DE102012020799A1 - Energiespeichereinrichtung, Batterie mit zwei dieser Energiespeichereinrichtungen, sowie Verfahren zum Verschalten dieser Energiespeichereinrichtungen - Google Patents

Energiespeichereinrichtung, Batterie mit zwei dieser Energiespeichereinrichtungen, sowie Verfahren zum Verschalten dieser Energiespeichereinrichtungen Download PDF

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Abstract

Energiespeichereinrichtung, insbesondere ausgebildet als Sekundärzelle, insbesondere für eine elektrochemische Sekundärbatterie, wobei die Energiespeichereinrichtung aufweist: – eine elektrochemische Elektrodenbaugruppe, welche ausgestaltet ist, wenigstens zeitweise eine elektrische Spannung bereitzustellen, – ein im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse, welches ausgestaltet ist, die Elektrodenbaugruppe wenigstens teilweise aufzunehmen, wobei das Gehäuse mit einer ersten Gehäusewandung und mit einer zweiten Gehäusewandung ausgebildet ist, wobei die Gehäusewandungen zueinander im Wesentlichen senkrecht angeordnet sind, – einen ersten Zellanschluss erster Polarität und einen zweiten Zellanschluss zweiter Polarität, wobei an den Zellanschlüssen wenigstens zeitweise die elektrische Spannung abgreifbar ist, wobei die Zellanschlüsse sich aus der ersten Gehäusewandung erstrecken, wobei der erste Zellanschluss eine erste Kontaktfläche mit einem ersten Normalvektor N⇀ 1 aufweist, wobei der zweite Zellanschluss mit einem im wesentlichen plattenförmigen Anschlussschenkel ausgebildet ist, wobei der Anschlussschenkel sich abschnittweise über die zweite Gehäusewandung hinaus erstreckt, wobei der Anschlussschenkel eine zweite Kontaktfläche mit einem zweiten Normalvektor N⇀ 2 aufweist, wobei der zweite Normalvektor N⇀ 2 dieselbe Richtung wie der erste Normalvektor N⇀ 1 und entgegengesetzte Orientierung aufweist..

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeichereinrichtung (Sekundärzelle), eine Batterie mit wenigstens zwei dieser Energiespeichereinrichtungen, sowie ein Verfahren zum Verschalten dieser Energiespeichereinrichtungen. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien zur Versorgung von KFZ-Antrieben beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch unabhängig von der Bauart der Batterie, der Chemie der Energiespeichereinrichtung oder unabhängig von der Art des versorgten Antriebs Verwendung finden kann.
  • Aus dem Stand der Technik sind Batterien mit mehreren zueinander benachbart angeordneten und miteinander verschalteten Energiespeichereinrichtungen bzw. Sekundärzellen, insbesondere zur Versorgung von KFZ-Antrieben bekannt.
  • Der Aufwand zur Herstellung einiger Bauarten von Batterien wird mitunter als problematisch empfunden.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Batterie zur Verfügung zu stellen, welche mit weniger Aufwand herstellbar ist.
  • Die Aufgabe wird durch eine Energiespeichereinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Anspruch 9 beschreibt eine Batterie mit wenigstens zwei dieser Energiespeichereinrichtungen. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Verschaltung von zwei dieser Energiespeichereinrichtungen gemäß Anspruch 12. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine erfindungsgemäße Energiespeichereinrichtung ist insbesondere als elektrochemische Sekundärzelle ausgebildet, insbesondere für eine Sekundärbatterie bestimmt und insbesondere zur Versorgung eines KFZ bestimmt. Die Energiespeichereinrichtung weist eine elektrochemische Elektrodenbaugruppe auf, welche ausgestaltet ist, wenigstens zeitweise eine elektrische Spannung, insbesondere eine Klemmenspannung, bereitzustellen, insbesondere zur Energieversorgung eines Verbrauchers. Die Energiespeichereinrichtung weist weiter ein im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse auf, welches ausgestaltet ist, die Elektrodenbaugruppe wenigstens teilweise, vorzugsweise überwiegend, besonders bevorzugt im Wesentlichen vollständig aufzunehmen. Dazu weist das Gehäuse wenigstens eine erste Gehäusewandung und eine zweite Gehäusewandung auf, wobei die erste Gehäusewandung im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten Gehäusewandung angeordnet ist. Weiter weist die Energiespeichereinrichtung einen ersten Zellanschluss erster Polarität und einen zweiten Zellanschluss zweiter Polarität auf, wobei an den Zellanschlüssen wenigstens zeitweise die elektrische Spannung der Elektrodenbaugruppe abgreifbar ist. Der erste Zellanschluss und der zweite Zellanschluss erstrecken sich aus der ersten Gehäusewandung in die Umgebung der Energiespeichereinrichtung. Der erste Zellanschluss weist eine erste Kontaktfläche mit einem ersten Normalvektor N ⇀1 auf. Der zweite Zellanschluss ist mit einem im wesentlichen plattenförmigen Anschlussschenkel ausgebildet, welcher sich abschnittsweise über die zweite Gehäusewandung hinaus erstreckt. Der Anschlussschenkel weist eine zweite Kontaktfläche mit einem zweiten Normalvektor N ⇀2 auf. Der zweite Normalvektor N ⇀2 weist in dieselbe Richtung wie der erste Normalvektor N ⇀1 auf. Der zweite Normalvektor N ⇀2 ist entgegengesetzt zum ersten Normalvektor N ⇀1 orientiert.
  • Vorzugsweise ist die zweite Kontaktfläche ausgestaltet und insbesondere bezüglich des Anschlussschenkels angeordnet, die erste Kontaktfläche einer weiteren dieser Energiespeichereinrichtungen, insbesondere der benachbarten Energiespeichereinrichtung derselben Batterie, unmittelbar berühren zu können, insbesondere während des Betriebs der Batterie. Besonders bevorzugt ist die zweite Kontaktfläche vorgesehen, mit der ersten Kontaktfläche dieser weiteren Energiespeichereinrichtung elektrisch, insbesondere auch kraftschlüssig, verbunden bzw. verschaltet zu werden.
  • Vorzugsweise sind die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche derselben Energiespeichereinrichtung zueinander parallel, insbesondere mit einem vorbestimmten Abstand, angeordnet. Vorzugsweise beträgt der vorbestimmte Abstand weniger als 1 mm, weiter bevorzugt weniger als 0,5 mm, weiter bevorzugt weniger als 0,2 mm, weiter bevorzugt mehr als 0,01 mm. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Verschaltung benachbarter Energiespeichereinrichtungen vereinfacht ist.
  • Alternativ ist die zweite Kontaktfläche im wesentlichen in derselben Ebene angeordnet, wie die erste Kontaktfläche derselben Energiespeichereinrichtung. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Verschaltung benachbarter Energiespeichereinrichtungen vereinfacht ist.
  • Bei einigen üblichen Batterien sind deren Energiespeichereinrichtungen miteinander durch ein oder mehrere Verschaltungsmittel, zumeist ausgebildet als Stromschiene, Stromkabel, Stromband oder zweckspezifischer Metallkörper, elektrisch verbunden bzw. verschaltet. Solche Verschaltungsmittel sind herzustellen, zu bevorraten, bereitzustellen usw. Damit gehen Kosten einher.
  • Die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche von zwei erfindungsgemäßen, insbesondere benachbarten, Energiespeichereinrichtungen derselben Batterie gestatten deren elektrische Verschaltung ohne weitere Verschaltungsmittel. Mit dem Verzicht auf solche Verschaltungsmittel können die zugehörigen Kosten eingespart werden. So wird die zugrunde liegende Aufgabe gelöst.
  • Die Ausbildung der Energiespeichereinrichtung mit erster Kontaktfläche und zweiter Kontaktfläche, wie zuvor beschrieben, bietet den weiteren Vorteil, dass die Verschaltung bzw. der Betrieb zweier benachbarter Energiespeichereinrichtungen mit geringeren elektrischen Verlusten einhergeht, insbesondere infolge geringerer summierter Übergangswiderstände, welche mit der geringeren Anzahl elektrischer Verbindungen bzw. Übergänge einhergehen,
    nun nur noch mit einem Übergangswiderstand von der zweiten Kontaktfläche der ersten Energiespeichereinrichtung zur ersten Kontaktfläche der zweiten Energiespeichereinrichtung,
    statt vormals mit einem Übergangswiderstand von der ersten üblichen Energiespeichereinrichtung zu einem dieser Verschaltungsmittel und einem zweiten Übergangswiderstand vom dem Verschaltungsmittel zu der zweiten üblichen Energiespeichereinrichtung.
  • Unter einer elektrochemischen Elektrodenbaugruppe im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere der Bereitstellung einer elektrischen Spannung, insbesondere eine Klemmenspannung, dient. Dazu weist die Elektrodenbaugruppe zumindest zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität auf. Diese Elektroden unterschiedlicher Polarität sind durch einen ionenleitenden Separator beabstandet, wobei der Separator für Elektronen nicht leitfähig ist sind. Die Elektrodenbaugruppe ist ausgestaltet, gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie zu wandeln, bevor die Elektrodenbaugruppe diese elektrische Energie einem Verbraucher, insbesondere einem Elektromotor eines Kraftfahrzeugs, zur Verfügung stellt. Vorzugsweise ist die Elektrodenbaugruppe ausgestaltet, zugeführte elektrische Energie in chemische Energie zu wandeln und als chemische Energie zu speichern. Man spricht bei dieser Ausbildung auch von einer wiederaufladbaren Elektrodenbaugruppe.
  • Zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität sind in der Elektrodenbaugruppe durch einen Separator beabstandet. Der Separator ist für Ionen durchlässig, nicht aber für Elektronen. Vorzugsweise enthält der Separator zumindest einen Teil des Elektrolyts bzw. das Leitsalzes. Vorzugsweise ist der Elektrolyt insbesondere nach dem Verschließen der Elektrodenbaugruppe ohne flüssigen Anteil ausgebildet. Vorzugsweise weist das Leitsalz Lithiumionen auf. Besonders bevorzugt werden Lithiumionen beim Laden in die negative Elektrode eingelagert bzw. interkaliert und beim Entladen wieder ausgelagert.
  • Vorzugsweise weist eine dieser Elektroden eine insbesondere metallische Kollektorfolie sowie eine Aktivmasse auf. Die Aktivmasse ist auf die Kollektorfolie zumindest einseitig aufgetragen. Beim Laden oder Entladen der Elektrodenbaugruppe werden Elektronen zwischen der Kollektorfolie und Aktivmasse ausgetauscht. Vorzugsweise ist mit der Kollektorfolie zumindest eine Ableiterfahne, insbesondere stoffschlüssig, verbunden, insbesondere einstückig ausgebildet. Besonders bevorzugt sind mit der Kollektorfolie mehrere Ableiterfahnen, insbesondere stoffschlüssig, verbunden. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Zahl der Elektronen, welche die je Zeiteinheit durch eine Ableiterfahne fließen, verringert ist.
  • Unter einem Gehäuse im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere ausgestaltet ist, die Elektrodenbaugruppe wenigstens teilweise, vorzugsweise überwiegend, besonders bevorzugt im wesentlichen vollständig aufzunehmen. Das Gehäuse ist insbesondere ausgestaltet, die Elektrodenbaugruppe gegenüber der Umgebung zu begrenzen. Das Gehäuse ist insbesondere ausgestaltet, einem Austausch von Stoffen zwischen der Umgebung und der Elektrodenbaugruppe entgegenzuwirken. Vorliegend ist das Gehäuse im wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Das Gehäuse weist wenigstens eine erste Gehäusewandung und eine zweite Gehäusewandung auf, welche zueinander im wesentlichen senkrecht angeordnet sind. Vorzugsweise ist die zweite Gehäusewandung bezüglich des Gehäuses derart angeordnet, dass sie eine zweite, innerhalb der Batterie benachbarte, dieser Energiespeichereinrichtungen berühren kann. Die Gehäusewandungen sind ausgestaltet, einen Innenraum des Gehäuses, insbesondere gegenüber der Umgebung, zu begrenzen, wobei der Innenraum vorgesehen ist, die Elektrodenbaugruppe wenigstens teilweise, vorzugweise überwiegend, besonders bevorzugt im Wesentlichen vollständig, auszunehmen.
  • Für die weitere Beschreibung werden die Begriffe „Länge” und „Breite” zu diesen Gehäusewandungen eingeführt, wobei die Länge einer dieser Gehäusewandungen größer als deren Breite ist, wobei die Länge eine dieser Gehäusewandungen quer zur Stapelrichtung, weiter unten beschrieben, zu messen ist, wobei die Breite senkrecht zur Länge derselben Gehäusewandung zu messen ist. Vorzugsweise ist der Flächeninhalt, insbesondere die Breite, der zweiten Gehäusewandung größer als der Flächeninhalt, insbesondere die Breite, der ersten Gehäusewandung. Besonders bevorzugt ist die größte Mantelfläche des Gehäuses durch die zweite Gehäusewandung gebildet.
  • Unter einem Zellanschluss im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere der elektrischen Kontaktierung der Elektrodenbaugruppe dient. Der Zellanschluss ist elektrisch, insbesondere stoffschlüssig, mit wenigstens einer der Elektroden der Elektrodenbaugruppe verbindbar. Der Zellanschluss ist mit einem Metall oder mit Kohlenstoff ausgebildet. Der Zellanschluss ist als massiver Körper oder mit einem beschichteten, insbesondere metallbeschichteten, Kern ausgebildet. Der Zellanschluss erstreckt sich wenigstens abschnittsweise aus dem Gehäuse bzw. deren erster Gehäusewandung in die Umgebung der Energiespeichereinrichtung. Vorliegend wird unterscheiden zwischen einem ersten Zellanschluss erster Polarität und einem zweiten Zellanschluss zweiter Polarität. Insbesondere ist der Zellanschluss mit der ersten Gehäusewandung verbunden.
  • Unter einer Kontaktfläche im Sinne der Erfindung ist ein Abschnitt einer Mantelfläche eines dieser Zellanschlüsse zu verstehen, welche insbesondere der elektrischen Verbindung der Energiespeichereinheit mit einer weiteren, insbesondere benachbarten, dieser Energiespeichereinrichtungen oder einem Verbraucher, insbesondere einem Elektromotor eines Kraftfahrzeugs, dient. Dazu ist die Kontaktfläche aus der Umgebung der Energiespeichereinrichtung zugänglich bzw. elektrisch kontaktierbar. Vorliegend wird unterscheiden zwischen einer ersten Kontaktfläche erster Polarität und einer zweiten Kontaktfläche zweiter Polarität. Insbesondere ist die Kontaktfläche außerhalb des Gehäuses angeordnet.
  • Unter einem Anschlussschenkel im Sinne der Erfindung ist ein Abschnitt des zweiten Zellanschlusses zu verstehen, welcher sich in die Umgebung der Energiespeichereinrichtung erstreckt, welcher sich abschnittsweise über die zweite Gehäusewandung hinaus in die Umgebung der Energiespeichereinrichtung erstreckt. Der Anschlussschenkel erstreckt sich entlang einer zweiten Schenkelachse, welche insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten Gehäusewandung angeordnet ist. Vorzugsweise weist der Abschnitt des Anschlussschenkels, welcher sich über die zweite Gehäusewandung hinaus in die Umgebung erstreckt, zumindest einen Teil, vorzugsweise den größten Teil, der zweiten Kontaktfläche auf. Dabei weist der zweite Normalvektor N ⇀2 zur zur zweiten Kontaktfläche dieselbe Richtung auf, wie der erste Normalvektor N ⇀1 zur ersten Kontaktfläche. Der zweite Normalvektor N ⇀2 weist gegenüber dem ersten Normalvektor N ⇀1 entgegengesetzte Orientierung auf. Indem der Abschnitt des Anschlussschenkels, welcher sich über die zweite Gehäusewandung hinaus in die Umgebung erstreckt, zumindest einen Teil, vorzugsweise den größten Teil, der zweiten Kontaktfläche aufweist, ist die elektrische Verbindung der zweiten Kontaktfläche mit der ersten Kontaktfläche einer benachbarten diese Energiespeichereinrichtung ermöglicht bzw. vereinfacht.
  • Unter einer Batterie im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere der elektrischen Versorgung eines Verbrauchers Verbraucher, insbesondere eines Elektromotors eines Kraftfahrzeugs, dient. Dazu weist die Batterie zwei oder mehrere, miteinander verschaltete, dieser Energiespeichereinrichtungen auf. Die wenigstens zwei Energiespeichereinrichtungen sind zueinander benachbart angeordnet, wobei die zweite Gehäusewandung der ersten Energiespeichereinrichtung die benachbarte zweite Energiespeichereinrichtung berührt. Die wenigstens zwei Energiespeichereinrichtungen der Batterie erstrecken sich in „Stapelrichtung”, wobei die Stapelrichtung im wesentlichen senkrecht zu der zweiten Gehäusewandung ausgerichtet ist.
  • Nachfolgend werden zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.
  • Vorzugsweise weist wenigstens eine der Elektrode der Elektrodenbaugruppe, besonders bevorzugt wenigstens eine Kathode, eine Verbindung mit der Formel LiMPO4 auf, wobei M wenigstens ein Übergangsmetallkation der ersten Reihe des Periodensystems der Elemente ist. Das Übergangsmetallkation ist vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus Mn, Fe, Ni und Ti oder einer Kombination dieser Elemente gewählt. Die Verbindung weist vorzugsweise eine Olivinstruktur auf, vorzugsweise übergeordnetes Olivin, wobei Fe besonders bevorzugt ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist vorzugsweise wenigstens eine Elektrode der Elektrodenbaugruppe, besonders bevorzugt wenigstens eine Kathode, ein Lithiummanganat, vorzugsweise LiMn2O4 vom Spinell-Typ, ein Lithiumkobaltat, vorzugsweise LiCoO2, oder ein Lithiumnickelat, vorzugsweise LiNiO2, oder ein Gemisch aus zwei oder drei dieser Oxide, oder ein Lithiummischoxid, welches Mangan, Kobalt und Nickel enthält, auf.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform besteht der zumindest eine Separator, welcher nicht oder nur schlecht elektronenleitend ist, aus einem zumindest teilweise stoffdurchlässigen Träger. Der Träger ist vorzugsweise auf mindestens einer Seite mit einem anorganischen Material beschichtet. Als wenigstens teilweise stoffdurchlässiger Träger wird vorzugsweise ein organisches Material verwendet, welches vorzugsweise als nicht verwebtes Vlies ausgestaltet ist. Das organische Material, welches vorzugsweise ein Polymer und besonders bevorzugt ein Polyethylenterephthalat (PET) enthält, ist mit einem anorganischen, vorzugsweise ionenleitenden Material beschichtet, welches weiter vorzugsweise in einem Temperaturbereich von –40°C bis 200°C ionenleitend ist. Das anorganische Material enthält bevorzugt wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Phosphate, Sulfate, Titanate, Silikate, Aluminosilikate mit wenigstens einem der Elemente Zr, Al, Li, besonders bevorzugt Zirkonoxid. Insbesondere Zirkonoxid dient der Stoffintegrität, Nanoporösität und Flexibilität des Separators. Bevorzugt weist das anorganische, ionenleitende Material Partikel mit einem größten Durchmesser unter 100 nm auf. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Beständigkeit der Elektrodenbaugruppe bei Temperaturen oberhalb 100°C verbessert ist. Ein solcher Separator wird beispielsweise unter dem Handelsnamen ”Separion” von der Evonik AG in Deutschland vertrieben.
  • Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform besteht der zumindest eine Separator, welcher nicht oder nur schlecht elektronenleitend, für Ionen aber leitfähig ist, zumindest überwiegend bzw. vollständig aus einer Keramik, vorzugsweise aus einer Oxidkeramik. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Beständigkeit der Elektrodenbaugruppe bei Temperaturen oberhalb 100°C verbessert ist.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist die Elektrodenbaugruppe als Elektrodenwickel ausgebildet. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einfacher Herstellbarkeit insbesondere dadurch, dass bandförmige Elektroden verarbeitet werden können. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Ladekapazität der Elektrodenbaugruppe, beispielsweise in Ampèrestunden [Ah] oder Wattstunden [Wh], seltener in Coulomb [C] angegeben, auf einfache Weise durch weitere Wicklungen erhöht werden kann. Vorzugsweise ist die Elektrodenbaugruppe als Elektrodenflachwickel ausgebildet. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass dieser Elektrodenflachwickel raumsparend neben einem weiteren Elektrodenflachwickel insbesondere innerhalb einer Batterie angeordnet werden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Elektrodenbaugruppe als im wesentlichen quaderförmiger Elektrodenstapel ausgebildet. Der Elektrodenstapel weist eine vorbestimmte Abfolge von Stapelblättern auf, wobei zwei Elektrodenblätter unterschiedlicher Polarität von einem Separatorblatt getrennt sind. Vorzugsweise ist jedes Elektrodenblatt mit einer Stromleiteinrichtung insbesondere stoffschlüssig verbunden, besonders bevorzugt einstückig mit der Stromleiteinrichtung ausgebildet. Vorzugsweise sind Elektrodenblätter gleicher Polarität insbesondere über eine gemeinsame Stromleiteinrichtung miteinander elektrisch verbunden. Diese Ausgestaltung der Elektrodenbaugruppe bietet den Vorteil, dass die Ladekapazität der Elektrodenbaugruppe, beispielsweise in Ampèrestunden [Ah] oder Wattstunden [Wh], seltener in Coulomb [C] angegeben, auf einfache Weise durch Hinzufügen weiterer Elektrodenblätter erhöht werden kann. Besonders bevorzugt sind zumindest zwei Separatorblätter miteinander verbunden und umschließen eine begrenzende Kante eines zwischen diesen Separatorblättern angeordneten Elektrodenblattes. Eine derartige Elektrodenbaugruppe mit einem durchgehenden, insbesondere mäanderförmigen Separator ist in der WO 2011/020545 beschrieben. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass einem parasitären Strom, ausgehend von dieser begrenzenden Kante zu einem Elektrodenblatt anderer Polarität, begegnet ist.
  • Vorzugsweise weist die Energiespeichereinrichtung eine Ladekapazität von mindestens 3 Amperestunden [Ah] auf, weiter bevorzugt von mindestens 5 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 10 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 20 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 50 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 100 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 200 Ah, weiter bevorzugt von höchstens 500 Ah. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Betriebsdauer des von der Energiespeichereinrichtung versorgten Verbrauchers, insbesondere ausgestaltet als Elektromotor eines Kraftfahrzeugs.
  • Vorzugsweise kann der Energiespeichereinrichtung zumindest zeitweise, vorzugsweise während zumindest einer Stunde, ein Strom von mindestens 50 A entnommen werden, weiter bevorzugt von mindestens 100 A, weiter bevorzugt von mindestens 200 A, weiter bevorzugt von mindestens 500 A, weiter bevorzugt von höchstens 1000 A. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Leistungsfähigkeit des von der Energiespeichereinrichtung versorgten Verbrauchers, insbesondere ausgestaltet als Elektromotor eines Kraftfahrzeugs.
  • Vorzugsweise kann die Energiespeichereinrichtung zumindest zeitweise eine Spannung, insbesondere eine Klemmenspannung von mindestens 1,2 V bereitstellen, weiter bevorzugt von mindestens 1,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 2 V, weiter bevorzugt von mindestens 2,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 3 V, weiter bevorzugt von mindestens 3,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 4 V, weiter bevorzugt von mindestens 4,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 5 V, weiter bevorzugt von mindestens 5,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 6 V, weiter bevorzugt von mindestens 6,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 7 V, weiter bevorzugt von höchstens 7,5 V. Besonders bevorzugt weist die Energiespeichereinrichtung Lithium und/oder Lithiumionen auf. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Energiedichte der Energiespeichereinrichtung.
  • Vorzugsweise kann die Energiespeichereinrichtung zumindest zeitweise, insbesondere während zumindest einer Stunde bei einer Umgebungstemperatur zwischen –40°C und 100°C betrieben werden, weiter bevorzugt zwischen –20°C und 80°C, weiter bevorzugt zwischen –10°C und 60°C, weiter bevorzugt zwischen 0°C und 40°C. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer möglichst uneingeschränkten Aufstellung bzw. Verwendung der Energiespeichereinrichtung zur Versorgung eines Verbrauchers, insbesondere eines Elektromotors eines Kraftfahrzeugs oder einer stationären Anlage bzw. Maschine.
  • Vorzugsweise weist die Energiespeichereinrichtung eine gravimetrische Energiedichte von mindestens 50 Wh/kg, weiter bevorzugt von mindestens 100 Wh/kg, weiter bevorzugt von mindestens 200 Wh/kg, weiter bevorzugt von weniger als 500 Wh/kg auf. Vorzugsweise weist die Elektrodenbaugruppe Lithium-Ionen auf. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Energiedichte der Energiespeichereinrichtung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Energiespeichereinrichtung zum Einbau in ein Fahrzeug mit zumindest einem Elektromotor vorgesehen. Vorzugsweise ist die Energiespeichereinrichtung zur Versorgung dieses Elektromotors vorgesehen. Besonders bevorzugt ist die Energiespeichereinrichtung vorgesehen, zumindest zeitweise einen Elektromotor eines Antriebsstrangs eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs zu versorgen. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Versorgung des Elektromotors.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Energiespeichereinrichtung zum Einsatz in einer stationären Batterie vorgesehen, insbesondere in einem Pufferspeicher, als Gerätebatterie, Industriebatterie oder Starterbatterie. Vorzugsweise beträgt die Ladekapazität der Energiespeichereinrichtung für diese Anwendungen mindestens 3 Ah, besonders bevorzugt mindestens 10 Ah. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Versorgung eines stationären Verbrauchers, insbesondere eines stationär montierten Elektromotors.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist wenigstens eine der Gehäusewandungen mit einem Kunststoff und/oder mit einem Metall ausgebildet. Vorzugsweise ist der Kunststoff fasergefüllt, insbesondere mit Glasfasern, Aramidfasern, Kohlefasern und/oder Steinwolle. Vorzugsweise weist die Gehäusewandung eine mindeste Wandstärke von 0,5 mm auf. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Gehäuse einen mindesten mechanischen Schutz der Elektrodenbaugruppe bieten kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der erste Zellanschluss bzw. dessen erste Kontaktfläche, insbesondere aus der Umgebung der Energiespeichereinrichtung, elektrisch zugänglich. Vorzugsweise erstreckt sich der erste Zellanschluss zumindest abschnittsweise, besonders bevorzugt mindestens 1 mm weit, der ersten Gehäusewandung in die Umgebung. Der erste Normalvektor N ⇀1 der ersten Kontaktfläche bildet mit der ersten Gehäusewandung einen vorbestimmten, vorzugsweise im Wesentlichen rechten, Winkel. Vorzugsweise weist die erste Kontaktfläche Aluminium, Nickel, Eisen, Kupfer oder eine Legierung mit wenigstens einem der genannten Metalle auf, besonders bevorzugt eine Beschichtung mit Nickel, Silber oder Gold. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Verschaltung der Energiespeichereinrichtung mit einer weiteren, insbesondere benachbarten, dieser Energiespeichereinrichtungen vereinfacht ist.
  • Vorzugsweise überdeckt die erste Kontaktfläche mehr als ein Viertel der Länge der ersten Gehäusewandung, weiter bevorzugt mehr als ein Drittel, weiter bevorzugt mehr als die Hälfte, weiter bevorzugt weniger als 4/5 der ersten Gehäusewandung. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Stromdichte durch die erste Kontaktfläche verringert ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung erstreckt sich der zweite Zellanschluss aus der ersten Gehäusewandung in die Umgebung. Vorzugsweise weist der zweite Zellanschluss einen ersten Schenkel auf, welcher sich entlang einer ersten Schenkelachse erstreckt, wobei die erste Schenkelachse im Wesentlichen senkrecht zur ersten Gehäusewandung angeordnet ist. Zwar ist auch der erste Schenkel, insbesondere aus der Umgebung der Energiespeichereinrichtung, elektrisch zugänglich, er trägt aber nicht die zweite Kontaktfläche. Von dem ersten Schenkel ausgehend erstreckt sich der Anschlussschenkel wenigstens abschnittsweise über die zweite Gehäusewandung hinaus in die Umgebung der Energiespeichereinrichtung entlang seiner zweiten Schenkelachse. Die zweite Schenkelachse ist im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Gehäusewandung und/oder im Wesentlichen senkrecht zur ersten Schenkelachse ausgerichtet. Der Anschlussschenkel trägt die zweite Kontaktfläche. Dabei weist der zweite Normalvektor N ⇀2 zur zweiten Kontaktfläche dieselbe Richtung auf, wie der erste Normalvektor N ⇀1 zur ersten Kontaktfläche sowie entgegengesetzte Orientierung. Vorzugsweise weist die zweite Kontaktfläche und/oder der Anschlussschenkel Aluminium, Nickel, Eisen, Kupfer oder eine Legierung mit wenigstens einem der genannten Metalle auf, besonders bevorzugt eine Beschichtung mit Nickel, Silber oder Gold. Indem der Abschnitt des Anschlussschenkels, welcher sich über die zweite Gehäusewandung hinaus in die Umgebung erstreckt, zumindest einen Teil, vorzugsweise den größten Teil, der zweiten Kontaktfläche aufweist, ist die elektrische Verbindung der zweiten Kontaktfläche mit der ersten Kontaktfläche einer benachbarten diese Energiespeichereinrichtung ermöglicht bzw. vereinfacht.
  • Vorzugsweise ist die zweite Kontaktfläche an dem Anschlussschenkel mit einem vorbestimmten Abstand d2 zu der zweiten Gehäusewandung bzw. zu einem zweiten Rand der ersten Gehäusewandung angeordnet. Besonders bevorzugt ist der vorbestimmte Abstand d2 so bemessen, dass auch bei einer Lücke zwischen zwei benachbarten Energiespeichereinrichtungen, etwa verursacht durch eine dieser Vorsprungsanordnungen, die zweite Kontaktfläche der ersten Energiespeichereinrichtung die erste Kontaktfläche der zweiten Energiespeichereinrichtung im Wesentlichen vollständig überdeckt. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die elektrische Verbindung der zweiten Kontaktfläche mit der ersten Kontaktfläche einer benachbarten diese Energiespeichereinrichtung ermöglicht bzw. vereinfacht ist.
  • Zusätzlich oder alternativ erstreckt sich die zweite Kontaktfläche mindestens 0,01 mm, weiter bevorzugt mindestens 0,02 mm, weiter bevorzugt mindestens 0,05 mm, weiter bevorzugt mindestens 0,1 mm, weiter bevorzugt mindestens 0,2 mm, weiter bevorzugt mindestens 0,5 mm, weiter bevorzugt mindestens 1 mm, weiter bevorzugt mindestens 2 mm, weiter bevorzugt höchstens 5 mm aus dem Anschlussschenkel in Richtung der ersten Kontaktfläche einer weiteren, insbesondere benachbarten, dieser Energiespeichereinrichtungen. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die zweite Kontaktfläche für die Montage deutlicher erkennbar ist.
  • Alternativ bedeckt die zweite Kontaktfläche eine der Mantelflächen des Anschlussschenkels im Wesentlichen vollständig, insbesondere erstreckt sich die zweite Kontaktfläche nicht aus dem Anschlussschenkel. Diese bevorzugte Ausführung bietet den Vorteil einer vereinfachten Herstellbarkeit des Anschlussschenkels. Diese bevorzugte Ausführung bietet den Vorteil einer gewissen Freiheit bei der Positionierung einer benachbarten Energiespeichereinrichtung. Diese bevorzugte Ausführung bietet den Vorteil einer vereinfachten Herstellbarkeit des Anschlussschenkels.
  • Vorzugsweise erstreckt sich die zweite Kontaktfläche über mehr als ein Viertel der Länge der ersten Gehäusewandung, weiter bevorzugt mehr als ein Drittel, weiter bevorzugt mehr als die Hälfte, weiter bevorzugt weniger als 4/5 der ersten Gehäusewandung. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Stromdichte durch die zweite Kontaktfläche verringert ist.
  • Vorzugsweise entsprechen der Flächeninhalt und die Gestalt der zweiten Kontaktfläche dem Flächeninhalt und der Gestalt der ersten Kontaktfläche. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass beide Kontaktflächen möglichst vollständig für die Bereitstellung elektrischer Energie aus der Elektrodenbaugruppe zur Verfügung stehen können.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Gehäuse wenigstens eine oder mehrere Führungseinrichtungen auf. Die wenigstens eine Führungseinrichtung ist ausgestaltet, eine unabhängige Verbindungseinrichtung zur Verbindung mehrerer dieser Energiespeichereinrichtungen, insbesondere elektrisch isoliert, zu führen bzw. aufzunehmen. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Zusammenhalt mehrerer dieser Energiespeichereinrichtungen verbessert ist.
  • Vorzugsweise ist die wenigstens eine Führungseinrichtung an einer ersten Gehäusewandung angeordnet, besonders bevorzugt mit der ersten Gehäusewandung, insbesondere stoffschlüssig, verbunden. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der Aufwand zur Fertigung des Gehäuses mit Führungseinrichtung verringert ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Fixierung des Gehäuses innerhalb der Batterie verbessert ist.
  • Vorzugsweise weist die Führungseinrichtung denselben Werkstoff auf wie das Gehäuse. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der Aufwand zur Fertigung des Gehäuses verringert ist.
  • Vorzugsweise sind mehrere dieser Führungseinrichtungen an verschiedenen Positionen der ersten Gehäusewandung angeordnet, besonders bevorzugt mit vorbestimmten, insbesondere gleichmäßigen, Abständen zwischen je zwei dieser Führungseinrichtungen. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass Kräfte aus mehreren dieser Verbindungseinrichtungen auf das Gehäuse, insbesondere beim Verspannen benachbarter dieser Energiespeichereinrichtungen, besser verteilt werden können.
  • Vorzugsweise ist die wenigstens eine Führungseinrichtung als Ring oder im wesentlichen zylindrische Hülse ausgebildet. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Führung der Verbindungseinrichtung vereinfacht ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Montage der Batterie vereinfacht ist.
  • Vorzugsweise ist ein Isoliermittel, insbesondere ausgebildet als eine elektrisch isolierende Büchse, in die Führungseinrichtung einsetzbar. Vorzugsweise ist das Isoliermittel mit einem Polymerwerkstoff hergestellt. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass einem elektrischen Kurzschluss begegnet ist, welcher auftreten könnte, wenn wenigstens ein Gehäuse ein elektrisches Potential einer in dem Gehäuse aufgenommenen Elektrodenbaugruppe aufweist.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Gehäuse eine Vorsprungsanordnung mit wenigstens zwei, insbesondere rippenförmigen, Vorsprüngen auf. Vorzugsweise erstreckt die Vorsprungsanordnung sich aus der zweiten Gehäusewandung. Vorzugsweise ist die Vorsprungsanordnung zur Wärmeabfuhr aus der Elektrodenbaugruppe und/oder zur Versteifung des Gehäuses ausgestaltet. Vorzugsweise weist die Vorsprungsanordnung mehrere rippenförmige Vorsprünge auf, welche sich entlang, insbesondere über den größten Teil der Länge oder Breite, der zweiten Gehäusewandung erstrecken und voneinander, insbesondere gleichmäßig, beabstandet sind. Mit dieser Ausbildung sind die rippenförmigen Vorsprünge geeignet, einen Fluidstrom, insbesondere einen Luftstrom, zur Wärmeabfuhr aus der Elektrodenbaugruppe zu leiten. Mit dieser Ausbildung sind die rippenförmigen Vorsprünge geeignet, für die Elektrodenbaugruppe als Wärmesenken zu wirken und Wärmeenergie an den Fluidstrom abzugeben. Vorzugsweise weisen die Vorsprünge einen im wesentlichen zylindrischen, kegelförmigen, trapezförmigen oder rechteckigen Querschnitt auf. Vorzugsweise sind die Vorsprünge mit einem Metall, besonders bevorzugt mit Aluminium und/oder Kupfer, ausgebildet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Wärmeabfuhr aus der Elektrodenbaugruppe verbessert ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Steifigkeit bzw. des Widerstandsbiegemoment der zweiten Gehäusewandung verbessert ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der erste Zellanschluss zur lösbaren kraftschlüssigen Verbindung und elektrischen Verbindung mit einer weiteren dieser Energiespeichereinrichtungen, insbesondere mit dem zweiten Zellanschluss der weiteren Energiespeichereinrichtung, ausgestaltet.
  • Vorzugsweise weist der erste Zellanschluss eines, zwei oder mehrere Gewinde, insbesondere ausgestaltet als Innengewinde, auf, welche sich zur ersten Kontaktfläche hin öffnen bzw. durch die erste Kontaktfläche zugänglich sind.
  • Alternativ weist der erste Zellanschluss eine, zwei oder mehrere Vertiefungen auf, welche
    • – sich je zur ersten Kontaktfläche hin öffnen bzw. durch die erste Kontaktfläche zugänglich sind,
    • – je im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sind
    • – sich je entlang einer Längsachse erstrecken, welche im wesentlichen senkrecht zu der ersten Gehäusewandung ausgerichtet ist,
    • – benachbart zu der ersten Kontaktfläche je einen Bund oder Vorsprung aufweisen, welcher sich zur Längsachse hin erstreckt, welcher zum Kraftschluss und/oder Formschluss mit einem Niet ausgestaltet ist.
  • Vorzugsweise erfolgt die lösbare kraftschlüssige Verbindung des ersten Zellanschlusses einer ersten dieser Energiespeichereinrichtungen mit dem zweiten Zellanschluss einer zweiten dieser Energiespeichereinrichtungen mittels wenigstens einer Schraube oder eines Niets. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Verschalten zweier, insbesondere benachbarter, dieser Energiespeichereinrichtungen vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Zusammenhalt zweier, insbesondere benachbarter, dieser Energiespeichereinrichtungen verbessert ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Anschlussschenkel zur lösbaren kraftschlüssigen Verbindung und elektrischen Verbindung mit einer weiteren dieser Energiespeichereinrichtungen, insbesondere mit dem ersten Zellanschluss der weiteren Energiespeichereinrichtung, ausgestaltet. Vorzugsweise weist der Anschlussschenkel eine, zwei oder mehrere Durchgangsbohrungen auf, welche sich jeweils entlang einer Bohrungsachse erstrecken, wobei bevorzugt die Bohrungsachse im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Gehäusewandung ausgerichtet ist. Vorzugsweise öffnen sich die Durchgangsbohrungen zur zweiten Kontaktfläche hin bzw. sind durch die zweite Kontaktfläche zugänglich.
  • Vorzugsweise sind die Durchgangsbohrungen mit Übermaß oder als Langlöcher ausgebildet. So kann die Positionierung zweier benachbarter und zu verschaltender dieser Energiespeichereinrichtungen mit einer gewissen Toleranz erfolgen. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Herstellkosten verringert sind.
  • Vorzugsweise erfolgt die lösbare kraftschlüssige Verbindung des Anschlussschenkels mit dem ersten Zellanschluss einer weiteren dieser Energiespeichereinrichtungen mittels wenigstens einer Schraube oder eines Niets. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass das Verschalten zweier, insbesondere benachbarter, dieser Energiespeichereinrichtungen vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Zusammenhalt zweier, insbesondere benachbarter, dieser Energiespeichereinrichtungen verbessert ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der erste Zellanschluss mit einem, zwei oder mehreren dieser Gewinde bzw. Vertiefungen, zugänglich durch die erste Kontaktfläche, ausgebildet. Weiter ist der Anschlussschenkel mit einer, zwei oder mehreren dieser Durchgangsbohrungen, zugänglich durch die zweite Kontaktfläche, ausgebildet. Wenigstens eines dieser Gewinde bzw. eine dieser Vertiefungen und wenigstens eine dieser Durchgangsbohrungen sind zueinander derart angeordnet, dass eine Symmetrieebene, welche durch das wenigstens eine Gewinde bzw. Vertiefung und die wenigstens eine Durchgangsbohrung verläuft, im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten Gehäusewandung ausgerichtet ist. Vorzugsweise sind mehrere Gewinde bzw. Vertiefungen und ebensoviele Durchgangsbohrungen zueinander derart angeordnet, dass jeweils diese Symmetrieebene, welche durch eines dieser Gewinde bzw. Vertiefungen und durch eine dieser Durchgangsbohrungen verläuft, im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten Gehäusewandung ausgerichtet ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Verschaltung zweier, insbesondere benachbarter, dieser Energiespeichereinrichtungen, insbesondere derselben Batterie, vereinfacht ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die erste Gehäusewandung durch mehrere, insbesondere vier, Ränder begrenzt. Vorzugsweise bilden mehrere dieser Ränder ein Rechteck. Die erste Kontaktfläche ist wenigstens teilweise, vorzugsweise überwiegend, besonders bevorzugt im wesentlichen vollständig innerhalb dieser Ränder angeordnet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Verschaltung zweier, insbesondere benachbarter, dieser Energiespeichereinrichtungen, insbesondere derselben Batterie, vereinfacht ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die benachbarte Anordnung zweier, insbesondere benachbarter, dieser Energiespeichereinrichtungen, insbesondere derselben Batterie, vereinfacht ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Elektrodenbaugruppe wenigstens eine oder mehrere dieser Ableiterfahnen auf. Der zweite Zellanschluss ist mit einem Fahnenkontaktelement ausgebildet. Das Fahnenkontaktelement ist zur elektrischen, insbesondere stoffschlüssigen, Verbindung mit wenigstens einer oder mehreren dieser Ableiterfahnen derselben Polarität ausgestaltet. Das Fahnenkontaktelement ist innerhalb des Gehäuses angeordnet. Das Fahnenkontaktelement erstreckt sich entlang, vorzugsweise über mehr als die Hälfte der Länge, weiter bevorzugt über mehr als 2/3 der Länge, der zweiten Gehäusewandung. Vorzugsweise ist das Fahnenkontaktelement im wesentlichen ebenso breit bzw. lang wie wenigstens eine dieser Ableiterfahnen, wobei die Länge des Fahnenkontaktelements bzw. dieser Ableiterfahnen quer zur Stapelrichtung zu messen ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Stromdichte während der Bereitstellung elektrischer Energie aus der Elektrodenbaugruppe verringert ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Wärmeabfuhr während der Bereitstellung elektrischer Energie aus der Elektrodenbaugruppe verbessert ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Gehäuse das elektrische Potential eines der Zellanschlüsse, insbesondere des zweiten Zellanschlusses, auf. Vorzugsweise sind dazu eine oder mehrere dieser Ableiterfahnen, insbesondere zweiter Polarität, mit dem Gehäuse elektrisch, insbesondere stoffschlüssig, verbunden. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass einer unerwünschten Relativbewegung zwischen der Elektrodenbaugruppe und dem Gehäuse begegnet ist, insbesondere bei Stößen oder Vibrationen während des Betriebs der Energiespeichereinrichtung.
  • Indem diese Ableiterfahnen mit dem Gehäuse elektrisch verbunden sind, ist auch der Wärmeübergang zwischen der Elektrodenbaugruppe und dem Gehäuse ermöglicht bzw. verbessert. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Wärmeabfuhr aus der Elektrodenbaugruppe verbessert ist.
  • Wenn das Gehäuse zusätzlich diese Vorsprungsanordnung aufweist, ist einer oder mehrerer dieser Vorsprünge mit einem Isoliermittel, insbesondere ausgebildet als Polymerleiste, elektrisch gegenüber dem Gehäuse der benachbarten dieser Energiespeichereinrichtungen derselben Batterie isolierbar. Vorzugsweise ist das Isoliermittel als Beschichtung, Überzug, Leiste, Schiene oder Aufkleber ausgebildet. Vorzugsweise ist das Isoliermittel formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem jeweiligen Vorsprung verbunden. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass einem Kurzschluss zwischen zwei benachbarten dieser Energiespeichereinrichtungen begegnet ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass eine Reihenschaltung von zwei benachbarten dieser Energiespeichereinrichtungen ermöglicht ist.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst mit einer Batterie, welche zwei oder mehrere dieser Energiespeichereinrichtungen aufweist, welche insbesondere zur Versorgung eines KFZ bestimmt ist. Dabei ist eine erste dieser Energiespeichereinrichtungen innerhalb der Batterie benachbart zu einer zweiten dieser Energiespeichereinrichtungen angeordnet. Vorzugsweise berührt die zweite Gehäusewandung der ersten Energiespeichereinrichtung die benachbarte zweite Energiespeichereinrichtung. Die benachbarte Anordnung dieser Energiespeichereinrichtungen und deren Ausbildung mit den vorgenannten Zellanschlüssen ermöglicht eine einfachere Verschaltung der Energiespeichereinrichtungen und somit geringeren Aufwand bei der Herstellung der Batterie. Bei benachbarter Anordnung zweier dieser Energiespeichereinrichtungen ragt der Anschlussschenkel der ersten Energiespeichereinrichtung über deren zweite Gehäusewandung hinaus bis über den ersten Zellanschluss, insbesondere über die erste Kontaktfläche, der benachbarten zweiten Energiespeichereinrichtung. Dabei gelangt die zweite Kontaktfläche des Anschlussschenkels der ersten Energiespeichereinrichtung in Berührung und elektrischen Kontakt mit der ersten Kontaktfläche der zweiten Energiespeichereinrichtung. So ist der Anschlussschenkel der ersten Energiespeichereinrichtung elektrisch mit der ersten Kontaktfläche der zweiten Energiespeichereinrichtung verbindbar bzw. verschaltbar.
  • Vorzugsweise ist der Anschlussschenkel der ersten Energiespeichereinrichtung auch kraftschlüssig mit der ersten Kontaktfläche der zweiten Energiespeichereinrichtung verbindbar. Vorzugsweise weist der Anschlussschenkel der ersten Energiespeichereinrichtung eine oder mehrere dieser Durchgangsbohrungen und die erste Kontaktfläche der zweiten Energiespeichereinrichtung eines oder mehrere dieser Gewinde, insbesondere ausgestaltet als Innengewinde, oder Vertiefungen auf. Bei dieser Ausbildung kann die kraftschlüssige Verbindung mittels einer oder mehrerer Schrauben bzw. Niete hergestellt werden, wobei eine dieser Schrauben bzw. Niete durch eine dieser Durchgangsbohrungen der ersten Energiespeichereinrichtung geführt und in eines dieser Gewinde oder eine dieser Vertiefungen der zweiten Energiespeichereinrichtung geschraubt werden kann.
  • Mit Ausbildung der Batterie mit zwei oder mehr dieser Energiespeichereinrichtungen geht der Vorteil einher, dass die Verschaltung der Energiespeichereinrichtungen vereinfacht und somit kostengünstiger ist. Mit dieser Ausbildung der Energiespeichereinrichtungen geht der Vorteil einher, dass der Zusammenhalt zweier benachbarter dieser Energiespeichereinrichtungen innerhalb derselben Batterie verbessert ist und somit zumindest auf einige Mittel zur mechanischen Stabilisierung der Energiespeichereinrichtungen innerhalb der Batterie verzichtet werden kann. Mit Ausbildung der Batterie mit zwei oder mehr dieser Energiespeichereinrichtungen geht der Vorteil einher, dass die Verschaltung von je zwei dieser Energiespeichereinrichtungen ohne weiteres Gestaltungsmittel erfolgen kann. So wird die zu Grunde liegende Aufgabe gelöst.
  • Vorzugsweise sind die Durchgangsbohrungen mit Übermaß oder als Langlöcher ausgebildet. So kann die Positionierung zweier benachbarter und zu verschaltender dieser Energiespeichereinrichtungen mit einer gewissen Toleranz erfolgen. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Herstellkosten verringert sind.
  • Die Verwendung dieser Energiespeichereinrichtungen, jeweils mit erster Kontaktfläche und zweiter Kontaktfläche, für die Batterie bietet den weiteren Vorteil, dass die Verschaltung bzw. der Betrieb zweier benachbarter Energiespeichereinrichtungen mit geringeren elektrischen Verlusten einhergeht, insbesondere infolge geringerer summierter Übergangswiderstände, welche mit der geringeren Anzahl elektrischer Verbindungen bzw. Übergänge einhergehen,
    nun nur noch mit einem Übergangswiderstand von der zweiten Kontaktfläche der ersten Energiespeichereinrichtung zur ersten Kontaktfläche der zweiten Energiespeichereinrichtung,
    statt vormals mit einem Übergangswiderstand von der ersten üblichen Energiespeichereinrichtung zu einem dieser Verschaltungsmittel und einem zweiten Übergangswiderstand vom dem Verschaltungsmittel zu der zweiten üblichen Energiespeichereinrichtung.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Batterie weist das Gehäuse wenigstens der ersten Energiespeichereinrichtung das elektrische Potential des zweiten Zellanschlusses auf. Vorzugsweise sind dazu eine oder mehrere dieser Ableiterfahnen, insbesondere zweiter Polarität, mit dem Gehäuse elektrisch, insbesondere stoffschlüssig, verbunden. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass einer unerwünschten Relativbewegung zwischen der Elektrodenbaugruppe und dem Gehäuse begegnet ist, insbesondere bei Stößen oder Vibrationen während des Betriebs der Energiespeichereinrichtung. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Haltbarkeit bzw. die Funktion der Batterie, insbesondere bei Stößen oder Vibrationen während des Betriebs, verbessert ist.
  • Indem diese Ableiterfahnen mit dem Gehäuse elektrisch verbunden sind, ist auch der Wärmeübergang zwischen der Elektrodenbaugruppe und dem Gehäuse ermöglicht bzw. verbessert. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Wärmeabfuhr aus der Elektrodenbaugruppe verbessert ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Haltbarkeit bzw. die Funktion der Batterie verbessert ist.
  • Vorzugsweise weist das Gehäuse der ersten Energiespeichereinrichtung weist zusätzlich diese Vorsprungsanordnung auf. Einer oder mehrere dieser Vorsprünge sind mit je einem Isoliermittel elektrisch gegenüber dem Gehäuse der zweiten, insbesondere benachbarten, dieser Energiespeichereinrichtungen derselben Batterie isolierbar. In das Gehäuse der zweiten Energiespeichereinrichtung ebenfalls diese Vorsprungsanordnung aufweist, dann sind auch einer oder mehrere dieser Vorsprünge mit je einem dieser Isoliermittel elektrisch gegenüber dem Gehäuse der ersten, insbesondere benachbarten, dieser Energiespeichereinrichtungen derselben Batterie isolierbar. Vorzugsweise ist das Isoliermittel als Beschichtung, Leiste, Schiene, Überzug oder Aufkleber ausgebildet. Vorzugsweise ist das Isoliermittel formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem jeweiligen Vorsprungs verbunden. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass einem Kurzschluss zwischen zwei benachbarten dieser Energiespeichereinrichtungen, deren Gehäuse jeweils das Potential des zweiten Zellanschluss aufweisen, begegnet ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass eine Reihenschaltung von zwei benachbarten dieser Energiespeichereinrichtungen ermöglicht ist.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Batterie weist eine oder mehrere dieser Verbindungseinrichtungen auf. Weiter weisen die zwei oder mehrere dieser Energiespeichereinrichtungen je wenigstens eine oder mehrere dieser Führungseinrichtungen auf. Wenigstens eine dieser Verbindungseinrichtungen ist durch je eine dieser Führungseinrichtungen zweier benachbarter Energiespeichereinrichtungen geführt. Vorzugsweise sind die Führungseinrichtungen benachbarter Energiespeichereinrichtungen zueinander so angeordnet, dass eine Achse durch diese Führungseinrichtungen im wesentlichen senkrecht zu einer zweiten Gehäusewandungen ausgerichtet ist.
  • Vorzugsweise sind zwei benachbarte dieser Energiespeichereinrichtungen mittels wenigstens einer oder mehrerer dieser Verbindungseinrichtungen gegeneinander verspannt. Vorzugsweise sind die Verbindungseinrichtungen je als, insbesondere metallischer, insbesondere zylindrischer, Zugstab ausgebildet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Zusammenhalt der Energiespeichereinrichtungen während des Betriebs der Batterie verbessert ist.
  • Wenn bei wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen das Gehäuse das elektrische Potential des zweiten Zellanschlusses aufweist, dann kann die Verbindungseinrichtung mittels eines oder mehrerer Isoliermittel, insbesondere ausgebildet als Ring oder Buchse, elektrisch gegenüber den Führungseinrichtungen isoliert werden. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, die Verbindungseinrichtung dauerhafter mit einem Metall ausgebildet werden kann.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur elektrischen Verschaltung von zwei dieser Energiespeichereinrichtungen, insbesondere während der Herstellung der Batterie. Das Verfahren weist die Schritte auf:
    S1 Anordnen der beiden Energiespeichereinrichtungen derart, insbesondere zueinander benachbart, dass der Anschlussschenkel der ersten Energiespeichereinrichtung in elektrischen Kontakt zu der ersten Kontaktfläche der zweiten Energiespeichereinrichtung gelangt, wobei insbesondere wenigstens eine dieser Durchgangsbohrungen der ersten Energiespeichereinrichtung benachbart, insbesondere im wesentlichen konzentrisch, zu wenigstens einem dieser Gewinde bzw. Vertiefungen der zweiten Energiespeichereinrichtung angeordnet wird,
    S2 Verbinden, insbesondere lösbar, insbesondere kraftschlüssig und/oder elektrisch, des Anschlussschenkels der ersten Energiespeichereinrichtung mit der ersten Kontaktfläche der zweiten Energiespeichereinrichtung, insbesondere mit wenigstens einer Schraube bzw. wenigstens einem Niet, insbesondere nach Schritt S1,
    vorzugsweise
    S3 Anordnen eines Isoliermittels um den ersten Zellanschluss der zweiten Energiespeichereinrichtung, insbesondere vor Schritt S1, und/oder
    S4 Anordnen, insbesondere Durchführen, wenigstens einer dieser Verbindungseinrichtungen durch eine dieser Führungseinrichtungen der ersten Energiespeichereinrichtung sowie eine dieser Führungseinrichtungen der zweiten Energiespeichereinrichtung.
  • Das Isoliermittel des Schrittes S3 dient insbesondere dazu, einem Kurzschluss der ersten Energiespeichereinrichtung mit der zweiten Energiespeichereinrichtung, verursacht insbesondere durch einen Fremdkörper oder eine elektrisch leitende Flüssigkeit, zu begegnen. So weist das Isoliermittel einen elektrisch isolierenden Abschnitt auf, welcher sich entlang des ersten Schenkels des zweiten Zellanschlusses erstreckt und insbesondere diesen ersten Schenkel gegenüber dem ersten Zellanschluss im Wesentlichen vollständig abdeckt.
  • Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass die elektrische Verschaltung von zwei dieser Energiespeichereinrichtungen ohne ein Verschaltungsmittel. Mit dem Verzicht auf solche Verschaltungseinrichtung können die zugehörigen Kosten eingespart werden. So wird die zu Grunde liegende Aufgabe gelöst.
  • Die Verwendung dieser Energiespeichereinrichtungen, jeweils mit erster Kontaktfläche und zweiter Kontaktfläche, für die Batterie bietet den weiteren Vorteil, dass die Verschaltung bzw. der Betrieb zweier benachbarter Energiespeichereinrichtungen mit geringeren elektrischen Verlusten einhergeht, insbesondere infolge geringerer summierter Übergangswiderstände, welche mit der geringeren Anzahl elektrischer Verbindungen bzw. Übergänge einhergehen, nun nur noch mit einem Übergangswiderstand von der zweiten Kontaktfläche der ersten Energiespeichereinrichtung zur ersten Kontaktfläche der zweiten Energiespeichereinrichtung, statt vormals mit einem Übergangswiderstand von der ersten üblichen Energiespeichereinrichtung zu einem dieser Verschaltungsmittel und einem zweiten Übergangswiderstand vom dem Verschaltungsmittel zu der zweiten üblichen Energiespeichereinrichtung.
  • Vorzugsweise werden die Schritte S1 und S2 mehrfach durchgeführt, insbesondere öfter mit steigender Anzahl von Energiespeichereinrichtungen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt:
  • 1 eine bevorzugte Ausgestaltung einer Energiespeichereinrichtung,
  • 2 eine Batterie mit mehreren Energiespeichereinrichtungen in bevorzugter Ausgestaltung, welche miteinander verschaltet sind,
  • 3 ein Detail der 2,
  • 4 ein weiteres Detail der 2,
  • 5 ein Detail der 4,
  • 6 ein geöffnetes Gehäuse einer Energiespeichereinrichtung in bevorzugter Ausgestaltung,
  • 7 eine andere Ansicht auf das Gehäuse der 6,
  • 8 ein weiteres Detail der 2,
  • 9 schematisch die Zellanschlüsse einer Energiespeichereinrichtung in bevorzugter Ausgestaltung
  • 10 schematisch die Anordnung der zweiten Kontaktfläche am Anschlussschenkel bezüglich der ersten Kontaktfläche einer zweiten Energiespeichereinrichtung
  • 11 schematisch eine gegenüber den 9 und 10 alternative bevorzugte Ausführung des Anschlussschenkels.
  • 1 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung der Energiespeichereinrichtung 1. Dargestellt sind das Gehäuse 2 der Energiespeichereinrichtung 1 mit erster Gehäusewandung 3 und zweiter Gehäusewandung 4. Die erste Gehäusewandung 3 ist im wesentlichen senkrecht zu der zweiten Gehäusewandung 4 angeordnet. Die Elektrodenbaugruppe ist elektrisch und wärmeleitend mit dem Gehäuse 2 verbunden.
  • Die erste Gehäusewandung 3 trägt den ersten Zellanschluss 5 und den zweiten Zellanschluss 6. Insbesondere ist die erste Gehäusewandung 3 einstückig mit dem zweiten Zellanschluss 6 ausgebildet. Der erste Zellanschluss 5 ist mit der ersten Kontaktfläche 7 sowie zwei Gewinden 14 ausgebildet, wobei die beiden Gewinde 14 durch die erste Kontaktfläche 7 zugänglich sind. Die Gewinde 14 erstrecken sich im wesentlichen senkrecht zur ersten Kontaktfläche 5 und sind als Innengewinde ausgebildet. Der zweite Zellanschluss 6 weist den Anschlussschenkel 8 auf, welcher sich aus der ersten Gehäusewandung 3 über die zweite Gehäusewandung 4 hinaus erstreckt.
  • Der Anschlussschenkel 8 weist zwei Durchgangsbohrungen auf, in welche zwei Schrauben 16 eingesetzt sind. Vorzugsweise sind die Durchgangsbohrungen mit Übermaß oder als Langlöcher ausgebildet. So kann die Positionierung zweier benachbarter und zu verschaltender dieser Energiespeichereinrichtungen mit einer gewissen Toleranz erfolgen. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Herstellkosten verringert sind.
  • Nicht erkennbar ist die zweite Kontaktfläche an der Unterseite des Anschlussschenkels 8, wobei die zwei Schrauben 16 sich auch durch die zweite Kontaktfläche erstrecken. Auch nicht erkennbar ist, dass die Zweitkontaktfläche und die erste Kontaktfläche 5 im wesentlichen in derselben Ebene angeordnet sind.
  • Mittels der gestrichelte Linie, welche im wesentlichen senkrecht zu der zweiten Gehäusewandung 4 ausgerichtet ist, ist angedeutet, dass die Schraube 16 und das Gewinde 14 dieselbe Symmetrieebene aufweisen. Das gilt auch für die benachbarte Schraube und das benachbarte Gewinde.
  • Die erste Gehäusewandung 3 trägt mehrere Führungseinrichtungen 10, jeweils mit einer Bohrung, welche im wesentlichen senkrecht zur zweiten Gehäusewandung 4 ausgerichtet ist. Mehrere dieser Einrichtungen Führungseinrichtungen 10 sind entlang der ersten Gehäusewandung 3 angeordnet. In die Führungseinrichtung 10 ist eine Isolierbuchse 15 eingesetzt, welche die nicht dargestellte Verbindungseinrichtung gegenüber der Führungseinrichtung 10 elektrisch isoliert. Mit dieser Ausbildung ist die elektrische Verschaltung der dargestellten Energiespeichereinrichtung 1 mit einer nicht dargestellten, benachbarten Energiespeichereinrichtung vereinfacht und kostengünstiger, indem auf Verschaltungsmittel verzichtet werden kann.
  • Die Vorsprungsanordnung 12 ist mit der zweiten Gehäusewandung 4 wärmeleitend verbunden. Die Vorsprünge 13, 13a sind jeweils mit einer Isolierleiste 15a abgedeckt, welche dazu dient, die Vorsprünge 13, 13a elektrisch gegenüber einer benachbarten Energiespeichereinrichtung zu isolieren. Weiter dienen die Vorsprünge 13, 13a der Versteifung des Gehäuses 2.
  • 2 zeigt eine Batterie 19 mit mehreren Energiespeichereinrichtungen 1, 1a in bevorzugter Ausgestaltung, welche miteinander verschaltet sind. Die Energiespeichereinrichtungen 1, 1a sind entsprechend der Energiespeichereinrichtung der 1 ausgebildet. Es ist dargestellt, dass die Energiespeichereinrichtung 1 mit der benachbarten Energiespeichereinrichtung 1a mechanisch verbunden und elektrisch verschaltet ist. So ragt der Anschlussschenkel 8 der ersten Energiespeichereinrichtung 1 über den ersten Zellanschluss 5a der zweiten Energiespeichereinrichtung 1a. Die durch den Anschlussschenkel 8 der ersten Energiespeichereinrichtung 1 abgedeckte zweite Kontaktfläche ist mit der ersten Kontaktfläche 5a der zweiten Energiespeichereinrichtung 1a mittels Schrauben 16 elektrisch und kraftschlüssig verbunden. Mehrere Verbindungseinrichtungen 11, 11a sind durch Führungseinrichtungen 10, 10a der Energiespeichereinrichtungen 1, 1a geführt, wobei die Verbindungseinrichtungen 11, 11a elektrisch gegenüber den Führungseinrichtungen 10, 10a isoliert sind.
  • 3 zeigt ein Detail der 2. Die Energiespeichereinrichtungen 1, 1a sind entsprechend der Energiespeichereinrichtung der 1 ausgebildet. Der Anschlussschenkel 8 der ersten Energiespeichereinrichtung 1 ragt über den ersten Zellanschluss 5a, insbesondere über dessen erste Kontaktfläche 7a, der zweiten Energiespeichereinrichtung 1a. Der Anschlussschenkel 8 ist mittels Schrauben 16 mit dem ersten Zellanschluss 5a der zweiten Energiespeichereinrichtung 1a verschraubt. Um den ersten Zellanschluss 5a der zweiten Energiespeichereinrichtung 1a ist ein Isoliermittel 15 gelegt. Das Isoliermittel 15 dient dazu, einem Kurzschluss der zweiten Energiespeichereinrichtung 1a, verursacht insbesondere durch einen Fremdkörper oder eine elektrisch leitende Flüssigkeit, zu begegnen. So weist das Isoliermittel 15 einen elektrisch isolierenden Abschnitt auf, welcher sich entlang des ersten Schenkels des zweiten Zellanschlusses 6a erstreckt und insbesondere diesen ersten Schenkel gegenüber dem ersten Zellanschluss 5 im Wesentlichen vollständig abdeckt.
  • 4 zeigt ein weiteres Detail der 2. Die Energiespeichereinrichtungen 1, 1a sind entsprechend der Energiespeichereinrichtung der 1 ausgebildet. Bei der Energiespeichereinrichtungen 1, 1a weisen je eine dieser Vorsprungsanordnungen 12, 12a, jeweils mit mehreren Vorsprüngen 13, 13a, auf. Die Vorsprünge 13, 13a sind mit Isoliermitteln 15, 15a gegenüber der jeweils benachbarten Energiespeichereinrichtung elektrisch isoliert. Diese Isoliermittel 15, 15a sind als Polymerleisten ausgebildet und über die freien Enden der Vorsprünge 13, 13a gezogen.
  • 5 zeigt ein Detail der 4. Die Energiespeichereinrichtung 1 ist entsprechend der Energiespeichereinrichtung der 1 ausgebildet. Es ist dargestellt, dass freien Enden der Vorsprünge 13, 13a T-förmig abschließen und die Polymerleisten 15, 15a diese T-förmigen Enden umgreifen.
  • 6 zeigt ein geöffnetes Gehäuse 2 einer Energiespeichereinrichtung 1 in bevorzugter Ausgestaltung. Die Energiespeichereinrichtung 1 ist entsprechend der Energiespeichereinrichtung der 1 ausgebildet. Der zweite Zellanschluss 6 ist mit einem Fahnenkontaktelement 18 ausgebildet. Das Fahnenkontaktelement 18 erstreckt sich entlang des größtenteils der ersten Gehäusewandung 3 für möglichst gute Wärmeabfuhr aus der Elektrodenbaugruppe und geringe Stromdichte bei der Versorgung eines Verbrauchers, insbesondere ausgestaltet als Elektromotor eines Kraftfahrzeugs.
  • 7 zeigt eine andere Ansicht auf das Gehäuse der 6. Eine weitere Gehäusewandung, welche parallel zu der ersten Gehäusewandung 3 angeordnet ist, weist ebenfalls mehrere Führungseinrichtungen 10, 10a auf. Die Führungseinrichtungen 10, 10a sind einstückig mit der Gehäusewandung ausgebildet und mit Isoliermitteln 15, 15a ausgestattet.
  • 8 zeigt ein weiteres Detail der 2. Die Energiespeichereinrichtungen 1, 1a sind entsprechend der Energiespeichereinrichtung der 1 ausgebildet. Es ist dargestellt, dass die Energiespeichereinrichtung 1 mit der benachbarten Energiespeichereinrichtung 1a mechanisch verbunden und elektrisch verschaltet ist. Mehrere Verbindungseinrichtungen 11, 11a sind durch Führungseinrichtungen 10, 10a der Energiespeichereinrichtungen 1, 1a geführt, wobei die Verbindungseinrichtungen 11, 11a, ausgebildet als elektrisch leitende Zugstäbe, mittels Isoliermitteln 15, 15a elektrisch gegenüber den Führungseinrichtungen 10, 10a isoliert sind. Es ist dargestellt, dass freien Enden der Vorsprünge 13, 13a T-förmig abschließen und die Polymerleisten 15, 15a diese T-förmigen Enden umgreifen.
  • 9a, die obere Hälfte der 9, zeigt schematisch die Zellanschlüsse 5, 6 einer Energiespeichereinrichtung 1 in bevorzugter Ausgestaltung. Die Energiespeichereinrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, mit einer ersten Gehäusewandung 3 und einer zweiten Gehäusewandung 4. Diese Gehäusewandungen sind zueinander im wesentlichen senkrecht angeordnet.
  • Aus der ersten Gehäusewand 3 erstrecken sich der erste Zellanschluss 5 und der zweite Zellanschluss 6. Der erste Zellanschluss 5 weist die erste Kontaktfläche 7 auf. Der erste Normalvektor N ⇀1 zu der ersten Kontaktfläche 7 ist im wesentlichen senkrecht zur ersten Gehäusewandung 3 angeordnet. Der zweite Zellanschluss 7 weist den Anschlussschenkel 8 sowie die zweite Kontaktfläche 9 auf. Der zweite Normalvektor N ⇀2 weist dieselbe Richtung auf wie der erste Normalvektor N ⇀1 , ist aber entgegengesetzt orientiert. Die zweite Kontaktfläche 9 ist derart angeordnet und ausgerichtet, dass die Berührung bzw. die elektrische Verbindung mit der ersten Kontaktfläche einer nicht dargestellten benachbarten Energiespeichereinrichtung ermöglicht ist. Die Ebene E ist parallel zu der ersten Kontaktfläche 7 und der zweiten Kontaktfläche 9.
  • Die zweite Kontaktfläche 9 erstreckt sich etwa 1 mm aus dem Anschlussschenkel 8 in Richtung der ersten Kontaktfläche einer nicht dargestellten weiteren, insbesondere benachbarten, dieser Energiespeichereinrichtungen.
  • 9b, die untere Hälfte der 9, zeigt die Energiespeichereinrichtung 1 gemäß 9a, welche zwischen zwei, gestrichelt angedeuteten, benachbarten Energiespeichereinrichtungen 1a, 1b angeordnet ist.
  • Der Anschlussschenkel 8 der ersten Energiespeichereinrichtung 1 ragt über den ersten Zellanschluss 5a sowie deren erste Kontaktfläche 7a der benachbarten Energiespeichereinrichtung 1a. Nur zur verbesserten Unterscheidungen der benachbarten Energiespeichereinrichtungen 1, 1a, 1b ist eine Lücke zwischen einer dieser zweiten Kontaktflächen 9, 9a und eine dieser ersten Kontaktflächen 7, 7a gelassen, welche in der Praxis möglichst gering zu halten ist. Der Anschlussschenkel 8 der ersten Energiespeichereinrichtung 1 ist mit dem ersten Zellanschluss 5a der benachbarten zweiten Energiespeichereinrichtung 1a elektrisch und kraftschlüssig verbindbar bzw. verschraubbar, was durch die senkrechte Linie gekennzeichnet mit ”X” dargestellt ist.
  • Wie zuvor weist der zweite Normalvektor N ⇀2 zur zweiten Kontaktfläche 9a dieselbe Richtung auf wie der erste Normalvektor N ⇀1 zur ersten Kontaktfläche 5b, ist aber entgegengesetzt orientiert.
  • Die zweite Kontaktfläche 9 erstreckt sich etwa 0,5 mm aus dem Anschlussschenkel 8 in Richtung der ersten Kontaktfläche 7a der gestrichelt dargestellten weiteren, insbesondere benachbarten, dieser Energiespeichereinrichtungen 1a.
  • 10 zeigt schematisch die Anordnung der zweiten Kontaktfläche 9 am Anschlussschenkel 8 bezüglich der ersten Kontaktfläche 5 einer zweiten Energiespeichereinrichtung 1a.
  • Die zweite Kontaktfläche 9 ist mit einem vorbestimmten Abstand d2 von der zweiten Gehäusewandung 4 beabstandet. Dieser vorbestimmte Abstand d2 entspricht im Wesentlichen der Summe aus dem Abstand d1 der ersten Kontaktfläche 5a der zweiten Energiespeichereinrichtung 1a vom linken Rand der ersten Gehäusewandung 3a plus dem Abstand zwischen den Energiespeichereinrichtungen 1 und 1a, verursacht durch die Vorsprungsanordnung 12. Damit wird erreicht, dass die zweite Kontaktfläche 9 die erste Kontaktfläche 5a der zweiten Energiespeichereinrichtung 1a im Wesentlichen vollständig überdeckt.
  • 11 zeigt eine gegenüber den 9 und 10 alternative bevorzugte Ausführung des Anschlussschenkels 8. Im Wesentlichen entspricht dieser Anschlussschenkel 8 den Anschlussschenkeln der 9, mit dem Unterschied, dass die zweite Kontaktfläche 9 eine der Mantelflächen des Anschlussschenkels 8 im Wesentlichen vollständig bedeckt. Diese bevorzugte Ausführung bietet den Vorteil einer vereinfachten Herstellbarkeit des Anschlussschenkels ohne vorspringende zweite Kontaktfläche 9.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1a
    Energiespeichereinrichtung
    2, 2a
    Gehäuse
    3
    erste Gehäusewandung
    4
    zweite Gehäusewandung
    5, 5a
    erster Zellanschluss
    6, 6a
    zweiter Zellanschluss
    7, 7a
    erste Kontaktfläche
    8, 8a
    Anschlussschenkel
    9, 9a
    zweite Kontaktfläche
    10, 10a
    Führungseinrichtung
    11, 11a
    Verbindungseinrichtung
    12, 12a
    Vorsprungsanordnung
    13, 13a
    Vorsprung der Vorsprungsanordnung
    14, 14a
    Gewinde
    15, 15a
    Isoliermittel, Isolierbuchse, Isolierleiste
    16, 16a
    Schraube
    17, 17a
    Durchgangsbohrung
    18
    Fahnenkontaktelement
    19
    Batterie
    N ⇀1
    Und erster Normalvektor zu der ersten Kontaktfläche
    N ⇀2
    zweiter Normalvektor zu der zweiten Kontaktfläche
    E
    Ebene, parallel zu der ersten Kontaktfläche
    d1
    Abstand der ersten Kontaktfläche von einem Rand der ersten Gehäusewandung
    d2
    Abstand der zweiten Kontaktfläche von der zweiten Gehäusewandung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2011/020545 [0028]

Claims (12)

  1. Energiespeichereinrichtung (1), insbesondere ausgebildet als elektrochemische Sekundärzelle, insbesondere für eine Sekundärbatterie, insbesondere zur Versorgung eines KFZ, wobei die Energiespeichereinrichtung (1) aufweist: – eine elektrochemische Elektrodenbaugruppe, welche ausgestaltet ist, wenigstens zeitweise eine elektrische Spannung bereitzustellen, – ein im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse (2), welches ausgestaltet ist, die Elektrodenbaugruppe wenigstens teilweise aufzunehmen, wobei das Gehäuse (2) mit einer ersten Gehäusewandung (3) und mit einer zweiten Gehäusewandung (4) ausgebildet ist, wobei die Gehäusewandungen zueinander im Wesentlichen senkrecht angeordnet sind, – einen ersten Zellanschluss (5) erster Polarität und einen zweiten Zellanschluss (6) zweiter Polarität, wobei an den Zellanschlüssen wenigstens zeitweise die elektrische Spannung abgreifbar ist, wobei die Zellanschlüsse sich aus der ersten Gehäusewandung (3) erstrecken, wobei der erste Zellanschluss (5) eine erste Kontaktfläche (7) mit einem ersten Normalvektor N ⇀1 aufweist, wobei der zweite Zellanschluss (6) mit einem im wesentlichen plattenförmigen Anschlussschenkel (8) ausgebildet ist, wobei der Anschlussschenkel (8) sich abschnittweise über die zweite Gehäusewandung (4) hinaus erstreckt, wobei der Anschlussschenkel (8) eine zweite Kontaktfläche (9) mit einem zweiten Normalvektor N ⇀2 aufweist, wobei der zweite Normalvektor N ⇀2 dieselbe Richtung wie der erste Normalvektor N ⇀1 und entgegengesetzte Orientierung aufweist.
  2. Energiespeichereinrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse (2) wenigstens eine Führungseinrichtung (10) aufweist, welche ausgestaltet ist, eine unabhängige Verbindungseinrichtung (11, 11a) zur Verbindung mehrerer dieser Energiespeichereinrichtungen (1, 1a), insbesondere elektrisch isoliert, zu führen, insbesondere aufzunehmen.
  3. Energiespeichereinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (2) eine Vorsprungsanordnung (12) mit wenigstens zwei, insbesondere rippenförmigen, Vorsprüngen aufweist, wobei insbesondere die Vorsprungsanordnung (12) sich aus der zweiten Gehäusewandung (4) erstreckt, wobei insbesondere die Vorsprungsanordnung (12) zur Wärmeabfuhr aus der Elektrodenbaugruppe und/oder zur Versteifung des Gehäuses (2) ausgestaltet ist.
  4. Energiespeichereinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – der erste Zellanschluss (5) zur lösbaren kraftschlüssigen Verbindung und elektrischen Verbindung mit einer weiteren dieser Energiespeichereinrichtungen (1a), insbesondere mit deren zweitem Zellanschluss (6), ausgestaltet ist, und/oder – der Anschlussschenkel (8) zur lösbaren kraftschlüssigen Verbindung und elektrischen Verbindung mit einer weiteren dieser Energiespeichereinrichtungen (1a), insbesondere mit deren erstem Zellanschluss (5), ausgestaltet ist, – insbesondere der erste Zellanschluss (5) mit wenigstens einem Gewinde (14) oder einem Innengewinde oder einer Vertiefung ausgestaltet ist, – insbesondere der Anschlussschenkel (8) mit wenigstens einer Durchgangsbohrung (17) ausgestaltet ist.
  5. Energiespeichereinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Zellanschluss (5) mit wenigstens einem dieser Gewinde (14) oder wenigstens einer dieser Vertiefungen, angeordnet in der ersten Kontaktfläche (7), ausgebildet ist und der Anschlussschenkel (8) mit wenigstens einer dieser Durchgangsbohrungen (17) ausgebildet ist, wobei eine Symmetrieebene, welche durch das wenigstens eine Gewinde (14) oder durch die wenigstens eine Vertiefung und durch die wenigstens eine Durchgangsbohrung (17) verläuft, im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten Gehäusewandung (4) ausgerichtet ist.
  6. Energiespeichereinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Gehäusewandung (3) durch vier Ränder begrenzt ist, wobei insbesondere die Ränder ein rechtwinkliges Viereck bilden, wobei die erste Kontaktfläche (7) wenigstens teilweise, vorzugsweise überwiegend, besonders bevorzugt im Wesentlichen vollständig innerhalb der Ränder angeordnet ist.
  7. Energiespeichereinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektrodenbaugruppe wenigstens eine Ableiterfahne aufweist, wobei der zweite Zellanschluss (6) mit einem Fahnenkontaktelement (18) ausgebildet ist, wobei das Fahnenkontaktelement (18) zur elektrischen, insbesondere stoffschlüssigen, Verbindung mit der wenigstens einen Ableiterfahne ausgestaltet ist, wobei das Fahnenkontaktelement (18) innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist und sich entlang, insbesondere über mehr als die Hälfte der Länge, der zweiten Gehäusewandung (4) erstreckt.
  8. Energiespeichereinrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (2) das elektrische Potential des zweiten Zellanschlusses (6) aufweist.
  9. Batterie (19), insbesondere zur Versorgung eines KFZ, wenigstens mit einer ersten Energiespeichereinrichtung (1) und einer zweiten Energiespeichereinrichtung (1a) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Energiespeichereinrichtung (1) benachbart zu der zweiten Energiespeichereinrichtung (1a) angeordnet ist, wobei der Anschlussschenkel (8) der ersten Energiespeichereinrichtung (1) elektrisch, insbesondere auch kraftschlüssig, insbesondere mittels einer Schraube (16) oder einem Niet, mit der ersten Kontaktfläche (7a) der zweiten Energiespeichereinrichtung (1a) verbindbar ist.
  10. Batterie (19) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Gehäuse (2) der ersten Energiespeichereinrichtung (1) das elektrische Potential des zweiten Zellanschlusses (6) aufweist, wobei vorzugsweise das Gehäuse (2) die Vorsprungsanordnung (12) aufweist und wenigstens einer, insbesondere sämtliche, der Vorsprünge (13) gegenüber dem Gehäuse (2a) der zweiten Energiespeichereinrichtung (1a), insbesondere mit einem Isoliermittel (15), elektrisch isolierbar sind.
  11. Batterie (19) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 10, mit wenigstens einer dieser Verbindungseinrichtungen (11, 11a), wobei die wenigstens zwei Energiespeichereinrichtungen (1, 1a) je wenigstens eine dieser Führungseinrichtungen (10) aufweisen, wobei die Verbindungseinrichtung (11, 11a) durch diese je eine Führungseinrichtung (10, 10a) der wenigstens zwei Energiespeichereinrichtungen (1, 1a) geführt ist.
  12. Verfahren zur elektrischen Verschaltung von zwei dieser Energiespeichereinrichtungen (1, 1a) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere während der Herstellung der Batterie (19), mit den Schritten: S1 Anordnen der beiden Energiespeichereinrichtungen (1, 1a) derart, dass der Anschlussschenkel (8) der ersten Energiespeichereinrichtung (1) in elektrischen Kontakt zu der ersten Kontaktfläche (7a) der zweiten Energiespeichereinrichtung (1a) gelangt, wobei insbesondere wenigstens eine dieser Durchgangsbohrungen (17) der ersten Energiespeichereinrichtung (1) benachbart, insbesondere im wesentlichen konzentrisch, zu wenigstens einem dieser Gewinde (14a) bzw. Vertiefungen der zweiten Energiespeichereinrichtung (1a) angeordnet wird, S2 lösbares Verbinden, insbesondere kraftschlüssig, insbesondere elektrisch, des Anschlussschenkels (8) der ersten Energiespeichereinrichtung (1) mit der ersten Kontaktfläche (7a) der zweiten Energiespeichereinrichtung (1a), insbesondere mittels einer Schraube (16) bzw. eines Nietes, insbesondere nach Schritt S1, vorzugsweise S3 Anordnen eines Isoliermittels (15) um den ersten Zellanschluss (5) der zweiten Energiespeichereinrichtung (1a), insbesondere vor Schritt S1 vorzugsweise S4 Anordnen, insbesondere Durchführen, wenigstens einer dieser Verbindungseinrichtungen durch eine dieser Führungseinrichtungen der ersten Energiespeichereinrichtung sowie eine dieser Führungseinrichtungen der zweiten Energiespeichereinrichtung.
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