DE102010009063A1 - Halteelement für elektrische Energiespeicher - Google Patents

Halteelement für elektrische Energiespeicher Download PDF

Info

Publication number
DE102010009063A1
DE102010009063A1 DE102010009063A DE102010009063A DE102010009063A1 DE 102010009063 A1 DE102010009063 A1 DE 102010009063A1 DE 102010009063 A DE102010009063 A DE 102010009063A DE 102010009063 A DE102010009063 A DE 102010009063A DE 102010009063 A1 DE102010009063 A1 DE 102010009063A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
energy storage
energy store
retaining element
electrical energy
holding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102010009063A
Other languages
English (en)
Inventor
Adelheid 41460 Klinkner
Franz-Josef 46049 Lietz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Auto Kabel Management GmbH
Original Assignee
Auto Kabel Management GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Auto Kabel Management GmbH filed Critical Auto Kabel Management GmbH
Priority to DE102010009063A priority Critical patent/DE102010009063A1/de
Publication of DE102010009063A1 publication Critical patent/DE102010009063A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643Cylindrical cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554Rods or plates
    • H01M10/6555Rods or plates arranged between the cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/293Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Halteelement für einen elektrischen Energiespeicher für Kraftfahrzeuge mit zumindest einer Energiespeicherzelle. Das Halteelement ist zumindest teilweise aus einem wärmeleitfähigen Material gebildet ist. Die Anmeldung betrifft darüber hinaus einen elektrischen Energiespeicher für Kraftfahrzeuge mit zumindest einer Energiespeicherzelle und zumindest einem Halteelement und ein Kraftfahrzeug umfassend diesen elektrischen Energiespeicher.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Halteelement für einen elektrischen Energiespeicher für Kraftfahrzeuge mit zumindest einer Energiespeicherzelle. Die Anmeldung betrifft darüber hinaus einen elektrischen Energiespeicher für Kraftfahrzeuge mit zumindest einer Energiespeicherzelle und zumindest einem Halteelement und ein Kraftfahrzeug umfassend diesen elektrischen Energiespeicher.
  • In der heutigen Zeit werden, nicht zuletzt aus ökologischen Gründen, Kraftfahrzeuge mit neuartigen Antrieben, wie beispielsweise einem Elektroantrieb oder einem Hybridantrieb, entwickelt. Ein Problem der Forschung stellt dabei der Energiespeicher für den Antrieb dar.
  • Bei der Auswahl geeigneter elektrischer Energiespeicher sind Kriterien, wie beispielsweise die Energiedichte, die Leistungsdichte, die zyklische Lebensdauer, der energetische Wirkungsgrad, die Selbstentladung, die Umweltverträglichkeit und die Kosten zu berücksichtigen. Beispiele geeigneter Energiespeicher sind unter anderem Lithium-Ionen-Batterien, Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien und ähnliche Akkumulatoren.
  • Derartige Batterien umfassen im Allgemeinen eine Vielzahl an Energiespeicherzellen, die mittels geeigneter Halteelemente fixiert werden können. Gemäß dem Stand der Technik sind die Halteelement e aus einem Kunststoffmaterial gebildet, um neben der Haltefunktion auch eine elektrische Isolation der Speicherzellen untereinander zu gewährleisten.
  • Ein leistungsbeschränkendes Kriterium bei Energiespeichern mit einer hohen Leistungsdichte und gleichzeitig hohem Energieinhalt ist die enorme Temperaturentwicklung der Energiespeicherzellen während des Betriebs der Batterie. Eine Überhitzung der Batteriezellen kann zu einer Beschädigung der Batterie bis hin zur Explosion der Speicherzellen führen, welche weitere Beschädigungen zur Folge haben könnte.
  • Aus dem Stand der Technik ist zur Kühlung der Speicherzellen lediglich ein Kühlgehäuse bekannt, in das die Speicherzellen mittels der Halteelemente eingesetzt werden können. Diese Lösung bietet jedoch nur einen unzureichenden Schutz, da die Wärme von den Speicherzellen nicht ausreichend schnell abgeleitet werden kann. Insbesondere ist eine Temperaturableitungen aus dem Inneren der Speicherzellenanordnung kaum möglich. Folglich ist jedoch die entnehmbar Leistung über die Zeit beschränkt.
  • Daher liegt der Anmeldung die technische Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Energiespeicher zur Verfügung zu stellen, welcher in einfacher Weise eine verbesserte Kühlung des Energiespeichers ermöglicht.
  • Diese und weitere Aufgaben werden anmeldungsgemäß gelöst durch ein Halteelement für einen elektrischen Energiespeicher für Kraftfahrzeuge mit zumindest einer Energiespeicherzelle. Das Halteelement ist zumindest teilweise aus einem wärmeleitfähigen Material gebildet ist.
  • Diese und weitere Aufgaben werden anmeldungsgemäß ebenso gelöst durch einen elektrischen Energiespeicher für Kraftfahrzeuge mit zumindest einer Energiespeicherzelle und zumindest einem Halteelement, wobei das Halteelement zumindest teilweise aus einem wärmeleitfähigen Material gebildet ist.
  • Ein elektrischer Energiespeicher für Kraftfahrzeuge weist eine oder mehr Energiespeicherzellen auf, die in geeigneter Weise miteinander verschaltet sein können. Für eine einfache Anbringung und Halterung der zumindest einen Energiespeicherzelle sind ein oder mehrere Halteelemente im Energiespeicher vorgesehen.
  • Anmeldungsgemäß ist erkannt worden, dass eine deutlich verbesserte Kühlung der Energiespeicherzellen, insbesondere jeder einzelnen Energiespeicherzelle erzielt werden kann, wenn das zumindest eine Halteelement aus einem wärmeleitfähigen Material hergestellt wird. Insbesondere ist erkannt worden, dass eine gute thermische Ableitung der beim Betrieb des Energiespeichers erzeugten Wärme dadurch erreicht werden kann, dass das Halteelement zumindest teilweise aus einem wärmeleitfähigen Material gebildet ist. Unter einem wärmeleitfähigen Material ist hierbei ein Material zu verstehen, dass eine hohe Temperaturleitzahl aufweist. Über das Halteelement kann dann die erzeugte Wärme schnell und in einfacher Weise von Energiespeicherzelle nach Außen abgeführt werden.
  • Der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung kann somit eine signifikante Leistungssteigerung eines Energiespeichers und gleichzeitig eine kleinbauende Konstruktion des Energiespeichers bewirken.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das wärmeleitfähige Material ein metallische Material sein und insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufweisen. Metalle oder Metalllegierungen, beispielsweise geeignete Buntmetalle oder Legierungen davon, weisen besonders gute thermische Leitungseigenschaften auf. Insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung weisen neben guten thermischen Leitungseigenschaften den Vorteil eines geringen Gewichts auf. Ein geringes Gewicht der Halteelemente gewährleistet wiederum ein geringes Gesamtgewicht des elektrischen Energiespeichers. Insbesondere im Kraftfahrzeugsbau ist die Gewichtsersparnis ein Wesentlicher Faktor.
  • Um weiterhin eine elektrische Isolation zwischen den Energiespeicherzellen sicherzustellen kann die Oberfläche des Halteelements gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel zumindest teilweise eine elektrische Isolationsschicht aufweisen. Durch die Anbringung einer Isolationsschicht kann das anmeldungsgemäße Halteelement zumindest drei Aufgaben gleichzeitig lösen. Neben der Isolation und Halterung der Energiespeicherzellen kann das anmeldungsgemäße Halteelement eine verbesserte Kühlung der Energiespeicherzellen gewährleisten.
  • Darüber hinaus kann die elektrische Isolationsschicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiels PVC und/oder Heizungslack und/oder Eloxal aufweisen. Beispielsweise kann die Oberfläche des metallischen Halteelements eloxiert werden. Insbesondere eine Eloxierung der Oberfläche eines aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildeten Halteelements kann in einfacher Weise hergestellt werden und eine ausreichende Isolation zwischen den Energiespeicherzellen gewährleisten. Andere Schichten, wie PVC oder Heizungslack können in einfacher Weise aufgespritzt oder ähnlicher Weise aufgebracht werden. Es versteht sich, dass gemäß anderen Varianten der vorliegenden Anmeldung andere Isolationsmaterialen ebenso wie verschieden Kombinationen dieser Materialien eingesetzt werden können.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Halteelement eine Spannungsdurchschlagfestigkeit von zumindest 1 kV, vorzugsweise 3 Kv aufweist. Beispielsweise kann eine Durchschlagsfestigkeit zwischen 1 kV und 8 kV erforderlich sein. Insbesondere durch die elektrische Isolationsschicht, beispielsweise einer eloxierten Aluminiumoberfläche, kann die gewünschte Durchschlagsfestigkeit erreicht werden. Es versteht sich, dass die spezielle Anforderung der Durchschlagsfestigkeit von der Ausgestaltung und Art der Energiespeicherzellen abhängen kann.
  • Darüber hinaus kann das Halteelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zumindest am Rand einer Energiespeicherzelle oder zwischen zwei Energiespeicherzellen anordenbar sein. Je nach Anordnung des Halteelements innerhalb des elektrischen Energiespeichers kann das Halteelement zumindest als ein Seitenhalteelement oder als ein Mittenhalteelement gebildet sein. Das Halteelement kann zum Beispiel zwischen zwei Speicherzellenmodulen angeordnet und zum Halten der entsprechenden Speicherzellen der Speicherzellenmodule gebildet sein. Mit anderen Worten weist ein Mittenhalteelement zwei vorzugsweise gegenüber liegende Seiten zum Halten der Speicherzellen auf. Die Oberfläche eines Mittenhalteelements kann vorzugsweise komplett mit einer elektrische-isolierenden Schicht umgeben sein. Ein Seitenhalteelement kann hingegen zum Halten eines Speicherzellenmoduls bzw. der entsprechenden Speicherzellen vorgesehen sein. Somit kann lediglich eine Seite des Seitenhalteelements zum Halten eines Speicherelements gebildet sein. Bei einem Seitenelement kann die Oberfläche nur teilweise mit einer elektrische-isolierenden Schicht umgeben sein. Beispielsweise kann lediglich die Oberfläche der zur Fixierung der Speicherzellen verwendeten Seite des Seitenhalteelements entsprechend behandelt sein. Es versteht sich, dass gemäß weiteren Varianten der Anmeldung ebenso die gesamte Oberfläche des Seitenhalteelements elektrisch-isolierend gebildet sein kann.
  • Des Weiteren kann die Energiespeicherzelle gemäß einer Ausführungsform des elektrischen Energiespeichers gemäß der vorliegenden Anmeldung eine Lithium-Ionen-Zelle oder eine Lithium-Eisen-Phosphat-Zelle sein. Derartige Energiespeicherzellen weisen besonders günstige Eigenschaften auf. Insbesondere zeichnen sich diese Zellen durch eine hohe Leistungsdichte und einem gleichzeitig hohen Energieinhalt aus. Es versteht sich, dass gemäß weiteren Varianten der Anmeldung auch andere Energiespeicherzellen eingesetzt werden können.
  • Zur einfachen Halterung bzw. Fixierung einer Energiespeicherzelle kann das Halteelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zumindest eine mit der Form der Energiespeicherzelle korrespondierende Aufnahme aufweisen.
  • Die Form der Aufnahme hängt demnach von der Form der Speicherzelle ab. Jedoch versteht es sich, dass die beiden Formen einander angepasst werden können. Durch eine derartige Aufnahme kann eine besonders gut thermische Verbindung zwischen einer Energiespeicherzelle und dem Halteelement erzielt werden. Dementsprechend kann eine gute Ableitung der Wärme und eine gute Kühlung insbesondere jeder einzelnen Energiespeicherzelle sichergestellt werden.
  • Besonders einfach kann das Halteelement mit den Energiespeicherzellen zum Halten selbiger verbunden werden, wenn die Aufnahme und die Energiespeicherzelle als steckbare Verbindung ausgebildet sind. Neben der einfachen Verbindungsmöglichkeit wird ein guter thermischer Kontakt zwischen einer Energiespeicherzelle und dem Halteelement erzielt.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Oberfläche, insbesondere die innere Oberfläche der Aufnahme zumindest einem Viertel der Oberfläche der Energiespeicherzelle, vorzugsweise zumindest der Hälfte der Oberfläche der Energiespeicherzelle entsprechen. Durch einen großen Oberflächenkontakt zwischen der Energiespeicherzelle und dem Halteelement kann eine größere Menge an Wärme schneller abgeleitet werden.
  • Darüber hinaus kann der Energiespeicher ein Kühlgehäuse zur Aufnahme der zumindest einen Energiespeicherzelle und des zumindest einen Halteelements aufweisen. Das Kühlgehäuse oder der Kühlkörper kann dabei zumindest eine gute thermische Verbindung mit dem Halteelement aufweisen. Beispielsweise kann bei einem Seitenhalteelement die nicht zur Aufnahme von Speicherzellen vorgesehene Seite mit dem Kühlgehäuse verbunden sein. Entsprechend können auch die Mittenhalteelemente eine thermische Verbindung zum Kühlkörper aufweisen. In einfacher Weise kann eine gute Ableitung der Wärme von den Energiespeicherzellen über das/die Halteelement/e und dem Kühlkörper nach Außen sichergestellt werden.
  • Des Weiteren kann der elektrische Energiespeicher ein Hochvoltspeicher sein. Insbesondere die Energiespeicherzellen eines Hochvoltspeichers müssen für eine entsprechend hohe Leistungsentnahme über einen längeren Zeitraum gut gekühlt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist ein Kraftfahrzeug, insbesondere Hybrid-Kraftfahrzeug, umfassend den zuvor genannten elektrischen Energiespeicher. Das Kraftfahrzeug, beispielsweise ein PKW, ein LKW, ein Schiff oder dergleichen kann insbesondere einen Hybrid- und/oder Elektroantrieb aufweisen. Aufgrund der erforderlichen Leistungsdichte können Hochvoltspeicher gemäß der vorliegenden Anmeldung vorgesehen sein.
  • Nachfolgend wird die Anmeldung anhand von Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine erste beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichers gemäß der vorliegenden Anmeldung,
  • 2 einen Ausschnitt aus dem Ausführungsbeispiels gemäß 1.
  • Die Zeichnungen zeigen einen insbesondere in einfacher Weise kühlbaren elektrischen Energiespeicher.
  • Wo es möglich war wurde in den Zeichnungen für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet.
  • 1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichers gemäß der vorliegenden Anmeldung. Insbesondere kann der 1 der Aufbau des Energiespeichers entnommen werden.
  • Der elektrische Energiespeicher umfasst eine Speicherwanne 12, die einerseits zur Aufnahme der weiteren Komponenten des Energiespeichers vorgesehen ist. Andererseits weist die Speicherwanne 12 Halterungen 14 auf, um den Energiespeicher sicher im Fahrzeugraum anzubringen. Beispielsweise kann die Speicherwanne 12 mittels Schraubverbindungen oder dergleichen befestigt werden.
  • Über der Speicherwanne 12 ist eine Kunststoffform 10 abgebildet. Diese Kunststoffform 10 kann aus expandiertem Propylen (EPP) hergestellt sein und zur Aufnahme von weiteren Elementen, wie dem Kühlgehäuse 8 oder einer Datenverarbeitungsbox 16, beispielsweise einer S-Box vorgesehen sein. Mittels der Kunststoffform 10, dessen Seitenwände umgeklappt werden können, lassen sich die zuvor genannten Elemente 8 und 16 in einfacher Weise in die Speicherwanne 12 einsetzen.
  • Die Datenverarbeitungsbox 16 kann geeignete Verarbeitungsmittel zur Überwachung und Steuerung des Energiespeichers umfassen. Auch können Sicherungen und ähnliche Komponenten in ihr angebracht sein. Das Kühlgehäuse 8 oder der Kühlkörper 8 ist zur Ableitung der beim Betrieb des Energiespeichers auftretenden Wärme vorgesehen. Insbesondere leitet der Kühlkörper 8 die Wärme von Innen nach Außen ab.
  • In den Kühlkörper 8 wird zumindest ein Energiespeichermodul, vorzugsweise werden eine Vielzahl an Energiespeichermodulen 6, die mittels Halteelemente gehalten werden, eingesetzt. Der Ausschnitt 6 und die darin gezeigten Halteelemente, Energiespeichermodule und Energiespeicherzellen werden nachfolgend im Detail erläutert.
  • Die Energiespeichermodule können über eine Stromschiene 4 in der gewünschten Form elektrisch miteinander verschaltet werden. Grundsätzlich können die Energiespeichermodule sowohl in Reihe als auch parallel zueinander verschaltet werden.
  • Aus Sicherheitsgründen und zum Schutz vor Verunreinigungen kann die Speicherwanne 12 anschließend noch mit einem Deckel 2 verschlossen werden.
  • 2 zeigt den Ausschnitt 6 aus dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 in einer detailreicheren Darstellung. In der 2 sind zwei Speichermodule 20 dargestellt, die eine Mehrzahl an Energiespeicherzellen 24 umfassen. Im vorliegenden Beispiel umfasst jedes Speichermodul 20 zwölf Energiespeicherzellen 24. Es versteht sich das sich sowohl die Energiespeichermodule als auch die Energiespeicherzellen jeweils von einander unterscheiden können. Als Energiespeicherzelle kann eine Lithium-Ionen-Zelle oder eine Lithium-Eisen-Phosphat-Zelle eingesetzt werden. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der vorliegenden Anmeldung auch andere Speicherzellen verwendet werden können.
  • Des Weiteren kann der 1 entnommen werden, dass Halteelemente 18.1 und 18.2 vorgesehen sind. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei Seitenhalteelemente 18.1 und ein Mittenhalteelement 18.2 vorgesehen. Während das Mittenhalteelement 18.2 zum Halten zweier Energiespeichermodule 20 bzw. der entsprechenden Energiespeicherzellen 24 vorgesehen und zwischen den beiden Energiespeichermodulen 20 angeordnet ist, sind die Seitenhalteelement 18.1 zum Halten der Energiespeicherzellen 24 von lediglich einem Speichermodul 20 vorgesehen. Weiterhin können die Seitenhalteelemente 18.1 an der Seite, die nicht zur Aufnahme von Speicherzellen 24 vorgesehen ist, derart gebildet sein, dass eine gute Verbindung mit dem Kühlgehäuse 8, insbesondere eine gute thermische Verbindung mit dem Kühlgehäuse 8 sichergestellt ist. Hierzu können die Seitenhalteelemente 18.1 an dieser Seite der Form des Kühlkörpers 8 angepasst werden, so dass über eine große Kontaktfläche mit dem Kühlkörper eine gute Wärmeableitung erzielt wird.
  • Zur Aufnahme der Energiespeicherzellen 24 weisen die Halteelemente 18.1 und 18.2 zu der Form der Energiespeicherzellen 24 korrespondierende Aufnahmen 22 auf. Im vorliegenden Beispiel sind die Energiespeicherzellen 24 zylinderförmig gebildet, so dass die Aufnahmen 22 entsprechend geformt sind. Insbesondere können die Speicherzellen 24 in die Aufnahmen 22 gesteckt werden, so dass eine sichere und gleichzeitig einfach herstellbare Halterung der Speicherzellen 24 bzw. Speichermodule 20 gewährleistet werden kann.
  • Die anmeldungsgemäßen Halteelemente 18.1 und 18.2 dienen jedoch nicht nur zum Halten der Energiespeicherzellen 24, sondern darüber hinaus zur Kühlung und elektrischen Isolation der Energiespeicherzellen 24 untereinander. Insbesondere können die Halteelemente 18.1 und 18.2 zumindest teilweise aus einem metallischen Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt sein. Zur Erzielung der elektrischen Isolation können die Oberflächen der Halteelemente 18.1 und 18.2 zudem zumindest teilweise beschichtet sein. Hierfür eignet sich beispielsweise eine PVC-Beschichtung oder eine Beschichtung aus Heizungslack.
  • Aufgrund seines geringen Gewichts und besonders guten thermischen Eigenschaften können die Halteelemente 18.1 und 18.2 insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet sein. Darüber hinaus weist Aluminium den Vorteil auf, dass eine elektrische Isolation in einfacher Weise hergestellt werden kann, wenn das Aluminium eloxiert wird. Mit anderen Worten, es wird eine ausreichende Durchschlagsfestigkeit durch künstliche Oxidation der Aluminiumoberfläche erreicht.
  • Um eine besonders gute Wärmeableitung zu ermöglichen können die Aufnahmen eine innere Oberfläche aufweisen, die vorteilhafterweise zumindest 50% der Oberfläche der Energiespeicherzellen 24 entspricht. Hierdurch kann eine große Kontaktfläche erzielt und somit eine gute Wärmeableitung insbesondere von jeder einzelnen Energiespeicherzelle 24 sichergestellt werden.
  • Aufgrund der guten thermischen Leitfähigkeit kann jede einzelne Energiespeicherzelle signifikant besser gekühlt werden, wodurch sich der Energiespeicher einerseits kleinbauend realisieren lässt und andererseits die Leistungsdichte bei gleichzeitig hohem Energieinhalt deutlich steigern lässt.
  • Es versteht sich von selbst, dass die beschriebenen Ausführungsbeispiele nur wenige aus einer Vielzahl von möglichen Ausführungsbeispielen sind. Beispielsweise umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Speichermodul zwölf Speicherzellen, obwohl eine beliebige Anzahl an Speicherzellen möglich ist. Darüber hinaus kann eine Speicherzelle gemäß der vorliegenden Anmeldung einen anderen Aufbau, beispielsweise keine S-Box aufweisen oder eine andere Speicherwanne.

Claims (14)

  1. Halteelement (18.1, 18.2) für einen elektrischen Energiespeicher für Kraftfahrzeuge mit zumindest einer Energiespeicherzelle (24), dadurch gekennzeichnet, – dass das Halteelement (18.1, 18.2) zumindest teilweise aus einem wärmeleitfähigen Material gebildet ist.
  2. Halteelement (18.1, 18.2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeleitfähige Material ein metallische Material ist und insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufweist.
  3. Halteelement (18.1, 18.2) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Halteelements (18.1, 18.2) zumindest teilweise eine elektrische Isolationsschicht aufweist.
  4. Halteelement (18.1, 18.2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Isolationsschicht A) PVC, und/oder B) Heizungslack, und/oder C) Eloxal aufweist.
  5. Halteelement (18.1, 18.2) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (18.1, 18.2) eine Spannungsdurchschlagfestigkeit von zumindest 1 kv, vorzugsweise 3 kV aufweist.
  6. Halteelement (18.1, 18.2) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (18.1, 18.2) zumindest am Rand einer Energiespeicherzelle (24) oder zwischen zwei Energiespeicherzellen (24) anordenbar ist.
  7. Elektrischer Energiespeicher für Kraftfahrzeuge mit – zumindest einer Energiespeicherzelle (24), und – zumindest einem Halteelement (18.1, 18.2), dadurch gekennzeichnet, – dass das Halteelement (18.1, 18.2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.
  8. Elektrischer Energiespeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicherzelle (24) eine Lithium-Ionen-Zelle oder eine Lithium-Eisen-Phosphat-Zelle ist.
  9. Elektrischer Energiespeicher nach einem der vorherigen Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (18.1, 18.2) zumindest eine mit der Form der Energiespeicherzelle (24) korrespondierende Aufnahme (22) aufweist.
  10. Elektrischer Energiespeicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (22) und die Energiespeicherzelle (24) als steckbare Verbindung ausgebildet sind.
  11. Elektrischer Energiespeicher nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Aufnahme (22) zumindest einem Viertel der Oberfläche der Energiespeicherzelle (24), vorzugsweise zumindest der Hälfte der Oberfläche der Energiespeicherzelle (24) entspricht.
  12. Elektrischer Energiespeicher nach einem der vorherigen Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher ein Kühlgehäuse (8) zur Aufnahme der zumindest einen Energiespeicherzelle (24) und des zumindest einen Halteelements (18.1, 18.2) aufweist.
  13. Elektrischer Energiespeicher nach einem der vorherigen Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher ein Hochvoltspeicher ist.
  14. Kraftfahrzeug, insbesondere Hybrid-Kraftfahrzeug, umfassend einen elektrischen Energiespeicher nach einem der Ansprüche 7 bis 13.
DE102010009063A 2010-02-23 2010-02-23 Halteelement für elektrische Energiespeicher Withdrawn DE102010009063A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010009063A DE102010009063A1 (de) 2010-02-23 2010-02-23 Halteelement für elektrische Energiespeicher

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010009063A DE102010009063A1 (de) 2010-02-23 2010-02-23 Halteelement für elektrische Energiespeicher

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010009063A1 true DE102010009063A1 (de) 2011-08-25

Family

ID=44356685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010009063A Withdrawn DE102010009063A1 (de) 2010-02-23 2010-02-23 Halteelement für elektrische Energiespeicher

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010009063A1 (de)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012207974A1 (de) 2011-05-14 2012-11-22 manroland sheetfed GmbH Verfahren zur Steigerung der Effizienz der Nutzung von Druckereieinrichtungen
DE102012013851A1 (de) 2012-07-12 2013-01-31 Daimler Ag Montageeinheit zu einer Befestigung an einen Rahmen eines Nutzkraftfahrzeugs, die zumindest eine Hochvoltbatterie aufweist
DE102013009713A1 (de) 2013-06-08 2014-12-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Kabelkanal
WO2016087088A1 (de) * 2014-12-04 2016-06-09 Robert Bosch Gmbh Batterie mit verbesserter wärmeabfuhr
US10483510B2 (en) 2017-05-16 2019-11-19 Shape Corp. Polarized battery tray for a vehicle
US10632857B2 (en) 2016-08-17 2020-04-28 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
US10661646B2 (en) 2017-10-04 2020-05-26 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US10886513B2 (en) 2017-05-16 2021-01-05 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based integration
US11088412B2 (en) 2017-09-13 2021-08-10 Shape Corp. Vehicle battery tray with tubular peripheral wall
US11155150B2 (en) 2018-03-01 2021-10-26 Shape Corp. Cooling system integrated with vehicle battery tray
US11211656B2 (en) 2017-05-16 2021-12-28 Shape Corp. Vehicle battery tray with integrated battery retention and support feature
US11214137B2 (en) 2017-01-04 2022-01-04 Shape Corp. Vehicle battery tray structure with nodal modularity
DE102021120656A1 (de) 2021-08-09 2023-02-09 Elringklinger Ag Batteriemodul, Batteriewanne und Verfahren zur Herstellung einer Batteriewanne
CN116169586A (zh) * 2022-12-30 2023-05-26 国家电投集团云南国际电力投资有限公司 一种电解铝母线保护柜
US11688910B2 (en) 2018-03-15 2023-06-27 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
WO2023194342A1 (fr) * 2022-04-06 2023-10-12 Saft Module pour assemblage de cellules électrochimiques, assemblage électrochimique, procédé de fabrication d'un élément de maintien et procédé d'assemblage d'un module correspondants

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012207974B4 (de) 2011-05-14 2020-01-23 manroland sheetfed GmbH Verfahren zur Steigerung der Effizienz der Nutzung von Druckereieinrichtungen
DE102012207974A1 (de) 2011-05-14 2012-11-22 manroland sheetfed GmbH Verfahren zur Steigerung der Effizienz der Nutzung von Druckereieinrichtungen
DE102012013851A1 (de) 2012-07-12 2013-01-31 Daimler Ag Montageeinheit zu einer Befestigung an einen Rahmen eines Nutzkraftfahrzeugs, die zumindest eine Hochvoltbatterie aufweist
DE102013009713A1 (de) 2013-06-08 2014-12-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Kabelkanal
WO2016087088A1 (de) * 2014-12-04 2016-06-09 Robert Bosch Gmbh Batterie mit verbesserter wärmeabfuhr
US11660950B2 (en) 2016-08-17 2023-05-30 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
US10632857B2 (en) 2016-08-17 2020-04-28 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
US11273697B2 (en) 2016-08-17 2022-03-15 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
US11214137B2 (en) 2017-01-04 2022-01-04 Shape Corp. Vehicle battery tray structure with nodal modularity
US11691493B2 (en) 2017-05-16 2023-07-04 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
US10886513B2 (en) 2017-05-16 2021-01-05 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based integration
US10483510B2 (en) 2017-05-16 2019-11-19 Shape Corp. Polarized battery tray for a vehicle
US11211656B2 (en) 2017-05-16 2021-12-28 Shape Corp. Vehicle battery tray with integrated battery retention and support feature
US11088412B2 (en) 2017-09-13 2021-08-10 Shape Corp. Vehicle battery tray with tubular peripheral wall
US11267327B2 (en) 2017-10-04 2022-03-08 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US10960748B2 (en) 2017-10-04 2021-03-30 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US10661646B2 (en) 2017-10-04 2020-05-26 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US11787278B2 (en) 2017-10-04 2023-10-17 Shape Corp. Battery tray floor assembly for electric vehicles
US11155150B2 (en) 2018-03-01 2021-10-26 Shape Corp. Cooling system integrated with vehicle battery tray
US11688910B2 (en) 2018-03-15 2023-06-27 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
DE102021120656A1 (de) 2021-08-09 2023-02-09 Elringklinger Ag Batteriemodul, Batteriewanne und Verfahren zur Herstellung einer Batteriewanne
WO2023194342A1 (fr) * 2022-04-06 2023-10-12 Saft Module pour assemblage de cellules électrochimiques, assemblage électrochimique, procédé de fabrication d'un élément de maintien et procédé d'assemblage d'un module correspondants
FR3134482A1 (fr) * 2022-04-06 2023-10-13 Saft Module pour assemblage de cellules électrochimiques, Assemblage électrochimique, Procédé de fabrication d’un élément de maintien et Procédé d’assemblage d’un module correspondants
CN116169586A (zh) * 2022-12-30 2023-05-26 国家电投集团云南国际电力投资有限公司 一种电解铝母线保护柜
CN116169586B (zh) * 2022-12-30 2024-02-06 国家电投集团云南国际电力投资有限公司 一种电解铝母线保护柜

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010009063A1 (de) Halteelement für elektrische Energiespeicher
EP2476160B1 (de) Verfahren zur herstellung eines energiespeicherhalters für ein fahrzeug
DE102011119212A1 (de) Elektroenergie-Speichervorrichtung mit flachen Speicherzellen
DE102007010744A1 (de) Batteriezelle und Zellverbund einer Batterie
DE102010013034A1 (de) Batterie mit einem Zellenstapel
DE102015218707A1 (de) Energiespeichervorrichtung
DE102017101305A1 (de) Batterie-pack mit innerzelligen wärmeleitenden elementen
DE112016004706T5 (de) Vorrichtung umfassend batteriezellen und ein verfahren zum zusammenbauen
DE102018214543A1 (de) Batteriezelle mit integrierter Kühlung und Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug mit mehreren Batteriezellen
EP3041063A2 (de) Nutzfahrzeug mit einer traktionsbatterie
DE102008034855A1 (de) Zellverbund für eine Batterie
DE102009034675A1 (de) Elektrochemischer Energiespeicher und Verfahren zum Kühlen oder Erwärmen eines elektrochemischen Energiespeichers
DE102013216941B4 (de) Gekühlte Kondensatoranordnung und Verwendung einer solchen
DE102016204460A1 (de) Leistungselektronikmodul und Fahrzeugantriebsystem
DE102014214320A1 (de) Batteriemodul mit Fluidkühlung
DE102014202549A1 (de) Elektrische Energiespeichereinrichtung und Verfahren zum Entwärmen einer elektrischen Energiespeichereinrichtung
DE102014008312A1 (de) Kraftfahrzeug mit elektrisch isolierter Hochvoltkomponente
DE102016210884A1 (de) Batteriemodul einer Batterie, Batterie und Kraftfahrzeug
DE102011078235B4 (de) Kontaktelement zum mechanischen, thermischen und elektrischen Kontaktieren eines Energiespeichers
WO2015132327A1 (de) Energiespeichereinheit und batteriesystem
DE102012103128A1 (de) Batteriemodul
DE102018204056A1 (de) Elektrischer Energiespeicher, stationäre Einheit für einen solchen Energiespeicher und Energiespeichermodul für den Energiespeicher
DE102019120031A1 (de) Kontrolleinrichtung
DE102019003882A1 (de) Batteriemodul für einen elektrischen Energiespeicher mit einer Batteriezellenhalteeinrichtung und einer Zellkühleinrichtung
DE102015013509A1 (de) Batterie

Legal Events

Date Code Title Description
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: COHAUSZ & FLORACK PATENT- UND RECHTSANWAELTE P, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: AUTO-KABEL MANAGEMENT GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: AUTO-KABEL MANAGEMENTGESELLSCHAFT MBH, 79688 HAUSEN, DE

Effective date: 20130910

R082 Change of representative

Representative=s name: COHAUSZ & FLORACK PATENT- UND RECHTSANWAELTE P, DE

Effective date: 20130910

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee