DE102008059956B4 - Battery, in particular vehicle battery - Google Patents
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Abstract
Batterie (1) mit einer Mehrzahl von in Serie und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen (4) und einer den Einzelzellen (4) zugeordneten Kühlplatte (3), wobei die jeweils mit einer Berstscheibe (4.5) versehenen Einzelzellen (4) in einem Batteriegehäuse (5) derart angeordnet sind, dass zumindest zwischen einer Unterseite (Zellboden 4.4) der Einzelzellen (4) und einem Batteriegehäuseboden (5.1.1) des Batteriegehäuses (5) ein Freiraum (7) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatte polseitig auf den Einzelzellen (4) angeordnet ist und dass der Freiraum (7) in Richtung der Einzelzellen (4) druck- und/oder gasdicht abgeschottet ist.Battery (1) with a plurality of series and / or parallel interconnected individual cells (4) and a cooling plate (3) assigned to the individual cells (4), the individual cells (4) each provided with a bursting disc (4.5) in a battery housing (5) are arranged such that a free space (7) is formed at least between an underside (cell bottom 4.4) of the individual cells (4) and a battery housing bottom (5.1.1) of the battery housing (5), characterized in that the cooling plate on the pole side the individual cells (4) is arranged and that the free space (7) in the direction of the individual cells (4) is sealed off in a pressure-tight and / or gas-tight manner.
Description
Die Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wie sie insbesondere aus der gattungsbildend zugrunde gelegten
Aus der gattungsbildend zugrunde gelegten
Dabei wird hier und im Folgenden unter euer 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.In this case, a rupture disk of a cell housing of an individual cell is understood here and below to mean a region of the cell housing which is less stable against an internal pressure in the individual cell, so that the cell housing opens in this area as the internal pressure increases, and there gas and / or electrolyte can escape from the single cell. For example, a rupture disk can be formed as a predetermined breaking point by targeted weakening of the cell housing in a region.
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, a battery for use in motor vehicles, in particular in motor vehicles with a hybrid drive or fuel cell vehicles, a plurality of electrically connected in series and / or parallel single cells, such as lithium-ion cells, which are associated with the associated electronics in a common Housing are located.
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 individual cells must be cooled in order to dissipate the resulting heat loss. For this purpose, an indirect cooling by a coolant circuit or a direct cooling by means of precooled air, which is passed between the individual cells, is usually used.
Bei der aus Bauraumgründen bevorzugten Kühlung durch den Kühlmittelkreislauf ist am Zellenblock der Batterie eine von Kühlmittel durchströmte Kühlplatte angeordnet.When preferred for reasons of space cooling through the coolant circuit a cooling medium flowed through by cooling means is arranged on the cell block of the battery.
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 in the case of lithium-ion cells, the temperature and the internal pressure in the housing can rise sharply in the event of overcharging or short-circuiting. The electrochemically active electrolyte contained in the individual cells is thermally unstable. In particular, the nickel oxide contained in lithium-ion cells decomposes irreversibly above 150 ° C in an exothermic reaction. As a result, the cell heats up further and the pressure inside increases. In order to reduce the pressure within the cell in such cases in a controlled manner, the cell housings of the individual cells frequently each have a rupture disk.
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, the rupture disk is arranged on the bottom surface of the cell housing. For reasons of space is below the rupture disk never so much space available that a contact of a rupture disk, which is broken out of a lying on an electrical voltage cell housing, with electrically conductive parts of the battery, for example with the battery case or the cooling plate is reliably 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.Since overcharging or short circuit usually opens more than one cell housing and due to radial heat conduction chain reactions are possible. For example, if a single cell overheats, adjacent single cells can also be destroyed by the decomposition of the electrochemically active mass. The then emerging from bursting burst bursting rupture gases (also called venting gases) are hot and burning. In this way, before the gases are guided out of the battery housing defined by the so-called vent opening of the battery housing, further parts of the battery can be mechanically and / or thermally stressed, in particular further parts are ignited. Thus, sharpening and precipitation of electrolyte and other conductive contents of the venting gas can lead to further short circuits on the exposed cell poles, the cell connectors or a voltage busbar or battery electronics.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Batterie mit wenigstens einer Einzelzelle, deren Zellgehäuse eine Berstscheibe aufweist, anzugeben.The invention has for its object to provide an improved battery with at least one single cell whose cell housing has a rupture disc.
Die Aufgabe wird efindungsgemäß durch eine Batterie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved according to the invention by a battery having the features of
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Preferred embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.
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, comprises a plurality of individual cells connected in series and / or in parallel with one another and a cooling plate arranged on the individual cells on the pole side. In this case, the individual cells each provided with a rupture disk are arranged in a battery housing such that a free space is formed at least between an underside of the individual cells and a bottom of the battery housing. According to the invention, the free space in the direction of the individual cells is 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 intended for the discharge of venting gases from bursting single cells, d. H. the free space is separated from the other components of the battery, in particular electrically conductive components, such as the cell poles of the individual cells, the cooling plate, the electronic assembly in the battery housing. 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.The space formed between the bottom of the individual cells and the bottom of the battery case is a so-called Ventingraum. For example, by a short circuit or overcharge can form an overpressure in the individual cells of the battery, which burst at predetermined locations of the individual cells for venting rupture discs. The outflowing gas is trappable in the free or Ventingraum and thus a gas leakage from the battery preventable or defined derivable. The inventive pressure- and / or gas-tight partitioning or separation of the free space from the individual cells makes it possible to advantageously provide electrical insulation of electrically conductive components of the battery and the individual cells. When bursting the cell housing one or more individual cells with rupture discs secondary short circuits to electrically conductive components in the shielded battery area are safely avoided by the separation of the free space and the gas and / or pressure-tight shielding. This increases the safety of the battery. Furthermore, the proposed solution requires no additional space and only small additional costs, since existing components can be used. In particular, only minor modifications to existing components, such. As 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 one possible embodiment, at least the pole-side region of the individual cells is separated from the free space pressure and / or gas-tight. This ensures that short circuits caused by leaking vent gases 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, at least one separating element is provided for separating the free space from the region of the individual cells, in particular from the pole-side region of the individual cells. In one possible embodiment, the cooling plate serves as the separating element, by means of which at least the pole-side region of the individual cells, in particular the cell poles of the individual cells, an electronic assembly and / or cell connector or cell connector board is shielded against free-venting venting gases. This allows a particularly space-saving and cost-saving solution, since no other components are required.
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, for this purpose, the outer dimensions of the cooling plate are designed such that the cooling plate is fully applied to the inner wall of the battery case, whereby the pole-side region of the individual cells is safely separated from the free space. A remaining gap between the cooling plate and the inner wall of the battery housing is expediently provided with a sealing element, in particular an adhesive, a sealing ring, a labyrinth seal, a sealing mat and / or silicone. As a result, a particularly secure and tight foreclosure is possible.
Eine bevorzugte 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 preferred embodiment of the invention provides that the separating element is designed as a separate holding frame. 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 engaged, are held. For this purpose, the recesses correspond with a cross-sectional shape of the individual 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.Alternatively, the holding frame for receiving a Elektronikbaueinheit and / or the cell connector or cell connector board may be formed. Also, in addition to the holding frame for the individual cells, a further holding frame for receiving an electronic assembly and / or the cell connector or cell connector board may be provided. This allows a multiple and thus particularly secure foreclosure of the free space. Also by a combination of applied to the inner wall of the battery case cooling plate and one or more holding frame a multiple and / or different cavities forming foreclosure of the free space is 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 one possible embodiment, the holding frame and cooling plate provided, for example, for the individual cells and correspondingly designed are arranged and arranged relative to one another such that, in the case of a vent opening arranged in a side wall of the battery housing, the cooling plate at least the pole-side region of the Shields individual cells against leaking Ventinggase and the holding frame is provided with recesses over which a bottom side of the single cells escaping gas on the space and the recesses can be guided to the vent opening.
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 lie substantially completely against 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, cell poles of the individual cells are passed through corresponding openings in the cooling plate and the individual cells are connected in series and / or in parallel to one another by cell connectors placed on the cell poles and fastened 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 a direct contact with the battery case, which on the one hand, the formation of the Ventingraums is possible and on the other hand, not directly acting on the battery case external forces the single cells are transferable.
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.Expediently, the individual cells are arranged parallel to one another in their longitudinal direction, wherein in a particularly advantageous embodiment, a plurality of individual cells in series and a plurality of rows of individual cells are arranged parallel to one another in a cell network such that the cell assembly forms a honeycomb structure. This is an optimal space-saving arrangement of the individual cells, whereby a space requirement of the battery is as low as possible. Especially in hybrid vehicles, in which several of these batteries are used and in which the available space is extremely limited, 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 so angeordneter und dimensionierter Halterahmen ist somit zusätzlich als seitliche Halterung der Einzelzellen nutzbar. Durch einen derartig 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.Due to the honeycomb arrangement of the individual cells, a gap is formed between them, in particular in round cells. In this space is sufficient space available. Due to the holding frame with the recesses for receiving the individual cells, which lie laterally completely against the inner wall of the recess, the intermediate space between the individual cells is completely filled by the holding frame. As a result, the individual cells are supported laterally, whereby a structure of the battery in an external force is safely obtainable because occurring external forces are absorbed and transmitted by the support frame. A so arranged and dimensioned holding frame is thus also available as a lateral support of the individual cells. Such a battery can be manufactured very efficiently by a holding frame formed in this way, since the individual cells can be inserted into the molded body or holding frame and inserted into the battery housing together with it, so that both the individual cells and the holding frame are optimally positioned and 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.Due to the holding frame, in particular when the formations of the recesses correspond to the contour of the cell wall of the individual cells, the individual cells are additionally supported laterally. The support frame is for example made of plastic or other suitable material, which is particularly particularly pressure-resistant and gas-tight. As a result, the battery is simple, inexpensive and can be realized with very low weight. Even with a design of the holding frame, for example made of metal with a corresponding electrically insulating coating, this is designed as a hollow body, whereby the weight of the shaped body is reduced and material can be saved. The support frame is only to a required stability, which is required for example for compressive strength at the outlet of the Ventinggase adapt.
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, individual cells, which are designed with polygonal housings, due to a high packing density of the individual cells have no space between them. In such a case, the individual cells are arranged by means of the holding frame to a predetermined distance from each other or alternatively by a frame surrounding all individual cells frame pressed together so that the individual cells are gas-tight and pressure-tight sealed off and thus still sufficient protection of the battery by this alternative 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 vehicle with hybrid drive or a fuel cell vehicle. Such a secure battery can be safely operated in a vehicle, since it is ensured by means of the solution according to the invention that, for example, after an accident of the vehicle, no danger arises from the battery.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
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
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 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 electronic assembly
- 77
- Freiraumfree space
- 88th
- Halterahmenholding frame
- 8.18.1
- Ausnehmungenrecesses
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- 99
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