-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle, die ein Batteriezellengehäuse und einen Batteriezellengehäusedeckel sowie eine Überwachungsschaltung umfasst, wobei die Überwachungsschaltung einen Außenteil und einen Innenteil aufweist und wobei der Außenteil der Überwachungsschaltung auf der Außenseite des Batteriezellengehäusedeckels aufgebracht ist, während der Innenteil der Überwachungsschaltung auf der Innenseite des Batteriezellengehäusedeckels aufgebracht ist.
-
Stand der Technik
-
Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft sowohl bei stationären Anwendungen (z. B. bei Windkraftanlagen) als auch in Fahrzeugen (z. B. in Hybrid- und Elektrofahrzeugen) vermehrt neue Batteriesysteme zum Einsatz kommen werden. Aus heutiger Sicht sehr vielversprechend ist dabei der Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien beziehungsweise Lithium-Ionen-Batteriezellen.
-
Lithium-Ionen-Batteriezellen sind sehr empfindlich gegenüber einem Eindringen von Feuchtigkeit. Aufgrund der geforderten hohen Lebensdauern von oft über 10 Jahren werden Batteriezellen des Standes der Technik für den Einsatz in Fahrzeugen immer häufiger mit einem Batteriezellengehäuse versehen, welches aus einer robusten Hartschale besteht. Derartige Batteriezellengehäuse sind im Stand der Technik auch als sogenannte Hardcase-Gehäuse bekannt und weisen Wandstärken im Bereich von 0,4 mm bis 1,5 mm auf. Die Wandstärke ist dabei unter anderem abhängig von dem verwandten Material. Für die Realisierung der Batteriezellengehäuse des Standes der Technik ist insbesondere die Verwendung von Aluminium oder Edelstahl beliebt, wobei Edelstahlgehäuse tendenziell mit geringeren Wandstärken ausgeführt werden.
-
Die Batteriezellengehäusedeckel, mit welchen die Batteriezellengehäuse der Batteriezellen verschließbar sind, weisen heutzutage meist eine Dicke im Bereich von 0,6 mm bis 2,0 mm auf. Im Stand der Technik werden der Batteriezellengehäusedeckel und das Batteriezellengehäuse im Verlauf des Fertigungsprozesses der Batteriezelle meist miteinander verschweißt.
-
Um Batteriezellen, insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezellen, sicher betreiben zu können, ist im Stand der Technik ein Batteriemanagementsystem (BMS) erforderlich. Das Batteriemanagementsystem verhindert unter anderem eine Überladung oder Tiefenentladung der Batteriezellen einer Batterie sowie eine Belastung der Batteriezellen mit unzulässig hohen Lade- oder Entladeströmen. Für Batterien, die in Elektro- oder Hybridfahrzeugen zum Einsatz kommen, sind aufgrund der großen Anzahl an Batteriezellen, die in derartigen Batterien verbaut werden, komplexe Elektroniken für die Realisierung des Batteriemanagementsystems erforderlich.
-
Für die Überwachung der Batteriezellen werden sogenannte CSC Elektronikmodule eingesetzt, bei welchen es sich um Überwachungsschaltungen handelt. Diese können einzelne, aber auch mehrere Batteriezellen einer Batterie überwachen. Dazu wird die Überwachungsschaltung entweder in der Nähe der zugehörigen Batteriezelle(n) als "dezentraler Satellit' platziert, oder die gesamte Elektronik der Überwachungsschaltung wird in einer "Zentralelektronik" realisiert, welche sich beispielsweise innerhalb eines zentralen Batteriesystemsteuergeräts des Batteriemanagementsystems befinden kann.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird eine Batteriezelle zur Verfügung gestellt, welche ein Batteriezellengehäuse, einen Batteriezellengehäusedeckel und zwei Batteriezellenterminals, über welche die Batteriezelle mit einem Batteriesystem verbindbar ist, umfasst. Ferner umfasst die Batteriezelle eine positive Elektrode und eine negative Elektrode, welche innerhalb des Batteriezellengehäuses angeordnet und über jeweils einen Strompfad innerhalb des Batteriezellengehäuses mit jeweils einem Batteriezellenterminal verbunden sind. Des Weiteren umfasst die Batteriezelle eine Überwachungsschaltung, welche dazu ausgelegt ist, mindestens eine Messgröße der Batteriezelle zu erfassen. Erfindungsgemäß weist die Überwachungsschaltung einen Außenteil und einen Innenteil auf, wobei der Außenteil der Überwachungsschaltung auf der Außenseite des Batteriezellengehäusedeckels aufgebracht ist, während der Innenteil der Überwachungsschaltung auf der Innenseite des Batteriezellengehäusedeckels aufgebracht ist.
-
Durch eine derart ausgeführte Batteriezelle muss die Überwachungsschaltung nicht separat mechanisch fixiert werden, da sie mechanisch robust mit dem Batteriezellengehäusedeckel verbunden ist. Des Weiteren kann durch eine derartige Ausführung sowohl die Sensorik als auch ein Großteil der Elektronik der Überwachungsschaltung direkt in der Batteriezelle verbaut werden. Somit kann beispielsweise die Temperatur der Batteriezelle direkt innerhalb des Batteriezellengehäuses gemessen werden. Des Weiteren können bei Positionierung des Innenteils der Überwachungsschaltung auf der Innenseite des Batteriezellengehäusedeckels zusätzliche Informationen beziehungsweise genauere Informationen über den Zustand der Batteriezelle gewonnen werden. Durch die direkte Verbindung der Überwachungsschaltung mit der Batteriezelle können ferner beispielsweise relevante Betriebsdaten der Batteriezelle, welche unter anderem Aufschluss über deren Alterung geben, aufgezeichnet werden.
-
Bevorzugt sind der Außenteil der Überwachungsschaltung und/oder der Innenteil der Überwachungsschaltung als Flexible Printed Circuit Board ausgeführt. Der Vorteil solcher flexibler, gedruckter Schaltkreise liegt darin, dass bei Verwendung derselben geringe thermische Übergangswiderstände realisiert werden können. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, derartige Schaltkreise bei Anwendungen einzusetzen, bei denen elektronische Bauelemente mit großen Verlustleistungen zum Einsatz kommen. Ferner werden Flexible Printed Circuit Boards auch bei Anwendungen eingesetzt, bei denen die Leistungsfähigkeit der zur Realisierung dieser Anwendungen verwandten Bauelemente mit zunehmender Temperatur zurückgeht.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Batteriezellengehäusedeckel einen ersten und einen zweiten elektrisch leitfähigen Bereich auf, wobei der erste und der zweite Bereich elektrisch voneinander isoliert sind und der erste Bereich mit der positiven Elektrode und der zweite Bereich mit der negativen Elektrode der Batteriezelle elektrisch leitfähig verbunden sind. Durch eine derartige Ausführungsform kann die Überwachungsschaltung direkt über den ersten und/oder den zweiten Bereich des Batteriezellengehäusedeckels gespeist werden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste und der zweite Bereich elektrisch voneinander isoliert und gegenüber einem Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet mittels Nanomolding miteinander verbunden. Nanomolding ermöglicht eine besonders feste, auf Nanometerebene formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich des Batteriezellengehäusedeckels.
-
Vorzugsweise ist der Außenteil der Überwachungsschaltung über mindestens eine elektrische Leitung mit dem Innenteil der Überwachungsschaltung verbunden, wobei die mindestens eine elektrische Leitung durch den nanogemoldeten Bereich, über welchen der erste Bereich mit dem zweiten Bereich verbunden ist und durch den Batteriezellengehäusedeckel geführt ist.
-
In einer bevorzugten Weiterentwicklung dieser Ausführungsform sind der Außenteil der Überwachungsschaltung und der Innenteil der Überwachungsschaltung dazu ausgebildet, Informationen über die mindestens eine elektrische Leitung auszutauschen. In einer derartigen Ausführungsform können der Außenteil und der Innenteil der Überwachungsschaltung miteinander kommunizieren. Da die elektrische Leitung durch den nanogemoldeten Bereich geführt ist, bleibt die Batteriezelle beziehungsweise der Batteriezellengehäusedeckel dicht gegenüber einem Eindringen von Feuchtigkeit.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein erster Versorgungsspannungsanschluss der Überwachungsschaltung mit dem ersten Bereich und/oder mindestens ein zweiter Versorgungsspannungsanschluss der Überwachungsschaltung mit dem zweiten Bereich elektrisch leitfähig verbunden und ist die Überwachungsschaltung dazu ausgebildet, über den ersten und/oder den zweiten Bereich gespeist zu werden. Durch eine derartige Ausführungsform können auf von den Versorgungsspannungsanschlüssen der Überwachungsschaltung in das Innere der Batteriezelle geführte Versorgungsleitungen verzichtet werden. Dadurch können Material, Kosten und Arbeitsaufwand bei der Herstellung der Batteriezelle eingespart werden.
-
Vorzugsweise liegt sowohl der Innenteil als auch der Außenteil der Überwachungsschaltung vollständig innerhalb des ersten oder vollständig innerhalb des zweiten Bereiches. Dies ermöglicht eine verbesserte elektrische Verbindung zwischen dem Innenteil der Überwachungsschaltung und dem Außenteil der Überwachungsschaltung durch den nanogemoldeten Bereich hindurch.
-
Bevorzugt sind der Außenteil und/oder der Innenteil der Überwachungsschaltung vollständig mit einer Moldmasse überzogen, welche dazu ausgelegt ist, die Überwachungsschaltung vor Einwirkungen durch chemische Stoffe zu schützen. Bei einer derartigen Ausführungsform ist insbesondere der Innenteil der Überwachungsschaltung beispielsweise vor einer Einwirkung durch einen freien Elektrolyten innerhalb des Batteriezellengehäuses geschützt.
-
Bevorzugt ist die beanspruchte Batteriezelle eine Lithium-Ionen-Batteriezelle.
-
Ferner wird eine Batterie mit einer erfindungsgemäßen Batteriezelle bereitgestellt, wobei die Batterie besonders bevorzugt als eine Lithium-Ionen-Batterie ausgeführt ist. Vorteile solcher Batterien sind unter anderem in ihrer vergleichsweise hohen Energiedichte sowie ihrer großen thermischen Stabilität gegeben. Ein weiterer Vorteil von Lithium-Ionen-Batterien ist, dass diese keinem Memory Effekt unterliegen.
-
Ferner wird ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie mit einer erfindungsgemäßen Batteriezelle bereitgestellt, wobei die Batterie mit einem Antriebssystem des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.
-
Zeichnungen
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batteriezelle,
-
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batteriezelle, und
-
3 eine seitliche Teilansicht des inneren Aufbaus eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Batteriezelle.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 50. Die Batteriezelle 50 umfasst ein Batteriezellengehäuse 30, einen Batteriezellengehäusedeckel 28, zwei Batteriezellenterminals 11 und 12, über welche die Batteriezelle 50 mit einem Batteriesystem verbindbar ist, sowie eine positive Elektrode und eine negative Elektrode, welche innerhalb des Batteriezellengehäuses 30 angeordnet und über jeweils einen Strompfad innerhalb des Batteriezellengehäuses 30 mit jeweils einem Batteriezellenterminal 11, 12 verbunden sind (nicht dargestellt). Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Batteriezelle 50 eine Überwachungsschaltung 40, welche in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft dazu ausgelegt ist, die Temperatur der Batteriezelle 50 und die Spannung zwischen den Batteriezellenterminals 11, 12 der Batteriezelle 50 zu erfassen und welche einen Außenteil 39 und einen Innenteil 38 aufweist.
-
Der Außenteil 39 der Überwachungsschaltung 40 ist auf der Außenseite des Batteriezellengehäusedeckels 28 aufgebracht, während der Innenteil 38 der Überwachungsschaltung 40 auf der Innenseite des Batteriezellengehäusedeckels 28 aufgebracht ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, umfasst die Überwachungsschaltung 40 einen äußeren Teil und einen inneren Teil. Ist das Batteriezellengehäuse 30 der Batteriezelle 50 mit dem Batteriezellengehäusedeckel 28 verschlossen, ist der äußere Teil der Überwachungsschaltung 40 außen auf dem Batteriezellengehäusedeckel 28, das heißt auf der von dem Inneren der Batteriezelle 50 abgewandten Seite des Batteriezellengehäusedeckels 28 aufgebracht. Der innere Teil der Überwachungsschaltung 40 ist innen auf dem Batteriezellengehäusedeckel 28, das heißt auf der zu dem Inneren der Batteriezelle 50 zugewandten Seite des Batteriezellengehäusedeckels 28 aufgebracht. Im fertigen Produkt ist, wie in 1, lediglich der Außenteil 39 der Überwachungsschaltung 40 von außen sichtbar.
-
In diesem ersten Ausführungsbeispiel ist das Batteriezellengehäuse 30 rein beispielhaft als Hartschalen-Gehäuse, also als Hardcase beziehungsweise als Hardcase-Gehäuse ausgeführt. Auch der Batteriezellengehäusedeckel 28 ist in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft als Hartschale beziehungsweise als Hardcase realisiert. Sowohl das Batteriezellengehäuse 30 als auch der Batteriezellengehäusedeckel 28 bestehen in diesem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 50 der 1 rein beispielhaft aus Aluminium.
-
Ferner ist sowohl der Außenteil 39 als auch der Innenteil 38 der Überwachungsschaltung 40 in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft als Flexible Printed Circuit Board ausgeführt. Mit anderen Worten ausgedrückt, sind sowohl der Innenteil 38 als auch der Außenteil 39 der Überwachungsschaltung 40 in diesem ersten Ausführungsbeispiel als flexibler, gedruckter Schaltkreis ausgeführt. Dafür wurde in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft PEN, also ein Polymermaterial, als flexibles Substrat über ein drucksensitives Klebemittel beidseitig auf das Aluminium des Batteriezellengehäusedeckels 28, welches in diesem ersten Ausführungsbeispiel als Metallsubstrat dient, aufgebracht. Sowohl die Verwendung von PEN als flexibles Substrat als auch von Aluminium als Metallsubstrat ist in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft gewählt. Es können beispielsweise auch andere Polymermaterialien, beispielsweise PET oder PI als flexible Substrate verwendet werden. Auch können andere Metallsubstrate für die Erzeugung von Flexible Printed Circuit Boards (FPCB) herangezogen werden. Des Weiteren können auch erfindungsgemäße Batteriezellen 50 realisiert sein, in denen der Außenteil 39 und der Innenteil 38 der Überwachungsschaltung 40 nicht als Flexible Printed Circuit Boards ausgeführt sind.
-
In diesem ersten Ausführungsbeispiel weist der Batteriezellengehäusedeckel 28 optional einen ersten und einen zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 26 und 27 auf, wobei der erste und der zweite Bereich 26, 27 elektrisch voneinander isoliert sind und der erste Bereich 26 mit der positiven Elektrode und der zweite Bereich 27 mit der negativen Elektrode der Batteriezelle 50 elektrisch leitfähig verbunden ist (nicht dargestellt). Der erste elektrisch leitfähige Bereich 26 weist in diesem ersten Ausführungsbeispiel das Potenzial der positiven Elektrode und der zweite elektrisch leitfähige Bereich 27 das Potenzial der negativen Elektrode auf. In diesem ersten Ausführungsbeispiel besteht der Batteriezellengehäusedeckel 28 rein beispielhaft aus dem ersten und dem zweiten Bereich 26 und 27, wobei der erste und der zweite Bereich 26, 27 in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft gleich groß und symmetrisch zu einer gedachten Symmetrieebene sind, welche orthogonal zu der Batteriezelle 50 steht, und mittig, das heißt mit gleichem Abstand zu den Batteriezellenterminals 11, 12, durch die mit dem Batteriezellengehäusedeckel 28 verschlossene Batteriezelle 50 verläuft. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist der Batteriezellengehäusedeckel 28 in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft seiner Länge nach in zwei Hälften unterteilt, wobei die erste Hälfte den ersten Bereich 26 des Batteriezellengehäusedeckels 28 ausmacht, welcher das mit der positiven Elektrode verbundene Batteriezellenterminal 11 einschließt, während die zweite Hälfte den zweiten Bereich 27 des Batteriezellengehäusedeckels 28 ausmacht, welcher das mit der negativen Elektrode verbundene Batteriezellenterminal 12 einschließt.
-
Des Weiteren sind der erste und der zweite Bereich 26 und 27 in diesem ersten Ausführungsbeispiel elektrisch von dem Batteriezellengehäuse 30 isoliert. Sowohl die elektrische Isolation des ersten und des zweiten Bereiches 26, 27 voneinander als auch die elektrische Isolation des ersten und des zweiten Bereiches 26, 27 von dem Batteriezellengehäuse 30 erfolgt in diesem ersten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft durch Nanomolding. Mit anderen Worten ausgedrückt, sind der erste und der zweite Bereich 26 und 27 des Batteriezellengehäusedeckels 28 in diesem ersten Ausführungsbeispiel an ihrer gemeinsamen Berührungskante rein beispielhaft mittels Nanomolding miteinander verbunden. Ferner sind der erste und der zweite Bereich 26, 27 in diesem ersten Ausführungsbeispiel an ihren jeweiligen Berührungskanten mit dem Batteriezellengehäuse 30 mit selbigem, ebenfalls rein beispielhaft mittels Nanomolding, verbunden. In diesem ersten Ausführungsbeispiel sind der erste und der zweite Bereich 26 und 27 also rein beispielhaft über Nanomolding zum einen voneinander und zum anderen jeweils von dem Batteriezellengehäuse 30 elektrisch isoliert. Mit anderen Worten ausgedrückt, stehen der erste und der zweite Bereich 26, 27 des Batteriezellengehäusedeckels 28 in diesem ersten Ausführungsbeispiel weder miteinander noch mit dem Batteriezellengehäuse 30 in elektrischem Kontakt. In diesem ersten Ausführungsbeispiel ist der erste Bereich 26 des Batteriezellengehäusedeckels 28 mit dem zweiten Bereich 27 des Batteriezellengehäusedeckels 28 also rein beispielhaft über einen nanogemoldeten Bereich 25 verbunden, während der erste und der zweite Bereich 26 und 27, das heißt der ganze Batteriezellengehäusedeckel 28, rein beispielhaft über einen umlaufenden, nanogemoldeten Bereich 25 mit dem Batteriezellengehäuse 30 verbunden sind. Ferner ist die Batteriezelle 50 durch die nanogemoldeten Bereiche 25 vor einem Eindringen von Feuchtigkeit geschützt.
-
In diesem ersten Ausführungsbeispiel ist der Außenteil 39 der Überwachungsschaltung 40 über eine optionale elektrische Leitung 16 mit dem Innenteil 38 der Überwachungsschaltung 40 verbunden. Die optionale elektrische Leitung 16 ist in diesem ersten Ausführungsbeispiel durch den nanogemoldeten Bereich 25, über welchen der erste Bereich 26 mit dem zweiten Bereich 27 verbunden ist, und durch den Batteriezellengehäusedeckel 28 hindurchgeführt. Der Außenteil 39 und der Innenteil 38 der Überwachungsschaltung 40 sind also in diesem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 50 durch den Batteriezellengehäusedeckel 28 hindurch über eine optionale elektrische Leitung 16 miteinander verbunden. Ferner sind der Außenteil 39 und der Innenteil 38 der Überwachungsschaltung 40 in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft dazu ausgebildet, Informationen über die optionale elektrische Leitung 16 auszutauschen, das heißt, über die optionale elektrische Leitung 16 miteinander zu kommunizieren.
-
In diesem ersten Ausführungsbeispiel weist die Überwachungsschaltung 40 optional einen ersten und einen zweiten Versorgungsspannungsanschluss auf. Der erste Versorgungsspannungsanschluss der Überwachungsschaltung 40 ist rein beispielhaft mit dem ersten Bereich 26 des Batteriezellengehäusedeckels 28 verbunden, während der zweite Versorgungsspannungsanschluss der Überwachungsschaltung 40 rein beispielhaft mit dem zweiten Bereich 27 des Batteriezellengehäusedeckels 28 elektrisch leitfähig verbunden ist. Des Weiteren ist die Überwachungsschaltung 40 in diesem ersten Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, sowohl über den ersten als auch über den zweiten Bereich 26, 27 gespeist zu werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Überwachungsschaltung 40 in diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgelegt, über den ersten und den zweiten Bereich 26 und 27 mit Energie versorgt zu werden. Der erste und zweite Versorgungsspannungsanschluss der Überwachungsschaltung 40 kann dabei entweder von dem Außenteil 39 oder von dem Innenteil 38 oder aber auch sowohl von dem Innenteil 38 als auch von dem Außenteil 39 der Überwachungsschaltung 40 aufgewiesen werden.
-
In diesem ersten Ausführungsbeispiel liegen sowohl der Innenteil 38 als auch der Außenteil 39 der Überwachungsschaltung 40 rein beispielhaft vollständig innerhalb des zweiten Bereiches 27. Mit anderen Worten ausgedrückt, liegt der Außenteil 39 der Überwachungsschaltung 40 auf der Außenseite des Batteriezellengehäusedeckels 28 vollständig innerhalb des zweiten Bereiches 27, während der Innenteil 38 der Überwachungsschaltung 40 auf der Innenseite des Batteriezellengehäusedeckels 28 vollständig innerhalb des zweiten Bereiches 27 des Batteriezellengehäusedeckels 28 liegt. Sowohl der Außenteil 39 als auch der Innenteil 38 der Überwachungsschaltung 40 grenzen an den nanogemoldeten Bereich 25 an, über welchen der erste Bereich 26 des Batteriezellengehäusedeckels 28 mit dem zweiten Bereich 27 des Batteriezellengehäusedeckels 28 verbunden ist und durch welchen die optionale elektrische Leitung 16 geführt ist. Des Weiteren ist der Innenteil 38 der Überwachungsschaltung 40 in diesem ersten Ausführungsbeispiel vollständig mit einer Moldmasse überzogen, welche dazu ausgelegt ist, den Innenteil 38 der Überwachungsschaltung 40 vor Einwirkungen durch chemische Stoffe zu schützen.
-
Die 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 50. Dieses unterscheidet sich im Vergleich zu dem ersten, in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich in der Ausgestaltung des Batteriezellengehäusedeckels 28 sowie in der Art der Verbindung desselben mit dem Batteriezellengehäuse 30. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist der zweite Bereich 27 kleiner als in dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 ausgeführt. Im zweiten Ausführungsbeispiel der 2 ist der zweite Bereich 27 ferner rein beispielhaft rechteckförmig um das mit der negativen Elektrode verbundene Batteriezellenterminal 12 angeordnet, ohne die äußeren Abmessungen des Batteriezellengehäusedeckels 28 zu tangieren und ohne über die halbe Länge des Batteriezellengehäusedeckels 28 hinauszureichen. Der zweite Bereich 27, welcher in diesem zweiten Ausführungsbeispiel also das mit der negativen Elektrode verbundene Batteriezellenterminal 12 einschließt, ist in diesem zweiten Ausführungsbeispiel in den ersten Bereich 26 eingebettet und mit diesem wie im ersten Ausführungsbeispiel der 1 über Nanomolding verbunden. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist der zweite Bereich 27 über einen umlaufenden nanogemoldeten Bereich 25 von dem ersten Bereich 26 elektrisch isoliert und mit dem ersten Bereich 26 verbunden. Der erste Bereich 26 macht in diesem zweiten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft den verbleibenden Teil des Batteriezellengehäusedeckels 28 aus. Der erste Bereich 26 erstreckt sich in diesem zweiten Ausführungsbeispiel also rein beispielhaft über den restlichen Teil des Batteriezellengehäusedeckels 28. Anders als im ersten Ausführungsbeispiel ist der erste Bereich 26 im zweiten Ausführungsbeispiel der 2 elektrisch nicht von dem Batteriezellengehäuse 30 über Nanomolding beziehungsweise einen nanogemoldeten Bereich 25 isoliert, sondern rein beispielhaft über eine umlaufende Laserschweißnaht 29 mit dem Batteriezellengehäuse 30 elektrisch leitfähig verbunden. Dadurch ist die Batteriezelle 50 gegenüber einem Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet und das Batteriezellengehäuse 30 ist elektrisch leitfähig mit dem ersten Bereich 26 des Batteriezellengehäusedeckels 28 verbunden.
-
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel liegen sowohl der Innenteil 38 als auch der Außenteil 39 der Überwachungsschaltung 40 rein beispielhaft vollständig innerhalb des ersten Bereiches 26. Dabei grenzen sowohl der Außenteil 39 als auch der Innenteil 38 der im ersten Bereich 26 liegenden Überwachungsschaltung 40, in diesem zweiten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft an den nanogemoldeten Bereich 25 an, welcher zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich 26, 27 des Batteriezellengehäusedeckels 28 liegt. Ferner sind in diesem zweiten Ausführungsbeispiel sowohl der Außenteil 39 als auch der Innenteil 38 der Überwachungsschaltung 40 rein beispielhaft vollständig mit einer Moldmasse überzogen, welche dazu ausgelegt ist, die Überwachungsschaltung 40 vor einer Einwirkung beziehungsweise Beschädigung durch chemische Stoffe, welche sich zum Beispiel innerhalb des Batteriezellengehäuses 30 beziehungsweise innerhalb der Batteriezelle 50 befinden, zu schützen. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Oberfläche der gesamten Überwachungsschaltung 40 vollständig von einer die Überwachungsschaltung 40 vor chemischen Stoffen schützenden Moldmasse überdeckt.
-
Die 3 zeigt eine seitliche Teilansicht des inneren Aufbaus eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 50. Diese seitliche Teilansicht zeigt einen Batteriezellengehäusedeckel 28 mit einer Überwachungsschaltung 40 mit Innenteil 38 und mit Außenteil 39 sowie mit zwei Stromkollektoren 13, 14, wobei ein erster Stromkollektor 13 mit der positiven Elektrode und ein zweiter Stromkollektor 14 mit der negativen Elektrode der Batteriezelle 50 verbunden ist (nicht dargestellt). In diesem dritten Ausführungsbeispiel ist der Batteriezellengehäusedeckel 28, wie in der Beschreibung zu dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 dargelegt, in einen ersten und einen zweiten Bereich 26, 27 unterteilt, welche über einen nanogemoldeten Bereich 25 elektrisch voneinander isoliert, miteinander verbunden sind. Die Stromkollektoren 13, 14 verbinden den ersten und den zweiten Bereich 26 und 27 des Batteriezellengehäusedeckels 28 mit der positiven beziehungsweise mit der negativen Elektrode der Batteriezelle 50. Auf dem Batteriezellengehäusedeckel 28 sind die beiden Batteriezellenterminals 11, 12 der Batteriezelle 50 angeordnet. In diesem dritten Ausführungsbeispiel sind sowohl der Innenteil 38 als auch der Außenteil 39 der Überwachungsschaltung 40 vollständig innerhalb des ersten Bereichs 26 angeordnet und grenzen an den nanogemoldeten Bereich 25 zwischen dem ersten Bereich 26 und dem zweiten Bereich 27 des Batteriezellengehäusedeckels 28 an. Ferner ist der Außenteil 39 der Überwachungsschaltung 40 in dem dritten Ausführungsbeispiel der 3 mit dem Innenteil 38 der Überwachungsschaltung 40 über eine optionale elektrische Leitung 16 verbunden. Die optionale elektrische Leitung 16 ist dabei, wie in der Beschreibung zu dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 dargelegt, durch den nanogemoldeten Bereich 25 und durch den Batteriezellengehäusedeckel 28 hindurchgeführt. Die elektrische Kontaktierung des Innenteils 38 sowie des Außenteils 39 der Überwachungsschaltung 40 mit der optionalen elektrischen Leitung 16 erfolgt dabei in diesem dritten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft jeweils an der Oberfläche von Innenteil 38 und Außenteil 39. Zur besseren Kontaktierung weist der Innenteil 38 der Überwachungsschaltung 40 in diesem dritten Ausführungsbeispiel rein beispielhaft eine Kupferschicht 41 auf, auf welcher die optionale elektrische Leitung 16 aufgesetzt ist. Die Überwachungsschaltung 40 samt Innenteil 38 und Außenteil 39 ist in 3 (unten) in einer Detailansicht dargestellt.
-
In allen hier dargestellten Ausführungsbeispielen kann der Strompfad zwischen dem ersten Bereich 26 und der positiven Elektrode beziehungsweise zwischen dem zweiten Bereich 27 und der negativen Elektrode noch weitere Bauelemente beziehungsweise elektrische Einheiten aufweisen, so dass das Potenzial des ersten und/oder zweiten Bereiches 26, 27 nicht mit dem Potenzial der positiven beziehungsweise negativen Elektrode identisch sein muss. Ferner kann die Geometrie beziehungsweise die Abmessung des ersten und/oder des zweiten Bereiches 26, 27 des Batteriezellengehäusedeckels 28 einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 50 auch von den hier dargestellten abweichen. Es können rein beispielhaft auch erfindungsgemäße Batteriezellen 50 mit Batteriezellengehäusedeckeln 28 ausgeführt werden, welche einen runden ersten und einen runden zweiten Bereich 26, 27 aufweisen, die zusammen auch nur einen Teil des Batteriezellengehäusedeckels 28 ausmachen können. Des Weiteren können auch erfindungsgemäße Batteriezellen 50 realisiert sein, in welchen die Überwachungsschaltungen 40 auch zur Erfassung weiterer und/oder anderer Messgrößen als den oben erwähnten, beispielsweise zur Erfassung des Batteriezellstroms oder des Innenwiderstandes der Batteriezelle 50 in der Lage sind.
