DE102012202694A1 - Housing for module of traction battery for e.g. passenger car, has electrochemical cells including electrodes, and fixing elements arranged adjacent to each opening for fastening bus bar, where openings are provided adjacent to electrodes - Google Patents

Housing for module of traction battery for e.g. passenger car, has electrochemical cells including electrodes, and fixing elements arranged adjacent to each opening for fastening bus bar, where openings are provided adjacent to electrodes Download PDF

Info

Publication number
DE102012202694A1
DE102012202694A1 DE201210202694 DE102012202694A DE102012202694A1 DE 102012202694 A1 DE102012202694 A1 DE 102012202694A1 DE 201210202694 DE201210202694 DE 201210202694 DE 102012202694 A DE102012202694 A DE 102012202694A DE 102012202694 A1 DE102012202694 A1 DE 102012202694A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing
busbar
module
fixing elements
electrochemical cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE201210202694
Other languages
German (de)
Other versions
DE102012202694B4 (en
Inventor
Guido Hofer
Martin Huber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lisa Draexlmaier GmbH
Original Assignee
Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lisa Draexlmaier GmbH filed Critical Lisa Draexlmaier GmbH
Priority to DE102012202694.0A priority Critical patent/DE102012202694B4/en
Publication of DE102012202694A1 publication Critical patent/DE102012202694A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102012202694B4 publication Critical patent/DE102012202694B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227Organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/505Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising a single busbar
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/512Connection only in parallel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/517Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by fixing means, e.g. screws, rivets or bolts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522Inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

The housing (10) has electrochemical cells (30) including electrodes (31), where openings (11) are provided adjacent to the electrodes. Fixing elements (12) e.g. pins, are arranged adjacent to each opening for fastening a bus bar (20). The fixing elements are identically arranged at a distance from each other at the openings. The fixing elements are integrally and material-homogeneously designed with the housing. The fixing elements are made of plastic. The fixing elements are designed with a reduced diameter. The housing is designed as a two-part box-shaped component. Independent claims are also included for the following: (1) a bus bar (2) a module.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die Erfindung betrifft eine modular aufgebaute Traktionsbatterie mit einer Mehrzahl von elektrochemischen Zellen, die in einem Gehäuse angeordnet sind und über zumindest eine Stromschiene miteinander verbunden sind.The invention relates to a modular traction battery having a plurality of electrochemical cells, which are arranged in a housing and are connected to one another via at least one busbar.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Elektromotorisch angetriebene Personenkraftfahrzeuge (sogenannte Elektrofahrzeuge) weisen in der Regel elektrochemische Energiespeicher, insbesondere Akkumulatoren, auf, aus denen im Wesentlichen die zum Antrieb des Fahrzeugs notwendige Energie entnommen oder beispielsweise durch Ladevorgänge auch eingespeist werden kann.Electric motor driven passenger vehicles (so-called electric vehicles) generally have electrochemical energy storage devices, in particular accumulators, from which substantially the energy required to drive the vehicle can be taken or, for example, also be charged by charging processes.

Dabei ist zum Bereitstellen einer elektrischen Energie, abhängig von der konkreten Ausgestaltung des elektromotorischen Antriebs, eine Spannung von mehreren hundert Volt üblich. Um derartige Spannungen bereitzustellen wird in der Regel eine Vielzahl von elektrochemischen Akkumulatorzellen zu einer Traktionsbatterie elektrisch miteinander verschaltet.In this case, a voltage of several hundred volts is customary for providing an electrical energy, depending on the specific configuration of the electromotive drive. In order to provide such voltages, a plurality of electrochemical accumulator cells is usually electrically interconnected to form a traction battery.

Ein Beispiel für die Verschaltung der einzelnen Zellen offenbart das US-Patent 7,923,144 B2 . Dieses Patent zeigt eine Anordnung von einer Mehrzahl von Akkumulatorzellen in einem Gehäuse. Das Gehäuse weist Öffnungen auf, die benachbart zu den Elektroden der Akkumulatorzellen angeordnet sind. An seiner Außenfläche ist auf dem Gehäuse eine Sammelplatte angeordnet, die ebenfalls Öffnungen aufweist, die mit den Öffnungen des Gehäuses korrespondieren. Über je einen Bond-Draht werden die Elektroden aller im Gehäuse angeordneten Akkumulatorzellen elektrisch mit der Sammelplatte kontaktiert.An example of the interconnection of the individual cells reveals that U.S. Patent 7,923,144 B2 , This patent shows an arrangement of a plurality of battery cells in a housing. The housing has openings which are arranged adjacent to the electrodes of the battery cells. On its outer surface a collecting plate is arranged on the housing, which also has openings which correspond with the openings of the housing. The electrodes of all accumulator cells arranged in the housing are electrically contacted to the collecting plate via a respective bonding wire.

Ein derartiger Aufbau hat den Nachteil, dass es bei der Herstellung einer Bond-Verbindung zwischen der Sammelplatte und den Elektroden zu Schwingungen zwischen dem Gehäuse und der Sammelplatte kommen kann, so dass man entweder bei der Wahl der Betriebsparameter des Bond-Verfahrens limitiert ist oder es zu Qualitätseinbußen bei den erzeugten Bond-Verbindungen kommen kann. Gleichzeitig ist die Sammelplatte in keiner Weise im Hinblick auf den insbesondere bei Elektrofahrzeugen notwendigen Leichtbau optimiert. Auch ein variables Verschalten der im Gehäuse angeordneten Zellen ist mit der offenbarten Sammelplatte nicht, oder nur sehr eingeschränkt möglich.Such a construction has the disadvantage that in the manufacture of a bonding connection between the collecting plate and the electrodes, vibrations may occur between the housing and the collecting plate, so that one is limited in the choice of operating parameters of the bonding method or it this can lead to a loss of quality in the bond connections produced. At the same time, the collecting plate is in no way optimized with regard to the lightweight construction that is particularly necessary in the case of electric vehicles. Also, a variable interconnection of the cells arranged in the housing is not possible with the disclosed collecting plate, or only to a very limited extent.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine modulare Traktionsbatterie bereitzustellen, bei der durch die Gestaltung des Gehäuses und der zur Verbindung der im Gehäuse angeordneten elektrochemischen Zellen vorgesehenen Stromschiene die zuvor genannten Probleme des Standes der Technik überwunden werden.The object of the present invention is therefore to provide a modular traction battery in which the design of the housing and the power rail provided for connecting the electrochemical cells arranged in the housing overcome the aforementioned problems of the prior art.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse gemäß den Ansprüchen 1–5, einer Stromschiene gemäß den Ansprüchen 6–11, einem Modul gemäß den Ansprüchen 12–16 und einer zumindest ein erfindungsgemäßen Modul aufweisende Traktionsbatterie entsprechend dem Anspruch 17.The object is achieved by a housing according to claims 1-5, a busbar according to claims 6-11, a module according to claims 12-16 and at least one module according to the invention traction battery according to claim 17.

Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus der Beschreibung, den Figuren und den jeweils rückbezogenen Unteransprüchen.Preferred embodiments will become apparent from the description, the figures and the respective dependent subclaims.

Ein erfindungsgemäßes Gehäuse für ein Modul einer Traktionsbatterie ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und so gestaltet, dass eine Mehrzahl von elektrochemischen Zellen innerhalb des Gehäuses angeordnet werden kann. Bevorzugt ist das Gehäuse des Moduls als zweiteiliges, kastenförmiges Bauteil aufgebaut, in dem die elektrochemischen Zellen angeordnet werden. Ein derartiges Gehäuse kann beispielsweise kostengünstig als Spritzgießbauteil hergestellt werden.An inventive housing for a module of a traction battery is preferably made of a plastic material and designed so that a plurality of electrochemical cells can be arranged within the housing. Preferably, the housing of the module is constructed as a two-part, box-shaped component, in which the electrochemical cells are arranged. Such a housing can for example be produced inexpensively as injection molding.

Wenn das Gehäuse zweiteilig, aus beispielsweise einem unteren Gehäuseteil und einem oberen Gehäuseteil aufgebaut ist, kann das untere und/oder das obere Gehäuseteil Ausnehmungen zur formschlüssigen Aufnahme und Fixierung der elektrochemischen Zellen aufweisen. Vorzugsweise sind die Ausnehmungen so gestaltet, dass eine einzelne elektrochemische Zelle in jeweils einer Ausnehmung positioniert werden kann. Alternativ wäre es aber auch möglich, eine Ausnehmung so zu gestalten, dass mehrere elektrochemische Zellen in einer Ausnehmung angeordnet werden und diese beispielsweise über zwischen den Zellen angeordnete zusätzliche Distanzstücke voneinander beabstandet werden. Durch die Anordnung dieser Ausnehmungen kann sowohl die Lage der Zellen relativ zueinander als auch relativ zu den Gehäuseteilen definiert werden.If the housing is constructed in two parts, for example, a lower housing part and an upper housing part, the lower and / or the upper housing part may have recesses for the positive reception and fixing of the electrochemical cells. Preferably, the recesses are designed so that a single electrochemical cell can be positioned in each case a recess. Alternatively, it would also be possible to design a recess such that a plurality of electrochemical cells are arranged in a recess and these are spaced apart, for example, by means of additional spacers arranged between the cells. The arrangement of these recesses, both the position of the cells can be defined relative to each other and relative to the housing parts.

Die im weiteren Verlauf allgemein für ein Gehäuse vorgenommene Beschreibung der Erfindung ist ohne weiteres auch auf einen einzelnen Gehäuseteil eines mehrteiligen Gehäuses übertragbar und damit ebenfalls vom Erfindungsgedanken umfasst.The description of the invention, which is generally made hereinafter for a housing, can easily be applied to a single housing part of a multi-part housing and thus also encompasses the concept of the invention.

Um die thermische Ausdehnung der Zellen zu kompensieren kann zwischen den Zellen und dem Gehäuse zusätzlich ein Toleranzen ausgleichendes Material, vorzugsweise ein kompressibles Material angeordnet werden und/oder ausgebildet sein.In order to compensate for the thermal expansion of the cells can be compensated between the cells and the housing in addition to a tolerances Material, preferably a compressible material are arranged and / or be formed.

Wenn die elektrochemischen Zellen jeweils an ihren distalen Enden eine Elektrode aufweisen, beispielsweise bei zylindrischen Zellen, können alle Zellen im Gehäuse gleichsinnig, das heißt das zum Beispiel alle Kathoden auf einer Gehäuseseite, oder in Gruppen gegensinnig zueinander, wenn die Gesamtheit aller Zellen mehrere Gruppen aufweist, bei denen innerhalb einer Gruppe alle Zellen gleichsinnig, in Bezug auf andere Gruppen aber gegensinnig, gerichtet sind, angeordnet werden. Alternativ können elektrochemische Zellen Verwendung finden, die so gestaltet sind, dass sich sowohl die Anode als auch die Kathode auf einer Seite der Zellen befinden (beispielsweise im Fall von prismatischen Zellen).If the electrochemical cells each have an electrode at their distal ends, for example in cylindrical cells, all the cells in the housing can be in the same direction, that is, for example, all cathodes on one side of the housing, or in opposite directions in groups, if the total of all cells has multiple groups in which all cells within a group are directed in the same direction, but in relation to other groups in opposite directions. Alternatively, electrochemical cells may be used which are designed so that both the anode and the cathode are on one side of the cells (for example in the case of prismatic cells).

Unabhängig von der Anordnung und der Art der Zellen im Gehäuse ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gehäuse benachbart zu den einzelnen Elektroden der Zellen mit Öffnungen versehen ist.Regardless of the arrangement and the type of cells in the housing, the invention provides that the housing is provided adjacent to the individual electrodes of the cells with openings.

Wenn alle im Gehäuse angeordneten Zellen im Hinblick auf die Ausrichtung ihrer Elektroden gleichsinnig orientiert sind, werden alle oder eine Gruppe von im Gehäuse befindlichen Zellen über eine Parallelschaltung elektrisch miteinander verbunden. Bei mehreren Gruppen werden jeweils alle Zellen der Gruppe parallel miteinander verbunden. Entsprechend werden bei mehreren Gruppen mit unterschiedlicher Orientierung der Elektroden jeweils alle Zellen einer Gruppe parallel miteinander verbunden.When all the cells arranged in the housing are oriented in the same direction with respect to the alignment of their electrodes, all or a group of cells located in the housing are electrically connected to one another via a parallel connection. With several groups, all cells of the group are connected in parallel. Accordingly, in the case of several groups with different orientation of the electrodes, in each case all cells of a group are connected in parallel to one another.

Zur Verbindung wird erfindungsgemäß eine flache Stromschiene aus einem elektrisch leitfähigen Material verwendet, beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, vorzugsweise jedoch aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.For connection according to the invention, a flat busbar made of an electrically conductive material is used, for example made of copper or a copper alloy, but preferably of aluminum or an aluminum alloy.

Die Kontaktierung der Stromschiene mit den einzelnen Elektroden der Zellen kann auf verschiedenste Arten und Weisen erfolgen, beispielsweise durch Press-, Schraub-, Löt- oder Schweißverbindungen.The contacting of the busbar with the individual electrodes of the cells can be done in various ways and ways, for example by pressing, screwing, soldering or welding connections.

Besonders bevorzugt geschieht die Kontaktierung durch einen bekannten Drahtbond-Prozess. Dabei wird die Elektrode durch die Öffnung im Gehäuse über einen dünnen Draht mit der Stromschiene verbunden, wobei in einem ersten Verfahrensschritt der Draht an seinem einen Ende mit der Elektrode einer Zelle und in einem darauffolgenden Verfahrensschritt an einem zum ersten Bauteil benachbarten Abschnitt mit der Stromschiene verbunden, vorzugsweise verschweißt wird und dabei vorzugsweise gleichzeitig abgelängt wird.Particularly preferably, the contacting is done by a known Drahtbond process. In this case, the electrode is connected through the opening in the housing via a thin wire to the busbar, wherein connected in a first method step, the wire at one end to the electrode of a cell and in a subsequent process step at a portion adjacent to the first component with the busbar , is preferably welded, and preferably simultaneously cut to length.

Derartige Bond-Prozesse können hochgradig automatisiert durchgeführt werden. Dabei ist es zur korrekten Führung und Positionierung der Bondwerkzeuge und des Bonddrahtes im Verbindungsprozess vorteilhaft, wenn die Elektroden der elektrochemischen Zellen möglichst vollständig für ein optisches Erkennungssystem sichtbar sind. Aus diesem Grund sollten weder das Gehäuse noch die Stromschiene die Elektroden wesentlich verdecken.Such bonding processes can be performed highly automated. It is advantageous for the correct guidance and positioning of the bonding tools and of the bonding wire in the connection process when the electrodes of the electrochemical cells are as completely as possible visible to an optical recognition system. For this reason, neither the housing nor the bus bar should substantially obscure the electrodes.

Damit eine Schädigung der erzeugten Verbindungsstellen des Bonddrahtes an den Elektroden der im Gehäuse fixierten elektrochemischen Zellen und an der Stromschiene wirksam vermieden werden kann, muss verhindert werden, dass das Gehäuse und die Stromschiene während des Bondens zueinander in Schwingung geraten.In order that damage to the bond points of the bonding wire produced at the electrodes of the electrochemical cells fixed in the housing and to the busbar can be effectively avoided, it is necessary to prevent the housing and the busbar from vibrating with each other during bonding.

Dies kann insbesondere vermieden werden, wenn am Gehäuse benachbart zu jeder Öffnung zumindest ein Fixierelement angeordnet ist, das zur Befestigung der Stromschiene dient.This can be avoided in particular if at least one fixing element, which serves to fasten the busbar, is arranged on the housing adjacent to each opening.

Die Fixierelemente können vielfältig gestaltet sein, beispielsweise als Stifte, Gewindestangen, Nieten, Rastpins oder ähnliches.The fixing can be designed diverse, such as pins, threaded rods, rivets, locking pins or the like.

Durch eine derartige Anordnung der Fixierelemente entsteht ein zum Raster der Öffnungen im Gehäuse verschobenes Raster von Fixierelementen, welches zusätzlich die Anordnung mehrerer oder je nach Modul unterschiedlicher Stromschienen auf dem Gehäuse ermöglicht, ohne dass das Gehäuse jeweils individuell gefertigt oder angepasst werden muss.Such an arrangement of the fixing results in a grid of the openings in the housing displaced grid of fixing elements, which additionally allows the arrangement of several or depending on the module different busbars on the housing, without the housing must be individually manufactured or adapted.

Vorteilhafterweise sind die Fixierelemente jeweils zu allen benachbarten Öffnungen identisch beabstandet angeordnet. Diese Ausführungsform ermöglicht es, deutlich weniger Fixierelemente vorzusehen als Öffnungen im Gehäuse vorhanden sind, da ein Fixierelement immer die Festlegung der Stromschiene in Bezug auf die umgebenden Öffnungen gewährleisten kann. Hierdurch kann bei der Fertigung des Gehäuses Material eingespart werden und es werden gegebenenfalls auch weniger Fixierungsschritte zur endgültigen Verbindung von Stromschiene und Gehäuse benötigt. Gleichzeitig kann die Anbindung der Stromschiene an das Gehäuse unabhängig von ihrer konkreten Ausgestaltung, beispielsweise ihrer Form, qualitativ homogen gestaltet werden. In Bezug auf den Verbindungsprozess der Zellen mit der Stromschiene ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass die Fixierelemente minimal von allen Öffnungen beabstandet sind und sich so günstige Verhältnisse im Hinblick auf Kontaktierungswege und Zugänglichkeit der Öffnungen ergeben.Advantageously, the fixing elements are each arranged identically spaced apart from all adjacent openings. This embodiment makes it possible to provide significantly fewer fixing elements than openings in the housing, since a fixing element can always ensure the fixing of the busbar with respect to the surrounding openings. As a result, can be saved in the manufacture of the housing material and it may also be required less fixation steps for the final connection of busbar and housing. At the same time, the connection of the busbar to the housing, regardless of their specific design, such as their shape, are made qualitatively homogeneous. With regard to the connection process of the cells to the busbar, there is the additional advantage that the fixing elements are minimally spaced from all openings and thus result in favorable conditions with regard to contacting paths and accessibility of the openings.

In einer bevorzugten Ausführungsform ragen die Fixierelemente stiftartig, vorzugsweise senkrecht, mit einem Durchmesser dF aus der mit Öffnungen versehenen Oberfläche des Gehäuses heraus. Der Durchmesser dF ist dabei so gewählt, dass er mit in der Stromschiene angeordneten Ausnehmungen korrespondiert. Durch eine derartige Ausführung ist die Kopplung von Gehäuse und Stromschiene besonders einfach ausführbar, indem die Stromschiene lediglich auf die stiftartig herausragenden Fixierelemente aufgesteckt und im Anschluss gegebenenfalls zusätzlich fixiert wird.In a preferred embodiment, the fixing elements protrude like a pin, preferably vertically, with a diameter d F out of the apertured surface of the housing. Of the Diameter d F is chosen so that it corresponds with arranged in the busbar recesses. By such an embodiment, the coupling of the housing and busbar is particularly simple executable by the busbar is merely plugged onto the pin-like protruding fixing and optionally additionally fixed in connection.

Es ist besonders bevorzugt, wenn die Fixierelemente integral und materialeineinheitlich mit dem Gehäuse ausgebildet sind. Handelt es sich bei dem Gehäuse beispielsweise um ein Kunststoffbauteil das in einem Spritzgießverfahren hergestellt wird, können die Fixierelemente bereits bei der Konstruktion des Gehäuses vorgesehen und gleichzeitig mit diesem im Spritzgießverfahren hergestellt werden. Eine derartige Ausführung des Gehäuses ist besonderes günstig und schnell mit gleichbleibender Qualität herstellbar.It is particularly preferred if the fixing elements are integrally and materially formed unitarily with the housing. If the housing is, for example, a plastic component which is produced in an injection molding process, the fixing elements can already be provided in the construction of the housing and at the same time be manufactured therewith by injection molding. Such an embodiment of the housing is particularly cheap and quickly produced with consistent quality.

In einer vorteilhaften Ausführung wird die Stromschiene bereits bei der Herstellung des Gehäuses in einem Spritzgießwerkzeug angeordnet. Das in das Spritzgießwerkzeug eingebrachte flüssige Material zur Herstellung des Gehäuses durchdringt die in der Stromschiene angeordneten Ausnehmungen und die Stromschiene wird durch die Verfestigung des Materials sicher und dauerhaft mit dem Gehäuse verbunden.In an advantageous embodiment, the busbar is already arranged in an injection mold during the production of the housing. The introduced into the injection mold liquid material for the production of the housing penetrates the recesses arranged in the busbar and the busbar is securely and permanently connected to the housing by the solidification of the material.

Zur Verbindung des Gehäuses mit der Stromschiene hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn zumindest die Fixierelemente aus einem reversibel schmelzbaren Material, vorzugsweise einem Kunststoff, bestehen. In diesem Fall können die Fixierelemente mit der Stromschiene verschweißt werden, beispielsweise über ein Heizelementstumpf-, ein Laser- oder ein Ultraschallschweißverfahren. Derart wird eine dauerhafte und robuste Verbindung erzeugt und gleichzeitig werden Schwingungen zwischen der Stromschiene und dem Gehäuse vermieden.For connecting the housing to the busbar, it has proven to be particularly advantageous if at least the fixing elements made of a reversibly fusible material, preferably a plastic. In this case, the fixing elements can be welded to the busbar, for example via a Heizelementstumpf-, a laser or an ultrasonic welding process. Such a durable and robust connection is generated and at the same time vibrations between the busbar and the housing are avoided.

Unter reversibel schmelzbarem Material werden hierbei Materialien verstanden, bei denen das Material unter üblichen Betriebsbedingungen, d. h. beispielsweise bei einer Umgebungstemperatur von bis ca. 150°C im festen Aggregatzustand vorliegt und sowohl vor als auch nach einem oder mehreren Schmelzzyklen mit darauffolgenden Erstarrungszyklen die gleichen Eigenschaften aufweist. Dies ermöglicht beispielsweise auch im Reparaturfall den Austausch einer Stromschiene oder aber bei der stofflichen Wiederverwertung der Traktionsbatterie eine einfache Trennung von Gehäuse und Stromschiene.Under reversible fusible material in this case understood materials in which the material under normal operating conditions, d. H. For example, at an ambient temperature of up to about 150 ° C in the solid state and present both before and after one or more melting cycles with subsequent solidification cycles the same properties. This allows, for example, in case of repair, the replacement of a busbar or in the recycling of the traction battery, a simple separation of housing and busbar.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Stromschiene kann mit dem zuvor beschriebenen Gehäuse eine einfache und sichere Verbindung von Gehäuse und Stromschiene erreicht werden. Gleichzeitig kann nach der Montage der Stromschiene am Gehäuse ein Schwingen, erzeugt durch Relativbewegungen zwischen Stromschiene und Gehäuse, durch die Anordnung und Art der Fixierelemente in Verbindung mit der Stromschiene wirksam vermieden werden.Regardless of the specific configuration of the busbar can be achieved with the housing described above, a simple and secure connection of housing and busbar. At the same time can be effectively avoided by the arrangement and type of fixing in connection with the busbar after mounting the busbar on the housing swinging, generated by relative movements between busbar and housing.

An einem Gehäuse eines Moduls einer Traktionsbatterie wird erfindungsgemäß eine Stromschiene, die aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht, unmittelbar benachbart zu einer Seite des Gehäuses mit mehreren Öffnungen, angeordnet. Die Stromschiene ist zur Verbindung einer Mehrzahl von im Gehäuse angeordneten elektrochemischen Zellen vorgesehen. Die Stromschiene ist so gestaltet, dass diese bei Anordnung am Gehäuse die Öffnungen nicht verdeckt. Hierzu weist die Stromschiene eine verzweigte Form mit mehreren untereinander verbundenen parallel und/oder senkrecht zueinander angeordneten Bereichen auf.On a housing of a module of a traction battery according to the invention a bus bar, which consists of an electrically conductive material, immediately adjacent to one side of the housing having a plurality of openings arranged. The bus bar is provided for connecting a plurality of electrochemical cells arranged in the housing. The busbar is designed so that it does not obscure the openings when arranged on the housing. For this purpose, the busbar has a branched shape with a plurality of interconnected parallel and / or mutually perpendicular areas.

Unter einer verzweigten Form im erfindungsgemäßen Sinn wird verstanden, dass die Stromschiene einzelne Öffnungen im Gehäuse, im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Sammelplatten, nicht vollständig umgibt.A branched form in the sense of the invention is understood to mean that the bus bar does not completely surround individual openings in the housing, in contrast to the collection plates known from the prior art.

Eine derart gestaltete Stromschiene kann vorteilhaft entlang der zwischen den Öffnungen des Gehäuses bestehenden Stege verlaufen. Die Stromschiene erstreckt sich dabei im Wesentlichen entlang einer Längsrichtung, wobei sich von der Stromschiene vorzugsweise orthogonal zur Längsrichtung Seitenarme mit weiteren Bereichen erstrecken. Die Stromschiene kann somit beispielsweise eine F-, m-, T- oder L-Form aufweisen.Such a designed busbar can advantageously extend along the existing between the openings of the housing webs. The busbar extends substantially along a longitudinal direction, wherein extending from the busbar preferably orthogonal to the longitudinal direction side arms with other areas. The busbar can thus have, for example, an F, m, T or L shape.

Die Stromschiene weist in den Bereichen zur Verbindung mit dem Gehäuse vorzugsweise Ausnehmungen zur Aufnahme von am Gehäuse angeordneten Fixierelementen mit dem Durchmesser dF auf. Der Durchmesser dA der Ausnehmungen ist dabei größer oder gleich dem Durchmesser der Fixierelemente.In the areas for connection to the housing, the busbar preferably has recesses for receiving fixing elements with the diameter d F arranged on the housing. The diameter d A of the recesses is greater than or equal to the diameter of the fixing elements.

Die Breite der Stromschiene dS in Längserstreckung, das heißt parallel zu einer Reihe von Öffnungen im Gehäuse verlaufend, entspricht bevorzugt der Stegbreite zwischen zwei minimal beabstandeten, benachbarten Öffnungen im Gehäuse. Hierdurch kann die Stromschiene zum Erreichen einer geforderten Stromtragfähigkeit besonders flach ausgebildet werden und die Module können damit bauraumoptimiert gestaltet werden. Gleichzeitig ergibt sich bei der Herstellung der Stromschiene ein Vorteil, da die Verarbeitung eines flachen Halbzeugs günstiger ist als die Verarbeitung eines dicken Halbzeugs.The width of the busbar d S in the longitudinal extent, that is to say running parallel to a row of openings in the housing, preferably corresponds to the web width between two minimally spaced, adjacent openings in the housing. In this way, the busbar to achieve a required current carrying capacity can be made particularly flat and the modules can thus be designed space-optimized. At the same time results in the production of the busbar an advantage, since the processing of a flat semi-finished product is cheaper than the processing of a thick semi-finished product.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante weist die Stromschiene in den die Ausnehmungen umgebenden Kontaktierungsbereichen eine Breite dSA auf, die größer ist als die Breite dS in den übrigen Bereichen. Vorzugsweise ist die Breite dSA größer oder gleich der Summe aus dS und dA. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Stromschiene bei konstanter Dicke auch in den Bereichen, in denen Ausnehmungen angeordnet sind, eine ausreichende Stromtragfähigkeit aufweist. In a particularly preferred embodiment, the bus bar in the contacting regions surrounding the recesses has a width d SA which is greater than the width d S in the remaining areas. Preferably, the width d SA is greater than or equal to the sum of d S and d A. This makes it possible to ensure that the busbar has a constant current carrying capacity even in the regions in which recesses are arranged.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromschiene ergibt sich, wenn der Übergang von Bereichen mit der Breite dSA zu den übrigen Bereichen mit der Breite dS einen stetigen Verlauf aufweist. Vorzugsweise folgt der Verlauf einer Sinus-Funktion.An advantageous embodiment of the busbar according to the invention results when the transition from regions having the width d SA to the other regions having the width d S has a continuous course. Preferably, the course follows a sine function.

Durch die zuvor beschriebene Ausgestaltung ist für die Herstellung der Stromschiene nur ein minimaler Materialeinsatz erforderlich, diese ist dadurch besonders leicht, und gleichzeitig ist eine ausreichende Stromtragfähigkeit in allen Bereichen der Stromschiene gewährleistet.Due to the above-described embodiment, only a minimal use of material is required for the production of the busbar, this is particularly easy, and at the same time sufficient current carrying capacity is ensured in all areas of the busbar.

Die Herstellung der Stromschiene kann durch ein Stanz- oder Schneideverfahren aus einem geeigneten Halbzeug, beispielsweise einem Blech, erfolgen. Als Schneideverfahren eignen sich insbesondere Laser- oder Wasserstrahlschneideverfahren.The production of the busbar can be done by a punching or cutting process of a suitable semi-finished product, such as a sheet. Laser cutting or water jet cutting methods are particularly suitable as cutting methods.

Es hat sich zusätzlich herausgestellt, dass erfindungsgemäß gestaltete Stromschienen im Betrieb der Traktionsbatterie eine homogene Temperaturverteilung aufweisen, d. h. es kommt nicht zur Ausbildung von lokalen Temperaturspitzen (sogenannten „hot spots”). Sollte eine Temperierung nötig sein, könnte eine derart gestaltete Stromschiene zusätzlich besonders effektiv aktiv temperiert, beispielsweise gekühlt, werden.It has additionally been found that busbars designed according to the invention have a homogeneous temperature distribution during operation of the traction battery, ie. H. it does not come to the formation of local temperature peaks (so-called "hot spots"). If a tempering be necessary, such a designed busbar could also be especially effective active tempered, for example, cooled.

Bei einer ganz besonders bevorzugte Ausführungsform der Stromschiene weisen die Ausnehmungen in der Stromschiene auf der dem Gehäuse abgewandten Seite einen größeren Durchmesser dA,max auf als auf der dem Gehäuse zugewandten Seite. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Ausnehmungen hierzu im Querschnitt kegelstumpfförmig oder zumindest abschnittsweise kegelstumpfförmig ausgestaltet. Durch diese Geometrie kann Material der Fixierelemente, die bei der Verbindung der Stromschiene mit dem Gehäuse, beispielsweise durch ein Heizelementstumpfschweißverfahren, aufgeschmolzen werden, sich nahezu vollständig in der Ausnehmung der Stromschiene anordnen, so dass wiederum im Hinblick auf den benötigten Bauraum eine besonders flache Anordnung erzielt wird, die Schmelze die benachbarten Bereiche der Stromschiene nicht undefiniert verunreinigt und zusätzlich eine besonders sichere Verbindung von Stromschiene und Gehäuse generiert wird, wenn das die Stromschiene partiell umgreifende geschmolzene Material ausgehärtet ist.In a very particularly preferred embodiment of the busbar, the recesses in the busbar on the side facing away from the housing on a larger diameter d A, max than on the side facing the housing. In a preferred embodiment, the recesses for this purpose in cross-section frustoconical or at least partially frusto-conical configured. As a result of this geometry, the material of the fixing elements, which are melted when the busbar is connected to the housing, for example by a heating element butt welding process, can almost completely be arranged in the recess of the busbar, so that a particularly flat arrangement is again achieved with regard to the required installation space is, the melt, the adjacent areas of the busbar not undefined contaminated and additionally a particularly secure connection of busbar and housing is generated when the busbar partially encompassing molten material is cured.

Ein erfindungsgemäßes Modul für eine Traktionsbatterie weist eine Ausführungsform eines zuvor beschriebenen Gehäuses mit einer Mehrzahl von elektrochemischen Zellen, sowie eine Ausführungsform einer zuvor beschriebenen Stromschiene auf.An inventive module for a traction battery has an embodiment of a previously described housing with a plurality of electrochemical cells, as well as an embodiment of a previously described busbar.

Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Elementen kann das Modul weiterhin auch eine Temperiervorrichtung und Sensoren, beispielsweise zur Strom-, Spannungs- und/oder Temperaturmessung, aufweisen.In addition to the elements described above, the module can also have a tempering device and sensors, for example for current, voltage and / or temperature measurement.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Material der Zentrierelemente während des Verbindens mit der Stromschiene aufgeschmolzen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Zentrierelemente über ein gängiges Schweißverfahren, wie ein Heizelementstumpf-, ein Laser- oder ein Ultraschallschweißverfahren nach der Anordnung der Stromschiene am Gehäuse aufgeschmolzen werden, wobei die aufgeschmolzenen Bereiche sich so anordnen, dass nach dem Aushärten bzw. Erstarren der Fixierelemente die Stromschiene fest mit dem Gehäuse verbunden ist. Denkbar wäre auch die Stromschiene in einem Spritzgießwerkzeug anzuordnen, wo die Ausnehmungen der Stromschiene vom flüssigen Material des Gehäuses durchdrungen bzw. umgeben wird und nach dessen Aushärten bei den Ausnehmungen Fixierelemente bzw. Fixierelemente ausbilden, wodurch die Stromschiene fest mit dem Gehäuse verbunden ist.In a preferred embodiment, the material of the centering elements is melted during connection to the busbar. This can be done, for example, by melting the centering elements by means of a common welding method, such as a heating element stump, laser or ultrasonic welding method, after the busbar has been arranged on the housing, the molten areas being arranged in such a way that, after hardening or solidification the fixing the busbar is firmly connected to the housing. It would also be conceivable to arrange the busbar in an injection molding tool where the recesses of the busbar are penetrated or surrounded by the liquid material of the housing and form fixing elements or fixing elements after hardening of the recesses, whereby the busbar is firmly connected to the housing.

Vorteilhaft weist ein Modul mehrere Stromschienen auf, von denen jeweils eine zur elektrischen Kontaktierung jeweils einer Gruppe aus einer Teilmenge der im Gehäuse angeordneten elektrochemischen Zellen vorgesehen ist, über Fixierelemente mit dem Gehäuse verbunden sind.Advantageously, a module has a plurality of busbars, one of which is provided for electrically contacting a respective group of a subset of the electrochemical cells arranged in the housing, are connected to the housing via fixing elements.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn unterschiedlich geformte Stromschienen, von denen jeweils eine zur elektrischen Kontaktierung jeweils einer Gruppe der im Gehäuse angeordneten elektrochemischen Zellen vorgesehen ist, über Fixierelemente mit dem Gehäuse verbunden sind.It is particularly advantageous if differently shaped busbars, one of which is provided in each case for making electrical contact with a group of the electrochemical cells arranged in the housing, are connected to the housing via fixing elements.

Besonders bevorzugt weisen eine oder zwei der Stromschienen zumindest eine Potentialkontaktierungsöffnung (beispielsweise eine Einpressöffnung) auf, über die eine Verbindung zur Übergabe oder Übernahme eines Potentials an oder von einem Nachbarmodul hergestellt werden kann. Beispielsweise kann hierzu in die Potentialkontaktierungsöffnung ein Bolzen eingepresst werden, der über eine einfach gestaltete Stromschiene mit dem Nachbarmodul verbunden wird.Particularly preferably, one or two of the busbars have at least one potential contacting opening (for example a press-in opening) via which a connection can be established for the transfer or acceptance of a potential to or from a neighboring module. For example, for this purpose, a bolt can be pressed into the potential contacting opening, which is connected via a simply designed busbar to the neighboring module.

Ganz besonders bevorzugt sind mehrere Potentialkontaktierungsöffnungen randseitig an der Stromschiene angeordnet, so dass abhängig von der Einbaulage ein Bolzen jeweils in der Potentialkontaktierungsöffnung angeordnet werden kann, die dem benachbarten Modul bzw. dem dortigen Potentialübergabepunkt nächstgelegen ist. Quite particularly preferably, a plurality of potential-contacting openings are arranged on the edge of the busbar so that, depending on the installation position, a bolt can be arranged in each case in the potential-contacting opening which is closest to the adjacent module or the potential transfer point there.

Die zuvor genannten Ausführungsformen bieten den Vorteil, dass die elektrochemischen Zellen sehr variabel miteinander verschaltet werden können, beispielsweise um eine bestimmte elektrische Leistung bei einer bestimmten Spannung bereitzustellen, oder aber eine thermisch optimierte Anordnung zu erreichen.The aforementioned embodiments offer the advantage that the electrochemical cells can be interconnected very variably with one another, for example in order to provide a specific electrical power at a specific voltage, or else to achieve a thermally optimized arrangement.

Dabei ist es bevorzugt, wenn die Anzahl der im Modul angeordneten elektrochemischen Zellen einer Zahl entspricht, bei der es sich im mathematischen Sinn um eine „hoch zusammengesetzte Zahl handelt, vorzugsweise um 12, 24, 36, 60 oder 120 Zellen. Besonders bevorzugt ist eine Anzahl von Zellen aus der Menge der „besonders hoch zusammengesetzten Zahlen” (1, 2, 6, 12, 60, 360, 2520), bevorzugt um 12, 60 oder 360 Zellen. Als außerordentlich geeignet im Hinblick auf eine möglichst variable Verschaltung bei der Herstellung von Modulen für Traktionsbatterien haben sich Module mit 60 Zellen erwiesen. Die zuvor beschriebenen Anzahlen von Zellen bieten die Möglichkeit die Zellen im Modul in einem symmetrischen Raster anzuordnen, so dass, durch die große, bzw. maximale Zahl der möglichen ganzzahligen Teiler, durch Verwendung von entsprechend gestalteten erfindungsgemäßen Stromschienen verschiedene Spannungslagen mit einem Modul erzeugt werden können. So wäre es bei der Verwendung von 60 Zellen in einem Modul möglich 4 Gruppen von jeweils 15 Zellen über Stromschienen zu verschalten, alternativ wäre es aber auch möglich andere Spannungslagen zu generieren, indem beispielsweise 2 × 30, 3 × 20, 5 × 12, 6 × 10, ..., 30 × 2 Zellen miteinander über Stromschienen verbunden werden. Hierdurch kann ein Modul, lediglich durch die Verwendung anderer Stromschienen, für verschiedene Anwendungen, beispielsweise Fahrzeugbaureihen, eingesetzt werden.It is preferred if the number of electrochemical cells arranged in the module corresponds to a number which in the mathematical sense is a "highly composite number, preferably 12, 24, 36, 60 or 120 cells. Particularly preferred is a number of cells from the set of "extra high numbers" (1, 2, 6, 12, 60, 360, 2520), preferably 12, 60 or 360 cells. Modules with 60 cells have proved extremely suitable with regard to the most variable possible interconnection in the production of modules for traction batteries. The above-described numbers of cells offer the possibility of arranging the cells in the module in a symmetrical grid, so that, by using large or maximum number of possible integer dividers, by using correspondingly designed bus bars according to the invention different voltage levels can be generated with one module , So it would be possible with the use of 60 cells in a module 4 groups of 15 cells via busbars, alternatively, it would also be possible to generate other voltage levels, for example, 2 × 30, 3 × 20, 5 × 12, 6 × 10, ..., 30 × 2 cells are connected to each other via busbars. This allows a module, only by the use of other busbars, for different applications, such as vehicle series, are used.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeigt ein Modul, bei dem eine Stromschiene mit den Elektroden der elektrochemischen Zellen über einen Bond-Draht elektrisch verbunden ist.A particularly preferred embodiment shows a module in which a bus bar is electrically connected to the electrodes of the electrochemical cells via a bonding wire.

Erfindungsgemäß weist eine Traktionsbatterie ein oder mehrere Module in einer der zuvor genannten Ausführungsformen auf. Eine derartige Traktionsbatterie kann kostengünstig hergestellt werden, ohne dass es bei der Kontaktierung der elektrochemischen Zellen zu Funktionseinbußen kommt. Gleichzeitig kann die Traktionsbatterie sehr variabel aufgebaut sein und ist im Hinblick auf das Gesamtgewicht und den benötigten Bauraum optimiert.According to the invention, a traction battery has one or more modules in one of the aforementioned embodiments. Such a traction battery can be produced inexpensively, without resulting in functionalities in the contacting of the electrochemical cells. At the same time, the traction battery can be constructed very variable and is optimized in terms of the total weight and the required space.

Eine erfindungsgemäße Traktionsbatterie kommt vorzugsweise in einem Elektrofahrzeug, beispielsweise einem elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeug wie einem Last- oder Personenkraftwagen oder einem elektrisch angetriebenen Fahr- oder Motorkraftrad zum Einsatz. Grundsätzlich wäre es auch denkbar eine derartige Traktionsbatterie zum Antrieb von Flugzeugen, beispielsweise beim Rangieren auf Rollfeldern, oder beliebigen anderen Fahrzeugen einzusetzen.A traction battery according to the invention is preferably used in an electric vehicle, for example a motor vehicle driven by an electric motor, such as a truck or passenger car, or an electrically driven vehicle or motor vehicle. In principle, it would also be conceivable to use such a traction battery for propulsion of aircraft, for example when maneuvering on taxiways, or any other vehicles.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie mit vier erfindungsgemäßen Modulen; 1 shows a section of a traction battery according to the invention with four modules according to the invention;

2 zeigt ein erfindungsgemäßes Modul; 2 shows a module according to the invention;

3 ist eine Draufsicht auf eine Seite eines erfindungsgemäßen Gehäuses; 3 is a plan view of one side of a housing according to the invention;

4 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stromschiene; 4 shows an embodiment of a bus bar according to the invention;

5a und 5b zeigen schematisch einen Querschnitt eines Bereichs eines erfindungsgemäßen Moduls; 5a and 5b schematically show a cross section of a portion of a module according to the invention;

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN UND WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES AND WAYS FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Bei dem in 1 dargestellten Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie 5 mit vier erfindungsgemäßen Modulen 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 weisen die einzelnen Module 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 identische Gehäuse 10 auf, wobei pro Modul 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 sechzig elektrochemische Zellen 30 angeordnet sind. Dabei sind pro Modul die sechzig elektrochemischen Zellen 30 wiederum in vier Teilmengen beziehungsweise Gruppen zu jeweils 15 Zellen eingeteilt. Die jeweils 15 Zellen sind in einem orthogonalen 3 × 5 Raster angeordnet, wobei die 15 Zellen der Gruppe gleichsinnig orientiert sind, d. h. innerhalb der Gruppe ist jeweils die gleiche Elektrode 31, 32 erkennbar bzw. ragt von der Bildebene hervor. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind benachbarte Gruppen gegensinnig orientiert, d. h. die erkennbaren Elektroden 31, 32 benachbarter Gruppen unterscheiden sich in ihrer Polarität. Innerhalb eines Moduls sind die elektrochemischen Zellen 30 siehe 5a, b jeweils über mehrere am Gehäuse 10 rückseitig nicht sichtbar und vorderseitig angeordnete Stromschienen 20.1113; 20.2123; 20.3133; 20.4143 elektrisch miteinander verbunden. Dabei dient eine erste Stromschiene 20.11, 20.21, 20.31, 20.41 des jeweiligen Moduls 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 zur Übernahme eines Potentials von einem benachbarten Modul und eine dritte Stromschiene 20.13, 20.23, 20.33, 20.43 zur Übergabe eines Potentials an ein benachbartes Modul 1.1, 1.2, 1.3, 1.4. Hierzu weisen die erste und die dritte Stromschiene 20.11, 20.21, 20.31, 20.41; 20.13, 20.23, 20.33, 20.43 jeweils einen Übergabepunkt auf, an dem je ein Bolzen 230.1n, 230.12; 230.21, 230.23; 230.32, 230.34; 230.43, 230.4m angeordnet ist. Die Bolzen 230.1n, 230.12; 230.21, 230.23; 230.32, 230.34; 230.43, 230.4m können beispielsweise über eine nicht dargestellte einfach gestaltete Stromschiene miteinander verbunden werden. Die erste und dritte Stromschiene 20.11, 20.21, 20.31, 20.41; 20.13, 20.23, 20.33, 20.43 sind jeweils mit Elektroden einer Gruppe von elektrochemischen Zellen 30 über einen Bonddraht verbunden.At the in 1 illustrated section of a traction battery according to the invention 5 with four modules according to the invention 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 assign the individual modules 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 identical housing 10 on, where per module 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 sixty electrochemical cells 30 are arranged. Here are the sixty electrochemical cells per module 30 again divided into four subsets or groups of 15 cells each. Each 15 cells are arranged in an orthogonal 3 × 5 grid, wherein the 15 cells of the group are oriented in the same direction, ie within the group is in each case the same electrode 31 . 32 recognizable or protrudes from the image plane. In the illustrated embodiment, adjacent groups are oriented in opposite directions, ie the detectable electrodes 31 . 32 neighboring groups differ in their polarity. Within a module are the electrochemical cells 30 please refer 5a , b in each case over several on the housing 10 back side invisible and front mounted busbars 20:11 - 13 ; 20:21 - 23 ; 20:31 - 33 ; 20:41 - 43 electrically connected to each other. It serves a first busbar 20:11 . 20:21 . 20:31 . 20:41 of respective module 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 for taking over a potential from an adjacent module and a third busbar 20:13 . 20:23 . 20:33 . 20:43 for transferring a potential to an adjacent module 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 , For this purpose, the first and the third busbar 20:11 . 20:21 . 20:31 . 20:41 ; 20:13 . 20:23 . 20:33 . 20:43 in each case a transfer point, on each of which a bolt 230.1n . 230.12 ; 230.21 . 230.23 ; 230.32 . 230.34 ; 230.43 . 230.4m is arranged. Bolts 230.1n . 230.12 ; 230.21 . 230.23 ; 230.32 . 230.34 ; 230.43 . 230.4m For example, they can be connected to each other via a simple-shaped busbar, not shown. The first and third busbar 20:11 . 20:21 . 20:31 . 20:41 ; 20:13 . 20:23 . 20:33 . 20:43 are each with electrodes of a group of electrochemical cells 30 connected via a bonding wire.

Die zweite Stromschiene 20.12, 20.22, 20.32, 20.42 verbindet die elektrochemischen Zellen 30 von zwei benachbarten Gruppen, wobei die zweite Stromschiene 20.12, 20.22, 20.32, 20.42 entsprechend der Gruppe von Zellen mit Elektroden unterschiedlicher Polarität verbunden ist. Rückseitig nicht sichtbar sind ebenfalls zwei Stromschienen vorgesehen, die jeweils zwei Gruppen von elektrochemischen Zellen 30 miteinander verbinden, so dass ein durchgehender Stromfluss von der ersten Stromschiene 20.11, 20.21, 20.31, 20.41 zur dritten Stromschiene eines Moduls 20.13, 20.23, 20.33, 20.43 hergestellt ist.The second busbar 20:12 . 20:22 . 20:32 . 20:42 connects the electrochemical cells 30 of two adjacent groups, the second busbar 20:12 . 20:22 . 20:32 . 20:42 corresponding to the group of cells connected to electrodes of different polarity. Also visible on the reverse side are two busbars, each containing two groups of electrochemical cells 30 connect together, allowing a continuous flow of current from the first busbar 20:11 . 20:21 . 20:31 . 20:41 to the third busbar of a module 20:13 . 20:23 . 20:33 . 20:43 is made.

An den Stromschienen 20.1120.43 ist jeweils noch ein Kontaktierungspunkt für einen Spannungsabgriff 240 vorgesehen, um beispielsweise das Potential jeweils einer Gruppe von elektrochemischen Zellen 30 zu überwachen.At the power rails 20:11 - 20:43 is still a contact point for a voltage tap 240 provided, for example, the potential of each group of electrochemical cells 30 to monitor.

2 zeigt ein einzelnes Modul 1.1 in einer perspektivischen Ansicht. Bei dem hier dargestellten Modul handelt es sich um die rückseitige Ansicht des Moduls 1.1 aus 1. Das Modul 1.1 weist ein Gehäuse 10 auf. Das Gehäuse 10 besteht aus einen Kunststoff, hier einem Polyacryl-Kunststoff mit Glasfaserverstärkung. Das Gehäuse 10 besteht aus zwei Gehäusehalbschalen 10a, 10b, die miteinander verrastet sind und vier Gruppen von jeweils 15 elektrochemischen Zellen umfassen und fixieren. Die Gehäusehalbschalen 10a, 10b weisen benachbart zu den Elektroden 31, 32 der elektrochemischen Zellen 30 jeweils eine Öffnung 11 auf. Jeweils zwei Gruppen von elektrochemischen Zellen 30 werden über eine Stromschiene 20.14; 20.15 elektrisch miteinander verbunden. Hierzu ist die jeweilige Elektrode 31, 32 der elektrochemischen Zelle 30 mit der Stromschiene 20.14; 20.15 über einen nicht dargestellten Bonddraht verbunden. 2 shows a single module 1.1 in a perspective view. The module shown here is the back view of the module 1.1 out 1 , The module 1.1 has a housing 10 on. The housing 10 consists of a plastic, here a polyacrylic plastic with glass fiber reinforcement. The housing 10 consists of two housing half shells 10a . 10b , which are locked together and four groups of each 15 electrochemical cells include and fix. The housing half shells 10a . 10b adjacent to the electrodes 31 . 32 the electrochemical cells 30 one opening each 11 on. Two groups of electrochemical cells each 30 be over a power rail 20:14 ; 20:15 electrically connected to each other. For this purpose, the respective electrode 31 . 32 the electrochemical cell 30 with the busbar 20:14 ; 20:15 connected via a bonding wire, not shown.

An seinen Ecken weisen die Gehäusehalbschale 10a je einen Verbindungspunkt 15 auf. Über die Verbindungspunkte 15 kann eine Befestigung des Moduls an einer Tragstruktur einer Traktionsbatterie 5 oder aber einem benachbart angeordneten Modul 1 erfolgen.At its corners, the housing half shell 10a one connection point each 15 on. About the connection points 15 may be an attachment of the module to a support structure of a traction battery 5 or an adjacent module 1 respectively.

Zusätzlich weist die Gehäusehalbschale 10a benachbart zu jeder Öffnung 11 ein Fixierelement 12 zur Befestigung der Stromschienen 20.14; 20.15 an der Gehäusehalbschale 10a auf.In addition, the housing half shell 10a adjacent to each opening 11 a fixing element 12 for fixing the busbars 20:14 ; 20:15 on the housing half shell 10a on.

Das in 3 dargestellte Gehäuse 10 weist an der dargestellten Seite ein Raster aus 60 Öffnungen 11 auf, die in 6 Reihen und 10 Spalten angeordnet sind. Benachbart zu jeder der Öffnungen 11 ist zumindest ein Fixierelement 12 angeordnet. Die Fixierelemente 12 bilden ein zu dem Raster der Öffnungen 11 verschobenes Raster, wobei an nicht jedem Rasterpunkt ein Fixierelement 12 vorgesehen ist. Die vorhandenen Fixierelemente 12 sind zu den jeweils benachbarten Öffnungen 11 identisch beabstandet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Fixierelemente 12 gemeinsam mit dem Gehäuse 10 in einem Spritzgießverfahren hergestellt.This in 3 illustrated housing 10 has on the page shown a grid of 60 openings 11 on, which are arranged in 6 rows and 10 columns. Adjacent to each of the openings 11 is at least a fixing element 12 arranged. The fixing elements 12 form one to the grid of the openings 11 shifted grid, wherein at not every grid point a fixing 12 is provided. The existing fixing elements 12 are to each adjacent openings 11 identically spaced. In the illustrated embodiment, the fixing elements 12 together with the housing 10 produced in an injection molding process.

4 stellt eine erfindungsgemäße Stromschiene 20 dar. Die Stromschiene 20 dient zur Anordnung an einem Gehäuse 10 und verbindet eine Gruppe von 15 elektrochemischen Zellen 30, die im Gehäuse 10 angeordnet sind. Die Stromschiene 20 weist eine verzweigte Form mit einem quer verlaufenden Bereich 20a und drei diesen kreuzende und senkrecht zum Bereich 20a verlaufende Bereiche 20b auf. Der quer verlaufende Bereich 20a weist vier Ausnehmungen 22 und die zu diesem senkrecht verlaufenden Bereiche 20b jeweils eine zusätzliche Ausnehmung 22 auf. Mit diesen sieben Ausnehmungen 22 wird die Stromschiene auf korrespondierende Fixierelemente 12 des Gehäuses 10 befestigt. Durch die Anordnung der Ausnehmungen 22 ist benachbart zu jeder Öffnung 11 des Gehäuses 10 zumindest ein Fixierelement 12 mit der Stromschiene 20 verbunden. 4 represents a bus bar according to the invention 20 dar. The busbar 20 serves for placement on a housing 10 and connects a group of 15 electrochemical cells 30 in the housing 10 are arranged. The busbar 20 has a branched shape with a transverse area 20a and three of these crossing and perpendicular to the area 20a running areas 20b on. The transverse area 20a has four recesses 22 and the perpendicular to these areas 20b in each case an additional recess 22 on. With these seven recesses 22 the busbar is on corresponding fixing elements 12 of the housing 10 attached. By the arrangement of the recesses 22 is adjacent to each opening 11 of the housing 10 at least one fixing element 12 with the busbar 20 connected.

Durch die verzweigte Form der Stromschiene 20 verdeckt die Stromschiene nach der Anordnung am Gehäuse 10 die Öffnungen 11 im Gehäuse 10 nicht oder nur geringfügig. Hierzu weist die Stromschiene 20 eine Breite dS auf, die in Längserstreckung der minimalen Stegbreite zwischen zwei benachbarten Öffnungen 11 im Gehäuse 10 entspricht.Due to the branched shape of the busbar 20 conceals the busbar after the arrangement on the housing 10 the openings 11 in the case 10 not or only slightly. For this purpose, the busbar 20 a width d S , in the longitudinal extension of the minimum web width between two adjacent openings 11 in the case 10 equivalent.

In den Bereichen, in denen die Ausnehmungen 22 in der Stromschiene 20 angeordnet sind, weist die Stromschiene eine Breite dSA auf, die größer ist und in der dargestellten Ausführungsform der Summe aus der Breite dS der Stromschiene 20 in den übrigen Bereichen dS und dem Durchmesser der Ausnehmungen 22 dA entspricht. Somit wird gewährleistet, dass die Querschnittsfläche der Stromschiene 20 auch in den Bereichen der Ausnehmungen 22 im Bezug zur Stromtragfähigkeit konstant gehalten wird.In the areas where the recesses 22 in the power rail 20 are arranged, the busbar has a width d SA , which is larger and in the illustrated embodiment, the sum of the width d S of the busbar 20 in the remaining areas d S and the diameter of the recesses 22 d A corresponds. This ensures that the cross-sectional area of the busbar 20 also in the areas of the recesses 22 is kept constant in relation to the current carrying capacity.

Die äußere Kontur der Stromschiene 20 ist hier so gestaltet, dass der Übergang von den Bereichen mit der Breite dSA zu den übrigen Bereichen mit der Breite dS einen stetigen Verlauf aufweist, im dargestellten Ausführungsbeispiel dem Verlauf einer Sinus-Funktion folgend. The outer contour of the busbar 20 is here designed so that the transition from the areas with the width d SA to the other areas with the width d S has a continuous course, in the illustrated embodiment, the course of a sine function following.

Die dargestellte Stromschiene 20 dient nach Anordnung am Gehäuse 10 zur Verbindung mit einem Nachbarmodul und weist hierzu an den distalen Enden des quer verlaufenden Bereichs 20a, sowie an den distalen Enden von zwei Bereichen 20b je eine Einpressöffnung 23 auf, so dass auf jeder Seite der Stromschiene 20 zumindest zwei Einpressöffnungen 23 vorgesehen sind. In den Einpressöffnungen 23 kann, abhängig von der Einbaulage der Stromschiene 20 und des Moduls 1, zumindest ein Einpressbolzen 230 derart angeordnet werden, dass zur Verbindung mit dem Nachbarmodul eine möglichst kleine Distanz überbrückt werden muss. Zusätzlich weist die Stromschiene einen Kontaktierungspunkt 24 zur Anordnung einer Messleitung für eine Sensorik zur Ermittlung der Spannung der über die Stromschiene 20 kontaktierten elektrochemischen Zellen 30 auf.The illustrated busbar 20 serves as arranged on the housing 10 for connection to a neighboring module and has for this purpose at the distal ends of the transverse region 20a , as well as at the distal ends of two areas 20b one injection opening each 23 on, so on each side of the power rail 20 at least two press-in openings 23 are provided. In the press-in openings 23 can, depending on the installation position of the busbar 20 and the module 1 , at least one press-in bolt 230 be arranged so that the connection with the neighboring module as small a distance as possible must be bridged. In addition, the busbar has a contact point 24 for arranging a measuring line for a sensor system for determining the voltage across the busbar 20 contacted electrochemical cells 30 on.

5a zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Bereichs eines erfindungsgemäßen Moduls 1 zu einem ersten Montagezeitpunkt. Erkennbar ist ein Teil einer Stromschiene 20, der am Gehäuse 10 zur Anlage kommt. Im Gehäuse 10 sind elektrochemische Zellen 30 angeordnet, die mit ihren Elektroden 31 benachbart zu Öffnungen 11 im Gehäuse 10 angeordnet sind. Die Stromschiene 20 weist Ausnehmungen 22 auf. Der Durchmesser der Ausnehmungen 22 auf der dem Gehäuse 10 abgewandten Seite der Stromschiene 20 dA,max ist größer als der Durchmesser dA auf der dem Gehäuse 10 zugewandten Seite der Stromschiene 20. In der dargestellten Ausführungsform weisen die Ausnehmungen 22 auf der dem Gehäuse 10 abgewandten Seite einen kegelstumpfförmigen Abschnitt auf. Bei den in den Ausnehmungen 22 angeordneten Fixierelementen 12 handelt es sich um in das Gehäuse 10 eingelassene Kunststoffstifte. 5a shows a schematic representation of a cross section of a portion of a module according to the invention 1 at a first assembly time. Visible is a part of a busbar 20 , the case 10 comes to the plant. In the case 10 are electrochemical cells 30 arranged with their electrodes 31 adjacent to openings 11 in the case 10 are arranged. The busbar 20 has recesses 22 on. The diameter of the recesses 22 on the case 10 opposite side of the busbar 20 d A, max is greater than the diameter d A on the housing 10 facing side of the busbar 20 , In the illustrated embodiment, the recesses 22 on the case 10 side facing away from a frustoconical portion. In the recesses 22 arranged fixing elements 12 it is in the case 10 inset plastic pins.

Der in 5b dargestellte spätere Montagezeitpunkt zeigt die zuvor beschriebene Anordnung, bei der die Fixierelemente 12 abschnittsweise aufgeschmolzen wurden und sich das geschmolzene Material im Wesentlichen im kegelstumpfförmigen Abschnitt der Ausnehmungen 22 abgelagert und verfestigt hat. Hierdurch wird eine innige und feste Verbindung zwischen der Stromschiene 20 und dem Gehäuse 10 erzeugt. In einem darauffolgenden Kontaktierungsschritt wurden die dargestellten Bonddrähte 33 zur Verbindung der Elektroden 31 der elektrochemischen Zellen 30 mit der Stromschiene 20 montiert, ohne dass es dabei zu Schwingungen der Stromschiene 20 relativ zum Gehäuse 10 kommt. Darüber hinaus wird durch die Befestigung der Stromschiene 20 am Gehäuse 10 über die Fixierelemente 12 die Stromschiene 20 nahezu schwingungsfrei fixiert, so dass eine Beschädigung der Bonddrähte 33 während des Betriebs bzw. Einsatz des Moduls aufgrund beispielsweise Vibrationen eines Fahrzeugs sowie Fliehkräfte verhindert wird.The in 5b shown later assembly time shows the arrangement described above, in which the fixing elements 12 were melted in sections and the molten material substantially in the frusto-conical portion of the recesses 22 deposited and solidified. As a result, an intimate and firm connection between the busbar 20 and the housing 10 generated. In a subsequent contacting step, the illustrated bonding wires 33 for connecting the electrodes 31 the electrochemical cells 30 with the busbar 20 mounted without causing vibrations of the busbar 20 relative to the housing 10 comes. In addition, by attaching the busbar 20 on the housing 10 over the fixing elements 12 the busbar 20 fixed almost vibration-free, so that damage to the bonding wires 33 during operation or use of the module due to, for example, vibration of a vehicle and centrifugal forces is prevented.

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

  • US 7923144 B2 [0004] US 7923144 B2 [0004]

Claims (17)

Gehäuse (10) für ein Modul (1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) einer Traktionsbatterie (5), mit einer Mehrzahl von in dem Gehäuse (10) angeordneten elektrochemischen Zellen (30), wobei die elektrochemischen Zellen (30) zumindest eine Elektrode (31, 32) aufweisen und das Gehäuse (10) benachbart zu den Elektroden (31, 32) mit Öffnungen (11) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu jeder Öffnung (11) zumindest ein Fixierelement (12) zur Befestigung einer Stromschiene (20) angeordnet ist.Casing ( 10 ) for a module ( 1 . 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 ) of a traction battery ( 5 ), a plurality of in the housing ( 10 ) arranged electrochemical cells ( 30 ), the electrochemical cells ( 30 ) at least one electrode ( 31 . 32 ) and the housing ( 10 ) adjacent to the electrodes ( 31 . 32 ) with openings ( 11 ), characterized in that adjacent to each opening ( 11 ) at least one fixing element ( 12 ) for fastening a busbar ( 20 ) is arranged. Gehäuse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (12) jeweils zu allen benachbarten Öffnungen (11) identisch beabstandet angeordnet sind.Casing ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the fixing elements ( 12 ) in each case to all adjacent openings ( 11 ) are arranged identically spaced. Gehäuse (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (12) stiftartig, vorzugsweise mit einem sich verringernden Durchmesser dF, aus der mit Öffnungen (11) versehenen Oberfläche des Gehäuses (10) herausragen.Casing ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fixing elements ( 12 ) pin-shaped, preferably with a decreasing diameter d F , from the opening ( 11 ) surface of the housing ( 10 protrude). Gehäuse (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (12) integral und vorzugsweise materialeinheitlich mit dem Gehäuse (10) ausgebildet sind.Casing ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fixing elements ( 12 ) integral and preferably of the same material with the housing ( 10 ) are formed. Gehäuse (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Fixierelemente (12) aus einem reversibel schmelzbaren Material, vorzugsweise einem Kunststoff, bestehen.Casing ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least the fixing elements ( 12 ) consist of a reversibly fusible material, preferably a plastic. Stromschiene (20) zur Anordnung an einem Gehäuse (10) für ein Modul (1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) einer Traktionsbatterie (5), wobei die Stromschiene (20) aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und unmittelbar benachbart zu einer Seite des Gehäuse (10) mit mehreren Öffnungen (11) angeordnet ist und die Stromschiene (20) zur Verbindung einer Mehrzahl von im Gehäuse (10) angeordneten elektrochemischen Zellen (30) vorgesehen ist und die Stromschiene (20) so gestaltet ist, dass diese bei Anordnung am Gehäuse (10) die Öffnungen (11) nicht verdeckt dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (20) eine verzweigte Form mit mehreren untereinander verbundenen parallel und/oder senkrecht zueinander angeordneten Bereichen (20a, 20b) aufweist.Busbar ( 20 ) for placement on a housing ( 10 ) for a module ( 1 . 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 ) of a traction battery ( 5 ), wherein the busbar ( 20 ) consists of an electrically conductive material and immediately adjacent to one side of the housing ( 10 ) with several openings ( 11 ) is arranged and the busbar ( 20 ) for connecting a plurality of in the housing ( 10 ) arranged electrochemical cells ( 30 ) is provided and the busbar ( 20 ) is designed so that these are arranged on the housing ( 10 ) the openings ( 11 ) not concealed, characterized in that the busbar ( 20 ) a branched form with a plurality of interconnected parallel and / or mutually perpendicular areas ( 20a . 20b ) having. Stromschiene (20) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (20) Ausnehmungen (22) mit einem Durchmesser dA zur Aufnahme von Fixierelementen (12) mit einem Durchmesser dF aufweist und dA ≥ dF ist.Busbar ( 20 ) according to claim 6, characterized in that the busbar ( 20 ) Recesses ( 22 ) having a diameter d A for receiving fixing elements ( 12 ) having a diameter d F and d A ≥ d F. Stromschiene (20) nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Stromschiene dS in Längserstreckung mindestens der Stegbreite zwischen zwei minimal beabstandeten, benachbarten Öffnungen (11) im Gehäuse (10) entspricht.Busbar ( 20 ) according to claim 7, characterized in that the width of the bus bar d S in the longitudinal extent of at least the web width between two minimally spaced, adjacent openings ( 11 ) in the housing ( 10 ) corresponds. Stromschiene (20) nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (20) in den die Ausnehmungen (22) umgebenden Kontaktierungsbereichen eine Breite dSA aufweist, die größer ist als die Breite dS in den übrigen Kontaktierungsbereichen und sich vorzugsweise aus der Relation dSA ≥ dS + dA ergibt.Busbar ( 20 ) according to claim 8, characterized in that the busbar ( 20 ) in which the recesses ( 22 ) surrounding contacting regions has a width d SA , which is greater than the width d S in the other contacting regions and preferably from the relation d SA ≥ d S + d A results. Stromschiene (20) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von den Bereichen mit der Breite dSA zu den übrigen Bereichen mit der Breite dS einen stetigen Verlauf aufweist, vorzugsweise dem Verlauf einer Sinus-Funktion folgend.Busbar ( 20 ) according to claim 9, characterized in that the transition from the regions with the width d SA to the other regions with the width d S has a continuous course, preferably following the course of a sine function. Stromschiene (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ausnehmungen (22) auf der dem Gehäuse (10) abgewandten Seite der Stromschiene (20) einen größeren Durchmesser dA,max aufweist als der Durchmesser dA der Ausnehmung (22) auf der dem Gehäuse (10) zugewandten Seite und vorzugsweise die Ausnehmung (22) kegelstumpfförmig oder abschnittsweise kegelstumpfförmig ausgestaltet sind.Busbar ( 20 ) according to one of claims 6 to 10, characterized in that one of the recesses ( 22 ) on the housing ( 10 ) facing away from the busbar ( 20 ) has a larger diameter d A, max than the diameter d A of the recess ( 22 ) on the housing ( 10 ) facing side and preferably the recess ( 22 ) frusto-conical or sections frusto-conical shape are configured. Modul (1) für eine Traktionsbatterie (5), aufweisend zumindest ein Gehäuse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und eine Stromschiene (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 11 sowie eine im Gehäuse (10) angeordnete Mehrzahl von elektrochemischen Zellen (30).Module ( 1 ) for a traction battery ( 5 ), comprising at least one housing ( 10 ) according to one of claims 1 to 5 and a busbar ( 20 ) according to one of claims 6 to 11 and one in the housing ( 10 ) arranged plurality of electrochemical cells ( 30 ). Modul (1) nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Zentrierelemente (12) während des Verbindens mit der Stromschiene (20) aufgeschmolzen ist.Module ( 1 ) according to claim 12, characterized in that the material of the centering elements ( 12 ) during connection to the busbar ( 20 ) is melted. Modul (1) nach Anspruch 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stromschienen (20.11, 20.12; 20.2, 20.31, 20.32; 20.41, 20.42, 20.5) von denen jeweils eine zur elektrischen Kontaktierung jeweils einer Teilmenge der im Gehäuse (10) angeordneten elektrochemischen Zellen (30) vorgesehen ist, über Fixierelemente (12) mit dem Gehäuse (10) verbunden sind.Module ( 1 ) according to claim 12 or 13, characterized in that a plurality of busbars ( 20:11 . 20:12 ; 20.2 . 20:31 . 20:32 ; 20:41 . 20:42 . 20.5 ) of which in each case one for electrically contacting each of a subset of the in the housing ( 10 ) arranged electrochemical cells ( 30 ) is provided, via fixing elements ( 12 ) with the housing ( 10 ) are connected. Modul (1) nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere unterschiedlich geformte Stromschienen (20.2, 20.31, 20.32; 20.41, 20.42, 20.5), von denen jeweils eine zur elektrischen Kontaktierung jeweils einer Teilmenge der im Gehäuse (10) angeordneten elektrochemischen Zellen (30) vorgesehen ist, über Fixierelemente (12) mit dem Gehäuse (10) verbunden sind.Module ( 1 ) according to claim 14, characterized in that a plurality of differently shaped busbars ( 20.2 . 20:31 . 20:32 ; 20:41 . 20:42 . 20.5 ), of which in each case one for electrically contacting each of a subset of the in the housing ( 10 ) arranged electrochemical cells ( 30 ) is provided, via fixing elements ( 12 ) with the housing ( 10 ) are connected. Modul (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromschiene (20) mit den Elektroden (31, 32) unterschiedlicher Polarität wenigstens einer Teilmenge der elektrochemischen Zellen (30) über einen Bond-Draht (33) elektrisch verbunden ist. Module ( 1 ) according to one of claims 12 to 15, characterized in that a busbar ( 20 ) with the electrodes ( 31 . 32 ) of different polarity of at least a subset of the electrochemical cells ( 30 ) via a bond wire ( 33 ) is electrically connected. Traktionsbatterie (5) mit einem oder mehreren Modulen (1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) nach einem der Ansprüche 12 bis 16.Traction battery ( 5 ) with one or more modules ( 1 . 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 ) according to any one of claims 12 to 16.
DE102012202694.0A 2012-02-22 2012-02-22 Module for a traction battery and traction battery Active DE102012202694B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012202694.0A DE102012202694B4 (en) 2012-02-22 2012-02-22 Module for a traction battery and traction battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012202694.0A DE102012202694B4 (en) 2012-02-22 2012-02-22 Module for a traction battery and traction battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102012202694A1 true DE102012202694A1 (en) 2013-08-22
DE102012202694B4 DE102012202694B4 (en) 2017-11-02

Family

ID=48915249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012202694.0A Active DE102012202694B4 (en) 2012-02-22 2012-02-22 Module for a traction battery and traction battery

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012202694B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160197320A1 (en) * 2015-01-05 2016-07-07 Johnson Controls Technology Company Snap-in extensions and guide walls for bus bar bridges of a battery module

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108511655B (en) * 2018-05-24 2021-04-13 深圳市科陆电子科技股份有限公司 Soft packet of power battery module
WO2023056998A1 (en) 2021-10-08 2023-04-13 Gentherm Gmbh Connection device, battery module, and method for producing a battery module

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020022159A1 (en) * 1997-06-06 2002-02-21 Johnson Controls Technology Company Modular battery
DE69917850T2 (en) * 1998-09-09 2005-07-14 Yazaki Corp. The battery-connecting plate
US7923144B2 (en) 2007-03-31 2011-04-12 Tesla Motors, Inc. Tunable frangible battery pack system
US20110177373A1 (en) * 2007-09-06 2011-07-21 Pellenc (Societe Anonyme) Battery consisting of a plurality of cells positioned and connected together without welding

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101065926B1 (en) * 2009-07-09 2011-09-19 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery
DE102011015620A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 Audi Ag Battery for a motor vehicle and associated manufacturing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020022159A1 (en) * 1997-06-06 2002-02-21 Johnson Controls Technology Company Modular battery
DE69917850T2 (en) * 1998-09-09 2005-07-14 Yazaki Corp. The battery-connecting plate
US7923144B2 (en) 2007-03-31 2011-04-12 Tesla Motors, Inc. Tunable frangible battery pack system
US20110177373A1 (en) * 2007-09-06 2011-07-21 Pellenc (Societe Anonyme) Battery consisting of a plurality of cells positioned and connected together without welding

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160197320A1 (en) * 2015-01-05 2016-07-07 Johnson Controls Technology Company Snap-in extensions and guide walls for bus bar bridges of a battery module
WO2016111779A1 (en) * 2015-01-05 2016-07-14 Johnson Controls Technology Company Snap-in extensions and guide walls for bus bar bridges of a battery module
CN112751144A (en) * 2015-01-05 2021-05-04 Cps 科技控股有限公司 Snap-in extension and guide wall for a bus bar bridge of a battery module
CN112751144B (en) * 2015-01-05 2024-03-22 Cps 科技控股有限公司 Snap-in extension and guide wall for a bus bar bridge of a battery module

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012202694B4 (en) 2017-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013207534B4 (en) Battery case and method for mounting a battery
EP2639857B1 (en) Connection system for an energy storage device and energy storage device with the connection system
EP3096372A1 (en) Battery module and battery system
EP2692001A1 (en) Battery for a motor vehicle
EP3200261B1 (en) Contacting system for energy storage cells and energy storage
DE102012004532A1 (en) Battery, in particular for a vehicle, and method for manufacturing a battery
WO2013160033A1 (en) Method for connecting battery cell poles
WO2017008947A1 (en) Accumulator assembly with an improved welding technique for a cell connector element
DE102012202694B4 (en) Module for a traction battery and traction battery
DE102015011898A1 (en) Energy storage device and cell holder for an energy storage device
DE102021113487B3 (en) Fixation of the conductor rails during the welding process
EP4051579B1 (en) Lightweight structure for a vehicle and aircraft
DE102015007615A1 (en) Connecting element for the electrical connection of single cells, cell block and electric battery
EP3631877B1 (en) Energy storage module and method for the assembly thereof
EP3082174B1 (en) Energy storage device and cell holder for an energy storage device
DE102012025004A1 (en) Joint connection between pole terminal of electrical storage cell and pole connector, useful in memory cell pack, where terminal and connector are cohesively connected with each other by laser using laser source with double-focus technique
DE102015008275A1 (en) Cell block and electrochemical energy storage
WO2020030649A1 (en) Battery system for a vehicle
DE102011109211A1 (en) Connector for electrical conductive contact of pole contacts of electrochemical cell of vehicle battery in motor car, has ring segments in form of open rings to form inward directed force for force-fit connection with pole contacts
WO2015074735A1 (en) Battery having a plurality of battery cells, wherein the poles are connected by means of connecting elements
DE102021005067A1 (en) Vehicle battery and cell connection system therefor
DE102019007604A1 (en) Motor vehicle frame
EP2956976B1 (en) Cell connector for making electrically conductive contact with a plurality of battery cell terminals, method for producing a cell connector of this kind, and battery module having at least one cell connector of this kind
EP2543094B1 (en) Battery for a car
WO2020099535A1 (en) Lid for a battery module, battery module arrangement and battery

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002060000

Ipc: H01M0050172000