DE102008034872A1 - Batterie mit einem Batteriegehäuse und einer Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einem Batteriegehäuse und einer Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie, wobei die Batterie mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen aufweist, die Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden sind, wobei die Wärmeleitplatte im Bereich der Polkontakte (2.1, 2.2) der Einzelzellen Bohrungen und/oder Einschnitte aufweist, in oder durch welche die Polkontakte (2.1, 2.2) hinein- bzw. hindurchragen, wobei wenigstens an einem Polkontakt (2.1, 2.2) der Einzelzelle zumindest ein Stützelement (5) angeordnet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einem Batteriegehäuse und einer Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie, wobei die Batterie mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen aufweist, die Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden sind, wobei die Wärmeleitplatte im Bereich der Polkontakte der Einzelzellen Bohrungen und/oder Einschnitte aufweist, in oder durch welche die Polkontakte hinein- bzw. hindurchragen.
- Aus der
DE 102007010739.2 ist eine Batterie mit einem Gehäuse und einer Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie bekannt. Die Batterie ist als Fahrzeugbatterie beispielsweise in einem Fahrzeug mit Hybridantrieb und/oder in einem mit Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeug einsetzbar. Dabei weist die Batterie mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen auf, die mit den Längsachsen parallel zueinander angeordnet sind. Die bei Ladung und Entladung der Batterie entstehende Wärme in den Einzelzellen, insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezellen, ist beispielsweise in einen Klimakreislauf einer Klimaanlage in einem Fahrzeug abführbar. Hierzu sind die Einzelzellen kopfseitig Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden, wobei die Wärmeleitplatte im Bereich der Polkontakte der Einzelzellen Bohrungen und/oder Einschnitte aufweist, in oder durch welche die Polkontakte hinein- bzw. hindurchragen. - Aus Bauraumgründen sind derartige Batterien in der Regel im Frontbereich des Fahrzeuges oder im Fahrzeugheck und damit im Unfallverformungsbereich außerhalb der Sicherheitszelle, d. h. des Fahrzeuginnenraumes, angeordnet. Durch hohe auftretende Kräfte bei Unfällen besteht die Gefahr, dass das Batteriegehäuse beschädigt oder zerstört wird und die Einzelzellen mit hohen Kräften beaufschlagt werden. Dabei besteht neben der Gefahr, dass schädliches Elektrolyt und Gase aus dem Batteriegehäuse austreten und weiterhin die Gefahr, dass aufgrund einer Kraftwirkung auf Polkontakte der Einzelzellen eine elektrische Kontaktierung von Polkontakten mit unterschiedlicher Polarität entsteht, woraus elektrische Kurzschlüsse resultieren können.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, anzugeben.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einem Batteriegehäuse und einer Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie, wobei die Batterie mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen aufweist, die Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden sind. Hierzu weist die Wärmeleitplatte im Bereich der Polkontakte der Einzelzellen Bohrungen und/oder Einschnitte auf, in oder durch welche die Polkontakte hinein- bzw. hindurchragen. Um zusätzlich wirkende Kräfte, wie z. B. Zug- und Druckkräfte, am Polkontakt der Einzelzellen beispielsweise beim Pressen an die Wärmeleitplatte oder mechanische Beanspruchungen, insbesondere durch einen Unfall hervorgerufen, abzufangen, ist wenigstens an einem Polkontakt einer jeweiligen Einzelzelle zumindest ein Stützelement angeordnet. Durch das Stützelement sind die Polkontakte in besonders vorteilhafter Weise gegenüber mechanischen Beanspruchungen stabilisiert.
- Zusätzlich ist mit dem Stützelement vorteilhaft eine Dichtfunktion des Zellengehäuses sichergestellt.
- In vorteilhafter Weise ist das Stützelement kraft-, form- und/oder stoffschlüssig an dem Polkontakt der Einzelzelle befestigt. Dabei ist das Stützelement beispielsweise an den Polkontakt geklebt. Alternativ und/oder zusätzlich können der Polkontakt und das Stützelement ein zueinander korrespondierendes Gewinde aufweisen, wodurch das Stützelement an den Polkontakt geschraubt sein kann.
- Das Stützelement ist besonders bevorzugt aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, insbesondere einem Kunststoff, gebildet. In vorteilhafter Weise ist hierzu ein Kunststoff, beispielsweise ein Duroplast, einsetzbar, welcher bei einwirkender Kraft auf die Batterie bzw. die Einzelzellen besonders vorteilhaft unverformbar ist. Durch die Unverformbarkeit ist der Polkontakt bzw. sind die Polkontakte der Einzelzelle in jede Richtung stabilisiert, wodurch ein elektrischer Kontakt des Polkontaktes bzw. der Polkontakte mit dem Zellengehäuse und ein daraus resultierender Kurzschluss in vorteilhafter Weise vermieden ist.
- Ist die Einzelzelle als Rundzelle ausgeführt, ist das Stützelement vorzugsweise als Stützring ausgebildet. Dabei ist ein Stützring wenigstens an einem beispielsweise durch einen Zellendeckel herausgeführten Polkontakt, insbesondere einem Rundkontakt, innerhalb des Zellengehäuses angeordnet bzw. befestigt. Zusätzlich kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung ein weiterer Stützring außerhalb des Zellengehäuses an dem Polkontakt angeordnet sein, um diesen am Zellengehäuse abzustützen.
- Vorzugsweise ist mittels des Stützringes bzw. der Stützringe bei Montage der Batterie, insbesondere bei Befestigung der Rundzelle an der kopfseitig angeordneten Wärmeleitplatte, in vorteilhafter Weise eine Höhe einer möglichen Verpressung, insbesondere eines angeordneten Dichtelementes, wie z. B. eines Dichtringes, vorgebbar.
- Ist die Einzelzelle als eine Flachzelle ausgeführt, ist das Stützelement bevorzugt als Stützprofil ausgebildet. Die Polkontakte einer Flachzelle sind insbesondere als Kontaktfahnen ausgebildet, wobei an den Kontaktfahnen zur Fixierung des Stützprofils in vorteilhafter Weise eine obere Querstrebe und eine untere Querstrebe aus- bzw. angeformt sind. Dabei ist das Stützprofil auf einer im Flachzellengehäuse angeordneten unteren Querstrebe fixiert. Hierzu weist das Stützprofil vorzugsweise eine zu einer Form der Querstrebe korrespondierende Einbuchtung auf, wodurch das Stützprofil formschlüssig angeordnet ist.
- Das Stützprofil zur Stabilisierung der aus dem Flachzellengehäuse herausgeführten Kontaktfahnen ist vorzugsweise innerhalb des Flachzellengehäuses angeordnet. Hierzu korrespondiert eine Form des Stützprofils in vorteilhafter Weise zu einer Form von Gehäuseseitenwänden des Flachzellengehäuses.
- Die erfindungsgemäße Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, ist in einem Fahrzeug mit Hybridantrieb und/oder in einem mit Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug zur Personenbeförderung, einsetzbar.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
- Dabei zeigen:
-
1 schematisch eine Schnittdarstellung einer als Rundzelle ausgeführten Einzelzelle nach dem Stand der Technik, -
2 schematisch eine Schnittdarstellung einer als Rundzelle ausgeführten Einzelzelle mit an einem Polkontakt angeordnetem Stützring, -
3 schematisch eine Explosionsdarstellung einer Rundzelle mit einem an einem Polkontakt angeordneten Stützring zur Stabilisierung eines durch einen Zellendeckel durchgeführten Polkontaktes, -
4 schematisch eine Schnittdarstellung einer als Rundzelle ausgeführten Einzelzelle mit an einem Polkontakt angeordneten Stützringen, -
5 schematisch eine Explosionsdarstellung einer Rundzelle mit an einem Polkontakt angeordneten Stützringen zur Stabilisierung eines durch einen Zellendeckel durchgeführten Polkontaktes, -
6 eine Explosionsdarstellung einer Flachzelle nach dem Stand der Technik, -
7 schematisch eine als Flachzelle ausgeführte Einzelzelle mit aus einem Flachzellengehäuse herausgeführten Kontaktfahnen, -
8 schematisch eine Explosionsdarstellung mit an Kontaktfahnen angeordnetem Stützprofil, -
9 schematisch in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt einer Kontaktfahne mit Querstreben und angeordnetem Stützprofil, -
10 eine A-A-Schnittdarstellung einer Flachzelle mit angeordnetem Stützprofil, und -
11 eine B-B-Schnittdarstellung einer Flachzelle mit angeordnetem Stützprofil. - Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
- Die
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer als Rundzelle1 ausgeführten Einzelzelle nach dem Stand der Technik. - Dabei ist ein elektrisches Potential, z. B. der Minuspol, der Rundzelle
1 auf ein Zellengehäuse1.1 der Rundzelle1 gelegt, wobei ein erster Polkontakt2.1 , insbesondere ein Rundkontakt, direkt mit dem Zellengehäuse1.1 elektrisch verbunden ist und den Minuspol sowie den Zellendeckel1.2 bildet. - Ein zweiter Polkontakt
2.2 ist als ein separates Bauteil, z. B. ein nietenförmiges oder stopfenförmiges Bauteil, ausgeführt und durch den Zellendeckel1.2 hindurchgeführt, wobei zwischen dem zweiten Polkontakt2.2 und dem Zellendeckel1.2 außerhalb des Zellengehäuses1.1 ein Dichtelement3 in Form eines ersten Dichtringes3.1 angeordnet ist, der die Polkontakte2.1 und2.2 elektrisch voneinander isoliert und ein Eindringen von Feuchtigkeit und Fremdstoffen in die Rundzelle1 sowie ein Austreten von Elektrolyt aus dem Zellengehäuse1.1 verhindert. - Der Zellendeckel
1.2 und der erste Polkontakt2.1 sind als ein Bauteil ausgeführt. Der zweite Polkontakt2.2 ist durch den Zellendeckel1.2 der Rundzelle1 hindurchgeführt, wobei innerhalb des Zellengehäuses1.1 zwischen dem zweiten Polkontakt2.2 und dem Zellendeckel1.2 ein zweiter Dichtring3.2 angeordnet ist, der den zweiten Polkontakt2.2 und den Zellendeckel1.2 voneinander elektrisch isoliert. - Darüber hinaus ist mittels des zweiten Dichtringes
3.2 das Zellinnere nach außen abgedichtet. - Bevorzugt sind der erste und der zweite Dichtring
3.1 ,3.2 z. B. aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff, gefertigt. Durch die Dichtelemente3 ist eine elektrische Kontaktierung des zweiten Polkontakts2.2 mit dem Zellendeckel1.2 und damit mit dem ersten Polkontakt2.1 der Rundzelle1 vermieden sowie ein Kurzschluss verhindert. - Zwischen dem ersten Dichtring
3.1 und dem zweiten Dichtring3.2 ist in bevorzugter Weise ein Zwischenraum R gebildet, wodurch ein Kontakt des zweiten Polkontaktes2.2 mit dem Zellendeckel1.2 ausgeschlossen ist. Ferner ist mittels des Zwischenraumes R beispielsweise ein Luftraum geschaffen, über den beispielsweise eine von der Rundzelle1 erzeugte Verlustwärme abführbar ist. - Der zweite im Zellendeckel
1.2 von diesem isoliert angeordnete Polkontakt2.2 ist vorzugsweise nietförmig ausgeführt und in einer Aussparung des Zellendeckels1.2 angeordnet. Dabei weist der zweite Polkontakt2.2 am ins Zellinnere gerichteten Ende einen Aufsetzrand2.2.1 auf. Am gegenüberliegenden Ende weist der zweite Polkontakt2.2 eine ringförmig um den zweiten Polkontakt2.2 verlaufende Ausbuchtung2.2.2 auf. - Der zweite Polkontakt
2.2 ist in Art eines Stopfens oder Niets in die Aussparung des Zellendeckels1.2 eingeführt und dort fixiert, insbesondere verpresst. Dabei sind in der Aussparung die Dichtringe3.1 und3.2 angeordnet, in welche der zweite Polkontakt2.2 gesteckt ist. Zwischen der äußeren Ausbuchtung2.2.2 des zweiten Polkontaktes2.2 und dem ersten Dichtring3.1 ist eine Unterlegscheibe4 , insbesondere aus Metall, angeordnet, so dass der zweite Polkontakt2.2 sicher und fest am Zellendeckel1.2 gehalten ist. - Beispielsweise bei einem Unfall und damit verbundener Krafteinwirkung auf die Rundzelle
1 und deren Polkontakte2.1 und2.2 wird insbesondere der zweite Polkontakt2.2 in Richtung Zellendeckel1.2 gedrückt, wodurch es zu einem elektrischen Kontakt zwischen dem zweiten Polkontakt2.2 , insbesondere dessen äußere Ausbuchtung2.2.2 , und dem Zellendeckel1.2 , d. h. dem ersten Polkontakt2.1 , der Rundzelle1 und damit zum Kurzschluss kommen kann. Die auf die Polkontakte2.1 und2.2 wirkenden Kräfte sind nach dem Stand der Technik ausschließlich über die Dichtringe3.1 und3.2 aufnehmbar. Bei wirkender Zugkraft, beispielsweise beim Verpressen der Rundzelle1 gegen eine nicht dargestellte Wärmeleitplatte kann eine Vorspannung des auf dem Zellendeckel1.2 liegenden Dichtelements3 verringert sein, wodurch beispielsweise das Elektrolyt aus dem Zellengehäuse1.1 austreten kann. - In
2 ist eine Schnittdarstellung der Rundzelle1 dargestellt, wobei erfindungsgemäß zur Stabilisierung auf dem Aufsetzrand2.2.1 des zweiten Polkontaktes2.2 ein Stützelement5 in Form eines ersten Stützringes5.1 angeordnet ist. Der erste Stützring5.1 ist innerhalb des Zellengehäuses1.1 auf den zweiten Polkontakt2.2 aufgesetzt und den ersten Dichtring3.1 umlaufend angeordnet. - Der Aufsetzrand
2.2.1 ist beispielsweise derart ausgeformt, dass dessen Höhe kleiner als die Höhe h des ersten Stützringes5.1 ist. Die Höhe h des ersten Stützringes5.1 ist insbesondere durch die Summe der einzelnen Höhen des Aufsetzrandes2.2.1 und des zweiten Dichtringes3.2 bestimmt und entspricht dieser Gesamthöhe in etwa oder ist geringfügig kleiner. Bevorzugt ist die Höhe h des ersten Stützringes5.1 zumindest größer als die einzelne Höhe des Aufsetzrandes2.2.1 . Auch kann die Höhe h des ersten Stützringes5.1 größer als die einzelne Höhe des zweiten Dichtrings3.2 sein. Darüber hinaus weist der erste Stützring5.1 eine geringere Elastizität als der zweite Dichtring3.2 auf. Hierdurch ist sichergestellt, dass beim oder nach dem Verpressen des zweiten Dichtringes3.2 die Press- oder Zugkräfte von dem Stützring5.1 aufgenommen werden. Mit anderen Worten: Die Höhe h des ersten Stützringes5.1 bestimmt die Größe und Stärke der Verpressung des zweiten Dichtringes3.2 . Hierdurch ist unabhängig von Toleranzen, die beim Verprägen oder Verpressen des betreffenden Polkontaktes2.2 auftreten können, die Vorspannung des zweiten Dichtrings3.2 auf einen definierten Wert eingestellt. - Der angeordnete erste Stützring
5.1 ist vorzugsweise kraft-, form- und/oder stoffschlüssig an bzw. auf dem Aufsetzrand2.2.1 befestigt. Beispielsweise ist der erste Stützring5.1 auf bzw. an den Aufsetzrand2.2.1 geklebt. - Alternativ und/oder zusätzlich können der erste Stützring
5.1 und der Aufsetzrand2.2.1 ein zueinander korrespondierendes Gewinde aufweisen, wodurch der erste Stützring5.1 an den zweiten Polkontakt2.2 schraubbar ist. - Dabei weist die derartige Anordnung in vorteilhafter Weise beispielsweise einen Wärmeleitspalt
6 zwischen dem ersten Stützring5.1 und dem zweiten Dichtring3.2 auf, wodurch die von der Rundzelle1 erzeugte Verlustwärme an den Zellendeckel1.2 überführbar ist. Die von dem Zellendeckel1.2 aufgenommene Verlustwärme ist in vorteilhafter Weise der kopfseitig angeordneten Wärmeleitplatte zuführbar. - Das Stützelement
5 , insbesondere der erste Stützring5.1 , ist vorzugsweise aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material gebildet. Vorzugsweise ist ein Material wählbar, welches einen Wärmeleitkoeffizienten aufweist, um die im Zellinneren entstehende Verlustwärme weiterzuleiten bzw. abzuführen. - Besonders bevorzugt ist der erste Stützring
5.1 aus einem Kunststoff gebildet. Der Kunststoff, beispielsweise ein Duroplast, weist hierzu keine bzw. eine geringe Elastizität auf, wodurch sich dieser bei einwirkender Kraft, z. B. Zugkraft an den Polkontakten2.1 und2.2 , nicht verformt. - Durch die Unverformbarkeit und die Höhe h des ersten Stützringes
5.1 gibt dieser eine Größe einer Vorspannung bzw. Verpressung des Dichtelementes3 bei Montage der Rundzelle1 vor. Das heißt, dass unabhängig von Toleranzen, die beispielsweise beim Verpressen des zweiten Polkontaktes2.2 an dem Zellendeckel1.2 auftreten können, die Vorspannung des zweiten Dichtringes3.2 auf einen definierten Wert einstellbar ist. Weiterhin schließt der erste Stützring5.1 in seiner äußeren Abmessung mit dem Aufsetzrand2.2.1 des zweiten Polkontaktes2.2 ab. - Mittels des an dem zweiten Polkontakt
2.2 im Inneren des Zellengehäuses1.2 angeordneten ersten Stützringes5.1 sind die Rundzellen1 bei Montage einer Batterie in vorteilhafter Weise an eine kopfseitig anordbare Wärmeleitplatte anpressbar, ohne dass die Gefahr eines Kurzschlusses durch Verdrücken eines der Polkontakte2 bzw. der Polkontakte2.1 und2.2 besteht. - Zusätzlich zu der Stabilisierung des zweiten Polkontaktes
2.2 übernimmt der erste Stützring5.1 in vorteilhafter Weise, beispielsweise bei Verschieben des Dichtelementes3 , gleichzeitig eine Dichtfunktion des Zellengehäuses1.1 . - In
3 ist eine Explosionsdarstellung der in2 gezeigten Rundzelle1 , insbesondere der Zelloberseite1.3 dargestellt. - Anhand dieser Figur ist erkennbar, dass der erste Polkontakt
2.1 und der Zellendeckel1.2 vorzugsweise als ein Bauteil gebildet sind. Darüber hinaus weist der Zellendeckel1.2 eine Öffnung7 , beispielsweise zum Einfüllen des Elektrolyts ins Innere des Zellengehäuses1.2 auf. -
4 zeigt eine Schnittdarstellung der Rundzelle1 , wobei in dem Zellengehäuse1.1 auf dem Aufsetzrand2.2.1 des zweiten Polkontaktes2.2 das Stützelement5 in Form eines ersten Stützringes5.1 angeordnet ist. - Um den zweiten Polkontakt
2.2 vorteilhaft auch gegenüber Druckkräften, insbesondere auf den Zellendeckel1.2 , beispielsweise bei einem Unfall, zu stabilisieren, ist erfindungsgemäß ein zweiter Stützring5.2 angeordnet. Dabei ist der zweite Stützring5.2 derart angeordnet, dass dieser den ersten Dichtring3.1 umläuft und formschlüssig auf dem Zellendeckel1.2 aufliegt. Der zweite Stützring5.2 ist hierzu beispielsweise an dem Zellendeckel1.2 form- und stoffschlüssig befestigt, insbesondere geklebt. Der zweite Stützring5.2 gibt in vorteilhafter Weise eine Größe der Vorspannung des ersten Dichtringes3.1 vor und stellt dadurch in vorteilhafter Weise die Vorspannung auf einen definierten Wert ein. Zwischen dem zweiten Stützring5.2 und dem ersten Dichtring3.1 ist vorteilhaft ein weiterer Wärmeleitspalt6 einstellbar. Die Verlustwärme ist besonders bevorzugt der Unterlegscheibe4 sowie dem zweiten Stützring5.2 zuführbar. -
5 zeigt eine Explosionsdarstellung der in4 gezeigten Rundzelle1 , insbesondere die Zelloberseite1.3 . - In
6 ist eine Explosionsdarstellung einer als Flachzelle8 ausgeführten Einzelzelle nach dem Stand der Technik dargestellt. Die Flachzelle8 weist ein Flachzellengehäuse8.1 auf, das aus zwei sich gegenüberliegenden Gehäuseseitenwänden8.1.1 und8.1.2 gebildet ist. - Die Polkontakte der Flachzelle
8 sind als Kontaktfahnen2.3 aus dem Flachzellengehäuse8.1 herausgeführt. Um die Kontaktfahnen2.3 aus dem Flachzellengehäuse8.1 herausführen zu können, weisen die Gehäuseseitenwände8.1.1 und8.1.2 in diesen Bereichen Ausformungen8.2 auf. - Im Bereich der Ausformungen
8.2 sind an den Kontaktfahnen2.3 Dichtelemente3 , die beispielsweise form- und stoffschlüssig befestigt sind, angeordnet. Die Dichtelemente3 sind insbesondere aus einem Kunststoff gebildet, welcher bevorzugt elastisch ist, um beispielsweise Toleranzen der Gehäuseseitenwände8.1.1 und8.1.2 sowie der Ausformungen8.2 auszugleichen. Die angeordneten Dichtelemente3 dienen vorteilhaft dazu, dass das Flachzellengehäuse8.1 dicht ausgeführt ist, wodurch z. B. kein Staub in das Zellinnere eintreten und kein Elektrolyt aus der Flachzelle8 austreten kann. - In
7 ist die Flachzelle8 mit erfindungsgemäßer Stabilisierung der Kontaktfahnen2.3 dargestellt. - An den Kontaktfahnen
2.3 sind zur Stabilisierung obere Querstreben8.3 an- bzw. ausgeformt. Die oberen Querstreben8.3 liegen beispielsweise auf dem Rand8.4 des Flachzellengehäuses8.1 auf. Durch die oberen Querstreben8.3 sowie die Ausformungen8.2 an den Gehäuseseitenwänden8.1.1 und8.1.2 können die Kontaktfahnen2 und3 besonders bevorzugt auf die Flachzelle8 wirkende Druckkräfte abgefangen werden, wodurch die Flachzelle8 vorzugsweise nicht zerstört wird. Besonders vorteilhaft ist hierzu eine Breite b der Querstrebe8.3 größer gewählt als eine Ausdehnung a der Ausformung8.2 . -
8 zeigt eine Explosionsdarstellung der in6 dargestellten Flachzelle8 . - In dem Flachzellengehäuse
8.1 ist beispielsweise ein Elektrodenfolienstapel9 angeordnet. Die Kontaktfahnen2.3 sind jeweils in der Form mit den Elektrodenfolienstapel9 verbunden, dass die Kontaktfahnen2.3 beispielsweise eine unterschiedliche Polarität aufweisen. Die Kontaktfahnen2.3 sind dabei z. B. über eine gesamte Höhe h des Flachzellengehäuses8.1 bzw. des Elektrodenfolienstapels9 angeordnet. - Unterhalb der Querstrebe
8.3 und der Ausdehnung a der Ausformung8.2 entsprechend, sind die Dichtelemente3 angeordnet. In Längsausdehnung der Kontaktfahnen2.3 sind unmittelbar unterhalb der Dichtelemente3 Stützelemente5 in Form von Stützprofilen5.3 angeordnet. Die Stützprofile5.3 weisen eine Einbuchtung5.3.1 auf, mit welcher diese auf einer unteren Querstrebe8.4 aufliegen. Dabei korrespondiert eine Form der unteren Querstrebe8.4 in vorteilhafter Weise mit einer Form der Einbuchtung5.3.1 . - Darüber hinaus korrespondiert vorteilhaft eine Form des Stützprofils
5.3 mit einer Form der Gehäuseseitenwände8.1.1 und8.1.2 , wodurch ein Verschieben der Kontaktfahne2.3 vermieden ist. - Mittels des Stützprofils
5.3 sowie der oberen und unteren Querstreben8.3 und8.4 sind auf die Kontaktfahnen2.3 wirkende Zugkräfte, beispielsweise beim Verpressen der Flachzellen8 gegen die Wärmeleitplatte auffangbar, wodurch ein Beschädigen der Flachzelle8 in vorteilhafter Weise ausgeschlossen ist. - In einer möglichen Ausführungsform können die Kontaktfahnen
2.3 direkt mittels der an- bzw. ausgeformten oberen und unteren Querstreben8.3 und8.4 an dem Flachzellengehäuse8.1 abgestützt sein. - Zu einer verbesserten Darstellung ist in
9 ein vergrößerter oberer Ausschnitt der Kontaktfahne2.3 der Flachzelle8 dargestellt. -
10 zeigt einen Ausschnitt einer A-A-Schnittdarstellung der Flachzelle, wobei diese Schnittdarstellung insbesondere auf das Flachzellengehäuse8.1 bezogen ist. -
11 zeigt einen Ausschnitt einer B-B-Schnittdarstellung der Flachzelle, wobei die Schnittdarstellung durch das Flachzellengehäuse8.1 sowie durch die Kontaktfahne2.3 führt. Dabei sind oberhalb des Stützprofils5.3 weitere Dichtelemente3 , beispielsweise in Form von Kunststofflagen3.4 entlang der Kontaktfahne2.3 angeordnet. Die Kunststofflagen3.4 schließen mit dem Flachzellengehäuse8.1 bzw. dem Bereich, aus welchem die Kontaktfahne2.3 herausgeführt ist, ab. - Die Rundzelle
1 sowie die Flachzelle8 mit erfindungsgemäßer Stabilisierung der Polkontakte2.1 bis2.3 durch Stützelemente5 ist besonders bevorzugt in einer Batterie, insbesondere einer Fahrzeugbatterie, in einem Fahrzeug mit Hybridantrieb und/oder in einem mit Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeug, insbesondere zur Personenbeförderung, einsetzbar. -
- 1
- Rundzelle
- 1.1
- Zellengehäuse
- 1.2
- Zellendeckel
- 1.3
- Zelloberseite
- 2
- Polkontakt
- 2.1
- erster Polkontakt
- 2.2
- zweiter Polkontakt
- 2.3
- Kontaktfahne
- 3
- Dichtelement
- 3.1
- erster Dichtring
- 3.2
- zweiter Dichtring
- 3.4
- Kunststofflage
- 4
- Unterlegscheibe
- 5
- Stützelement
- 5.1
- erster Stützring
- 5.2
- zweiter Stützring
- 5.3
- Stützprofil
- 5.3.1
- Einbuchtung
- 6
- Wärmeleitspalt
- 7
- Öffnung
- 8
- Flachzelle
- 8.1
- Flachzellengehäuse
- 8.2
- Ausformungen
- 8.3
- obere Querstrebe
- 8.4
- untere Querstrebe
- 9
- Elektrodenfolienstapel
- R
- Zwischenraum
- a
- Ausdehnung
- b
- Breite
- h
- Höhe
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102007010739 [0002]
Claims (14)
- Batterie mit einem Batteriegehäuse und einer Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie, wobei die Batterie mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen aufweist, die Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden sind, wobei die Wärmeleitplatte im Bereich von Polkontakten (
2.1 ,2.2 ) der Einzelzellen Bohrungen und/oder Einschnitte aufweist, in oder durch welche die Polkontakte (2.1 ,2.2 ) hinein- bzw. hindurchragen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens an einem Polkontakt (2.1 ,2.2 ) der Einzelzelle (Rundzelle1 , Flachzelle8 ) zumindest ein Stützelement (5 ) angeordnet ist. - Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (
5 ) kraft-, form- und/oder stoffschlüssig an dem Polkontakt (2.1 ,2.2 ) befestigt ist. - Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (
5 ) aus einem elektrisch nicht leitfähigem Material gebildet ist. - Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (
5 ) aus einem Kunststoff gebildet ist. - Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (
5 ) bei einer als Rundzelle (1 ) ausgeführten Einzelzelle als ein Stützring (5.1 ,5.2 ) ausgebildet ist. - Batterie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Stützring (
5.1 ) wenigstens an einem durch einen Zellendeckel (1.2 ) herausgeführten zweiten Polkontakt (2.2 ) innerhalb eines Zellengehäuses (1.1 ) angeordnet ist. - Batterie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Stützring (
5.2 ) wenigstens an dem herausgeführten zweiten Polkontakt (2.2 ) auf dem Zellendeckel (1.2 ) angeordnet ist. - Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (
5 ) bei einer als Flachzelle (8 ) ausgeführten Einzelzelle als Stützprofil (5.3 ) ausgebildet ist. - Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Kontaktfahne (
2.3 ) einer Flachzelle (8 ) eine obere Querstrebe (8.3 ) und eine untere Querstrebe (8.4 ) aus- bzw. angeformt ist. - Batterie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützprofil (
5.3 ) auf der unteren Querstrebe (8.4 ) fixiert ist. - Batterie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützprofil (
5.3 ) eine zu einer Form der unteren Querstrebe (8.4 ) korrespondierende Einbuchtung (5.3.1 ) aufweist. - Batterie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützprofil (
5.3 ) innerhalb eines Flachzellengehäuses (8.1 ) angeordnet ist. - Batterie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form des Stützprofils (
5.3 ) zu einer Form von Gehäuseseitenwänden (8.1.1 ,8.1.2 ) des Flachzellengehäuses (8.1 ) korrespondiert. - Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie als eine Fahrzeugbatterie, insbesondere für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb oder ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug, einsetzbar ist.
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