DE102011103991A1

DE102011103991A1 - Battery mounted in e.g. electric vehicle, has spring element which is arranged between contact pins of unit battery cells and cell connector, so as to counteract force applied by clamping force

Info

Publication number: DE102011103991A1
Application number: DE102011103991A
Authority: DE
Inventors: Rainer Kaufmann; Jens Meintschel; Dirk Schröter
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2012-12-13

Abstract

The battery has several unit battery cells (2) which are stacked and clamped together to form a cell stack (1). The contact pins (8) of unit battery cells are electrically connected with cell connector (6). A spring element is arranged between the contact tabs of unit battery cells and cell connector, so as to counteract the force applied by the clamping force.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie aus einer Mehrzahl von Batterieeinzelzellen, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a battery of a plurality of battery individual cells, according to the closer defined in the preamble of claim 1.

Batterien, insbesondere Hochleistungs- oder Hochvoltbatterien, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Solche Batterien werden typischerweise in einer Technologie mit hoher Speicherdichte, beispielsweise in Lithium-Ionen-Technologie oder auch in Nickel-Metallhydrid-Technologie, ausgeführt. Sie dienen meist als Hochleistungsbatterien, beispielsweise als Traktionsbatterien in zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugen. Bei derartigen Batterien ist es bekannt und üblich, diese aus einer Vielzahl von Batterieeinzelzellen derart aufzubauen, dass die Batterieeinzelzellen, sofern diese prismatisch ausgebildet sind, zu einem Zellstapel aufgestapelt und miteinander verspannt werden. Die Kontaktierung der Batterieeinzelzellen untereinander erfolgt dann typischerweise in der Art einer Reihenschaltung, in dem in geeigneter Art und Weise Kontaktelemente in Form von Kontaktfahnen oder Kontaktflächen beispielsweise durch Verpressen in Stapelrichtung elektrisch miteinander kontaktiert werden.Batteries, in particular high-performance or high-voltage batteries, are known from the general state of the art. Such batteries are typically implemented in a high-density technology, such as lithium-ion technology or nickel-metal hydride technology. They usually serve as high-performance batteries, for example as traction batteries in at least partially electrically powered vehicles. In such batteries, it is known and customary to build them from a plurality of individual battery cells such that the individual battery cells, if they are prismatic, are stacked to form a cell stack and clamped together. The contacting of the individual battery cells with each other then typically takes place in the manner of a series connection, in which contact elements in the form of contact lugs or contact surfaces are electrically contacted with one another, for example by pressing in the stacking direction.

Die Problematik dabei liegt insbesondere darin, dass über eine längere Lebensdauer der Batterieeinzelzellen beziehungsweise des Zellstapels hinweg Setzungseffekte in dem Zellstapel auftreten. Dadurch wird die Anpresskraft, welche zur Realisierung der elektrischen Kontaktierung notwendig ist, gegebenenfalls verringert, sodass die serielle Verschaltung der Batterieeinzelzellen unterbrochen und die Funktionalität der Batterie dadurch beeinträchtigt werden kann.The problem lies in particular in the fact that settlement effects in the cell stack occur over a longer lifetime of the individual battery cells or of the cell stack. As a result, the contact pressure, which is necessary for the realization of the electrical contact, possibly reduced, so that the serial connection of the battery cells interrupted and the functionality of the battery can be affected.

Aus dem weiteren Stand der Technik in der Form der DE 10 2009 005 124 A1 ist es gemäß einem der Ausführungsbeispiele außerdem bekannt, dass Kontaktfahnen seitlich über den Zellstapel überstehen. In einem der Ausführungsbeispiele werden diese Kontaktfahnen dann über Verbindungselemente miteinander kontaktiert. Diese Verbindungselemente weisen Federn auf, welche so ausgeformt sind, dass die zwischen die Federn und einem feststehenden Teil der Verbindungselemente eingeschobenen Kontaktfahnen durch die Federn seitlich gegen das Verbindungselement gedrückt und damit elektrisch kontaktiert werden.From the further prior art in the form of DE 10 2009 005 124 A1 it is also known according to one of the embodiments that contact lugs project laterally beyond the cell stack. In one of the embodiments, these contact lugs are then contacted with one another via connecting elements. These connecting elements have springs, which are formed so that the inserted between the springs and a fixed part of the connecting elements tabs are pressed laterally by the springs against the connecting element and thus electrically contacted.

Dieser Aufbau ist vergleichsweise aufwändig, da seitlich über den Zellstapel überstehende Kontaktfahnen über aufwändige Verbindungselemente miteinander verbunden werden müssen. Dies ist hinsichtlich des Bauraums und der Montage außerordentlich schwierig, da ein Zellstapel entsteht, welcher seitlich überstehende Elemente aufweist. Diese können bei der Montage des Zellstapels, beispielsweise in einem Fahrzeug, sehr leicht beschädigt und/oder verschoben werden, sodass auch diese Lösung komplex und schwierig in der Handhabung ist.This structure is comparatively complicated, since laterally over the cell stack protruding tabs must be connected to each other via elaborate fasteners. This is extremely difficult in terms of space and assembly, as a cell stack is formed, which has laterally projecting elements. These can be very easily damaged and / or moved during assembly of the cell stack, for example in a vehicle, so that this solution is complex and difficult to handle.

Es ist die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, eine Batterie aus einer Mehrzahl von Batterieeinzelzellen zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile vermeidet und eine über eine lange Lebensdauer der Batterie sichere und zuverlässige Kontaktierung der Batterieeinzelzellen in platzsparender Art und Weise ermöglicht.It is the object of the present invention to provide a battery of a plurality of individual battery cells, which avoids the disadvantages mentioned above and enables safe and reliable contact over a long battery life of the battery cells in a space-saving manner.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention this object is achieved by the features in the characterizing part of claim 1. Further advantageous embodiments of the solution according to the invention will become apparent from the dependent therefrom dependent claims.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht es vor, dass im Bereich zumindest einiger der aufeinander positionierten Kontaktelemente oder der Kontaktelemente und der Zellverbinder Federelemente angeordnet sind, welche der durch das Verspannen aufgebrachten Kraft entgegenwirken. Diese Federelemente dienen dazu, eine kraftschlüssige Kontaktierung mit einem einzigen Spannelement für den Zellstapel sicher und zuverlässig vornehmen zu können und dabei Setzverluste des Zellstapels zu kompensieren. Die Batterieeinzelzellen des Zellstapels sind in der Regel ortsfest gehaltert. Es besteht ein konstanter Zellenabstand, welcher sich beispielsweise als definiertes Rastermaß durch die Fixierung der Batterieeinzelzellen in Rahmen, Spacern, Gestellen oder aus ihrer Halterung mittels wärmeleitender Vergussmasse ergibt. Eine Verschiebung der Batterieeinzelzellen gegeneinander ist somit nicht möglich. Erfindungsgemäß werden die Federelemente nun mehrfach in dem verpressten Zellstapel angeordnet. Im Extremfall ist es denkbar, dass jede der Batterieeinzelzellen beziehungsweise jedem der Kontaktelemente der Batterieeinzelzellen ein Federelement zugeordnet ist. Die Federelemente können vorzugsweise als Teller-, Druck-, Well- oder Blattfedern ausgebildet sein. In dieser Ausbildungsform wären sie vorzugsweise aus Metall ausgebildet. Ergänzend oder alternativ dazu sind als Federelemente auch elastische Schaummatten, Elastomerblöcke oder dergleichen denkbar.The solution according to the invention provides that in the region of at least some of the successively positioned contact elements or the contact elements and the cell connector spring elements are arranged, which counteract the force applied by the bracing force. These spring elements serve to be able to make a positive contact with a single clamping element for the cell stack safely and reliably and thereby compensate for set losses of the cell stack. The battery cells of the cell stack are usually held stationary. There is a constant cell spacing, which results, for example, as a defined grid by the fixation of the individual battery cells in frames, spacers, racks or from their support by means of thermally conductive potting compound. A shift of the battery cells against each other is therefore not possible. According to the invention, the spring elements are now arranged several times in the compressed cell stack. In the extreme case, it is conceivable that each of the battery individual cells or each of the contact elements of the battery individual cells is assigned a spring element. The spring elements may preferably be formed as plate, pressure, corrugated or leaf springs. In this embodiment, they would preferably be formed of metal. In addition or alternatively, elastic foam mats, elastomer blocks or the like are conceivable as spring elements.

Die erfindungsgemäß aufgebaute Batterie ermöglicht es so, über ein Verspannen der Batterieeinzelzellen zu dem Zellstapel gleichzeitig ein Verpressen der Kontaktelemente und der Federn ohne zusätzlichen Arbeitsgang mit zu realisieren. Dadurch lässt sich einfach und effizient eine Montage des Zellstapels mit entsprechender Kontaktierung der notwendigen Elemente erreichen, ohne dass durch Setzverluste über die Lebensdauer des Zellstapels hinweg die elektrische Kontaktierung nachteilig beeinflusst wird.The battery constructed in accordance with the invention thus makes it possible, at the same time, to compress the contact elements and the springs without any additional operation, by means of clamping the battery individual cells to the cell stack. This makes it easy and efficient to achieve assembly of the cell stack with appropriate contacting of the necessary elements, without the electrical contact being adversely affected by setting losses over the life of the cell stack.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Batterie ist es außerdem vorgesehen, dass jede der Batterieeinzelzellen in dem Zellstapel jeweils zwischen Rahmen aufgenommen ist, wobei die Rahmen über Spannelemente zu dem Zellstapel verspannt sind, und wobei eine elektrische Kontaktierung über ein Verpressen von Kontaktfahnen der Batterieeinzelzellen zwischen im Bereich der Rahmen angeordneten Zellverbindern und dem benachbarten Rahmen erfolgt. Dieser Aufbau ermöglicht es in einfacher und effizienter Weise, Kontaktfahnen zu verwenden, welche gerade aus dem Bereich der Batterieeinzelzelle heraus in den Bereich zwischen die Rahmen verlaufen, sodass auf aufwändig herzustellende gebogene Kontaktfahnen verzichtet werden kann. Dadurch wird das Handling bei der Montage erleichtert und der Aufwand bei der Herstellung der Kontaktfahnen reduziert. According to an advantageous embodiment of the battery, it is also provided that each of the battery cells is accommodated in the cell stack between each frame, the frames are clamped via clamping elements to the cell stack, and wherein an electrical contact via pressing of tabs of the battery cells between in the area the frame arranged cell connectors and the adjacent frame is done. This construction makes it possible in a simple and efficient manner to use contact lugs, which run straight out of the area of the single battery cell into the area between the frames, so that it is possible to dispense with elaborate curved contact lugs. This facilitates handling during assembly and reduces the effort involved in producing the contact lugs.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung hiervon ist es ferner vorgesehen, dass die Zellverbinder elektrisch isoliert in thermischem Kontakt zu einer Kühlvorrichtung stehen. Beim Einsatz von Zellverbinden gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung können diese Zeitverbinder außerdem beispielsweise über eine wärmeleitende, jedoch elektrisch isolierende Folie mit Kühlelementen eines Kühlsystems verbunden werden, beispielsweise einer aktiv gekühlten Kühlplatte, einem Wärmetauscher oder dergleichen. Sie können dann über die Kontaktfahnen direkt die Wärme aus dem Bereich der Batterieeinzelzellen abführen und so zu einer effizienten und leistungsfähigen Kühlung beitragen.In a very advantageous development thereof, it is further provided that the cell connectors are electrically insulated in thermal contact with a cooling device. When using cell connectors according to the embodiment of the invention described above, these time connectors can also be connected to cooling elements of a cooling system, for example an actively cooled cooling plate, a heat exchanger or the like, for example via a thermally conductive but electrically insulating film. You can then use the contact lugs directly dissipate the heat from the area of the battery cells and thus contribute to an efficient and efficient cooling.

Die erfindungsgemäße Batterie vermeidet die eingangs geschilderten Nachteile und ist einfach und effizient in der Montage, wodurch sich Herstellungskosten reduzieren lassen. Außerdem ermöglicht sie auch über eine längere Lebensdauer hinweg eine sichere und zuverlässige elektrische Kontaktierung der Batterieeinzelzellen, welche auch unter schwierigen Bedingungen, beispielsweise einem Auftreten von Vibrationen und dergleichen, sicher aufrechterhalten werden kann. Die erfindungsgemäße Batterie eignet sich daher besonders gut für den Einsatz als Traktionsbatterie in zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, da hier sowohl die Fertigungskosten bei den zu erwartenden Stückzahlen an Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen eine entscheidende Rolle spielen, als auch die möglichst lange Lebensdauer unter den schwierigen in Fahrzeugen häufig auftretenden von Vibrationen und Stößen gekennzeichneten Bedingungen.The battery according to the invention avoids the disadvantages described above and is simple and efficient in assembly, which can reduce manufacturing costs. In addition, it allows for a longer life safe and reliable electrical contact with the battery cells, which can be safely maintained even under difficult conditions, such as the occurrence of vibration and the like. The battery according to the invention is therefore particularly well suited for use as a traction battery in at least partially electrically powered vehicles, since both the manufacturing costs in the expected numbers of electric vehicles and hybrid vehicles play a crucial role, as well as the longest possible life among the difficult in vehicles Frequent conditions characterized by vibrations and shocks.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Batterie ergeben sich aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand der Ausführungsbeispiele deutlich, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben sind.Further advantageous embodiments of the battery according to the invention will become apparent from the remaining dependent subclaims and will be apparent from the embodiments, which are described below with reference to the figures.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine dreidimensionale Ansicht einer Batterie gemäß der Erfindung; 1 a three-dimensional view of a battery according to the invention;

2 einen Ausschnitt aus einem Querschnitt der erfindungsgemäßen Batterie in einer ersten Ausführungsform; 2 a detail of a cross section of the battery according to the invention in a first embodiment;

3 einen Bereich des in 2 dargestellten Querschnitts in einer Explosionsdarstellung; 3 an area of in 2 illustrated cross section in an exploded view;

4 den in 3 gezeigten Bereich im zusammengebauten Zustand; 4 the in 3 shown area in the assembled state;

5 eine alternative Ausführungsform in einer Explosionsdarstellung; 5 an alternative embodiment in an exploded view;

6 eine weitere alternative Ausführungsform in einer Explosionsdarstellung; 6 a further alternative embodiment in an exploded view;

7 eine Schnittdarstellung durch den in 6 gezeigten Aufbau im zusammengebauten Zustand; und 7 a sectional view through the in 6 shown assembly in the assembled state; and

8 den in den 6 und 7 eingesetzten Zellverbinder in einer vergrößerten Darstellung. 8th in the 6 and 7 used cell connectors in an enlarged view.

In der Darstellung der 1 ist eine Batterie oder ein Modul einer Batterie in Form eines Zellstapels 1 in einer dreidimensionalen Ansicht zu erkennen. Der Zellstapel 1 besteht aus einer Mehrzahl von Batterieeinzelzellen 2, welche zwischen zwei Druckbrillen 3 über Zuganker 4 miteinander zu dem Zellstapel 1 verspannt sind. Die Batterieeinzelzellen 2, von welchen in 1 nur eine durch eine Öffnung in einer der Druckbrillen 3 zu erkennen ist, in dem Zellstapel 1 sind elektrisch in Reihe geschaltet und an ihren Enden jeweils mit einem Hochvoltkontaktelement 5 zum Abgreifen der Leistung des Zellstapels 1 versehen. Die serielle Verschaltung der Batterieeinzelzellen 2 erfolgt dabei über Zellverbinder 6, welche im Bereich von Rahmen 7, zwischen welchen die Batterieeinzelzellen 2 aufgenommen sind, angeordnet sind. Die Zellverbinder 6 sind auf jedem der Rahmen 7 dabei auf jeweils einer Seite angeordnet. Auf benachbarten Rahmen 7 sind die Zellverbinder 6 so angeordnet, dass der eine Zellverbinder 6 mit dem einen Pol der benachbarten Batterieeinzelzellen 2 und der Zellverbinder 6 des benachbarten Rahmens 7 mit dem anderen Pol der jeweils benachbart zu diesem Rahmen 7 angeordneten Batterieeinzelzellen 2 verbunden werden kann.In the presentation of the 1 is a battery or a module of a battery in the form of a cell stack 1 to recognize in a three-dimensional view. The cell stack 1 consists of a plurality of individual battery cells 2 between two pressure goggles 3 over tie rods 4 together to the cell stack 1 are tense. The battery cells 2 of which in 1 only one through an opening in one of the pressure goggles 3 it can be seen in the cell stack 1 are electrically connected in series and at their ends in each case with a high-voltage contact element 5 to pick up the power of the cell stack 1 Mistake. The serial connection of the individual battery cells 2 takes place via cell connectors 6 , which are in the range of frames 7 between which the battery individual cells 2 are included, are arranged. The cell connectors 6 are on each of the frames 7 arranged on one side. On adjacent frames 7 are the cell connectors 6 arranged so that the one cell connector 6 with the one pole of the adjacent battery cells 2 and the cell connector 6 of the adjacent frame 7 with the other pole each adjacent to this frame 7 arranged battery cells 2 can be connected.

In der Darstellung der 2 ist ein Ausschnitt des Zellstapels 1 in einer vergrößerten Darstellung im Querschnitt zu erkennen. Deutlich ist zu sehen, dass die Batterieeinzelzellen 2, welche hier als sogenannte Pouch-Zellen ausgebildet sind, einen elektrochemisch aktiven Bereich aufweisen, welcher zwischen zwei Folien eingeschweißt ist. Aus diesem aus den Folien verschweißten „Beutel” ragt in der Schnittdarstellung der 2 nach oben eine Kontaktfahne 8 heraus. Dabei ist, wie es in den Darstellungen der 5 und 6 besser zu erkennen ist, für jeden der Pole der Batterieeinzelzelle 2 jeweils eine Kontaktfahne 8 vorgesehen. Diese sind vorzugsweise gemeinsam auf einer Seite der Batterieeinzelzelle 2 nebeneinander angeordnet, sodass in den Schnittdarstellungen der 2 bis 4 jeweils nur eine der Kontaktfahnen 8 jeder der Batterieeinzelzellen 2 zu erkennen ist. Die Batterieeinzelzellen 2 sind zwischen den Rahmen 7, welche aus elektrisch isolierendem Material ausgebildet sind, angeordnet und werden im Bereich ihrer über den elektrochemisch aktiven Bereich überstehenden Ränder der Folien zwischen jeweils zwei der Rahmen 7 eingespannt und so mechanisch in dem Zellstapel 1 gehalten. Wie es sich insbesondere aus der Explosionsdarstellung der 3 ergibt, weisen die benachbart angeordneten Rahmen 7 jeweils abwechselnd Ausnehmungen 9 die Zellverbinder 6 auf. Die Zellverbinder 6 sind dabei elektrisch leitend ausgeführt und sollen durch eine Verpressung mit den Kontaktfahnen 8 der Batterieeinzelzellen 2 für die elektrische Kontaktierung der jeweiligen Kontaktfahne 8 mit dem Zellverbinder 6 und über diese mit der Kontaktfahne 8 der benachbarten Batterieeinzelzelle 2 sorgen. In der Darstellung der 1 ist zu erkennen, dass alle der Rahmen 7 im Wesentlichen gleich ausgebildet sind. Benachbarte Rahmen 7 werden beim Aufstapeln des Zellstapels 1 jeweils gedreht angeordnet, sodass die Rahmen auf der einen Seite des Zellstapels 1 jeweils die Ausnehmungen 9 und auf der anderen Seite des Zellstapels 1 jeweils die Zellverbinder 6 aufweisen. Dadurch ergibt sich in an sich bekannter Art und Weise eine Reihenschaltung der eingelegten Batterieeinzelzellen 2.In the presentation of the 2 is a section of the cell stack 1 to recognize in an enlarged view in cross section. It can clearly be seen that the battery cells 2 , which are designed here as so-called pouch cells, having an electrochemically active region, which is welded between two sheets. From this welded from the films "bag" protrudes in the sectional view of the 2 upwards a contact flag 8th out. It is, as it is in the representations of 5 and 6 is better to see, for each of the poles of the single cell battery 2 one contact each 8th intended. These are preferably together on one side of the single battery cell 2 arranged side by side, so that in the sectional views of the 2 to 4 in each case only one of the contact lugs 8th each of the battery cells 2 can be seen. The battery cells 2 are between the frames 7 , which are formed of electrically insulating material, arranged and are in the region of their over the electrochemically active region protruding edges of the films between each two of the frame 7 clamped and so mechanically in the cell stack 1 held. As can be seen in particular from the exploded view of 3 results, have the adjacently arranged frame 7 alternately recesses 9 the cell connectors 6 on. The cell connectors 6 are designed to be electrically conductive and are intended by a compression with the contact lugs 8th the battery cells 2 for the electrical contacting of the respective contact lug 8th with the cell connector 6 and about this with the contact flag 8th the adjacent single battery cell 2 to care. In the presentation of the 1 it can be seen that all of the framework 7 are formed substantially the same. Neighboring frame 7 when stacking the cell stack 1 each rotated so that the frames on one side of the cell stack 1 each the recesses 9 and on the other side of the cell stack 1 each cell connector 6 exhibit. This results in a conventional manner, a series connection of the inserted battery cells 2 ,

In der Schnittdarstellung der 3 ist nun zu erkennen, dass in den Ausnehmungen 9 Federelemente 10 angeordnet sind. Diese Federelemente 10 werden nun beim Verspannen der Batterieeinzelzellen 2 und der Rahmen 7 zu dem Zellstapel 1 zwischen den Ausnehmungen 9 und den Kontaktfahnen 8 verpresst, wie dies in der Darstellung der 4 mit über die Pfeile symbolisierter Kraft f zum Verspannen des Zellstapels zu erkennen ist. Die Federelemente 10 drücken dadurch die Kontaktfahnen 8 sicher und zuverlässig gegen den Zellenverbinder 6 und sorgen so beim Verspannen des Zellstapels 1 über die Zuganker 4 automatisch für eine sichere und zuverlässige elektrische Kontaktierung. Da die Federelemente 10 der Spannkraft der Zuganker 4 entgegenwirken, wird auch bei Setzungsvorgängen und/oder bei Längenänderungen durch starke thermische Schwankungen ein Anpressen der Kontaktfahnen 8 gegen die Zellverbinder 6 sicher und zuverlässig gewährleistet. Von den typischerweise rund ausgebildeten Tellerfedern als Federelemente 10, wie sie in den Darstellungen der 2 bis 4 eingesetzt werden, können über die Breite des Zellverbinders 6 und der Kontaktfahne 8 hinweg idealerweise mehrere vorhanden sein, um eine sichere, zuverlässige und möglichst großflächige Kontaktierung der Kontaktfahne 8 mit dem Zellverbinder 6 durch Verpressen zu gewährleisten.In the sectional view of 3 is now to recognize that in the recesses 9 spring elements 10 are arranged. These spring elements 10 now become when clamping the battery cells 2 and the frame 7 to the cell stack 1 between the recesses 9 and the contact flags 8th compressed, as shown in the presentation of the 4 can be seen with force f symbolized by the arrows for clamping the cell stack. The spring elements 10 thereby press the tabs 8th safe and reliable against the cell connector 6 and thus ensure the clamping of the cell stack 1 over the tie rods 4 automatically for a safe and reliable electrical contact. Because the spring elements 10 the tension of the tie rods 4 counteract, even when Setzungsvorgängen and / or length changes by strong thermal fluctuations pressing the tabs 8th against the cell connectors 6 safe and reliable guaranteed. Of the typically round plate springs as spring elements 10 as shown in the illustrations of 2 to 4 can be used across the width of the cell connector 6 and the contact flag 8th be present, ideally, to a safe, reliable and the largest possible contact surface of the contact lug 8th with the cell connector 6 to ensure by pressing.

In der Darstellung der 5 ist eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie in einer Explosionsdarstellung zu erkennen. Der in 5 dargestellte Aufbau entspricht im Wesentlichen dem bisher beschriebenen Aufbau. Die Federelemente 10 sind hier lediglich als Wellfedern ausgeführt, und jeweils eine der Wellfedern kann mehrere der typischerweise benachbart angeordneten runden Tellerfedern der vorhergehenden Figuren ersetzen. Die Funktionalität ist ansonsten dieselbe.In the presentation of the 5 an alternative embodiment of the battery according to the invention can be seen in an exploded view. The in 5 The structure shown essentially corresponds to the structure described so far. The spring elements 10 are here only designed as corrugated springs, and each one of the corrugated springs can replace several of the typically adjacent arranged round disc springs of the preceding figures. The functionality is otherwise the same.

In der Darstellung der 6 ist in einer Explosionsdarstellung analog der Explosionsdarstellung in 5 eine weitere alternative Ausführungsform der Batterie zu erkennen. Auf Ausnehmungen 9 und darin angeordnete Federelemente 10, wie bei den vorhergehenden Figuren, wird bei diesem Aufbau verzichtet. Die Zellverbinder 6 sind in dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel selbst federnd ausgeführt beziehungsweise weisen Federelemente 10 in ihrem Inneren auf. Dies ist in der Schnittdarstellung der 7 zu erkennen. Der Zellverbinder 6 ist hier mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt ausgebildet, welcher so eingesetzt wird, dass Schenkel 11 des U in der dargestellten Ausführung nach unten weisen, während der Boden 12 des U bündig mit den Rahmen 7 den Zellstapel 1 nach oben abschließt. Die Schenkel 11 des U-förmigen Zellverbinders 6 sind so ausgebildet, dass diese sich in Stapelrichtung verformen können. Zwischen den Schenkeln 11 ist als Federelement 10, beispielsweise eine Schraubenfeder beziehungsweise, wie es aus der Darstellung der 8 zu erkennen ist, mehrere nebeneinander angeordnete Schraubenfedern, angeordnet. Diese Schraubenfedern übernehmen dieselbe Funktionalität wie die zuvor beschriebenen Federelemente 10 bei der Erläuterung der vorangehenden Figuren. Der Aufbau ist besonders einfach und effizient, da durch die Integration der Federelemente 10 in den Zellverbinder 6 bei der Montage ein sehr einfacher Aufbau erreicht wird, bei welchem keine einzelnen Federelemente 10 in Ausnehmungen 9 eingelegt werden müssen. Die Montage wird dadurch nochmals erleichtert.In the presentation of the 6 is in an exploded view analogous to the exploded view in 5 to recognize another alternative embodiment of the battery. On recesses 9 and arranged therein spring elements 10 As in the previous figures, is omitted in this structure. The cell connectors 6 are in the in 6 illustrated embodiment even executed resiliently or have spring elements 10 inside her. This is in the sectional view of 7 to recognize. The cell connector 6 is here formed with a substantially U-shaped cross section, which is inserted so that legs 11 of the U in the illustrated embodiment facing down, while the bottom 12 the U flush with the frame 7 the cell stack 1 closes up. The thigh 11 of the U-shaped cell connector 6 are designed so that they can deform in the stacking direction. Between the thighs 11 is as a spring element 10 , For example, a coil spring or, as can be seen from the illustration of 8th can be seen, several juxtaposed coil springs, arranged. These coil springs take over the same functionality as the previously described spring elements 10 in the explanation of the preceding figures. The structure is particularly simple and efficient because of the integration of the spring elements 10 in the cell connector 6 when assembling a very simple structure is achieved, in which no individual spring elements 10 in recesses 9 must be inserted. The assembly is made easier again.

In der Darstellung der 8 ist eine Ansicht des Zellverbinders 6 von unten zu erkennen. In dieser Ansicht ist außerdem exemplarisch ein Leitungselement 13 angedeutet, welches eine Kühlvorrichtung symbolisieren soll beziehungsweise mit einer solchen in Verbindung steht. Das Leitungselement 13 oder eine andersartige Einrichtung zur thermischen Kontaktierung des Zellverbinders 6 mit der Kühlvorrichtung ist dabei elektrisch isoliert, jedoch thermisch kontaktiert mit dem Zellverbinder 6 verbunden. Dies kann in an sich bekannter Weise beispielsweise über elektrisch isolierende und thermisch leitende Vergussmasse, eine elektrisch isolierende thermisch jedoch leitende Polymerfolie oder dergleichen erfolgen. Der Aufbau dient dazu, thermische Energie, welche im inneren der Batterieeinzelzellen 2 frei wird, und welche über die Kontaktfahnen 8 nach außen geleitet wird, einfach und effizient über die mit den Kontaktfahnen 8 elektrisch und thermisch verbundenen Zellverbinder 6 einfach und effizient abführen zu können.In the presentation of the 8th is a view of the cell connector 6 to recognize from below. In this view is also an example of a line element 13 indicated, which is to symbolize a cooling device or is associated with such. The pipe element 13 or another type of device for thermal contacting of the cell connector 6 with the cooling device is electrically isolated, but thermally contacted with the cell connector 6 connected. This can be done in a conventional manner, for example via electrically insulating and thermally conductive potting compound, an electrically insulating thermally conductive polymer film or the like. The structure serves to thermal energy, which inside the battery cells 2 becomes free, and which over the contact flags 8th is routed to the outside, easily and efficiently via the contact lugs 8th electrically and thermally connected cell connectors 6 easy and efficient to discharge.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009005124 A1 [0004]

Claims

Battery of a plurality of battery cells ( 2 ), which are substantially prismatic and formed into a cell stack ( 1 ), wherein contact elements in the form of contact lugs ( 8th ) or contact surfaces of the single battery cell ( 2 ) by stacking directly or via interposed cell connectors ( 6 ) are positioned on each other and by the clamping of the cell stack ( 1 ) are pressed against each other and thereby electrically contacted, characterized in that in the region of at least some of the successively positioned contact elements or contact elements ( 8th ) and cell connectors ( 6 ) Spring elements ( 10 ) are arranged, which counteract the force applied by the bracing force (f).

Battery according to claim 1, characterized in that each of the individual battery cells ( 2 ) in the cell stack ( 1 ) between frames ( 7 ), the frames ( 7 ) via clamping elements ( 4 ) to the cell stack ( 1 ) and wherein an electrical contact via a pressing of contact lugs ( 8th ) of the battery individual cells ( 2 ) between the frameworks ( 7 ) arranged cell connectors ( 6 ) and the neighboring frame ( 7 ) he follows.

Battery according to claim 2, characterized in that at least some of the cell connectors ( 6 ) as spring elements ( 10 ) are formed or spring elements ( 10 ) exhibit.

Battery according to claim 2, characterized in that between at least some of the cell connectors ( 6 ) and / or the contact flags ( 8th ) and the neighboring frames ( 7 ) Spring elements ( 10 ) are arranged.

Battery according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the electrochemically active region of each of the battery cells ( 2 ) is sealed in foil, wherein the two contact lugs ( 8th ) protrude beyond the film on one side, each of the battery cells ( 2 ) with the sections of the films in the cell stack which project beyond the chemically active region ( 1 ) between two of the frames ( 7 ) is trapped.

Battery according to claim 5, characterized in that adjacent frames ( 7 ) in the region of the projecting over the films tabs ( 8th ) the cell connectors ( 6 ) for contacting each one or the other contact flag ( 8th ) of the battery individual cells ( 2 ) exhibit.

Battery according to one of claims 2 to 6, characterized in that each of the frames ( 7 ) in the area of a contact lug ( 8th ) of the two adjacent battery cells ( 2 ) the cell connector ( 6 ) and in the area of the other contact flag ( 8th ) of the two adjacent battery individual cells each have at least one recess ( 9 ) for receiving the spring elements ( 11 ) having.

Battery according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the cell stack ( 1 ) each of the contact flags ( 8th ) with at least one spring element ( 10 ) or one of the spring elements ( 10 ) having cell connectors ( 6 ).

Battery according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cell connectors ( 6 ) electrically insulated in thermal contact with a cooling device ( 13 ) stand.

Use of the battery according to one of claims 1 to 9, as a traction battery for an at least partially electrically powered vehicle.