DE102009035461A1 - Battery i.e. heavy-duty battery, for motor vehicle, has electrical insulation layer and additional pole plate arranged on side of positive pole plate, where additional plate is electrically connected with negative pole plate via tension rod - Google Patents

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Abstract

The battery (1) has a set of battery single cells (2) arranged in a flat shape and tensioned to a cell stack using a tension rod (15). The cell stack comprises positive and negative pole plates (6, 8) on respective sides. An electrical insulation layer (13) and an additional pole plate (14) are arranged on one side of the positive pole plate. The additional pole plate is electrically connected with the negative pole plate via the tension rod. A region between the tension rod and the positive pole plate and between the tension rod and the battery single cells exhibits an electrical isolator.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einer Vielzahl von Batterieeinzelzellen, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The The invention relates to a battery having a plurality of battery cells, after further defined in the preamble of claim 1 Art.

Eine Vorrichtung mit wenigstens einer elektrochemischen Zelle ist aus der DE 10 2007 004 567 A1 beispielhaft bekannt. Dabei wird die elektrochemische Zelle zwischen zwei Rahmen mit entsprechenden elektrisch leitenden Bereichen durch eine Presskraft eingeklemmt. Außerdem ist es aus dieser Schrift bekannt, derartige Einzelzellen übereinander zu stapeln und zwischen zwei Endplatten zu einem Zellenstapel zu verspannen. Hierfür sind Gewindestangen als Zuganker beschrieben. Dadurch, dass die elektrochemischen Zellen beziehungsweise die elektrochemisch aktiven Materialien der Zellen lediglich über Presskräfte verbunden sind, kann es bei einem derartigen Aufbau einer Batterie sehr leicht zu einer durch Vibrationen oder thermisch unterschiedliche Ausdehnungen bedingten Reduktion der Presskraft in zumindest einigen der Zellen kommen. Dadurch kann es zu einer schlechten Kontaktierung bis hin zum Ausfall einzelner elektrochemischer Zellen aufgrund höherer Übergangswiderstände kommen.A device with at least one electrochemical cell is known from DE 10 2007 004 567 A1 known by way of example. In this case, the electrochemical cell is clamped between two frames with corresponding electrically conductive regions by a pressing force. It is also known from this document to stack such single cells one above the other and to clamp between two end plates to a cell stack. For this purpose, threaded rods are described as tie rods. Due to the fact that the electrochemical cells or the electrochemically active materials of the cells are only connected by pressing forces, with such a construction of a battery, it is very easy to reduce the pressing force in at least some of the cells due to vibrations or thermally different expansions. This can lead to poor contact up to the failure of individual electrochemical cells due to higher contact resistance.

Ferner ist aus der EP 1 710 859 A1 eine Batterie bekannt, welche ebenfalls aus gestapelten Einzelzellen und auf einer Grundplatte fixierten Stapeln derartiger Einzelzellen ausgebildet ist. Die Stapel der Einzelzellen werden dabei über Schraubmittel auf der Grundplatte fixiert und zueinander gehalten. Die Schraubmittel können dabei außerdem zur elektrischen Kontaktierung eingesetzt werden, so dass diese die elektrische Leistung zwischen den einzelnen Zellenstapeln der Batterie leiten. Insgesamt ist der Aufbau jedoch sehr komplex und kann die Anforderung an einen kompakten Bauraum und eine hohe Energiedichte nicht erfüllen.Furthermore, from the EP 1 710 859 A1 a battery is known which is also formed of stacked single cells and fixed to a base plate stacks of such individual cells. The stacks of individual cells are fixed by means of screw on the base plate and held each other. The screw means can also be used for electrical contacting, so that they conduct the electrical power between the individual cell stacks of the battery. Overall, the structure is very complex and can not meet the requirement for a compact space and a high energy density.

Beim Einsatz derartiger Batterien als Hochleistungsbatterie in Kraftfahrzeugen, beispielsweise in hybridisierten oder teilhybridisierten Antriebssträngen mit einem Verbrennungsmotor und elektrischen Antriebskomponenten spielt jedoch genau dieser sehr kompakte Aufbau in Verbindung mit höchster Zuverlässigkeit der Batterie eine entscheidende Rolle.At the Use of such batteries as a high-performance battery in motor vehicles, for example, in hybridized or partially hybridized powertrains with an internal combustion engine and electric drive components However, exactly this very compact structure plays in connection with highest reliability of the battery a crucial Role.

Außerdem haben die beiden durch den Stand der Technik dargestellten Bauformen, ebenso wie viele andere allgemein bekannte Bauformen mit flächigen Batteriezellen, den Nachteil, dass die Anordnung der Zellen eine ungünstige Lage der Hochvoltanschlüsse der Batteriezelle bedingt. Dies gilt insbesondere beim Aufbau der flachen Batterieeinzelzellen als Bipolarzellen, sodass der eine Pol der Batterie auf der einen Seite des Stapels und der andere Pol der Batterie auf der anderen Seite des Stapels zu liegen kommt. Um nun jedoch beide elektrischen Anschlüsse auf eine Seite des Batteriestapels führen zu können, kennt der Stand der Technik entsprechende Stromschienen, welche zumindest einen Pol der Batterie um dieselbe herumführen, sodass ein für den Anschluss und Einbau der Batterie günstiger Aufbau entsteht, bei dem beide Pole auf einer Seite der Batterie angeordnet sind, und damit auch auf einer Seite der Batterie abgegriffen werden können. Da mit einer solchen Stromschiene jedoch vergleichsweise hohe Ströme geführt werden müssen, muss diese entsprechend groß und damit auch schwer und sperrig ausgeführt sein. Außerdem muss auf eine entsprechende Isolation gegenüber dem Batteriegehäuse geachtet werden. Dies macht den Aufbau derartiger Batterien zusätzlich komplex und teuer, erfordert zusätzlichen Bauraum und Gewicht, was sich wiederum negativ auf das erreichbare Leistungsvolumen beziehungsweise die erreichbare Leistungsdichte auswirkt.Furthermore have the two designs represented by the prior art, as well as many other well-known designs with flat Battery cells, the disadvantage that the arrangement of cells a unfavorable position of the high-voltage terminals of the battery cell conditionally. This applies in particular to the construction of the flat individual battery cells as bipolar cells, so that one pole of the battery on the one Side of the stack and the other pole of the battery on the other Side of the stack comes to rest. But now both electrical Make connections on one side of the battery pack to know the state of the art corresponding busbars, which lead at least one pole of the battery around the same, so that cheaper for the connection and installation of the battery Construction arises, with both poles on one side of the battery are arranged, and thus tapped on one side of the battery can be. As with such a power rail, however comparatively high currents must be conducted This must be large and thus heavy and heavy be carried out bulky. It also has to be on one appropriate insulation against the battery case be respected. This adds to the construction of such batteries complex and expensive, requires extra space and weight, which in turn negatively affects the achievable volume of performance, respectively the achievable power density affects.

Diese Situation wird zusätzlich dadurch verschärft, dass die Batterieeinzelzellen sehr häufig auch über Spannbänder zu einem Zellenstapel verspannt werden, wobei auch diese Spannbänder Bauraum außerhalb des eigentlichen Batteriezellenstapels beanspruchen und darüberhinaus für eine sichere Verspannung des Zellenstapels häufig ungeeignet sind.These Situation is exacerbated by that the battery cells very often over Tension straps are clamped to a cell stack, wherein Also, these straps space outside the actual battery cell stack claim and beyond for a safe Strain of the cell stack are often unsuitable.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterie bereitzustellen, welche einen sehr sicheren und kompakten Aufbau mit einer guten Zugängigkeit der elektrischen Anschlüsse der Batterie ermöglicht.It Therefore, the object of the present invention is a battery to provide a very safe and compact construction with a good accessibility of the electrical connections the battery allows.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention This object by the mentioned in the characterizing part of claim 1 Characteristics solved.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Batterie weist die Batterieeinzelzellen in einer Flachbauweise auf. Die Batterieeinzelzellen sind dabei in bipolarer Bauweise ausgeführt, sodass auf der einen Seite des Zellenstapels der eine Pol der Batterie angeordnet ist, während auf der anderen Seite des Zellenstapels der andere Pol der Batterie angeordnet ist. Die Pole sind in an sich bekannter Weise in Form von Polplatten realisiert, welche die gestapelten Batterieeinzelzellen als Endplatten seitlich begrenzen. Diese Endplatten sind nun über entsprechende Zuganker miteinander verspannt, so dass diese auch den Stapel der Batterieeinzelzellen miteinander verspannen. Außerdem ist auf einer der beiden Polplatten eine elektrische Isolation und eine weitere Polplatte angebracht. Dadurch, dass beim erfindungsgemäßen Aufbau die Zuganker nun nicht die beiden eigentlichen Polplatten, sondern die eine Polplatte und die über die elektrische Isolation auf der anderen Polplatte aufliegende zusätzliche Polplatte miteinander verspannen, wird erreicht, dass die beiden außenliegenden Polplatten, welche beim erfindungsgemäßen Aufbau als Endplatten dienen, die selbe Polarität aufweisen können. Dadurch kann über die Zuganker eine elektrische Leitung von der einen Polplatte auf die weitere Polplatte realisiert werden. Dadurch liegen die eine Polplatte über eine elektrische Isolation von der weiteren Polplatte getrennt direkt nebeneinander und weisen unterschiedliche Polaritäten auf. Durch den Einsatz der Zuganker zum Verspannen des Zellenstapels einerseits und zur elektrischen Leitung von der Polplatte der anderen Seite auf die weitere Polplatte andererseits wird erreicht, dass beide Polaritäten der Batterie auf einer Seite der Batterie dicht beieinander, nur über eine elektrische Isolation voneinander getrennt, vorliegen.The construction of the battery according to the invention has the battery individual cells in a flat construction. The individual battery cells are designed in bipolar design, so that one pole of the battery is arranged on one side of the cell stack, while the other pole of the battery is arranged on the other side of the cell stack. The poles are realized in a conventional manner in the form of pole plates, which limit the stacked battery cells as end plates laterally. These end plates are now clamped together via appropriate tie rods, so that they also clamp the stack of battery cells with each other. In addition, an electrical insulation and another pole plate is mounted on one of the two pole plates. Due to the fact that, in the construction according to the invention, the tie rods now do not dispose the two actual pole plates, but the one pole plate and the additional pole plate resting on the other pole plate via the electrical insulation tension, it is achieved that the two outer pole plates, which serve as end plates in the structure according to the invention, can have the same polarity. As a result, an electrical line can be realized from one pole plate to the other pole plate via the tie rods. As a result, the one pole plate are separated by electrical insulation from the other pole plate directly next to each other and have different polarities. Through the use of the tie rods for clamping the cell stack on the one hand and for electrical conduction from the pole plate of the other side to the other pole plate on the other hand ensures that both polarities of the battery on one side of the battery close together, only separated by an electrical insulation, present ,

Der erfindungsgemäße Aufbau der Batterie erlaubt daher eine Zugänglichkeit beider Pole der Batterie von einer Seite aus, so dass diese sehr einfach mit einem Stecker oder dergleichen abgegriffen werden können, ohne dass die Batterie hierfür von beiden Seiten aus zugänglich sein müsste. Außerdem wird der Batteriestapel durch die Zuganker zu einer kompakten mechanischen Einheit verspannt, welche einen kompakten Aufbau und eine große mechanische Stabilität der Batterie gewährleistet.Of the Therefore, the construction of the battery according to the invention allows an accessibility of both poles of the battery of one Side out, making this very easy with a plug or the like can be tapped without the battery for this accessible from both sides. In addition, the battery pack is closed by the tie rods a compact mechanical unit clamped, which is a compact Construction and a great mechanical stability of Battery guaranteed.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Batterie ist es dabei vorgesehen, dass die beiden über die Zuganker verbundenen Polplatten einen Massepol des Zellenstapels bilden.In a particularly favorable embodiment of the invention Battery, it is provided that the two over the tie rods connected pole plates a ground pole of the cell stack form.

Dadurch, dass diese beiden Polplatten den Massepol bilden, ist die Isolation des Zellenstapels nach außen deutlich erleichtert. Typischerweise wird der Massepol beim Einsatz, insbesondere in Fahrzeugen, ohnehin eine Verbindung zu elektrisch leitenden Bauteilen des Fahrzeugs, wie beispielsweise dem Fahrzeugrahmen, aufweisen, wie dies allgemein üblich ist. Daher ist eine entsprechende Isolation des Massepols gegenüber der Umgebung nicht zwingend erforderlich. Da der Zellenstapel nun auf beiden Seiten mit einem derartigen Massepol abschließt, ist die Isolation des Zellenstapels als Ganzes durch diesen Aufbau deutlich vereinfacht.Thereby, that these two pole plates form the ground pole, is the insulation the cell stack outwardly much easier. typically, becomes the ground pole in use, especially in vehicles, anyway a connection to electrically conductive components of the vehicle, such as the vehicle frame, as is common practice is. Therefore, a corresponding isolation of the ground is opposite the environment is not mandatory. Because the cell stack is now on both sides with such a ground pole, is the isolation of the cell stack as a whole by this construction much easier.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Batterie sieht es vor, dass an den Ecken jeder der Batterieeinzelzellen Bohrungen und/oder Ausnehmungen angeordnet sind, wobei die Zuganker in diesen Bohrungen und/oder Ausnehmungen verlaufen, ohne den Zellenstapel in seinen Richtungen quer zur Stapelrichtung zu überragen.A another particularly advantageous embodiment of the invention Battery, it provides that at the corners of each of the battery individual cells holes and / or recesses are arranged, wherein the tie rods in these Holes and / or recesses run without the cell stack in its directions transverse to the stacking direction.

Mit dieser besonders günstigen Ausgestaltung der Batterie wird ein sehr kompakter Aufbau erreicht. Die Batterieeinzelzellen in Flachbauweise, beispielsweise in einer Rahmenflachbauweise, weisen ohnehin einen entsprechenden Rahmen auf. Der Rahmen dient zum Schutz des aktiven Materials. Er ist jedoch nicht über die gesamte Fläche genutzt, so dass beispielsweise bei rechteckig ausgestalteten Rahmen im Bereich der vier Ecken, Bohrungen oder Ausnehmungen eingebracht werden können, ohne die Funktionalität und die Stabilität des Rahmens und damit die Funktionalität und Stabilität der Batterieeinzelzelle nachteilig zu beeinflussen. In diesen Ausnehmungen oder Bohrungen lassen sich nun die Zuganker entsprechend führen. Beim oben bereits angedeuteten Beispiel von rechteckigen Batterieeinzelzellen können beispielsweise vier der Zuganker in jeder der Ecken einer Batterieeinzelzelle vorgesehen werden. Die Zuganker überragen dabei den Zellenstapel seitlich, also quer zu seiner Stapelrichtung, nicht, sodass sie die Batterieeinzelzellen verspannen und dem Zellstapel mechanische Stabilität geben, ohne zusätzlichen über den Zellenstapel hinausgehenden Bauraum zu benötigen. Dieser Aufbau erlaubt daher, neben den oben genannten Vorteilen, einen sehr kompakten Bauraum und damit ein entsprechend hohes Leistungsvolumen der erfindungsgemäßen Batterie.With This particularly favorable embodiment of the battery achieved a very compact structure. The battery cells in Flat construction, for example in a frame flat construction, wise anyway a corresponding framework. The frame is for protection of the active material. He is not over the whole though Area used, so that, for example, in rectangular designed frame placed in the area of four corners, holes or recesses can be without the functionality and the Stability of the frame and thus the functionality and to adversely affect the stability of the single battery cell. In these recesses or holes can now be the tie rods lead accordingly. In the example already indicated above of rectangular battery single cells, for example four of the tie rods are provided in each of the corners of a single battery cell. The tie rods project beyond the cell stack laterally, so not across their stacking direction, so they're the battery cells tense and give the cell stack mechanical stability, without additional beyond the cell stack To require space. This structure therefore allows, besides the above advantages, a very compact space and thus a correspondingly high performance volume of the invention Battery.

Gemäß einer weiteren sehr günstigen Ausgestaltung der Batterie weisen die Zuganker elastische Mittel auf. Diese elastischen Mittel erlauben es, die Batterieeinzelzellen des Zellenstapels sicher und zuverlässig zu verspannen, auch wenn durch Temperaturschwankungen, Vibrationen oder dergleichen unterschiedliche Ausdehnungen und/oder Bewegungen in den oder zwischen den Batterieeinzelzellen auftreten. Die elastischen Mittel können dabei in Form von Federmitteln realisiert sein, welche entweder in die Zuganker integriert werden, oder welche, insbesondere in Form von Federscheiben, in Kombination mit den Zugankern eingesetzt werden können, wenn diese durch Verschrauben fixiert oder gespannt werden.According to one have another very favorable embodiment of the battery the tie rods elastic means on. These elastic means allow it, the battery cells of the cell stack safe and reliable to be tense even if due to temperature fluctuations, vibrations or the like, different expansions and / or movements occur in or between the battery cells. The elastic Means can be realized in the form of spring means which are either integrated into the tie rods, or which, in particular in the form of spring washers, used in combination with the tie rods can be fixed if screwed or by screwing be tense.

Alternativ oder ergänzend dazu wäre es auch denkbar, den Durchmesser der Zuganker in bestimmten Bereichen gezielt zu verjüngen, um die elastischen Mittel durch entsprechend verjüngte Stellen der Zuganker und die Elastizität des Materials der Zuganker entsprechend zu realisieren.alternative or in addition, it would also be conceivable that Specifically taper the diameter of the tie rods in certain areas, around the elastic means by appropriately tapered Make the tie rods and the elasticity of the material to realize the tie rods accordingly.

In einer weiteren sehr günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist es außerdem vorgesehen, dass aktives Material in Form von Anoden- und Kathodenfolie ausgebildet ist, welche mittels Pressschweißverfahren an jeweils ein Hüllblech je Polarität angeschweißt sind, wobei zwei der Hüllbleche unterschiedlicher Polarität zusammen mit einem dazwischen liegenden, elektrisch isolierenden Rahmen die Batterieeinzelzelle bilden.In another very favorable embodiment of the invention It is also envisaged that active material in shape formed by anode and cathode foil, which by means of pressure welding welded to one cladding sheet each polarity are, wherein two of the cladding sheets of different polarity together with an intermediate, electrically insulating Frame the battery single cells form.

Dieser Aufbau einer Rahmenflachzelle mit angeschweißten Folien aus aktivem Material dient ebenfalls der sicheren Funktion und der sicheren Kontaktierung des aktiven Materials mit den Polen der Batterie, ohne dass diese durch Vibration, thermische Ausdehnungen der Einzelelemente oder dergleichen entgegen der Spannkraft der Zuganker so weit auseinander bewegt werden können, dass keine elektrische Kontaktierung mehr stattfindet. Aufgrund der sicheren elektrischen Kontaktierung über das Pressschweißverfahren kann solchen Szenarien vorgebeugt werden.This structure of a Rahmenflachzelle with welded films made of active material also serves the safe function and secure contact of the active material with the poles of the battery, without these by vibration, thermal expansion of the individual elements or the like against the clamping force of the tie rods can be moved so far apart that no electrical Contacting takes place more. Due to the secure electrical contact via the pressure welding process, such scenarios can be prevented.

Eine besonders günstige Verwendung aller Ausgestaltungsvarianten der erfindungsgemäßen Batterie liegt insbesondere beim Einsatz in ein Fortbewegungsmittel, wie beispielsweise einem Fahrzeug zu Wasser, zu Lande oder in der Luft. Insbesondere kann eine derartige Batterie in Fahrzeugen eingesetzt werden, in denen sie als Teil eines elektrischen Antriebsstranges, welcher beispielsweise rein elektrisch oder hybridisiert beziehungsweise teilhybridisiert ausgebildet sein kann, Verwendung findet.A particularly favorable use of all design variants the battery according to the invention is in particular when used in a means of transportation, such as a Vehicle by water, on land or in the air. In particular, can Such a battery can be used in vehicles in which they as part of an electric drive train, which, for example purely electrical or hybridized or partially hybridized can be designed, use finds.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Batterie ergeben sich aus den verbleibenden Unteransprüchen sowie aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert wird.Further advantageous embodiments of the invention Battery will be apparent from the remaining subclaims as well as from the embodiment, which below will be explained in more detail with reference to the figures.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 einen Aufbau einer Batterie in bipolarer Bauweise gemäß der Erfindung; 1 a structure of a battery in bipolar construction according to the invention;

2 eine Explosionsdarstellung einer Batterieeinzelzelle in einer möglichen Ausgestaltung gemäß der Erfindung; 2 an exploded view of a single battery cell in a possible embodiment according to the invention;

3 eine Explosionsdarstellung des Aufbaus aus 1; 3 an exploded view of the structure 1 ;

4 einen Längsschnitt durch den Aufbau gemäß 1; 4 a longitudinal section through the structure according to 1 ;

5 eine Ausschnittsvergrößerung aus dem Längsschnitt gemäß 4; 5 an enlarged detail of the longitudinal section according to 4 ;

6 einen Querschnitt durch den Aufbau gemäß 1; und 6 a cross section through the structure according to 1 ; and

7 einen Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform des Aufbaus der Batterie. 7 a cross-section through an alternative embodiment of the structure of the battery.

In 1 ist eine Batterie 1 gemäß der Erfindung dargestellt. Die Batterie 1 ist dabei als Stapel aus Batterieeinzelzellen 2 aufgebaut. Die Batterieeinzelzellen 2, von denen nur einige mit dem Bezugszeichen 2 versehen sind, sind als so genannte Rahmenflachzellen aufgebaut. Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll es sich um eine Batterie 1 auf der Basis von Lithium-Ionen handeln. Die als Rahmenflachzellen ausgebildeten Batterieeinzelzellen 2 umfassen dabei, in mehreren Lagen, das eigentliche aktive Material 3 der Batterieeinzelzelle 2 in Form von Anoden- und Kathodenfolien, welche in 2 als Block zu erkennen sind. Die einzelnen Batterieeinzelzellen 2 sind im hier dargestellten Ausführungsbeispiel in bipolarer Bauweise ausgeführt, sodass die beiden Pole der Batterieeinzelzellen 2, von einem isolierenden Rahmen 4 der Rahmenflachzelle getrennt, in Form von metallischen Hüllblechen 5 ausgebildet sind, wie es in 2 im Detail dargestellt ist. Die Hüllbleche 5 sind mit den jeweiligen Folien des aktiven Materials 3 über ein Pressschleifverfahren sicher verbunden. Derartige Batterieeinzelzellen 2 sind beispielsweise aus der DE 10 2007 063 179 oder der DE 10 2007 063 181 bekannt.In 1 is a battery 1 represented according to the invention. The battery 1 is here as a stack of battery cells 2 built up. The battery cells 2 of which only a few are denoted by the reference numeral 2 are provided, are constructed as so-called Rahmenflachzellen. In the illustrated embodiment, it should be a battery 1 act on the basis of lithium ions. The battery cell cells designed as frame flat cells 2 include, in several layers, the actual active material 3 the battery single cell 2 in the form of anode and cathode foils, which are in 2 can be recognized as a block. The individual battery cells 2 are executed in bipolar construction in the embodiment shown here, so that the two poles of the battery individual cells 2 , from an insulating frame 4 the frame flat cell separated, in the form of metallic cladding sheets 5 are trained as it is in 2 is shown in detail. The cover plates 5 are with the respective films of the active material 3 securely connected via a press grinding process. Such battery cells 2 are for example from the DE 10 2007 063 179 or the DE 10 2007 063 181 known.

Der elektrische Strom wird von den durch die Hüllbleche 5 gebildeten Polen der Batterieeinzelzellen 2 von Zelle zu Zelle weitergegeben, sodass auf der einen Seite des Stapels der Batterieeinzelzellen 2 eine elektrisch leitende Polplatte 6 den im hier dargestellten Ausführungsbeispiel positiven Pol der Batterie 1 darstellt. Außerdem ist eine zumindest schematisch angedeuteter positiver Anschluss 7 zu erkennen, an welchem – beispielsweise über einen Stecker – die elektrische Leistung von der positiven Polplatte 6 abgegriffen werden kann. Aus der Logik des bipolaren Aufbaus ergibt sich dann, dass auf der anderen Seite des Stapels der Batterieeinzelzellen 2 eine Polplatte 8 angeordnet ist, welche in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel den negativen Pol der Batterie 1 darstellt.The electric current gets from the through the cladding 5 formed poles of battery cells 2 passed from cell to cell, so on one side of the stack of battery cells 2 an electrically conductive pole plate 6 in the illustrated embodiment, the positive pole of the battery 1 represents. In addition, an at least schematically indicated positive terminal 7 to recognize on which - for example via a plug - the electrical power from the positive pole plate 6 can be tapped. From the logic of bipolar construction, it then follows that on the other side of the stack of battery cells 2 a pole plate 8th is arranged, which in the embodiment shown here, the negative pole of the battery 1 represents.

Neben diesen bisher beschriebenen Bauteilen umfasst die Batterie 1 außerdem eine Kühleinrichtung 9, welche in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Kühlplatte 9 aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise Aluminium, realisiert ist. Die Kühlplatte 9 steht dabei mit den unteren Stirnseiten der einzelnen Batterieeinzelzellen 2 in thermischen Kontakt, sodass in den Batterieeinzelzellen 2 anfallende Wärme an die Kühlplatte 9 abgeleitet werden kann. Hierzu dienen insbesondere auch die Hüllbleche 5, welche die Wärme aus den von der Kühlplatte 9 abgewandten Seiten der Batterieeinzelzellen 2 in Richtung der Kühlplatte 9 leiten. Um einen Kurzschluss der Pole der Batterieeinzelzellen 2 untereinander zu verhindern, ist zwischen der Kühlplatte 9 und dem Stapel der Batterieeinzelzellen 2 eine elektrisch isolierende Wärmeleitfolie, Vergussmasse oder Beschichtung der Kühlplatte 9 vorgesehen, welche die Kühlplatte 9 gegenüber den Batterieeinzelzellen 2 elektrisch isoliert, jedoch für Wärme eine vergleichsweise gute Leitfähigkeit aufweist. Damit kann über die Kühlplatte 9 die anfallende Abwärme aus den Batterieeinzelzellen 2 abgeleitet werden. In der Explosionsdarstellung der Batterieeinzelzelle 2 in 2 ist außerdem zu erkennen, dass In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel Hüllbleche 5 in Teilbereich 10 in Richtung der Kühlplatte 9 seitlich abgekantet sind, sodass diese einen parallel zur Kühlplatte 9 verlaufenden Abschnitt aufweisen. Damit wird die Fläche, welche zur Wärmeübertragung von den Hüllblechen 5 auf die Kühlplatte 9 zur Verfügung steht, entsprechend vergrößert.In addition to these previously described components includes the battery 1 also a cooling device 9 , which in the embodiment shown here as a cooling plate 9 is realized from a good heat conducting material, such as aluminum. The cooling plate 9 stands with the lower end faces of the individual battery cells 2 in thermal contact, so in the battery cells 2 accumulating heat to the cooling plate 9 can be derived. In particular, the cladding sheets are also used for this purpose 5 which dissipates the heat from the cooling plate 9 opposite sides of the battery individual cells 2 in the direction of the cooling plate 9 conduct. To make a short circuit of the poles of the battery cells 2 to prevent each other is between the cooling plate 9 and the stack of battery cells 2 an electrically insulating Wärmeleitfolie, potting or coating the cooling plate 9 provided which the cooling plate 9 towards the battery cells 2 electrically insulated, but for heat has a comparatively good conductivity. This can be done via the cooling plate 9 the resulting waste heat from the individual battery cells 2 be derived. In the exploded view of the single battery cell 2 in 2 you can also see that in here Shielding plates shown embodiment 5 in subarea 10 in the direction of the cooling plate 9 are folded laterally so that they are parallel to the cooling plate 9 have extending portion. This will be the area used for heat transfer from the cladding sheets 5 on the cooling plate 9 is available, increased accordingly.

Im oberen Bereich der Batterie 1 ist ebenfalls ein plattenförmiges Bauteil zu erkennen, welches beispielsweise eine Deckplatte 11 eines Gehäuses sein kann, welche ebenfalls elektrisch isolierend ausgeführt ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass diese Deckplatte 11 als Platine ausgebildet ist, welche entsprechende Stromkreise und Bauteile beinhaltet, beispielsweise eine Einzelzellüberwachung für die Batterieeinzelzellen 2. Außerdem sind an den beiden Polplatten 6, 8 Mittel 12 in Form von hakenartigen Überständen zur formschlüssigen Halterung der Deckplatte 11 zu erkennen Die beiden Pole der Batterie 1, welche an den jeweiligen Polplatten 6, 8 anliegen, sind nun noch auf den beiden Seiten der Batterie 1 angeordnet. Da die elektrische Anbindung der Batterie 1 an ein Batteriemanagementsystem, an entsprechende Schaltschütze, Sicherungen usw. jedoch über einen Hochvoltstecker erfolgen soll, sodass die Batterie 1 auch einfach demontiert werden kann, ist dies ein entscheidender Nachteil, da derartige Hochvoltstecker typischerweise beide Batteriepole in vergleichsweise dicht beieinander liegender Ausführung enthalten. Außerdem ist der beschriebene Aufbau auch bei beengten Platzverhältnissen, wie sie insbesondere in Fahrzeugen herrschen, von Nachteil, wenn die Batterie 1 von zwei Seiten her zugänglich sein muss.In the upper part of the battery 1 is also a plate-shaped component to recognize, which for example a cover plate 11 a housing may be, which is also carried out electrically insulating. However, it is also conceivable that this cover plate 11 is designed as a circuit board, which includes corresponding circuits and components, such as a single cell monitoring for the battery cells 2 , Also, on the two pole plates 6 . 8th medium 12 in the form of hook-like projections for positive retention of the cover plate 11 to recognize the two poles of the battery 1 , which at the respective pole plates 6 . 8th are now still on the two sides of the battery 1 arranged. Because the electrical connection of the battery 1 to a battery management system, to corresponding contactors, fuses, etc., but should be done via a high-voltage connector, so that the battery 1 can also be easily dismantled, this is a major disadvantage, since such high-voltage typically contain both battery terminals in relatively close-lying design. In addition, the structure described is also in confined spaces, such as prevail in vehicles, disadvantageous when the battery 1 must be accessible from two sides.

Der erfindungsgemäße Aufbau löst diese Problematik dadurch, dass auf der einen Seite des Stapels an Batterieeinzelzellen 2 auf der Polplatte 6 eine isolierende Schicht 13 als elektrische Isolation sowie eine weitere Polplatte 14 angeordnet ist. Der Stapel der Batterieeinzelzellen 2 ist nun nicht zwischen den Polplatten 6 und 8 wie beim Stand der Technik verspannt, sondern zwischen der Polplatte 8 und der weiteren Polplatte 14. Hierfür dienen Zuganker 15, welche die Polplatte 8 auf der einen Seite des Stapels an Batterieeinzelzellen 2 und die weitere Polplatte 14 auf der anderen Seite des Stapels an Batterieeinzelzellen 2 miteinander, verbinden und den Stapel dadurch verspannen. Die Zuganker 15 sorgen also für die mechanische Stabilität der Batterie und können darüber hinaus über die Mittel 12 zur formschlüssigen Halterung zum Beispiel die Deckplatte halten. Dadurch entsteht ein mechanischer Aufbau der Batterie 1, welcher ausschließlich über die Zuganker 15 montiert und stabilisiert werden kann, sodass außer dem stapeln der Batterieeinzelzellen und der beiden Polplatten 6, 8, der Isolation 13 und der weiteren Polplatte 14 sowie dem nachfolgenden Verspannen über die Zuganker 15 kein weiterer Montageaufwand entsteht. Der Aufbau, wie er in 1 zu erkennen ist, lässt sich anhand der 3 nochmals besser erkennen, da der Aufbau hier in einer Explosionsdarstellung dargestellt ist. Deutlich sind hier die Zuganker 15 sowie die elektrische Isolation 13 als Schicht zwischen der Polplatte 8 und der weiteren Polplatte 14 zu erkennen. Außerdem ist in der Explosionsdarstellung der 3 eine zusätzliche elektrisch isolierende, jedoch wärmeleitende Schicht 16 zu erkennen, welche zwischen der Kühlplatte 9 und dem Stapel der Batterieeinzelzellen 2 angeordnet ist. An der Kühlplatte 9 sind ferner Anschlusselemente 17 zu erkennen, um diese Kühlplatte 9 in an sich bekannter Weise zur Durchströmung an einen Kühlkreislauf mit einem flüssigen Kühlmittel oder einem zur Verdampfung geeigneten Klimamittel anzuschließen. Der Aufbau der Batterie 1 mit der Kühlplatte 9 kann dabei ebenfalls über hier nicht dargestellte Haltemittel 12 vervollständigt werden, so dass auch die Kühlplatte 9 entsprechend gehalten wird. Alternativ dazu ist es auch denkbar, die Kühlplatte 9 über die elektrisch isolierende wärmeleitende Folie 16 oder eine anstelle der Folie 16 eingesetzte Vergussmasse durch eine Klebeverbindung mit den Batterieeinzelzellen 2 beziehungsweise deren Hüllblechen 5 elektrisch isolierend, jedoch wärmeleitend zu verbinden.The structure of the invention solves this problem by the fact that on one side of the stack of battery cells 2 on the pole plate 6 an insulating layer 13 as electrical insulation and another pole plate 14 is arranged. The stack of battery cells 2 is not between the pole plates 6 and 8th as in the prior art braced, but between the pole plate 8th and the other pole plate 14 , Tie rods are used for this purpose 15 which the pole plate 8th on one side of the stack of battery cells 2 and the other pole plate 14 on the other side of the stack of battery cells 2 with each other, connect and thereby tense the stack. The tie rods 15 So ensure the mechanical stability of the battery and can also on the means 12 for positive retention, for example, hold the cover plate. This creates a mechanical structure of the battery 1 , which exclusively over the tie rods 15 can be mounted and stabilized so that besides stacking the battery cells and the two pole plates 6 . 8th , the isolation 13 and the other pole plate 14 and the subsequent bracing on the tie rods 15 no further installation effort arises. The construction, as in 1 can be seen, can be determined by the 3 recognize even better, since the structure is shown here in an exploded view. Significant here are the tie rods 15 as well as the electrical insulation 13 as a layer between the pole plate 8th and the other pole plate 14 to recognize. In addition, in the exploded view of the 3 an additional electrically insulating, but thermally conductive layer 16 to recognize which between the cooling plate 9 and the stack of battery cells 2 is arranged. At the cooling plate 9 are also connection elements 17 to recognize this cooling plate 9 to connect in a conventional manner to the flow to a cooling circuit with a liquid coolant or suitable for evaporation environmental means. The construction of the battery 1 with the cooling plate 9 can also via holding means, not shown here 12 be completed, so that the cooling plate 9 is held accordingly. Alternatively, it is also conceivable, the cooling plate 9 over the electrically insulating heat-conducting film 16 or one instead of the slide 16 potting compound used by an adhesive bond with the battery cells 2 or their cladding 5 electrically insulating, but to connect thermally conductive.

Der erfindungsgemäße Aufbau der Batterie mit der weiteren Polplatte 14 ist nun so gestaltet, dass über die Zuganker 15 der elektrische Strom von der Polplatte 8 auf der einen Seite der Batterie zu der weiteren Polplatte 14 auf der anderen Seite der Batterie geleitet wird. Dies ist in der Darstellung der Batterie 1 im Längsschnitt der 4 nochmals näher zu erkennen. Die Zuganker 15 sind hierfür mit einem Gewinde ausgestattet, welches in der Polplatte 8 in ein dort befindliches Gewinde eingreift. Auf der weiteren Polplatte 14 liegen die Zuganker mit ihren Köpfen beziehungsweise einer untergelegten Unterlegscheibe 19, oder insbesondere einer Federscheibe entsprechend an. Dies ist in der vergrößerten Darstellung der 5 nochmals deutlicher zu erkennen. Werden die Zuganker 15 nun angezogen, so schraubt sich das Gewinde des Zugankers 15 in das Gewinde der Polplatte 8 und verspannt den Aufbau der Batterieeinzelzellen 2 samt der Polplatte 6 und der elektrischen Isolation 13 gegeneinander. Gleichzeitig leiten die vier Zuganker 15, welche im hier dargestellten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden, den elektrischen Strom von der Polplatte 8 zu der weiteren Polplatte 14, so dass auch diese Polplatte 14 dieselbe Polarität aufweist, wie die Polplatte 8. An der Polplatte 14 ist außerdem ein elektrischer Anschluss 18 angeordnet, welcher wiederum in den 1 und 3 zu erkennen ist. Über diesen elektrischen Anschluss 8 lässt sich dann in unmittelbarer Nähe zum elektrischen Anschluss 7 der Polplatte 6 Leistung von der Batterie 1 auf einer Seite der Batterie 1 beispielsweise durch einen Stecker als Hochvoltanschluss der Batterie 1 einfach abgreifen.The inventive structure of the battery with the other pole plate 14 is now designed so that over the tie rods 15 the electric current from the pole plate 8th on one side of the battery to the other pole plate 14 on the other side of the battery. This is in the illustration of the battery 1 in longitudinal section of 4 to see again closer. The tie rods 15 are equipped for this purpose with a thread, which in the pole plate 8th engages in a thread located there. On the further pole plate 14 lie the tie rods with their heads or an underlaid washer 19 , or in particular a spring washer according to. This is in the enlarged view of 5 to recognize even more clearly. Be the tie rods 15 now tightened, so screwed the thread of the tie rod 15 in the thread of the pole plate 8th and clamps the structure of the individual battery cells 2 including the pole plate 6 and the electrical insulation 13 up to today. At the same time, the four tie rods guide 15 , which are used in the illustrated embodiment, the electric current from the pole plate 8th to the other pole plate 14 so that too this pole plate 14 has the same polarity as the pole plate 8th , At the pole plate 14 is also an electrical connection 18 arranged, which in turn in the 1 and 3 can be seen. About this electrical connection 8th can then be in the immediate vicinity of the electrical connection 7 the pole plate 6 Power from the battery 1 on one side of the battery 1 for example, by a plug as a high-voltage terminal of the battery 1 simply tap.

Die Zuganker 15 müssen selbstverständlich gegenüber den Hüllblechen der Batterieeinzelzellen 2 entsprechend elektrisch isoliert werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die metallischen Zuganker 15 im Bereich ihres Schafts mit einer entsprechenden Beschichtung versehen sind, welche als elektrische Isolation 20 der Zuganker 15 gegenüber den Batterieeinzelzellen 2 beziehungsweise den Hüllblechen 5 der Batterieeinzelzellen 2 dient. Alternativ dazu wäre es selbstverständlich auch denkbar, die elektrische Isolation 20 auf andere Weise, beispielsweise durch eingelegte Röhren aus elektrisch isolierendem Material oder auch durch einen ausreichenden Abstand der Bauteile zueinander zu realisieren. Ebenso ist eine elektrische Isolation 20 zwischen dem Zuganker und der Polplatte 6 notwendig, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Diese elektrische Isolation ist beispielhaft in der vergrößerten Darstellung der 5 nochmals deutlich zu erkennen.The tie rods 15 Of course, they must be opposite the cladding of the battery cells 2 be electrically isolated accordingly. This can be done, for example, that the metallic tie rods 15 are provided in the region of their shaft with a corresponding coating, which as electrical insulation 20 the tie rod 15 towards the battery cells 2 or the cladding sheets 5 the battery cells 2 serves. Alternatively, it would of course also conceivable, the electrical insulation 20 to realize in another way, for example by inserted tubes made of electrically insulating material or by a sufficient distance between the components to each other. Likewise is an electrical insulation 20 between the tie rod and the pole plate 6 necessary to avoid a short circuit. This electrical insulation is exemplary in the enlarged view of 5 again clearly visible.

Um nun ein sicheres Verspannen der Batterieeinzelzellen 2 gegeneinander in allen denkbaren Situationen zu gewährleisten, insbesondere bei Vibrationen oder starken Temperaturschwankungen, wie sie beispielsweise beim Einsatz in einem Fahrzeug häufig auftreten, können die Zuganker 15 außerdem entsprechende elastische Mittel aufweisen, so dass die Spannung, welche durch die Zuganker 15aufgebracht wird, sich in gewissen Grenzen an die Gegebenheiten anpassen kann und somit ein sicheres Verspannen der Batterieeinzelzellen 2 auch in Extremsituationen gewährleistet, ohne diese zu beschädigen.To now a safe clamping of the battery individual cells 2 To ensure against each other in all conceivable situations, especially in vibration or high temperature fluctuations, such as occur frequently when used in a vehicle, the tie rods 15 also have corresponding elastic means, so that the tension, which by the tie rods 15 is applied, can adapt within certain limits to the circumstances and thus a secure clamping of the battery individual cells 2 guaranteed even in extreme situations without damaging them.

Hierfür können beispielsweise entsprechende Federscheiben eingesetzt werden, welche zwischen den Köpfen der Zuganker 15 und der weiteren Polplatten 14 platziert werden können. In der vergrößerten Darstellung der 5 ist die Unterlegscheibe 19 beispielhaft angedeutet. Diese könnte als Federscheibe ausgebildet sein, oder mit einer – oder mehreren – zusätzlichen Federscheiben kombiniert werden. Neben den Federscheiben wäre es außerdem denkbar, andersartige Federelemente in den Aufbau mit einzubringen. Insbesondere können die Zuganker 15 auch so ausgebildet sein, dass sie die Federeigenschaften in sich tragen, beispielsweise indem sie aus einem geeigneten, vergleichsweise elastischen metallischen Material gefertigt werden und/oder durch gezielt eingebrachte Verjüngungen, welche in den Figuren so nicht zu erkennen sind, gezielt mit Bereichen versehen werden, in denen sie eine höherer Elastizität aufweisen.For this example, corresponding spring washers can be used, which between the heads of the tie rods 15 and the other pole plates 14 can be placed. In the enlarged view of the 5 is the washer 19 indicated by way of example. This could be formed as a spring washer, or combined with one - or more - additional spring washers. In addition to the spring was also conceivable to introduce other types of spring elements in the structure. In particular, the tie rods can 15 be designed so that they carry the spring properties in itself, for example, by being made of a suitable, relatively elastic metallic material and / or specifically provided with areas by deliberately introduced tapers, which are not visible in the figures, in which they have a higher elasticity.

Der Aufbau der Batterie in der bisher erläuterten Art, mit den Zugankern 15, weist dabei den Vorteil auf, dass die Zuganker 15 mit Ausnahme ihrer Köpfe nicht über den Gesamtaufbau der Batterie hinausragen. Sie können so ausgebildet sein, dass sie die Rahmen 4 der Batterieeinzelzellen 2 sowie die Hüllbleche 5 derselben in Bereichen durchdringen, in denen diese keine mechanische oder elektrische Funktionalität aufweisen. Hierfür sind in der Darstellung der 2 bereits entsprechende Bohrungen 21 in den Ecken der jeweiligen Rahmen 4 und entsprechend korrespondierende Bohrungen 21 in den Hüllblechen 5 zu erkennen. In der Schnittdarstellung der 6 wird dies nochmals aufgegriffen, auch hier sind in den Ecken des Rahmens 4 entsprechende Bohrungen 21 zu erkennen, in welchen die Zuganker 15 verlaufen. Dieser Aufbau hat zusammen mit dem Gewinde in der Polplatte 8 den Vorteil, dass sämtliche zur mechanischen Stabilisierung des Stapels der Batterieeinzelzellen 2 benötigten Bauteile, mit Ausnahme der Köpfe der Zuganker 15, im Inneren der Batterie 1 zu liegen kommen und somit keinen zusätzlichen Bauraum benötigen. In der Darstellung der 6 ist außerdem zu erkennen, dass die Kühlplatte 9 von entsprechenden Öffnungen 22 durchzogen ist, welche in an sich bekannter und üblicher Weise der Strömung des Kühlmittels dienen.The structure of the battery in the manner explained so far, with the tie rods 15 , has the advantage that the tie rods 15 with the exception of their heads do not protrude beyond the overall construction of the battery. They can be designed to fit the frame 4 the battery cells 2 and the cladding 5 penetrate the same in areas where they have no mechanical or electrical functionality. For this purpose are in the presentation of the 2 already appropriate holes 21 in the corners of each frame 4 and corresponding holes 21 in the cladding 5 to recognize. In the sectional view of 6 this is taken up again, again here are in the corners of the frame 4 corresponding holes 21 to recognize in which the tie rods 15 run. This structure has along with the thread in the pole plate 8th the advantage that all for mechanical stabilization of the stack of battery cells 2 required components, except for the heads of the tie rods 15 , inside the battery 1 come to rest and therefore need no additional space. In the presentation of the 6 It can also be seen that the cooling plate 9 from corresponding openings 22 is traversed, which serve in a known and conventional manner the flow of the coolant.

Eine alternative Ausführungsform der Batterie 1 ist im Querschnitt der 7 dargestellt. Hier wurden anstelle der Bohrungen 21 entsprechende Ausnehmungen 23 in die Rahmen 4 und dementsprechend in die Hüllbleche 5 der Batterieeinzelzellen 2 eingebracht. Auch diese Ausnehmungen 23 erlauben es, dass die Zuganker 15 nicht über die Außenkanten der Batterie 1 quer zur Stapelrichtung der Batterieeinzelzellen 2 hinausragen. Auch so lässt sich ein sehr kompakter Aufbau der Batterie realisieren. Dieser Aufbau hat außerdem den Vorteil, dass die Batterieeinzelzellen 2 bereits durch eine Demontage von zwei der Zuganker und beispielsweise der Deckplatte zugänglich und damit gegebenenfalls zu reparieren oder auszuwechseln sind, ohne dass der komplette Stapel der Batterieeinzelzellen 2 zerlegt werden müsste.An alternative embodiment of the battery 1 is in cross section the 7 shown. Here, instead of drilling 21 corresponding recesses 23 in the frame 4 and accordingly in the cladding 5 the battery cells 2 brought in. Also these recesses 23 allow it, that the tie rods 15 not over the outer edges of the battery 1 transverse to the stacking direction of the battery individual cells 2 protrude. Even so, a very compact construction of the battery can be realized. This construction also has the advantage that the battery individual cells 2 already accessible by a disassembly of two of the tie rods and, for example, the cover plate and thus, if necessary, to repair or replace without the complete stack of battery cells 2 would have to be disassembled.

Neben dem hier dargestellten besonders platzsparenden Aufbau der Batterie 1 mit einer Verschraubung der Zuganker 15 in entsprechende Gewinde in der Polplatte 8 und einer Anordnung der Zuganker 15 so, dass diese quer zur Stapelrichtung der Batterieeinzelzellen 2 nicht über die Batterie 1 hinausragen, wäre es selbstverständlich auch denkbar, im Rahmen der Erfindung eine Batterie 1 aufzubauen, bei der die Zuganker 15 auf beiden Seiten der Batterie 1 mit Befestigungsmitteln – wie beispielsweise Verschraubungen oder Vernietungen – fixiert werden, welche über die Batterie 1 hinausragen, außerdem wäre es denkbar, die Zuganker außerhalb der Flächen des Zellenstapels anzuordnen, beispielsweise indem die entsprechenden Polplatten 8, 14 seitlich über die Batterieeinzelzellen 2 hinausstünden oder die Batterieeinzelzellen 2 und die Polplatten 8, 14 mit entsprechenden Laschen zur seitlich versetzten Aufnahme der Zuganker 15 ausgebildet wären.In addition to the particularly space-saving design of the battery shown here 1 with a screw connection of the tie rods 15 in corresponding thread in the pole plate 8th and an arrangement of tie rods 15 so that these are transverse to the stacking direction of the battery cells 2 not over the battery 1 protrude, it would of course also conceivable within the scope of the invention, a battery 1 build up where the tie rods 15 on both sides of the battery 1 with fasteners - such as screw or rivets - are fixed, which via the battery 1 In addition, it would be conceivable to arrange the tie rods outside the surfaces of the cell stack, for example by the corresponding pole plates 8th . 14 laterally over the battery individual cells 2 stand out or the battery cells 2 and the pole plates 8th . 14 with corresponding tabs for laterally offset recording of the tie rods 15 would be trained.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102007004567 A1 [0002] DE 102007004567 A1 [0002]
  • - EP 1710859 A1 [0003] EP 1710859 A1 [0003]
  • - DE 102007063179 [0029] - DE 102007063179 [0029]
  • - DE 102007063181 [0029] - DE 102007063181 [0029]

Claims (12)

Batterie mit einer Vielzahl von Batterieeinzelzellen, wobei jede der Batterieeinzelzellen in Flachbauweise ausgeführt ist, wobei die Batterieeinzelzellen über Zuganker zu einem Zellenstapel mit einer positiven Polplatte auf der einen Seite und einer negativen Polplatte auf der anderen Seite, verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Polplatte (6) der einen Seite eine elektrische Isolation (13) und eine weitere Polplatte (14) angeordnet ist, wobei die weitere Polplatte (14) über die Zuganker (15) elektrisch mit der Polplatte (8) der anderen Seite verbunden ist.A battery having a plurality of battery cells, wherein each of the battery cells is made in a flat construction, the battery cells are tensioned via tie rods to a cell stack having a positive pole plate on one side and a negative pole plate on the other side, characterized in that on the Pole plate ( 6 ) one side electrical insulation ( 13 ) and another pole plate ( 14 ), wherein the further pole plate ( 14 ) over the tie rods ( 15 ) electrically with the pole plate ( 8th ) is connected to the other side. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich zwischen den Zugankern (15) und der Polplatte (6) auf der einen Seite und zwischen den Zugankern (15) und den Batterieeinzelzellen (2) eine elektrische Isolation (20) aufweist.Battery according to claim 1, characterized in that the area between the tie rods ( 15 ) and the pole plate ( 6 ) on one side and between the tie rods ( 15 ) and the battery cells ( 2 ) an electrical insulation ( 20 ) having. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden über die Zuganker (15) verbundenen Polplatten (8, 14) einen Massepol des Zellenstapels bilden.Battery according to claim 1 or 2, characterized in that the two via the tie rods ( 15 ) connected pole plates ( 8th . 14 ) form a ground pole of the cell stack. Batterie nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass an den Ecken jeder der Batterieeinzelzellen (2) Bohrungen (21) und/oder Ausnehmungen (23) angeordnet sind, wobei die Zuganker (15) in diesen Bohrungen (21) und/oder Ausnehmungen (23) verlaufen, ohne den Zellenstapel in seinen Richtungen quer zur Stapelrichtung zu überragen.Battery according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that at the corners of each of the battery individual cells ( 2 ) Drilling ( 21 ) and / or recesses ( 23 ), the tie rods ( 15 ) in these holes ( 21 ) and / or recesses ( 23 ) run without overhanging the cell stack in its directions transverse to the stacking direction. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieeinzelzellen (2) des Zellenstapels im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sind, wobei der Zellenstapel durch vier Zuganker (15) verspannt ist.Battery according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the battery cells ( 2 ) of the cell stack are formed substantially rectangular, wherein the cell stack by four tie rods ( 15 ) is braced. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuganker (15) wenigstens ein elastisches Mittel aufweisen.Battery according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tie rods ( 15 ) comprise at least one elastic means. Batterie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Mittel als Federelement ausgebildet ist.Battery according to Claim 6, characterized that the elastic means is designed as a spring element. Batterie nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Mittel als Verjüngung der Zuganker (15) ausgebildet ist.Battery according to claim 6 or 7, characterized in that the elastic means as a taper of the tie rods ( 15 ) is trained. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Polplatten (6, 8) auf zumindest einer ihrer Seitenkanten Mittel (12) zur formschlüssigen Halterung einer Deckplatte (11) und/oder einer Kühlplatte (9) aufweisen.Battery according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pole plates ( 6 . 8th ) on at least one of its side edges ( 12 ) for the positive retention of a cover plate ( 11 ) and / or a cooling plate ( 9 ) exhibit. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuganker (15) Schraubenmittel aufweisen.Battery according to one of claims 1 to 9, characterized in that the tie rods ( 15 ) Have screw means. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuganker (15) an einem ihrer Enden ein Gewinde aufweisen, welches mit einem Gewinde in einer der Polplatten (8) verschraubbar ist.Battery according to one of claims 1 to 10, characterized in that the tie rods ( 15 ) have at one of their ends a thread which with a thread in one of the pole plates ( 8th ) is screwed. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass aktives Material (3) in Form von Anoden- und Kathodenfolien ausgebildet ist, welche mittels Pressschweißverfahren an jeweils ein Hüllblech (5) je Polarität angeschweißt sind, wobei zwei der Hüllbleche (5) unterschiedlicher Polarität zusammen mit einem dazwischenliegenden isolierenden Rahmen (4) die Batterieeinzelzelle (2) bilden.Battery according to one of claims 1 to 11, characterized in that active material ( 3 ) is formed in the form of anode and cathode foils, which by means of pressure welding process to each one Hüllblech ( 5 ) are welded to each polarity, wherein two of the cladding ( 5 ) of different polarity together with an intermediate insulating frame ( 4 ) the battery single cell ( 2 ) form.
DE102009035461A 2009-07-31 2009-07-31 Battery i.e. heavy-duty battery, for motor vehicle, has electrical insulation layer and additional pole plate arranged on side of positive pole plate, where additional plate is electrically connected with negative pole plate via tension rod Withdrawn DE102009035461A1 (en)

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