DE102008059956A1 - Battery i.e. lithium-ion-battery, for e.g. hybrid vehicle, has free space formed between cell bottom of single cells and battery housing bottom, where free space is pressure-tightly and/or gas-tightly separated in direction of single cells - Google Patents
Battery i.e. lithium-ion-battery, for e.g. hybrid vehicle, has free space formed between cell bottom of single cells and battery housing bottom, where free space is pressure-tightly and/or gas-tightly separated in direction of single cells Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The invention relates to a battery, in particular a lithium-ion battery, according to the features of the preamble of claim 1.
Dabei wird hier und im Folgenden unter einer Berstscheibe eines Zellgehäuses einer Einzelzelle ein Bereich des Zellgehäuses verstanden, der weniger stabil gegen einen Innendruck in der Einzelzelle ausgebildet ist, so dass sich das Zellgehäuse bei wachsendem Innendruck in diesem Bereich öffnet und dort Gas und/oder Elektrolyt aus der Einzelzelle austreten kann. Beispielsweise kann eine Berstscheibe als eine Sollbruchstelle durch gezielte Schwächung des Zellgehäuses in einem Bereich ausgebildet sein.there is here and below under a rupture disc of a cell case a single cell understood an area of the cell housing, the less stable formed against an internal pressure in the single cell is, so that the cell case with increasing internal pressure in this area opens and there gas and / or electrolyte can escape from the single cell. For example, a rupture disk as a breaking point by targeted weakening of the Cell housing be formed in a range.
Üblicherweise weist eine Batterie zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen mit einem Hybridantrieb oder Brennstoffzellen-Fahrzeugen, mehrere elektrisch in Reihe und/oder parallel geschaltete Einzelzellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen, auf, die sich mit der dazu gehörenden Elektronik in einem gemeinsamen Gehäuse befinden.Usually has a battery for use in motor vehicles, in particular in motor vehicles with a hybrid drive or fuel cell vehicles, a plurality of individual cells connected in series and / or in parallel, For example, lithium-ion cells, which are associated with the Electronics are located in a common housing.
Die Einzelzellen müssen gekühlt werden, um die entstehende Verlustwärme abzuführen. Dazu wird in der Regel eine indirekte Kühlung durch einen Kühlmittelkreislauf oder eine direkte Kühlung mittels vorgekühlter Luft, die zwischen die Einzelzellen geleitet wird, eingesetzt.The Single cells must be cooled to avoid the resulting Dissipate heat loss. This is usually done an indirect cooling through a coolant circuit or direct cooling by means of pre-cooled Air, which is passed between the individual cells, used.
Bei der aus Bauraumgründen bevorzugten Kühlung durch den Kühlmittelkreislauf ist am Zellenblock der Batterie eine von Kühlmittel durchströmte Kühlplatte angeordnet.at the preferred for space reasons cooling the coolant circuit is at the cell block of the battery a coolant flowed through by cooling plate arranged.
Insbesondere bei Lithium-Ionen-Zellen können bei Überladung oder Kurzschluss die Temperatur und der Innendruck im Gehäuse stark ansteigen. Der in den Einzelzellen enthaltene elektrochemisch aktive Elektrolyt ist thermisch instabil. Insbesondere das in Lithium-Ionen-Zellen befindliche Nickeloxid zersetzt sich oberhalb von 150°C irreversibel in einer exothermen Reaktion. Dadurch erwärmt sich die Zelle noch weiter und der Druck in ihrem Inneren steigt. Um in solchen Fällen den Druck innerhalb der Zelle kontrolliert abzubauen, weisen die Zellgehäuse der Einzelzellen häufig jeweils eine Berstscheibe auf.Especially Lithium-ion cells may overcharge or short circuit the temperature and the internal pressure in the housing solid rising. The electrochemical contained in the individual cells active electrolyte is thermally unstable. Especially in lithium-ion cells located nickel oxide decomposes above 150 ° C. irreversible in an exothermic reaction. Warms up the cell continues to rise and the pressure inside increases. Around in such cases controls the pressure within the cell The cell housings of single cells often show a decrease each a rupture disc on.
Üblicherweise ist die Berstscheibe an der Bodenfläche des Zellgehäuses angeordnet. Aus Bauraumgründen ist dabei unterhalb der Berstscheibe nie soviel Freiraum vorhanden, dass ein Kontakt einer Berstscheibe, die aus einem auf einer elektrischen Spannung liegenden Zellgehäuse heraus gebrochen ist, mit elektrisch leitenden Teilen der Batterie, beispielsweise mit dem Batteriegehäuse oder der Kühlplatte, sicher verhindert wird.Usually is the rupture disc on the bottom surface of the cell housing arranged. For reasons of space is below the Rupture disk never leaves so much free space that one contact one Rupture disk, which consists of a lying on an electrical voltage Cell case is broken out, with electrically conductive Divide the battery, for example with the battery case or the cooling plate, is safely prevented.
Da sich bei Überladung oder Kurzschluss in der Regel mehr als ein Zellgehäuse öffnet und aufgrund von radialen Wärmeleitungen sind Kettenreaktionen möglich. Überhitzt beispielsweise eine Einzelzelle, so können auch benachbarte Einzelzellen durch die Zersetzung der elektrochemisch aktiven Masse zerstört werden. Die dann aus Berstöffnungen von geborstenen Berstscheiben austretenden Gase (auch Ventinggase genannt) sind heiß und brennen. Hierdurch können, bevor die Gase aus der so genannten Ventingöffnung des Batteriegehäuses definiert aus dem Batteriegehäuse geführt werden, weitere Teile der Batterie mechanisch und/oder thermisch beansprucht, insbesondere weitere Teile entzündet werden. So können Spitzer und Niederschlag von Elektrolyt und anderen leitfähigen Inhalten des Ventinggases zu weiteren Kurzschlüssen an den freiliegenden Zellpolen, den Zellverbindern oder einer Spannungsverschienung oder der Batterieelektronik führen.There Overload or short circuit usually more as a cell case opens and due to radial Heat conduction chain reactions are possible. Overheated For example, a single cell, so can also neighboring Single cells by the decomposition of the electrochemically active mass be destroyed. The then from bursting openings of burst rupture discs escaping gases (also called venting gases) are hot and burning. This can be done before the gases from the so-called vent opening of the battery case defined out of the battery case, further parts of the battery mechanically and / or thermally stressed, in particular other parts are ignited. So can Sharpener and precipitation of electrolyte and other conductive Contents of the Ventinggases to further short circuits the exposed cell poles, the cell connectors or a voltage busbar or the battery electronics.
Aus
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Batterie mit wenigstens einer Einzelzelle, deren Zellgehäuse eine Berstscheibe aufweist, anzugeben.Of the Invention is based on the object, an improved battery with at least one single cell whose cell housing a Rupture disc has to indicate.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Batterie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The Object is achieved by a battery solved with the features of claim 1.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.preferred Embodiments and developments of the invention are in the dependent Claims specified.
Die erfindungsgemäße Batterie, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, umfasst eine Mehrzahl von in Serie und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen und eine polseitig auf den Einzelzellen angeordnete Kühlplatte. Dabei sind die jeweils mit einer Berstscheibe versehenen Einzelzellen in einem Batteriegehäuse derart angeordnet, dass zumindest zwischen einer Unterseite der Einzelzellen und einem Boden des Batteriegehäuses ein Freiraum gebildet ist. Erfindungsgemäß ist der Freiraum in Richtung der Einzelzellen druck- und/oder gasdicht abgeschottet.The battery according to the invention, in particular a lithium-ion battery, includes a plurality of in series and / or in parallel with each other interconnected single cells and one pole on the single cells arranged cooling plate. They are each with a Rupture disk provided individual cells in a battery case arranged such that at least between a bottom of the Single cells and a bottom of the battery case a free space is formed. According to the invention, the free space sealed in the direction of the individual cells pressure and / or gas-tight.
Mit anderen Worten: Der Bereich der Batterie, der für die Ableitung von Ventinggasen von berstenden Einzelzellen vorgesehen ist, d. h. der Freiraum, ist von den weiteren Komponenten der Batterie, insbesondere elektrisch leitenden Komponenten, wie den Zellpolen der Einzelzellen, der Kühlplatte, der Elektronikbaueinheit, im Batteriegehäuse abgetrennt. Insbesondere sind die weiteren Komponenten der Batterie zumindest partiell in Richtung des Freiraums von diesem druck- und/oder gasdicht abgeschirmt.In other words, the area of the battery which is provided for the discharge of venting gases from bursting single cells, ie the free space, is of the other components of the battery, in particular electrically conductive components, as the cell poles of the single cells, the cooling plate, the electronic assembly, separated in the battery case. In particular, the other components of the battery are at least partially shielded in the direction of the free space of this pressure and / or gas-tight.
Der zwischen der Unterseite der Einzelzellen und dem Boden des Batteriegehäuses gebildete Freiraum ist ein so genannter Ventingraum. Beispielsweise durch einen Kurzschluss oder eine Überladung kann sich in den Einzelzellen der Batterie ein Überdruck bilden, wodurch an vorgegebenen Stellen der Einzelzellen zur Entlüftung vorgesehene Berstscheiben aufbrechen. Das ausströmende Gas ist in dem Frei- oder Ventingraum auffangbar und somit ein Gasaustritt aus der Batterie verhinderbar oder definiert ableitbar. Durch die erfindungsgemäße druck- und/oder gasdichte Abschottung oder Abtrennung des Freiraums gegenüber den Einzelzellen ist eine elektrische Isolation von elektrisch leitenden Bauteilen der Batterie und der Einzelzellen vorteilhaft ermöglicht. Beim Aufplatzen des Zellgehäuses einer oder mehrerer Einzelzellen mit Berstscheiben werden durch die Abtrennung des Freiraums und die gas- und/oder druckdichte Abschirmung sekundäre Kurzschlüsse an elektrisch leitenden Bauteilen im abgeschirmten Batteriebereich sicher vermieden. Dadurch wird die Sicherheit der Batterie erhöht. Weiterhin erfordert die vorgeschlagene Lösung keinen zusätzlichen Bauraum und nur geringe Zusatzkosten, da bereits vorhandene Bauteile verwendet werden können. Insbesondere sind nur geringe Modifikationen an vorhandenen Bauteilen, wie z. B. der Kühlplatte, erforderlich.Of the between the bottom of the single cells and the bottom of the battery case formed space is a so-called Ventingraum. For example by a short circuit or overcharge may be form an overpressure in the individual cells of the battery, whereby at predetermined points of the individual cells for venting Break open the intended rupture discs. The outflowing Gas is trappable in the free or Ventingraum and thus a gas outlet preventable or definable derivable from the battery. By the Pressure and / or gas-tight foreclosure according to the invention or separation of the free space from the individual cells is an electrical insulation of electrically conductive components the battery and the individual cells advantageously allows. When bursting the cell housing one or more individual cells with rupture discs are by the separation of the free space and the gas- and / or pressure-tight shield secondary short circuits on electrically conductive components in the shielded battery area safely avoided. This increases the safety of the battery. Furthermore, the proposed solution requires no additional Space and only small additional costs, since already existing components can be used. In particular, only small Modifications to existing components, such. B. the cooling plate, required.
In einer möglichen Ausführungsform ist zumindest der polseitige Bereich der Einzelzellen vom Freiraum druck- und/oder gasdicht abgetrennt. Hierdurch ist sichergestellt, dass durch austretende Ventinggase verursachte Kurzschlüsse vermieden werden.In a possible embodiment is at least the pole-side region of the individual cells pressure and / or free space separated gas-tight. This ensures that by exiting Venting gases caused short circuits are avoided.
Zweckmäßigerweise ist zur Abtrennung des Freiraums vom Bereich der Einzelzellen, insbesondere vom polseitigen Bereich der Einzelzellen, mindestens ein Trennelement vorgesehen. In einer möglichen Ausführungsform dient als Trennelement die Kühlplatte, mittels der zumindest der polseitige Bereich der Einzelzellen, insbesondere die Zellpole der Einzelzellen, eine Elektronikbaueinheit und/oder Zellverbinder oder Zellverbinderplatine gegen im Freiraum austretende Ventinggase, abgeschirmt ist. Dies ermöglicht eine besonders Bauraum und Kosten sparende Lösung, da keine weiteren Bauteile erforderlich sind.Conveniently, is to separate the free space from the area of the individual cells, in particular from the pole-side region of the individual cells, at least one separating element intended. In one possible embodiment serves as a separator, the cooling plate, by means of at least the pole-side region of the individual cells, in particular the cell poles the single cells, an electronic assembly and / or cell connectors or cell connector board against venting venting gases in the free space, is shielded. This allows a particularly space and cost-saving solution, since no other components required are.
Vorzugsweise sind hierzu die Außenabmessungen der Kühlplatte derart ausgeführt, dass die Kühlplatte vollständig an der Innenwand des Batteriegehäuses anliegt, wodurch der polseitige Bereich der Einzelzellen vom Freiraum sicher abgetrennt ist. Ein zwischen der Kühlplatte und der Innenwand des Batteriegehäuses verbleibender Spalt ist zweckmäßigerweise mit einem Dichtelement, insbesondere einem Kleber, einem Dichtungsring, einer Labyrinthdichtung, einer Dichtmatte und/oder Silicon, versehen. Hierdurch ist eine besonders sichere und dichte Abschottung ermöglicht.Preferably are the external dimensions of the cooling plate executed such that the cooling plate completely on the inner wall of the battery case, whereby the pole-side region of the individual cells safely separated from the free space is. An between the cooling plate and the inner wall of the battery case remaining gap is expediently with a sealing element, in particular an adhesive, a sealing ring, a labyrinth seal, a sealing mat and / or silicone provided. As a result, a particularly secure and tight foreclosure is possible.
Eine alternative oder zusätzliche Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Trennelement als ein separater Halterahmen ausgebildet ist. Dabei ist der Halterahmen zweckmäßigerweise mit einer Anzahl von Ausnehmungen versehen, in welchen die Einzelzellen einsetzbar und insbesondere kraftschlüssig, z. B. reibschlüssig, gehalten sind. Hierzu korrespondieren die Ausnehmungen mit einer Querschnittsform der Einzelzellen oder Kontur der Zellwand der Einzelzellen.A alternative or additional embodiment of the The invention provides that the separating element as a separate holding frame is trained. In this case, the holding frame is expediently provided with a number of recesses in which the individual cells can be used and in particular non-positively, for. B. frictionally, are held. For this purpose, the recesses correspond with a cross-sectional shape the single cells or contour of the cell wall of the individual cells.
Alternativ kann der Halterahmen zur Aufnahme einer Elektronikbaueinheit und/oder der Zellverbinder oder Zellverbinderplatine ausgebildet sein. Auch kann zusätzlich zum Halterahmen für die Einzelzellen ein weiterer Halterahmen zur Aufnahme einer Elektronikbaueinheit und/oder der Zellverbinder oder Zellverbinderplatine vorgesehen sein. Hierdurch ist eine mehrfache und somit besonders sichere Abschottung des Freiraums ermöglicht. Auch durch eine Kombination von an der Innenwand des Batteriegehäuses anliegender Kühlplatte und einem oder mehreren Halterahmen ist eine mehrfache und/oder unterschiedliche Hohlräume bildende Abschottung des Freiraums möglich.alternative can the holding frame for receiving a Elektronikbaueinheit and / or the cell connector or cell connector board may be formed. Also can in addition to the support frame for the single cells another holding frame for receiving a Elektronikbaueinheit and / or the cell connector or cell connector board be. This is a multiple and thus particularly secure foreclosure of the free space. Also by a combination of on the inner wall of the battery case adjacent cooling plate and one or more support frames is a multiple and / or different Cavities forming foreclosure of the free space possible.
In einer möglichen Ausführungsform sind der beispielsweise für die Einzelzellen vorgesehene und entsprechend ausgebildete Halterahmen und die Kühlplatte derart ausgebildet und zueinander angeordnet, dass bei einer in einer Seitenwand des Batteriegehäuses angeordneten Ventingöffnung die Kühlplatte zumindest den polseitigen Bereich der Einzelzellen gegen austretende Ventinggase abschirmt und der Halterahmen mit Aussparungen versehen ist, über die ein bodenseitig aus den Einzelzellen austretendes Gas über den Freiraum und die Aussparungen zur Ventingöffnung führbar ist.In a possible embodiment, for example provided for the individual cells and trained accordingly Holding frame and the cooling plate designed and to each other arranged at one in a side wall of the battery case arranged vent opening the cooling plate at least the pole-side region of the individual cells against escaping Ventinggase shields and the holding frame is provided with recesses, over the on the bottom side of the single cells escaping gas the clearance and the recesses lead to Ventingöffnung is.
Alternativ ist bei einer in den Boden des Batteriegehäuses angeordneten Ventingöffnung der Halterahmen derart ausgebildet, dass zumindest der polseitige Bereich der Einzelzellen, insbesondere die Zellpole der Einzelzellen, eine Elektronikbaueinheit und/oder Zellverbinder oder Zellverbinderplatine, gegen austretende Ventinggase aus dem Freiraum abgeschirmt ist. Dazu sind der Halterahmen und dessen Ausnehmungen derart ausgebildet, dass der Halterahmen weitgehend vollständig an der Innenwand des Batteriegehäuses anliegt und die Einzelzellen weitgehend vollständig an den Ausnehmungen des Halterrahmens anliegen. Ein zwischen Halterahmen und Innenwand des Batteriegehäuses und/oder zwischen Ausnehmungen und Einzelzellen verbleibender Spalt ist zweckmäßigerweise mit einem Dichtelement, insbesondere mit einem Kleber, einem Dichtungsring, einer Labyrinthdichtung, einer Dichtmatte und/oder Silicon, versehen. Dies ermöglicht eine hinreichend sichere und dichte Abschottung.Alternatively, with a Ventingöffnung arranged in the bottom of the battery housing of the holding frame is formed such that at least the pole-side region of the individual cells, in particular the cell poles of the individual cells, a Elektronikbaueinheit and / or cell connector or cell connector board, is shielded against escaping Ventinggase from the free space. For this purpose, the holding frame and its recesses are formed such that the holding frame is largely completely applied to the inner wall of the battery case and the individual cells largely completely abut the recesses of the holder frame. A gap remaining between the holding frame and the inner wall of the battery housing and / or between recesses and individual cells is expediently provided with a sealing element, in particular with an adhesive, a sealing ring, a labyrinth seal, a sealing mat and / or silicone. This allows a sufficiently secure and tight foreclosure.
Vorzugsweise sind Zellpole der Einzelzellen durch korrespondierende Öffnungen in der Kühlplatte hindurchgeführt und die Einzelzellen durch auf die Zellpole aufgesetzte Zellverbinder seriell und/oder parallel miteinander verschaltet und an der Kühlplatte befestigt. Durch die Befestigung der Einzelzellen an der Kühlplatte sind diese, neben einer optimalen thermischen Anbindung an die Kühlplatte, von einem direkten Kontakt mit dem Batteriegehäuse entkoppelt, wodurch zum einen die Bildung des Ventingraums ermöglicht ist und zum anderen auf das Batteriegehäuse einwirkende äußere Kräfte nicht direkt auf die Einzelzellen übertragbar sind.Preferably are cell poles of the single cells through corresponding openings passed in the cooling plate and the individual cells by cell connectors placed on the cell poles serially and / or in parallel interconnected and attached to the cooling plate. By attaching the individual cells to the cooling plate these are, in addition to an optimal thermal connection to the cooling plate, decoupled from direct contact with the battery case, thereby on the one hand the formation of the Ventingraums is possible and on the other to the battery housing acting outside Forces can not be transferred directly to the individual cells are.
Zweckmäßigerweise sind die Einzelzellen in ihrer Längsrichtung parallel zueinander angeordnet, wobei in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform in einem Zellverbund mehrere Einzelzellen in Reihe und mehrere Reihen von Einzelzellen derart parallel nebeneinander angeordnet sind, dass der Zellverbund eine Wabenstruktur bildet. Dies ist eine optimal Bauraum sparende Anordnung der Einzelzellen, wodurch ein Bauraumbedarf der Batterie so gering wie möglich ist. Insbesondere in Hybridfahrzeugen, in denen mehrere dieser Batterien eingesetzt sind und in denen der vorhandene Bauraum äußerst begrenzt ist, ist dies von großer Bedeutung.Conveniently, the individual cells are parallel to one another in their longitudinal direction arranged, wherein in a particularly advantageous embodiment in a cell composite several single cells in series and several rows of individual cells are arranged parallel to each other in such a way, the cell composite forms a honeycomb structure. This is an optimal one Space-saving arrangement of the individual cells, creating a space requirement the battery is as low as possible. In particular in Hybrid vehicles in which several of these batteries are used and in which the available space extremely limited is, this is of great importance.
Durch die wabenartige Anordnung der Einzelzellen ist, insbesondere bei Rundzellen, zwischen diesen ein Zwischenraum gebildet. In diesem Zwischenraum ist ausreichend Bauraum vorhanden. Durch den Halterahmen mit den Ausnehmungen zur Aufnahme der Einzelzellen, welche seitlich vollständig an der Innenwand der Ausnehmung anliegen, ist der Zwischenraum zwischen den Einzelzellen vollständig vom Halterahmen ausgefüllt. Hierdurch werden die Einzelzellen seitlich gestützt, wodurch eine Struktur der Batterie bei einer äußeren Krafteinwirkung sicher erhaltbar ist, da auftretende äußere Kräfte durch den Halterahmen aufnehmbar und übertragbar sind. Ein solcher angeordneter und dimensionierter Halterahmen ist somit zusätzlich als seitliche Halterung der Einzelzellen nutzbar. Durch einen derartigen, z. B. als Formkörper, ausgebildeten Halterahmen ist eine solche Batterie sehr effizient fertigbar, da die Einzelzellen in den Formkörper oder Halterahmen einsetzbar und mit diesem zusammen in das Batteriegehäuse einsetzbar sind, so dass sowohl die Einzelzellen als auch der Halterahmen optimal positioniert und ausgerichtet sind.By the honeycomb arrangement of the individual cells is, especially at Round cells, between these a gap formed. In this Space is sufficient space available. Through the support frame with the recesses for receiving the individual cells, which laterally completely abut the inner wall of the recess, is the Gap between the single cells completely from the Holding frame filled. This will be the single cells supported laterally, thereby providing a structure of the battery an external force certainly preserved is, as occurring external forces through the holding frame can be received and transferred. Such a arranged and dimensioned support frame is thus additional usable as lateral support of the individual cells. By such, z. B. as a shaped body, trained holding frame is a Such battery can be manufactured very efficiently, since the single cells in the shaped body or holding frame used and with this can be used together in the battery case, so that optimally positioned both the individual cells and the holding frame and are aligned.
Durch den Halterahmen sind, insbesondere wenn die Ausformungen der Ausnehmungen mit der Kontur der Zellwand der Einzelzellen korrespondieren, die Einzelzellen zusätzlich seitlich gehaltert. Der Halterahmen ist beispielsweise aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material, welches insbesondere besonders druckfest und gasdicht ist. Hierdurch ist die Batterie einfach, kostengünstig und mit sehr geringem Gewicht realisierbar. Auch bei einer Ausbildung des Halterahmens beispielsweise aus Metall mit entsprechender elektrisch isolierender Beschichtung ist dieser als Hohlkörper ausgebildet, wodurch das Gewicht des Formkörpers reduziert ist und Material einsparbar ist. Der Halterahmen ist lediglich an eine erforderliche Stabilität, welche beispielsweise zur Druckfestigkeit bei Austritt der Ventinggase erforderlich ist, anzupassen.By the holding frame, in particular if the formations of the recesses correspond with the contour of the cell wall of the individual cells, the Single cells also supported laterally. The support frame is for example made of plastic or another suitable Material, which in particular particularly pressure-resistant and gas-tight is. As a result, the battery is simple, inexpensive and can be realized with very low weight. Even with an education the holding frame, for example, metal with corresponding electrical insulating coating this is designed as a hollow body, whereby the weight of the molding is reduced and material is possible. The support frame is only to a required Stability, which contributes to the compressive strength, for example Outlet of Ventinggase is required to adjust.
In einer weiteren Ausführungsform weisen Einzelzellen, welche mit vieleckigen Gehäusen ausgeführt sind, aufgrund einer hohen Packungsdichte der Einzelzellen keinen dazwischen liegenden Bauraum auf. In einem solchen Fall sind die Einzelzellen mittels des Halterahmens auf einen vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet oder alternativ durch einen alle Einzelzellen vollständig umgebenden Rahmen derart miteinander verpresst, dass die Einzelzellen hinreichend gas- und druckdicht abgeschottet sind und somit durch diese Alternative trotzdem ein ausreichender Schutz der Batterie realisierbar ist.In a further embodiment, single cells, which designed with polygonal enclosures, due a high packing density of the individual cells no intervening Space on. In such a case, the individual cells are by means of of the holding frame arranged at a predetermined distance from each other or alternatively by all single cells completely surrounding frame pressed together so that the individual cells are sealed off sufficiently gas and pressure tight and thus by this alternative still sufficient protection of the battery is feasible.
Die Batterie ist vorzugsweise eine Fahrzeugbatterie, insbesondere eine Batterie für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb oder ein Brennstoffzellen-Fahrzeug. Eine derart gesicherte Batterie ist sicher in einem Fahrzeug betreibbar, da mittels der erfindungsgemäßen Lösung sichergestellt ist, dass von der Batterie auch beispielsweise nach einem Unfall des Fahrzeugs keine Gefährdung ausgeht.The Battery is preferably a vehicle battery, in particular a Battery for a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle. Such a secured battery is safe to operate in a vehicle, because by means of the solution according to the invention it is ensured that the battery also, for example, after an accident of the vehicle no danger.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be explained in more detail with reference to drawings.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.
Die
Einzelzellen
Die
Einzelzellen
Kühlplattenseitig
weist das Zellgehäuse
Die
Kühlplatte
Der
erste Polkontakt
Im
Bodenbereich des Batteriegehäuses
Um
weitere Bauteile der Batterie
Hierzu
ist ein geeignetes Schott- oder Trennelement vorgesehen. In einer
möglichen Ausführungsform dient die Kühlplatte
Optional
oder zusätzlich kann das Trennelement als ein separater
Halterahmen
Der
Halterahmen
Bei
einer Kombination von Halterahmen
Die
Darüber
hinaus ist ein erster Polkontakt
Die
Zellbodenflächen
Der
zweite Polkontakt
Die
Einzelzellen
Eine
weitere Möglichkeit ist beispielsweise eine Versteifung
der Einzelzellen
Bei
einer Fertigung der Batterie
Der
zwischen den Zellböden
Zusätzlich
ist die Kühlplatte
Der
vergrößerte Freiraum
Dabei
ist die zusätzliche Elektronikbaueinheit
Die
Ventingöffnung
Durch
den Halterahmen
Darüber
hinaus sind durch eine mittels der erfindungsgemäßen
Lösung von am Batteriegehäuse
Die
erfindungsgemäße Lösung eines abgeschirmten
Venting- oder Freiraums
In
In
- 11
- Batteriebattery
- 22
- Zellenverbundcell assembly
- 33
- Kühlplattecooling plate
- 44
- EinzelzellenSingle cells
- 4.14.1
- Zellgehäusecell case
- 4.24.2
- Zelldeckelcell cover
- 4.3.1, 4.3.24.3.1, 4.3.2
- Polkontaktepole contacts
- 4.44.4
- Zellbodencell bottom
- 4.54.5
- Berstscheiberupture disc
- 55
- Batteriegehäusebattery case
- 5.15.1
- BatteriegehäuseunterteilBattery housing base
- 5.1.15.1.1
- BatteriegehäusebodenBattery case back
- 5.25.2
- BatteriegehäusedeckelBattery cover
- 5.35.3
- BatteriegehäusemittelteilBattery case middle
- 66
- Elektronikbaueinheitelectronics package
- 6.16.1
- zusätzliches Elektronikbaueinheitadditional electronics package
- 77
- Freiraumfree space
- 88th
- Halterahmenholding frame
- 8.18.1
- Ausnehmungenrecesses
- 8.28.2
- Aussparungenrecesses
- 99
- Dichtungselementsealing element
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2403050A1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-04 | Saft | Battery of electrochemical generators including a foam as a filling material between generators |
FR2974453A1 (en) * | 2011-04-19 | 2012-10-26 | Valeo Systemes Thermiques | DEVICE FOR THERMALLY MANAGING A BATTERY PACK |
US20130263442A1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-10-10 | Ferrari S.P.A. | Method for implementing a system for the storage of electric energy for a vehicle with electric propulsion and having cylindrical chemical batteries arranged in a plastic support matrix |
DE102014206868A1 (en) * | 2014-04-09 | 2015-10-15 | Frederic Dietze | Housing for an energy storage device, energy storage device with such a housing and method for its preparation |
DE102014215031A1 (en) | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Novel sealing flange for HV storage with integrated EMC seal |
DE102019110010A1 (en) * | 2019-04-16 | 2020-10-22 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Battery for a vehicle, cooling system and manufacturing process |
DE102019211193A1 (en) * | 2019-07-26 | 2021-01-28 | Elringklinger Ag | Battery devices and methods for fixing battery cells |
US20210126301A1 (en) * | 2018-08-28 | 2021-04-29 | Rivian Ip Holdings, Llc | Cylindrical Battery Cell Packaging and Cooling Configuration |
WO2021094149A1 (en) | 2019-11-11 | 2021-05-20 | Daimler Ag | Storage device for storing electrical energy for a motor vehicle, in particular for an automobile, and motor vehicle |
DE102020007150A1 (en) | 2020-11-13 | 2022-05-19 | TGM Lightweight Solutions GmbH | Arrangement of energy stores in a housing |
DE102021132480A1 (en) | 2021-12-09 | 2023-06-15 | Audi Aktiengesellschaft | Battery assembly and method for venting a gas from a battery assembly |
DE102022113784A1 (en) | 2022-06-01 | 2023-12-07 | Pöppelmann Holding GmbH & Co. KG | Battery module |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012218991A1 (en) * | 2012-10-18 | 2014-06-12 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Energy storage cell and energy storage module |
DE102012221933A1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-03-13 | Continental Automotive Gmbh | Electrical energy storage device for e.g. electric car, has sealing device arranged in housing such that space volume and another space volume are separately formed in housing, where relief port opens exclusively in latter space volume |
DE102015221271A1 (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | battery module |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007010740A1 (en) | 2007-02-27 | 2008-08-28 | Daimler Ag | Automotive battery e.g. lithium ion battery, for e.g. fuel cell vehicle, has cells arranged in internal housing, and gap formed between internal and external housings, where gap is formed for discharging exhaust gas of cells to environment |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007010745B4 (en) * | 2007-02-27 | 2009-01-22 | Daimler Ag | Battery with a heat conducting plate |
-
2008
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007010740A1 (en) | 2007-02-27 | 2008-08-28 | Daimler Ag | Automotive battery e.g. lithium ion battery, for e.g. fuel cell vehicle, has cells arranged in internal housing, and gap formed between internal and external housings, where gap is formed for discharging exhaust gas of cells to environment |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120003508A1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | Saft | Battery of electrochemical generators comprising a foam as inter-generator filler material |
FR2962261A1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-06 | Saft Groupe Sa | BATTERY OF ELECTROCHEMICAL GENERATORS COMPRISING FOAM AS FILLING MATERIAL BETWEEN GENERATORS |
EP2403050A1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-04 | Saft | Battery of electrochemical generators including a foam as a filling material between generators |
FR2974453A1 (en) * | 2011-04-19 | 2012-10-26 | Valeo Systemes Thermiques | DEVICE FOR THERMALLY MANAGING A BATTERY PACK |
WO2012143120A1 (en) * | 2011-04-19 | 2012-10-26 | Valeo Systemes Thermiques | Device for managing the temperature of a battery pack |
US20130263442A1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-10-10 | Ferrari S.P.A. | Method for implementing a system for the storage of electric energy for a vehicle with electric propulsion and having cylindrical chemical batteries arranged in a plastic support matrix |
DE102014206868B4 (en) | 2014-04-09 | 2023-08-24 | Frederic Dietze | Housing for an energy storage device, energy storage device with such a housing and method for the production thereof |
DE102014206868A1 (en) * | 2014-04-09 | 2015-10-15 | Frederic Dietze | Housing for an energy storage device, energy storage device with such a housing and method for its preparation |
DE102014215031A1 (en) | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Novel sealing flange for HV storage with integrated EMC seal |
US11855266B2 (en) * | 2018-08-28 | 2023-12-26 | Rivian Ip Holdings, Llc | Cylindrical battery cell packaging and cooling configuration |
US20210126301A1 (en) * | 2018-08-28 | 2021-04-29 | Rivian Ip Holdings, Llc | Cylindrical Battery Cell Packaging and Cooling Configuration |
DE102019110010A1 (en) * | 2019-04-16 | 2020-10-22 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Battery for a vehicle, cooling system and manufacturing process |
DE102019211193A1 (en) * | 2019-07-26 | 2021-01-28 | Elringklinger Ag | Battery devices and methods for fixing battery cells |
DE102019007809B4 (en) | 2019-11-11 | 2022-03-31 | Daimler Ag | Storage device for storing electrical energy for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, and motor vehicle |
WO2021094149A1 (en) | 2019-11-11 | 2021-05-20 | Daimler Ag | Storage device for storing electrical energy for a motor vehicle, in particular for an automobile, and motor vehicle |
DE102020007150A1 (en) | 2020-11-13 | 2022-05-19 | TGM Lightweight Solutions GmbH | Arrangement of energy stores in a housing |
DE102021132480A1 (en) | 2021-12-09 | 2023-06-15 | Audi Aktiengesellschaft | Battery assembly and method for venting a gas from a battery assembly |
DE102022113784A1 (en) | 2022-06-01 | 2023-12-07 | Pöppelmann Holding GmbH & Co. KG | Battery module |
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