Fall bilden die zwei Grundträger eine Art Gehäuse um die Energiespeichereinheiten. In dem Fall von mehreren Schichten von Energiespeichereinheiten kann als oberer Abschluss analog entweder keine Trägereinheit oder ein Grundträger um 180° gedreht angeordnet sein.On the basic carrier The first layer of energy storage units is arranged. ever After, how many energy storage units are needed, is now an intermediate carrier, a base support or no carrier unit arranged. Become several layers of energy storage units needed, be subcarrier as well as other layers of energy storage units alternately arranged. In contrast, only one layer of energy storage units needed Either no carrier unit is arranged or again a basic carrier, turned 180 °, arranged. In this case, the two basic carriers form one Type housing around the energy storage units. In the case of several layers of Energy storage units can be analogous to either upper degree no carrier unit or a basic carrier rotated by 180 ° be arranged.

Die Zwischenträger sind zwischen zwei Schichten von Energiespeichereinheiten angeordnet und haben die Funktion, die einzelnen Energiespeichereinheiten in einem konstanten Abstand zueinander zu positionieren. Dieser Abstand definiert den Lüftungsraum zwischen den einzelnen Energiespeichereinheiten.The subcarrier are arranged between two layers of energy storage units and have the function of having the individual energy storage units in one to position constant distance to each other. This distance defines the ventilation room between the individual energy storage units.

Die Energiespeichereinheiten sind derart angeordnet, dass die Energiespeichereinheiten einer Schicht versetzt zu den Energiespeichereinheiten der nächsten Schicht angeordnet sind. Dazu weisen die Trägereinheiten Ausformungen auf, in die die Energiespeichereinheiten eingelegt werden. Handelt es sich beispielsweise um Energiespeicher-Rundzellen, weist ein Zwischenträger auf zwei gegenüberliegenden Seiten halbkreisförmige Ausformungen auf. Die auf beiden Seiten ausgebildeten halbkreisförmigen Ausformungen sind versetzt angeordnet, so dass der Bauraum der Zwischenträger optimal ausgenutzt wird. Weiterhin erlaubt die versetzte Anordnung eine niedrige Bauraumhöhe des Energiespeichermoduls. Die Energiespeicherzellen bzw. Energiespeichereinheiten werden gleichmäßig gekühlt, da die durchströmende Luft gezwungen wird, die Zellen am gesamten Umfang zu umströmen.The Energy storage units are arranged such that the energy storage units a layer offset to the energy storage units of the next layer are arranged. For this purpose, the carrier units have formations, in which the energy storage units are inserted. Is it? for example, energy storage round cells, has an intermediate carrier two opposite Sides semicircular Formations on. The trained on both sides semi-circular formations are arranged offset, so that the space of the intermediate carrier optimal is exploited. Furthermore, the staggered arrangement allows a low space height of the energy storage module. The energy storage cells or energy storage units are cooled evenly, since the flowing through Air is forced to flow around the cells on the entire circumference.

Vorzugsweise weist der Grundträger einen Luftführungskanal auf. Der Luftführungskanal ist ein Lufteintritts- bzw. Luftaustrittskanal und dient zur Kühlung der einzelnen Energiespeichereinheiten.Preferably indicates the basic carrier an air duct on. The air duct is an air inlet or air outlet channel and is used to cool the individual energy storage units.

Vorzugsweise weist der Grundträger Befestigungs- und Führungselemente auf. Mittels der Befestigungselemente wird das Energiespeicherpackage am gewünschten Platz, vorzugsweise in einem Hybridfahrzeug, befestigt.Preferably indicates the basic carrier Fastening and guiding elements on. By means of the fastening elements, the energy storage package on desired Place, preferably in a hybrid vehicle attached.

Vorzugsweise weist das Energiespeicherpackage ein Spannblech auf, mit dem das Energiespeicherpackage am Kraftfahrzeug, insbesondere am Bodenblech, verspannt wird. Das Energiespeichermodul kann aber auch mit dem Bodenblech verschraubt werden.Preferably has the energy storage package on a clamping plate with which the Energy storage package on the motor vehicle, especially on the floor panel, is strained. The energy storage module can also with the Bottom plate to be screwed.

Vorzugsweise weist das Energiespeicherpackage ein oder mehrere Luftführungsrohre auf. Diese Luftführungsrohre dienen zur Umlenkung und Abkühlung der durch die Energiespeichereinheiten aufgewärmten Luft und dienen somit ebenso zur Kühlung der Energiespeichereinheiten. Die Luft tritt zunächst durch den Luftführungskanal des Grundträgers ein und strömt dann jeweils durch die Luftführungsrohre zum Austritt des Luftführungskanals. Zusätzlich strömt die Luft im Innern des Energiespeichers an den Außenwandungen der Luftführungskanäle sowie der Batteriemodule vom Lufteinlaßkanal zum Luftauslaßkanal. Die Luftführungsrohre sind so angeordnet, dass sie den freien Bauraum, welcher durch die versetzte Anordnung der Energiespeichereinheiten entsteht, ausfüllen. In vorteilhafter Weise weisen Grund- und Zwischenträger Führungselemente auf, mittels derer die Luftführungsrohre befestigt werden. Die Luftführungsrohre dienen dabei gleichzeitig als Verstärkungsbauteile des Energiespeicherpackages.Preferably the energy storage package has one or more air ducts on. These air ducts serve for deflection and cooling the heated by the energy storage units air and thus serve also for cooling the Energy storage units. The air initially passes through the air duct of the basic carrier and flows then each through the air ducts to Outlet of the air duct. In addition, the air flows inside the energy store on the outer walls of the air ducts and the Battery modules from the air intake duct to the air outlet duct. The air ducts are arranged so that they the free space, which by the staggered Arrangement of the energy storage units arises, fill. In Advantageously, basic and intermediate carrier guide elements by means of derer the air ducts be attached. The air ducts serve at the same time as reinforcing components of the energy storage package.

Vorzugsweise sind am Energiespeicherpackage ein oder mehrere Umreifungselemente vorhanden. Die Umreifungselemente dienen zum Verspannen des gesamten Energiespeicherpackages, d. h. der Energiespeichereinheiten mit den Trägereinheiten.Preferably are on the energy storage package one or more strapping available. The strapping elements serve to tighten the entire Energy storage packages, d. H. the energy storage units with the carrier units.

Die entscheidenden Vorteile des Energiespeicherpackages sind, dass die Module entsprechend der gewünschten Anzahl von Energiespeichereinheiten variabel erweitert werden können und dass durch das Einlegen der Energiespeichereinheiten eine einfache und automatisierungsfähige Montage ermöglicht wird. Die variable Erweiterung des Packages kann zu einem dadurch erfolgen, dass beliebig viele Schichten von Energiespeichereinheiten übereinander, d. h. in vertikaler Richtung, mittels eingebrachter Zwischenträger angeordnet werden können. Zum anderen kann die Erweiterung des Packages auch dadurch erfolgen, dass viele Energiespeicherzellen zu einer Energiespeichereinheit zusammengefügt werden, wodurch eine Erweiterung in horizontaler Richtung erfolgt. Aufgrund der versetzten Anordnung der Energiespeichereinheiten kann eine niedrigere Bauraumhöhe erzielt werden.The decisive advantages of the energy storage package are that the modules can be variably expanded according to the desired number of energy storage units and that by inserting the energy storage units a simple and automated assembly is possible. The variable extension of the Pa ckages can be done by one that any number of layers of energy storage units above the other, ie in the vertical direction, can be arranged by means of inserted intermediate carrier. On the other hand, the expansion of the package can also take place in that many energy storage cells are combined to form an energy storage unit, whereby an expansion in the horizontal direction takes place. Due to the staggered arrangement of the energy storage units, a lower installation space height can be achieved.

In der nachfolgenden Beschreibung werden weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei sind in einzelnen Varianten beschriebene Merkmale und Zusammenhänge grundsätzlich auf alle Ausführungsbeispiele übertragbar. In den Zeichnungen zeigen:In The following description describes further features and details the invention in conjunction with the accompanying drawings with reference to embodiments explained in more detail. there are features and relationships described in individual variants basically to all Embodiments transferable. In the drawings show:

1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeicherpackages; 1 a perspective view of a first embodiment of an energy storage package according to the invention;

2 eine Ansicht von vorn der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeicherpackages; 2 a front view of the first embodiment of the energy storage package according to the invention;

3 eine Teilansicht von vorn der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeicherpackages; 3 a partial front view of the first embodiment of the energy storage package according to the invention;

4 eine perspektivische Ansicht eines Grundträgers; 4 a perspective view of a base support;

5 eine perspektivische Ansicht eines Zwischenträgers; 5 a perspective view of an intermediate carrier;

6 eine perspektivische Ansicht einer Energiespeichereinheit mit Fügeringen; 6 a perspective view of an energy storage unit with joining rings;

7 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeicherpackages; 7 a perspective view of a second embodiment of an energy storage package according to the invention;

8 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeicherpackages 8th a perspective view of a third embodiment of an energy storage package according to the invention

9 eine Teilansicht von 8. 9 a partial view of 8th ,

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeicherpackages 1. Mehrere Energiespeicherzellen 11 sind zu einer Energiespeichereinheit 10 zusammengefügt. Da es sich um Energiespeicher-Rundzellen 11 handelt, ergibt sich eine stabförmige Energiespeichereinheit 10 (Batteriemodul). 1 shows a perspective view of a first embodiment of an energy storage package according to the invention 1 , Several energy storage cells 11 are to an energy storage unit 10 together. Because it is energy storage round cells 11 is, results in a rod-shaped energy storage unit 10 (Battery module).

2 zeigt eine Ansicht von vorn der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeicherpackages 1. Das Energiespeicherpackage 1 weist mehrere Energiespeichereinheiten 10 auf, wobei die Energiespeichereinheiten 10 zwischen zwei Trägereinheiten 2, 3 angeordnet sind. Dies erfolgt derart, dass die Energiespeichereinheiten 10 auf eine Trägereinheit 2, 3 gelegt werden. Anschließend wird eine weitere Trägereinheit 2, 3 auf die Energiespeichereinheiten gelegt. Je nachdem, wie viele Energiespeichereinheiten 10 benötigt werden, folgt eine weitere Trägereinheit 2, 3, weitere Energiespeichereinheiten 10 usw. Gut zu erkennen ist, dass ein Energiespeicherpackage 1 mit geschichteten Energiespeichereinheiten 10 beliebiger Anzahl entsteht. 2 shows a front view of the first embodiment of the energy storage package according to the invention 1 , The energy storage package 1 has several energy storage units 10 on, with the energy storage units 10 between two carrier units 2 . 3 are arranged. This is done in such a way that the energy storage units 10 on a carrier unit 2 . 3 be placed. Subsequently, another carrier unit 2 . 3 placed on the energy storage units. Depending on how many energy storage units 10 are needed, followed by another carrier unit 2 . 3 , further energy storage units 10 etc. Good to see is that an energy storage package 1 with layered energy storage units 10 of any number arises.

Die Trägereinheiten 2, 3 sind als Grundträger 2 und Zwischenträger 3 ausgebildet. Der Grundträger 2 bildet die äußere Trägereinheit des Energiespeicherpackages 1. Es können wahlweise ein Grundträger 2 oder mehrere Grundträger 2 verwendet werden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2 sind zwei Grundträger 2 angeordnet. Die zwei Grundträger 2 sind als unterer und oberer Abschluss des Energiespeicherpackages 1 angeordnet. Der obere Grundträger wird um 180° gedreht und dient somit als oberer Abschluss.The carrier units 2 . 3 are as a basic carrier 2 and subcarriers 3 educated. The basic carrier 2 forms the outer carrier unit of the energy storage package 1 , It can optionally be a basic carrier 2 or several basic carriers 2 be used. According to the embodiment according to 2 are two basic vehicles 2 arranged. The two basic carriers 2 are the lower and upper end of the energy storage package 1 arranged. The upper base carrier is rotated by 180 ° and thus serves as the upper end.

Auf den unteren Grundträger 2 ist die erste Schicht von Energiespeichereinheiten 10 angeordnet. Anschließend folgt ein Zwischenträger 3, eine zweite Schicht von Energiespeichereinheiten 10, ein weiterer Zwischenträger 3, eine dritte Schicht von Energiespeichereinheiten 10, ein weiterer Zwischenträger 3, eine vierte Schicht von Energiespeichereinheiten 10 und als oberer Abschluss ein Grundträger 2. Dieses Energiespeicherpackage kann beliebig um weitere Schichten von Energiespeichereinheiten 10 mit entsprechender Anzahl von Zwischen- bzw. Grundträgern 2, 3 erweitert werden. Gut zu erkenne ist, dass die Zwischenträger 3 die Funktion erfüllen, die einzelnen Energiespeichereinheiten 10 in einem konstanten Abstand zueinander zu positionieren. Dieser Abstand definiert den Lüftungsraum zwischen den einzelnen Energiespeichereinheiten 10.On the lower base support 2 is the first layer of energy storage units 10 arranged. Then follows an intermediate carrier 3 , a second layer of energy storage units 10 , another intermediate carrier 3 , a third layer of energy storage units 10 , another intermediate carrier 3 , a fourth layer of energy storage units 10 and as a top degree a basic carrier 2 , This energy storage package can be added to other layers of energy storage units 10 with appropriate number of intermediate or basic carriers 2 . 3 be extended. Good to realize is that the intermediaries 3 perform the function, the individual energy storage units 10 to be positioned at a constant distance from each other. This distance defines the ventilation space between the individual energy storage units 10 ,

Der Grundträger 2 weist einen Luftführungskanal 4 auf. Der Luftführungskanal 4 ist ein Lufteintritts- bzw. Luftaustrittskanal und dient zur Kühlung der einzelnen Energiespeichereinheiten 10. Die Luft tritt beispielsweise in den Luftführungskanal 4 des unteren Grundträgers 2 ein und aus dem Luftführungskanal 4 des oberen Grundträgers 2 aus.The basic carrier 2 has an air duct 4 on. The air duct 4 is an air inlet or air outlet channel and serves to cool the individual energy storage units 10 , For example, the air enters the air duct 4 of the lower basic carrier 2 in and out of the air duct 4 of the upper basic carrier 2 out.

Weiterhin weist der Grundträger 2 Befestigungselemente 7 auf. Mittels der Befestigungselemente 8 wird das Energiespeicherpackage 1 am gewünschten Platz, vorzugsweise in einem Hybridfahrzeug, befestigt.Furthermore, the basic carrier 2 fasteners 7 on. By means of fasteners 8th becomes the energy storage package 1 at the desired place, preferably in a hybrid drive stuffed, attached.

Das Energiespeicherpackage 1 weist ferner ein Befestigungsblech 9, beispielsweise ein Spannblech, auf, mit dem das Energiespeicherpackage 1 am Kraftfahrzeug, insbesondere am Bodenblech, verspannt wird. Das Energiespeicherpackage 1 kann aber auch mit dem Bodenblech verschraubt werden.The energy storage package 1 also has a mounting plate 9 , For example, a clamping plate on, with the energy storage package 1 on the motor vehicle, in particular on the floor panel, is braced. The energy storage package 1 but can also be bolted to the floor panel.

Am Energiespeicherpackage 1 sind ein oder mehrere Luftführungsrohre 5 angeordnet. Diese Luftführungsrohre 5 dienen zur Umlenkung und Abkühlung der durch die Energiespeichereinheiten 10 aufgewärmten Luft und dienen somit ebenso zur Kühlung der Energiespeichereinheiten 10. Die Luft tritt zunächst durch den Luftführungskanal 4 des Grundträgers ein und strömt dann jeweils durch die Luftführungsrohre 5 zum Austritt des Luftführungskanals 4. Die Luftführungsrohre 5 sind so angeordnet, dass sie den freien Bauraum, welcher durch die versetzte Anordnung der Energiespeichereinheiten 10 entsteht, ausfüllen. Mittels Führungselemente 8 sind die Luftführungsrohre 5 befestigt. Die Luftführungsrohre 5 dienen dabei gleichzeitig als Verstärkungsbauteile des Energiespeicherpackages 1.At the energy storage package 1 are one or more air ducts 5 arranged. These air ducts 5 serve for the deflection and cooling of the energy storage units 10 warmed up air and thus also serve to cool the energy storage units 10 , The air initially passes through the air duct 4 of the basic carrier and then flows through the air ducts 5 to the outlet of the air duct 4 , The air ducts 5 are arranged so that they the free space, which by the staggered arrangement of energy storage units 10 arises, fill in. By means of guide elements 8th are the air ducts 5 attached. The air ducts 5 serve at the same time as reinforcing components of the energy storage package 1 ,

Zusätzlich strömt die Luft im Innern des Energiespeichers an den Außenwandungen der Luftführungskanäle sowie der Batteriemodule vom Lufteinlaßkanal zum Luftauslaßkanal.In addition, the air flows inside the energy storage on the outer walls of the air ducts as well the battery modules from the air inlet duct to the air outlet duct.

Die Umreifungselemente 6 dienen zum Verspannen des gesamten Energiespeicherpackages 1, d. h. der Energiespeichereinheiten 10 mit den Trägereinheiten 2, 3.The strapping elements 6 serve to tighten the entire energy storage package 1 ie the energy storage units 10 with the carrier units 2 . 3 ,

3 zeigt eine Teilansicht von vorn der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeicherpackages 1. In 3 ist gut zu sehen, dass die Energiespeichereinheiten 10, bestehend aus mehreren Energiespeicherzellen 11, versetzt angeordnet sind. Die erste Schicht 18 ist versetzt zur zweiten Schicht 19 angeordnet. Die Trägereinheiten 2, 3 weisen Ausformungen 20 auf, in die die Energiespeichereinheiten 10 eingelegt werden. Handelt es sich beispielsweise um Energiespeicher-Rundzellen, weist der Zwischenträger 3 auf zwei gegenüberliegenden Seiten die halbkreisförmigen Ausformungen 20 auf. Die auf beiden Seiten ausgebildeten halbkreisförmigen Ausformungen 20 sind versetzt angeordnet, so dass der Bauraum des Zwischenträgers 3 optimal ausgenutzt wird. Weiterhin erlaubt die versetzte Anordnung eine niedrige Bauraumhöhe des Energiespeicherpackages 1. Die Energiespeicherzellen 11 bzw. Energiespeichereinheiten 10 werden gleichmäßig gekühlt, da die durchströmende Luft gezwungen wird, die Zellen 11 am gesamten Umfang zu umströmen. 3 shows a partial view from the front of the first embodiment of the energy storage package according to the invention 1 , In 3 is good to see that the energy storage units 10 , consisting of several energy storage cells 11 , are arranged offset. The first shift 18 is offset to the second layer 19 arranged. The carrier units 2 . 3 have formations 20 in which the energy storage units 10 be inserted. For example, if it concerns energy storage round cells, the intermediate carrier points 3 on two opposite sides the semicircular formations 20 on. The trained on both sides semi-circular formations 20 are staggered so that the space of the intermediate carrier 3 optimally utilized. Furthermore, the staggered arrangement allows a low space height of the energy storage package 1 , The energy storage cells 11 or energy storage units 10 are cooled evenly, because the air flowing through is forced to the cells 11 to flow around the entire circumference.

4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Grundträgers 2. 4 shows a perspective view of a base support 2 ,

5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zwischenträgers 3. 5 shows a perspective view of an intermediate carrier 3 ,

6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Energiespeichereinheit 10 mit Fügeringen 12. Mehrere Energiespeicherzellen 11 sind zu einer stabförmigen Energiespeichereinheit 10 (Modul) zusammengefügt. Die Energiespeichereinheit 10 sollte aus Festigkeitsgründen zusätzlich gelagert werden. Dazu sind die Fügeringe 12 angeordnet. Die Fügeringe 12 dienen einerseits zur Stabilisierung der Energiespeichereinheit 10 an den Fügestellen der einzelnen Zellen 11 und zur zusätzlichen Lagerung an den nicht gezeigten Trägereinheiten 2, 3. Weiterhin sind Pluspolseite 13 und Minuspolseite 14 gezeigt. 6 shows a perspective view of an energy storage unit 10 with joining rings 12 , Several energy storage cells 11 are to a rod-shaped energy storage unit 10 (Module) joined together. The energy storage unit 10 should be additionally stored for reasons of strength. These are the joining rings 12 arranged. The joining rings 12 serve on the one hand to stabilize the energy storage unit 10 at the joints of the individual cells 11 and for additional storage on the support units, not shown 2 . 3 , Furthermore, there are positive pole side 13 and negative pole side 14 shown.

7 und 8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten bzw. einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeicherpackages 1. Mit den Umreifungselementen 6 werden die nicht zu erkennenden Trägereinheiten 2, 3 mit den Energiespeichereinheiten 10 fest verbunden, beispielsweise verspannt. In 8 sind die Befestigungsbleche 9 dargestellt, mittels derer eine Befestigung des Energiespeicherpackages 1 im Kraftfahrzeug möglich ist. 7 and 8th shows a perspective view of a second and a third embodiment of an energy storage package according to the invention 1 , With the strapping elements 6 become the unrecognizable carrier units 2 . 3 with the energy storage units 10 firmly connected, for example braced. In 8th are the mounting plates 9 represented by means of which an attachment of the energy storage package 1 in the vehicle is possible.

In 9 ist eine Teilansicht von 8 dargestellt. Die Energiespeichereinheiten 10 weisen Verbindungsbleche 15 mit Poka-Yoke-Elementen 16 sowie der Kröpfung 17 auf. Die Verbindungsbleche 15 verbinden die einzelnen Energiespeichereinheiten 10 untereinander. Die Verbindungsbleche 15 sind jeweils am Ende der stabförmig ausgebildeten Energiespeichereinheit 10 angeordnet und verbinden jeweils den Pluspol 13 einer Energiespeichereinheit 10 mit dem Minuspol 14 der nächsten Energiespeichereinheit 10 usw. Die in die Verbindungsbleche 15 integrierten Poka-Yoke-Elemente 16 verhindern eine fehlerhafte Montage, da sie die Lage von Plus- und Minuspolseite 13, 14 einer Energiespeichereinheit 10 festlegen bzw. kennzeichnen.In 9 is a partial view of 8th shown. The energy storage units 10 have connecting plates 15 with poka-yoke elements 16 as well as the bend 17 on. The connecting plates 15 connect the individual energy storage units 10 among themselves. The connecting plates 15 are each at the end of the rod-shaped energy storage unit 10 arranged and connect each positive pole 13 an energy storage unit 10 with the negative pole 14 the next energy storage unit 10 etc. The in the connecting plates 15 integrated poka-yoke elements 16 prevent incorrect assembly, since they are the location of plus and minus pole side 13 . 14 an energy storage unit 10 specify or mark.

11
EnergiespeicherpackageEnergy Storage Package
22
Grundträgerbase support
33
Zwischenträgersubcarrier
44
LuftführungskanalAir duct
55
LuftführungsrohrAir guide tube
66
Umreifungselementstrapping
77
Befestigungselementfastener
88th
Führungselementguide element
99
Befestigungsblechmounting plate
1010
EnergiespeichereinheitEnergy storage unit
1111
EnergiespeicherzelleEnergy storage cell
1212
FügeringAdd ring
1313
Pluspolseitepositive pole
1414
Minuspolseitenegative pole
1515
Verbindungsblechconnecting plate
1616
Poka-Yoke-ElementPoka-yoke element
1717
Kröpfungcranking
1818
erste Schicht von Energiespeichereinheitenfirst Layer of energy storage units
1919
zweite Schicht von Energiespeichereinheitensecond Layer of energy storage units
2020
Ausformungenformations

Claims (13)

Energiespeicherpackage (1) aufweisend mehrere Energiespeicherzellen (11), und zumindest zwei Trägereinheiten (2, 3), wobei die Energiespeicherzellen (11) zwischen den Trägereinheiten (2, 3) angeordnet sind.Energy storage package ( 1 ) comprising a plurality of energy storage cells ( 11 ), and at least two carrier units ( 2 . 3 ), wherein the energy storage cells ( 11 ) between the carrier units ( 2 . 3 ) are arranged. Energiespeicherpackage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Energiespeicherzellen (11) zu einer Energiespeichereinheit (10) zusammengefügt sind.Energy storage package ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a plurality of energy storage cells ( 11 ) to an energy storage unit ( 10 ) are joined together. Energiespeicherpackage (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Energiespeichereinheiten (10) zwischen den Trägereinheiten angeordnet sind.Energy storage package ( 1 ) according to claim 2, characterized in that a plurality of energy storage units ( 10 ) are arranged between the carrier units. Energiespeicherpackage (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen drei Trägereinheiten (2, 3) eine erste Schicht (18) von Energiespeichereinheiten (10) und eine zweite Schicht (19) von Energiespeichereinheiten (10) angeordnet sind, wobei die erste Schicht (18) gegenüber der zweiten Schicht (19) versetzt angeordnet ist.Energy storage package ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that between three carrier units ( 2 . 3 ) a first layer ( 18 ) of energy storage units ( 10 ) and a second layer ( 19 ) of energy storage units ( 10 ), the first layer ( 18 ) opposite the second layer ( 19 ) is arranged offset. Energiespeicherpackage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit (10) einen Fügering (12) aufweist.Energy storage package according to one of claims 2 to 4, characterized in that the energy storage unit ( 10 ) a joining ring ( 12 ) having. Energiespeicherpackage (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit (1) ein Verbindungsblech (15) mit einem Poka-Yoke-Element (16) aufweist.Energy storage package ( 1 ) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the energy storage unit ( 1 ) a connecting plate ( 15 ) with a poka-yoke element ( 16 ) having. Energiespeicherpackage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheiten (2, 3) einen Grundträger (2) und Zwischenträger (3) aufweisen.Energy storage package ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the carrier units ( 2 . 3 ) a basic carrier ( 2 ) and subcarriers ( 3 ) exhibit. Energiespeicherpackage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheiten (2, 3) Ausformungen (20) aufweisen.Energy storage package ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the carrier units ( 2 . 3 ) Formations ( 20 ) exhibit. Energiespeicherpackage (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger (2) einen Luftführungskanal (4) aufweist.Energy storage package ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the basic carrier ( 2 ) an air duct ( 4 ) having. Energiespeicherpackage (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger (2) ein Befestigungselement (7) aufweist.Energy storage package ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the basic carrier ( 2 ) a fastener ( 7 ) having. Energiespeicherpackage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicherpackage (1) ein oder mehrere Luftführungsrohre (5) aufweist.Energy storage package ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the energy storage package ( 1 ) one or more air ducts ( 5 ) having. Energiespeicherpackage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicherpackage (1) ein oder mehrere Umreifungselemente (6) aufweist.Energy storage package ( 1 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the energy storage package ( 1 ) one or more strapping elements ( 6 ) having. Energiespeicherpackage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicherpackage (1) zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Hybridfahrzeug, vorgesehen ist.Energy storage package ( 1 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the energy storage package ( 1 ) is intended for use in a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle.
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