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Die Erfindung betrifft einen Zellblock für eine Batterie mit einer Anzahl von elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen, die mittels mechanischer Fixierelemente innerhalb des Zellblockes fixiert sind, wobei die Fixierelemente Metalleinsätze aufweisen.
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Batterien, insbesondere Hochvolt-Batterien, für Fahrzeuganwendungen weisen eine Mehrzahl von elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen auf. Die Einzelzellen sind mit einer zugehörigen Elektronik und einer Temperiervorrichtung in einem Gehäuse angeordnet, wobei eine vorgegebene Anzahl von Einzelzellen mit deren mechanischer Fixierung, elektrischer Kontaktierung und Temperiervorrichtung zu einem Zellblock zusammengefasst ist. Quaderförmige Einzelzellen, d. h. Flachzellen, wie z. B. sogenannte Pouchzellen oder Einzelzellen mit einem Hartschalengehäuse sind in mechanischen Fixierelementen angeordnet, die eine Rahmen- oder Schalenform aufweisen. Ist der Zellblock mittels Spannelementen und endseitig angeordneter Druckelemente in axialer Richtung verpresst, sind die Einzelzellen mittels der mechanischen Fixierelemente im Wesentlichen kraftschlüssig innerhalb des Zellblockes fixiert. Zur axialen Verpressung des Zellblockes sind Spannelemente, wie z. B. Zuganker, Gewindestangen, Schrauben und/oder Spannbänder, einsetzbar. Am Zellblock ist eine Temperiervorrichtung in Form von Kühl- und/oder Heizplatten angeordnet, mittels welchen eine Temperierung der Einzelzellen durchführbar ist. Die Temperiervorrichtung ist direkt oder über eine elektrisch isolierende und Toleranz ausgleichende Wärmeleitfolie oder eine Vergussmasse oder indirekt mit den Einzelzellen thermisch gekoppelt. Zur Vermeidung von mechanischen Spannungen zwischen dem Zellblock und der Temperiervorrichtung unter Temperatureinfluss zu vermeiden, weisen die mechanischen Fixierelemente hülsenförmige Einsätze auf, die im zusammengesetzten Zustand des Zellblockes aneinander angeordnet sind und bei durch diese hindurch geführten Spannelementen ein elektrisches Massepotential aufweisen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Zellblock für eine Batterie anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Zellblock für eine Batterie weist eine Anzahl von elektrisch seriellen und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen auf, die mittels mechanischer Fixierelemente innerhalb des Zellblockes fixiert sind, wobei die Fixierelemente Metalleinsätze aufweisen. Erfindungsgemäß weist das jeweilige mechanische Fixierelement zur elektrischen Isolation von Einzelzelle und Metalleinsatz zumindest im Bereich desselben zwischen der Einzelzelle und dem mindestens einen Metalleinsatz ein elektrisch nicht leitendes Abstandselement auf.
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Mittels des Abstandselementes ist das Risiko eines elektrischen Kontaktes zwischen der Einzelzelle und dem jeweiligen Metalleinsatz zumindest verringert, so dass dadurch die Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses und/oder die Gefahr von elektrochemischer Korrosion und/oder die Gefahr einer langfristigen Entladung der Einzelzellen vermindert werden kann. Somit ist es möglich, zumindest die Lebensdauer der Einzelzellen zu erhöhen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch in perspektivischer Ansicht eine Explosionsdarstellung eines Zellblockes mit einer ersten Ausführungsform von mechanischen Fixierelementen,
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2 schematisch eine perspektivische Ansicht des Zellblockes im zusammengesetzten Zustand,
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3 schematisch eine perspektivische Ansicht des mechanischen Fixierelementes in der ersten Ausführungsform,
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4 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Rückseite des mechanischen Fixierelementes in der ersten Ausführungsform,
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5 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Einzelzelle mit zwei zu dieser beabstandeten mechanischen Fixierelementen,
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6 schematisch in perspektivischer Ansicht die zwischen den beiden Fixierelementen in der ersten Ausführungsform angeordnete Einzelzelle,
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7 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes einer Einzelzelle mit zwei aneinander angeordneten Fixierelementen in der ersten Ausführungsform,
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8 schematisch in perspektivischer Ansicht eine teilweise Explosionsdarstellung eines Zellblockes mit Fixierelementen in einer zweiten Ausführungsform,
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9 schematisch eine perspektivische Ansicht des Zellblockes gemäß 9 im zusammengesetzten Zustand,
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10 schematisch eine perspektivische Ansicht des Fixierelementes in der zweiten Ausführungsform,
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11 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Rückseite des mechanischen Fixierelementes in der zweiten Ausführungsform,
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12 schematisch eine perspektivische Ansicht eines mechanischen Fixierelementes in einer dritten Ausführungsform,
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13 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Rückseite des mechanischen Fixierelementes in der dritten Ausführungsform,
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14 schematisch eine perspektivische Ansicht eines mechanischen Fixierelementes in einer vierten Ausführungsform mit separaten Abstandselementen,
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15 schematisch eine perspektivische Ansicht des mechanischen Fixierelementes gemäß 14 mit befestigten Abstandselementen,
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16 schematisch eine perspektivische Ansicht des mechanischen Fixierelementes ohne befestigte Fixierelemente,
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17 schematisch eine perspektivische Ansicht einer zwischen den beiden Fixierelementen in der vierten Ausführungsform angeordnete Einzelzelle,
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18 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes einer Einzelzelle mit zwei aneinander angeordneten Fixierelementen in der vierten Ausführungsform,
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19 schematisch eine perspektivische Ansicht einer zwischen zwei Fixierelementen in der fünften Ausführungsform angeordnete Einzelzelle,
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20 schematisch in perspektivischer Ansicht einen vergrößerten Ausschnitt einer Vorderseite des Fixierelementes in der fünften Ausführungsform,
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21 schematisch in perspektivischer Ansicht einen vergrößerten Ausschnitt einer Rückseite des Fixierelementes in der fünften Ausführungsform,
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22 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes einer Einzelzelle mit zwei aneinander angeordneten Fixierelementen in der fünften Ausführungsform,
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23 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Einzelzelle mit zwei beabstandeten separaten Abstandselementen,
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24 schematisch eine Schnittdarstellung der zwischen den beiden Fixierelementen in der Ausgangsform angeordneten Einzelzelle mit befestigten Abstandselementen und
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25 schematisch eine perspektivische Ansicht der zwischen zwei Fixierelementen in einer Ausgangsform angeordneten Einzelzelle mit befestigten Abstandselementen.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer teilweisen Explosionsdarstellung eines Zellblockes 1 für eine Batterie, insbesondere eine Hochvolt-Batterie, für ein Fahrzeug. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Elektrofahrzeug, um ein Hybridfahrzeug oder um ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug handeln, wobei die Batterie eine Traktionsbatterie ist.
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Der Zellblock 1 weist eine Anzahl von Einzelzellen 2 auf, wobei eine elektrochemisch aktive Elektrodenfolienanordnung in einem vergleichsweise stabilen Gehäuse angeordnet ist. An einer Oberseite der Einzelzelle 2 sind zwei elektrische Pole 2.1 der Einzelzelle 2 angeordnet.
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Zur mechanischen Fixierung der Einzelzellen 2 innerhalb des Zellblockes 1 sind mechanische Fixierelemente 3 vorgesehen, die in der ersten Ausführungsform als Doppelhalbschalen ausgebildet sind, wobei eine Einzelzelle 2 zwischen zwei Fixierelementen 3 angeordnet ist. Dabei sind die Fixierelemente 3 aus Kunststoff elektrisch gebildet und derart ausgeformt, dass die Pole 2.1 der jeweiligen Einzelzelle 2 zur elektrischen Verschaltung freiliegen.
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In einem jeweiligen Eckbereich der mechanischen Fixierelemente 3 ist ein Metalleinsatz 4 eingebracht, dessen Längsachse parallel zur Längsachse des Zellblockes 1 verläuft. Der Metalleinsatz 4 ist hülsenförmig ausgebildet und weist ein Durchgangsloch auf, durch welches eine Gewindestange 5, ein Zuganker und/oder ein anderes Spannmittel zur axialen Verpressung des Zellblockes 1 hindurchführbar ist.
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An der jeweiligen Stirnseite des Zellblockes 1 ist eine Druckplatte 6 zur verbesserten axialen Verpressung angeordnet, wobei die Druckplatten 6 in ihren Eckbereichen ebenfalls Aussparungen 6.1 aufweisen, durch die die Gewindestangen 5 hindurchführbar sind. Zur axialen Verpressung sind auf zumindest ein Ende der Gewindestangen 5 Schraubenmutter 7 aufschraubbar.
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Um die Einzelzellen 2 elektrisch miteinander zu verschalten, ist auf einer Oberseite des Zellblockes 1 eine Zellverbinderplatine 8 angeordnet, die mittels Überlapp-Laserschweißung stoffschlüssig mit den Polen 2.1 verbindbar ist. An der Zellverbinderplatine 8 sind Anschlusselemente 8.1 angeordnet oder ausgebildet, die zumindest zur Stromentnahme des von dem Zellblock 1 erzeugten Stromes vorgesehen sind.
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An einer Unterseite des Zellblockes 1 ist eine Temperiervorrichtung 9 angeordnet, die eine Kanalstruktur aufweist, die beispielsweise von einem Kältemittel einer Klimaanlage des Fahrzeuges durchströmbar ist, wobei die Temperiervorrichtung 9 zwei Anschlussstellen 9.1 als Einlass- und Auslassöffnung aufweist. Die Temperiervorrichtung 9 ist randseitig mittels Schrauben 10 an dem Zellblock 1, insbesondere den Fixierelementen 3 befestigt.
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Zum Toleranzausgleich und zur verbesserten thermischen Ankopplung der Temperiervorrichtung 9 an die Einzelzellen 2 ist zwischen diesen eine elektrisch isolierende Wärmeleitfolie 11 angeordnet.
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Wie oben beschrieben weisen die mechanischen Fixierelemente 3 Metalleinsätze 4 auf, durch die die Gewindestangen 5 hindurchgeführt sind. Die Metalleinsätze 4 sind vorgesehen, um das Risiko von Setzverlusten zumindest zu verringern und Wärmeausdehnungen innerhalb des Zellblockes 1 zu kompensieren. Da zur axialen Verpressung des Zellblockes 1 erhebliche Druckkräfte erforderlich sind, sind die Metalleinsätze 4 bevorzugt aus hochfestem Metall, z. B. Stahl, gefertigt.
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Die Metalleinsätze 4 der endseitig angeordneten Fixierelemente 3 kontaktieren mit den metallisch ausgeführten Druckplatten 6, die an einem nicht näher dargestellten Batteriegehäuse befestigt sind, und die Gewindestangen 5 sind durch die Metalleinsätze 4 geführt, so dass die Metalleinsätze 4 ein elektrisches Massepotential aufweisen können.
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Ist das Gehäuse der Einzelzellen 2 metallisch und führt Spannung, insbesondere niederohmig, oder weist das Gehäuse ein elektrisches Potential auf, kann bei Berührung oder Annäherung, beispielsweise durch Unterschreitung einer erforderlichen Luft- und Kriechstrecke, der Elektrodenfolienanordnung und/oder dem Spannung führenden Gehäuse der Einzelzelle 2 an den Metalleinsatz 4 ein Kurzschluss auftreten. Führt das Gehäuse der Einzelzelle 2 Spannung besteht durch einen elektrischen Kontakt zwischen dem Gehäuse der Einzelzelle 2 und dem das Massepotential führenden Metalleinsatz 4 die Gefahr von elektrochemischer Korrosion sowie einer langfristigen Entladung der Einzelzelle 2.
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Um das Risiko eines elektrischen Kontaktes zwischen dem Metalleinsatz 4 und dem Gehäuse der Einzelzelle 2 zumindest zu verringern, ist vorgesehen, zwischen der Einzelzelle 2 und dem jeweiligen Metalleinsatz 4 ein Abstandselement 12 anzuordnen.
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In einer ersten Ausführungsform des mechanischen Fixierelementes 3 ist das Abstandselement 12 als Steg ausgebildet, der sich im Wesentlichen über die zwei Seiten des Fixierelementes 3 erstreckt, in deren Bereich die Metalleinsätze 4 angeordnet sind. Dabei kann das Abstandselement 12 einteilig mit dem Fixierelement 3 ausgebildet sein, so dass das Abstandselement 12 aus dem Kunststoff des Fixierelementes 3 gebildet ist und somit elektrisch isoliert ist.
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Alternativ dazu kann das Abstandselement 12 vorzugsweise stoffschlüssig an dem Fixierelement 3 befestigt sein, wobei das Abstandselement 12 aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist.
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2 zeigt den Zellblock 1 im zusammengesetzten Zustand in einer perspektivischen Ansicht. Dabei ist gezeigt, dass die Einzelzellen 2 von den schalenförmigen Fixierelementen 3 eingefasst sind.
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In 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorderseite des mechanischen Fixierelementes 3 in der ersten Ausführungsform dargestellt.
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Insbesondere ist das abschnittsweise ausgebildete Abstandselement 12 gezeigt, mittels dessen die Einzelzelle 2 von dem Metalleinsatz 4 räumlich getrennt, d. h. separiert ist.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Rückseite des Fixierelementes 3, wobei dasselbe im mit dem Abstandselement 12 korrespondierenden Bereich eine nutförmige Abstufung 3.1 aufweist.
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In dieser Abstufung 3.1 ist das Abstandselement 12 einer hinter diesem Fixierelement 3 angeordneten Fixierelement 3 angeordnet, so dass die hintereinander angeordneten Fixierelemente 3 im Wesentlichen formschlüssig aneinander anordbar sind.
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Sind zwei Fixierelemente 3 hintereinander angeordnet, überlappen sich die beiden Fixierelemente 3 im Bereich des Abstandselementes 12 und der nutförmigen Abstufung 3.1, so dass die Einzelzelle 2 nach außen abgeschirmt ist, wobei durch die Abstandselemente 12 und die Abstufung 3.1 als Positionierungshilfe ein Stapeln der Einzelzellen 2 mittels der Fixierelemente 3 erleichtert ist. Zudem ist durch diese Überlappung eine Festigkeit des Zellblockes 1 erhöht. Bevorzugt sind das Abstandselement 12 und die Abstufung 3.1 in einem Spritzgussverfahren, insbesondere bei Herstellung der Fixierelemente 3 ausformbar. Dabei sind das Abstandselement 12 und die Abstufung 3.1 derart an dem Fixierelement 3 ausgebildet, dass sich ein Bauraumbedarf des Zellblockes 1 nicht erhöht.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Einzelzelle 2 mit zwei zu dieser beabstandeten Fixierelementen 3 in der ersten Ausführungsform, wobei die Einzelzelle 2 mit den Fixierelementen 3 in 6 im zusammengesetzten Zustand dargestellt ist.
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Eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes der beiden aneinander angeordneten Fixierelemente 3 mit der zwischen diesen angeordneten Einzelzelle 2 ist in 7 gezeigt.
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Dabei ist im Detail dargestellt, wie das Abstandselement 12 des einen Fixierelementes 3 in der Abstufung des anderen Fixierelementes 3 angeordnet ist, wobei die Einzelzelle 2 von dem Metalleinsatz 4 separiert ist.
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Die 8 bis 11 zeigen eine zweite Ausführungsform mechanischer Fixierelemente 3, mittels derer die Einzelzellen 2 innerhalb des Zellblockes 1 im Wesentlichen kraftschlüssig fixiert sind.
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In 8 ist eine perspektivische Ansicht einer teilweisen Explosionsdarstellung eines Zellblockes 1 mit Fixierelementen 3 in der zweiten Ausführungsform und in 9 ist der Zellblock 1 im zusammengesetzten Zustand gezeigt.
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10 zeigt eine Vorderseite und 11 eine Rückseite des mechanischen Fixierelementes 3 in perspektivischer Ansicht.
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In der zweiten Ausführungsform des mechanischen Fixierelementes 3 ist dieses derart ausgeformt, dass die Metalleinsätze 4 an einer Oberseite und einer Unterseite angeordnet sind, so dass die Gewindestangen 5 ober- und unterhalb des Zellblockes 1 verlaufen.
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Dabei ist die Temperiervorrichtung 9 zwischen Ausformungen, in welche die Metalleinsätze 4 eingebracht sind, angeordnet. Um die zwischen zwei Fixierelementen 3 angeordnete Einzelzelle 2 räumlich von den metallischen Metalleinsätzen 4 zu separieren, ist das Abstandselement 12, wie in der ersten Ausführungsform des Fixierelementes 3, stegförmig ausgebildet und einer Seite des Fixierelementes 3 angeordnet oder ausgeformt.
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In 9 ist der Zellblock 1 in einer perspektivischen Ansicht im zusammengesetzten Zustand gezeigt und 10 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorderseite des Fixierelementes 3 in der zweiten Ausführungsform.
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Eine perspektivische Ansicht einer Rückseite des Fixierelementes 3 ist in 11 dargestellt, wobei an der Rückseite die mit der Position des stegförmigen Abstandselementes 12 der Vorderseite korrespondierende Abstufung 3.1 ausgebildet ist.
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Die 12 und 13 zeigen eine dritte Ausführungsform des mechanischen Fixierelementes 3, wobei in 12 eine Vorderseite und in 13 eine Rückseite in perspektivischer Ansicht dargestellt ist.
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Bei der dritten Ausführungsform des Fixierelementes 3 sind die Metalleinsätze 4, wie bei der ersten Ausführungsform angeordnet, wobei die Abstandselemente 12 nur im Bereich der Metalleinsätze 4 ausgeformt sind. D. h., dass die Abstandselemente 12 die Metalleinsätze 4 abschnittsweise umgeben, um die Einzelzelle 2 von den Metalleinsätzen 4 räumlich zu trennen. Dabei sind die Abstandselemente 12 zur Erhöhung der mechanischen Stabilität und zur Vereinfachung des Spritzgussverfahrens am Rand, d. h. im nicht Baumraum kritischen Bereich, aufgedickt.
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Die 14 bis 18 zeigen eine vierte Ausführungsform des mechanischen Fixierelementes 3, bei dem die Metalleinsätze 4 seitlich angeordnet sind. In der vierten Ausführungsform des Fixierelementes 3 weist dieses im Wesentlichen schlitzförmige Aufnahmeeinheiten 3.2 zur formschlüssigen Aufnahme separat ausgebildeter Abstandselemente 12 auf.
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Die Abstandselemente 12 weisen eine im Wesentlichen abschnittsweise mit den Metalleinsätzen 4 korrespondierende Form auf und sind beispielsweise aus einer Kunststofffolie gebildet. Dabei weisen die Abstandselemente 12 eine Dicke von 0,5 mm bis 1,5 mm auf, wobei die Aufnahmeeinheiten 3.2 entsprechende Abmessungen aufweisen.
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Die Aufnahmeeinheiten 3.2 sind derart ausgebildet, dass die Abstandselemente 12 im in die Aufnahmeeinheiten 3.2 eingeschobenen Zustand abragen, so dass die Metalleinsätze 4 von der Einzelzelle 2 separiert sind, wie in 15 näher dargestellt ist.
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16 zeigt eine perspektivische Ansicht der Rückseite des mechanischen Fixierelementes 3 in der vierten Ausführungsform, wobei an der Rückseite im Bereich der Metalleinsätze 4 Abstufungen 3.1 eingebracht sind. Diese Abstufungen 3.1 weisen eine Wölbung auf, die mit der Wölbung der separat in die Aufnahmeeinheiten 3.2 einschiebbaren Abstandselemente 12 korrespondiert. Dabei ist die Rückseite entsprechend der Rückseite des mechanischen Fixierelementes 3 in der dritten Ausführungsform gemäß 13 ausgebildet.
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Eine zwischen zwei mechanischen Fixierelementen 3 mit den formschlüssig angeordneten Abstandselementen 12 angeordnete Einzelzelle 2 ist in 17 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt, wobei die Fixierelemente 3 zu der Einzelzelle 2 beabstandet sind.
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18 zeigt eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes zwei aneinander angeordneter Fixierelemente 3 in der vierten Ausführungsform mit der zwischen diesen angeordneten Einzelzelle 2 und den Abstandselementen 12.
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Die in den 14 bis 18 gezeigte Lösung zur elektrischen Isolierung der Einzelzelle 2 gegenüber den Metalleinsätzen 4 ist vergleichsweise Bauraum sparend, da durch eine separate Fertigung der Abstandselemente 12 keine aus spritzgusstechnischen Gründen erforderliche Mindestwandstärke erforderlich ist.
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19 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Einzelzelle 2 mit zwei zu dieser beabstandeten Fixierelementen 3 in der fünften Ausführungsform.
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Bei der Einzelzelle 2 handelt es sich um eine sogenannte Pouchzelle, deren Elektrodenfolienanordnung von einer folienartigen Verpackung umgeben ist. Die Verpackung ist aus zwei übereinander angeordneten Folienabschnitten gebildet, die im überlappenden Randbereich beispielsweise mittels eines Heißpressverfahrens stoffschlüssig miteinander verbunden werden, wobei eine Siegelnaht gebildet wird. An einer Seite der Einzelzelle 2 sind die elektrischen Pole 2.1 als Anschlüsse in Blechform aus der Verpackung herausgeführt. Diese Ausführungsform der Einzelzellen 2 werden durch Verpressen mit dem mechanischen Fixierelement 3 in der fünften Ausführungsform fixiert und auf einen vorgegebenen Abstand gebracht, wobei das Fixierelement 3 rahmenförmig ausgebildet ist. Dabei drückt das Fixierelement 3 auf die umlaufende Siegelnaht der Einzelzelle 2, wobei diese umlaufende Kontaktstelle an dem Fixierelement 3 mit einer vergleichsweise weichen Elastomerauflage 13, beispielsweise Gummi, versehen ist und die Einzelzelle 2 im axial verpressten Zustand des Zellblockes 1 im Wesentlichen kraftschlüssig fixiert ist.
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Eine elektrische Kontaktierung dieser Einzelzellen 2 erfolgt über nicht gezeigte Zellverbinder, die zwischen den Polen 2.1 benachbarter elektrisch zu verschaltender Einzelzellen 2 eingeschweißt werden.
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Über die elektrischen Pole 2.1 und die Zellverbinder ist eine Verlustwärme der Einzelzellen 2 ableitbar, wobei eine nicht näher dargestellte Wärmeleitfolie 11 sowie eine nicht gezeigte Temperiervorrichtung 9 auf der Oberseite des Zellblockes 1 angeordnet sind, welcher die Verlustwärme zuführbar ist.
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In den rahmenförmig ausgebildeten mechanischen Fixierelementen 3 sind seitlich jeweils zwei Metalleinsätze 4 mit zwei Durchgangslöchern zur Durchführung entsprechender Spannmittel angeordnet, die von der jeweiligen Seite des Fixierelementes 3 abragen.
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An den Fixierelementen 3 sind im Bereich zwischen den Metalleinsätzen 4 und der Einzelzelle 2 stegförmige Abstandselemente 12 angeordnet oder ausgeformt, mittels derer die ein elektrisches Massepotential führenden Metalleinsätze 4 gegenüber der ein elektrisches Potential führenden Einzelzelle 2 abgeschirmt.
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An einer Rückseite des Fixierelementes 3 sind schlitzförmige Aufnahmeeinheiten 3.2 ausgebildet, in welche jeweils ein Abstandselement 12 eines dahinter angeordneten Fixierelementes 3 einführbar ist.
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20 zeigt eine perspektivische Ansicht eines vergrößerten Ausschnittes des Fixierelementes 3 im Bereich eines stegförmigen Abstandselementes 12, wobei in 21 eine perspektivische Ansicht eines vergrößerten Ausschnittes des Bereiches des Fixierelementes 3 dargestellt ist, in welchem die schlitzförmige Aufnahmeeinheit 3.2 ausgebildet ist.
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Mittels der stegförmigen Abstandselemente 12 ist eine Positionierung der Einzelzelle 2 in Querrichtung realisierbar, wobei das Risiko eines Einklemmens der Einzelzelle 2 zwischen den Metalleinsätzen 4 der aneinander angeordneten Fixierelemente 3 zumindest verringert ist.
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22 zeigt eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes der Einzelzelle 2 mit den zwei aneinander angeordneten Fixierelementen 3 in der fünften Ausführungsform.
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Eine nicht als sogenannte Pouchzelle oder Coffeebagzelle ausgeführte Einzelzelle 2 ist in einer perspektivischen Ansicht in 23 dargestellt.
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Hierbei ist vorgesehen, die elektrisch isolierenden stegförmigen Abstandselemente 12 an den Seiten der Einzelzelle 2 zu befestigen, an denen die Metalleinsätze 4 an dem Fixierelement 3 angeordnet sind.
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In 24 ist eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes zwei aneinander angeordneter Fixierelemente 3 mit zwischen diesen angeordneter Einzelzelle 2 gezeigt.
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An der Einzelzelle 2 ist das Abstandselement 12 zur elektrischen Isolation zwischen der Einzelzelle 2 und dem Metalleinsatz 4 stoffschlüssig befestigt.
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Eine zur Erzielung einer nötigen Labyrinthwirkung erforderliche Überlappung ist mittels der Abstandselemente 12 und den seitlichen Abschnitten der Fixierelemente 3 gebildet.
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Unabhängig von der Ausführungsform der mechanischen Fixierelemente 3 zur kraftschlüssigen Fixierung der Einzelzellen 2 innerhalb des Zellblockes 1 ist mittels der zwischen den Einzelzellen 2 und den Metalleinsätzen 4 angeordneten elektrisch isolierenden Abstandselemente 12 eine Bauraum optimierte und vergleichsweise Kosten günstige Lösung angegeben. Die Metalleinsätze 4 sind von den Einzelzellen 2 separiert, so dass auch im Fall einer Deformation die Gefahr eines elektrischen Kontaktes zwischen den Einzelzellen 2 und den Metalleinsätzen 4 zumindest vermindert ist.
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In 25 sind die Einzelzelle 2 mit den an dieser befestigten Abstandselementen 12 und zu der Einzelzelle 2 beabstandeten Fixierelementen 3, die eine unveränderte Ausgangsform aufweisen, dargestellt.
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Die stegförmig ausgebildeten Abstandselemente 12 können beispielsweise aus einer elektrisch isolierenden Klebefolie gebildet sein, die zumindest im Bereich der Metalleinsätze 4 an die Einzelzelle 2 geklebt ist, und somit die Einzelzelle 2 zu den Metalleinsätzen 4 separiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zellblock
- 2
- Einzelzelle
- 2.1
- Pol
- 3
- Fixierelement
- 3.1
- Abstufung
- 3.2
- Aufnahmeeinheit
- 4
- Metalleinsatz
- 5
- Gewindestange
- 6
- Druckplatte
- 6.1
- Aussparung
- 7
- Schraubenmutter
- 8
- Zellverbinderplatine
- 8.1
- Anschlusselement
- 9
- Temperiervorrichtung
- 9.1
- Anschlussstellen
- 10
- Schraube
- 11
- Wärmeleitfolie
- 12
- Abstandselement
- 13
- Elastomerauflage
