DE102013020788A1 - Cell block for a battery - Google Patents

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Jens Meintschel
Dirk Schröter
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zellblock (1) für eine Batterie mit einer Anzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen (2), die mittels Halteelementen (6) innerhalb des Zellblockes (1) fixiert sind, und zumindest jeweils einer stirnseitig angeordneten Druckplatte (8), wobei Spannelemente zur axialen Verpressung des Zellblockes (1) durch Metalleinsätze (9) der Halteelemente (6) und durch die Druckplatten (8) hindurchgeführt sind. Erfindungsgemäß weisen bzw. weist die jeweilige Druckplatte (8) in Richtung eines unmittelbar benachbarten Halteelementes (6) und/oder das Halteelement (6) in Richtung der Druckplatte (8) gerichtete Ausformungen (8.2) auf, welche mit in das Halteelement (6) und/oder die Druckbrille (8) eingebrachten Materialausnehmungen (6.1) korrespondieren. Zudem betrifft die Erfindung eine Batterie mit zumindest einem solchen Zellblock (1).The invention relates to a cell block (1) for a battery having a number of individual cells (2) electrically connected in series and / or parallel to one another, which are fixed within the cell block (1) by means of holding elements (6), and at least one respective pressure plate ( 8), wherein clamping elements for axial compression of the cell block (1) through metal inserts (9) of the holding elements (6) and through the pressure plates (8) are passed. According to the invention, the respective pressure plate (8) points in the direction of an immediately adjacent holding element (6) and / or the holding element (6) in the direction of the pressure plate (8) directed formations (8.2), which in with the holding element (6). and / or the pressure goggles (8) introduced Materialausnehmungen (6.1) correspond. In addition, the invention relates to a battery with at least one such cell block (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Zellblock für eine Batterie mit einer Anzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen, die mittels Halteelementen innerhalb des Zellblockes fixiert sind, und zumindest jeweils einer stirnseitig angeordneten Druckplatte, wobei Spannelemente zur axialen Verpressung des Zellblockes durch Metalleinsätze der Halteelemente und durch die Druckplatten hindurchgeführt sind. Zudem betrifft die Erfindung eine Batterie mit zumindest einem solchen Zellblock.The invention relates to a cell block for a battery having a number of electrically serially and / or parallel interconnected individual cells, which are fixed by means of holding elements within the cell block, and at least one frontally arranged pressure plate, wherein clamping elements for axial compression of the cell block by metal inserts of the holding elements and passed through the pressure plates. In addition, the invention relates to a battery with at least one such cell block.

Batterien für Fahrzeuganwendungen bestehen aus einer Anzahl von elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen, die mit einer zugehörigen Elektronik und Kühlung in einem Gehäuse angeordnet sind. Eine vorgegebene Anzahl von Einzellen ist zu einem Zellblock zusammengefasst, wobei der Zellblock Mittel zur mechanischen Fixierung, zur Kontaktierung und zur Temperierung aufweist. Quaderförmig ausgebildete Einzelzellen, sogenannte Flachzellen, wie z. B. Pouchzellen, sind mittels Halteelementen aufnehmbar, die aus Kunststoff gebildet sind und eine Rahmenform oder Schalenform aufweisen. Mittels der Halteelemente sind die Einzelzellen innerhalb des Zellblockes zumindest im Kraftschluss fixiert. An einer jeweiligen Stirnseite des Zellblockes sind Druckplatten angeordnet, mittels derer sowie mittels einer Anzahl von Spannelementen der Zellblock in axialer Richtung verpressbar ist.Batteries for vehicle applications consist of a number of electrically connected in series and / or parallel single cells, which are arranged with an associated electronics and cooling in a housing. A predetermined number of individual cells is combined to form a cell block, wherein the cell block has means for mechanical fixation, for contacting and for tempering. Block-shaped individual cells, so-called flat cells, such as. B. pouch cells are receivable by means of holding elements which are formed of plastic and have a frame shape or shell shape. By means of the holding elements, the individual cells are fixed within the cell block at least in the frictional connection. At a respective end face of the cell block pressure plates are arranged, by means of which and by means of a number of clamping elements of the cell block is compressible in the axial direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Zellblock für eine Batterie und eine Batterie mit einem solchen Zellblock anzugeben.The invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved cell block for a battery and a battery with such a cell block.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Zellblockes durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich der Batterie durch die in Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved with respect to the cell block by the in claim 1 and in terms of the battery by the features specified in claim 9.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein Zellblock für eine Batterie umfasst eine Anzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen, die mittels Halteelementen innerhalb des Zellblockes fixiert sind, und zumindest jeweils eine stirnseitig angeordnete Druckplatte, wobei Spannelemente zur axialen Verpressung des Zellblockes durch Metalleinsätze der Halteelemente und durch die Druckplatten hindurchgeführt sind. Erfindungsgemäß weisen bzw. weist die Druckplatte in Richtung eines unmittelbar benachbarten Halteelementes und/oder das Halteelement in Richtung der Druckplatte gerichtete Ausformungen auf, welche mit in das Halteelement und/oder die Druckbrille eingebrachten Materialausnehmungen korrespondieren.A cell block for a battery comprises a number of electrically serially and / or parallel interconnected individual cells, which are fixed by means of holding elements within the cell block, and at least one end face pressure plate, wherein clamping elements for axial compression of the cell block by metal inserts of the holding elements and by the pressure plates passed through. According to the invention, the pressure plate in the direction of an immediately adjacent holding element and / or the holding element in the direction of the pressure plate directed formations, which correspond with introduced into the holding element and / or the pressure goggles Materialausnehmungen.

Die stirnseitig angeordneten Halteelemente, d. h. die unmittelbar zu den Druckplatten benachbarten Halteelemente, weisen konstruktionsbedingt die Hälfte der Dicke der innerhalb des Zellblockes angeordneten Halteelemente auf. Mittels der Ausformungen und der mit diesen korrespondierenden Materialausnehmungen ist es nicht zwingend erforderlich, die stirnseitig angeordneten Halteelemente mit Metalleinsätzen zu versehen. Diese Metalleinsätze weisen aufgrund der geringeren Dicke der stirnseitig angeordneten Halteelemente eine geringere Dicke auf. Da die Metalleinsätze für die stirnseitig angeordneten Halteelemente entfallen, kann eine Kostenersparnis in Bezug auf die Herstellung des Zellblockes erzielt werden.The frontally arranged holding elements, d. H. The holding elements which are directly adjacent to the printing plates have, by design, half the thickness of the holding elements arranged within the cell block. By means of the formations and the material recesses corresponding with these, it is not absolutely necessary to provide the holding elements arranged on the face side with metal inserts. These metal inserts have a smaller thickness due to the smaller thickness of the front side arranged holding elements. Since the metal inserts are omitted for the frontally arranged holding elements, a cost savings in terms of the production of the cell block can be achieved.

Mittels der Ausformungen und der Materialausnehmungen ist eine formschlüssige Verbindung zwischen dem jeweils stirnseitig angeordneten Halteelement und der jeweiligen Druckplatte herstellbar, wodurch zumindest sowohl die Druckplatte als auch das Halteelement zur axialen Verpressung des Zellblockes vorfixiert sind.By means of the formations and the Materialausnehmungen a positive connection between the respective end face arranged holding element and the respective pressure plate can be produced, whereby at least both the pressure plate and the holding element are pre-fixed for axial compression of the cell block.

In einer möglichen Ausführungsform sind in die Ausformungen Metalleinsätze integriert, so dass vergleichsweise hohe Druckkräfte, insbesondere aufgrund der axialen Verpressung des Zellblockes, ohne Setzverluste und/oder ohne Verformung aufnehmbar sind.In one possible embodiment, metal inserts are integrated into the moldings, so that comparatively high pressure forces, in particular due to the axial compression of the cell block, can be absorbed without setting losses and / or without deformation.

In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die Materialausnehmung durchgehend ausgebildet, so dass es in vorteilhafter Weise möglich ist, Spannelemente, wie beispielsweise Zuganker und/oder Gewindestangen, durch das jeweilige stirnseitige Halteelement hindurchzuführen, um den Zellblock als kompakte Baueinheit axial zu verpressen. Weiterhin sind mittels der durchgehenden Materialausnehmungen Toleranzen in Bezug auf eine Länge der Ausformungen zur formschlüssigen Anordnung der Druckplatte an dem stirnseitigen Halteelement ausgleichbar.In a further possible embodiment, the material recess is formed continuously, so that it is possible in an advantageous manner to pass clamping elements, such as tie rods and / or threaded rods, through the respective end-side support member to axially compress the cell block as a compact unit. Furthermore, by means of the continuous material recesses tolerances with respect to a length of the formations for the positive arrangement of the pressure plate on the front-side holding element compensated.

Besonders bevorzugt weisen die Ausformungen durchgehende Aussparungen zur Aufnahme von Spannelementen auf, so dass es möglich ist, die Spannelemente zur optimalen axialen Verpressung des Zellblockes durch die Bestandteile desselben hindurchzuführen.Particularly preferably, the formations have continuous recesses for receiving clamping elements, so that it is possible to pass the clamping elements through them for optimum axial compression of the cell block.

In vorteilhafter Weise korrespondiert eine Position der jeweiligen Ausformung an der Druckplatte mit einer Position eines in ein Halteelement innerhalb des Zellblockes eingebrachten Metalleinsatzes. Dadurch sind die vergleichsweise hohen Druckkräfte innerhalb des Zellblockes aufnehmbar, wobei die Druckplatte vorzugsweise metallisch ist und somit das Risiko von Setzverlusten zumindest verringert werden kann.In an advantageous manner, a position of the respective shaping on the pressure plate corresponds to a position of a metal insert introduced into a holding element within the cell block. As a result, the comparatively high pressure forces within the cell block can be accommodated, wherein the pressure plate is preferably metallic and thus the risk of setting losses can at least be reduced.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Ausformungen an den stirnseitig angeordneten Halteelementen in die Materialausnehmungen der Druckplatte einführbar, wobei die Ausformungen im eingeführten Zustand um einen vorgegebenen Abschnitt von der Druckplatte abragen. Diese abragenden Abschnitte können zur Beabstandung des Zellblockes von Seitenwandungen eines Batteriegehäuses als elektrische Isolation dienen, wobei ebenfalls vorgesehen sein kann, an diesen abragenden Abschnitten weitere Bauteile des Zellblockes und/oder der Batterie anzuordnen und/oder zu befestigen.In a particularly advantageous embodiment, the formations can be inserted into the material recesses of the pressure plate at the end-side arranged holding elements, wherein the formations protrude in the inserted state by a predetermined portion of the pressure plate. These projecting portions may be used for spacing the cell block of side walls of a battery case as electrical insulation, which may also be provided to arrange at these projecting portions further components of the cell block and / or the battery and / or attach.

Besonders bevorzugt sind die abragenden Abschnitte zur Erzeugung eines Hinterschnittes vorgesehen, wobei die abragenden Abschnitte hierzu verformbar sind. Durch die Ausbildung des Hinterschnittes ist das stirnseitig angeordnete Halteelement fest mit der Druckplatte, oder umgekehrt, verbunden, so dass sich die beiden Teile nicht ohne verhältnismäßig hohen Kraftaufwand voneinander lösen können.Particularly preferably, the projecting portions are provided for producing an undercut, wherein the projecting portions are deformable thereto. Due to the formation of the undercut, the frontally arranged holding element is firmly connected to the pressure plate, or vice versa, so that the two parts can not be solved without relatively high expenditure of force.

In einer möglichen Ausbildung ist der Hinterschnitt mittels Warmnieten und/oder Ultraschallschweißen herstellbar, so dass die Hinterschnitte im Wesentlichen gleichzeitig mit der elektrischen Verschaltung der Einzelzellen mittels Ultraschall-Schweißen ausbildbar sind.In one possible embodiment, the undercut can be produced by means of hot riveting and / or ultrasonic welding, so that the undercuts can be formed substantially simultaneously with the electrical interconnection of the individual cells by means of ultrasonic welding.

Zudem betrifft die Erfindung eine Batterie, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug oder ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug, wobei die Batterie zumindest einen solchen Zellblock umfasst.In addition, the invention relates to a battery, in particular for an electric vehicle, a hybrid vehicle or a fuel cell operated vehicle, wherein the battery comprises at least one such cell block.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer teilweisen Explosionsdarstellung eines Zellblockes mit an einer Druckplatte ausgebildeten Ausformungen in einer ersten Ausführungsform, 1 FIG. 2 schematically a perspective view of a partial exploded view of a cell block with moldings formed on a pressure plate in a first embodiment, FIG.

2 schematisch eine perspektivische Ansicht des Zellblockes im zusammengesetzten Zustand, 2 schematically a perspective view of the cell block in the assembled state,

3 schematisch eine Schnittdarstellung des Zellblockes, 3 schematically a sectional view of the cell block,

4 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes des Zellblockes, 4 schematically a sectional view of an enlarged section of the cell block,

5 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes des Zellblockes mit zueinander beabstandeten Bestandteilen, 5 FIG. 2 schematically a sectional view of an enlarged section of the cell block with components spaced apart from one another, FIG.

6 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Druckplatte in einer ersten Ausführungsform mit zu dieser beabstandetem Halteelement in einer ersten Ausführungsform, 6 1 schematically a perspective view of a pressure plate in a first embodiment with a holding element spaced apart from it in a first embodiment,

7 schematisch eine perspektivische Ansicht der Druckplatte in der ersten Ausführungsform und des Halteelementes in der ersten Ausführungsform im zusammengesetzten Zustand, 7 schematically a perspective view of the pressure plate in the first embodiment and the holding element in the first embodiment in the assembled state,

8 schematisch eine perspektivische Ansicht einer teilweisen Explosionsdarstellung eines Zellblockes mit Einzelzellen in einer zweiten Ausführungsform und einer Druckplatte in einer zweiten Ausführungsform, 8th FIG. 2 schematically a perspective view of a partial exploded view of a cell block with individual cells in a second embodiment and a pressure plate in a second embodiment, FIG.

9 schematisch eine perspektivische Ansicht des Zellblockes im zusammengesetzten Zustand, 9 schematically a perspective view of the cell block in the assembled state,

10 schematisch eine Schnittdarstellung des Zellblockes, 10 schematically a sectional view of the cell block,

11 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes des Zellblockes, 11 schematically a sectional view of an enlarged section of the cell block,

12 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes des Zellblockes mit zueinander beabstandeten Bestandteilen, 12 FIG. 2 schematically a sectional view of an enlarged section of the cell block with components spaced apart from one another, FIG.

13 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Druckplatte in der zweiten Ausführungsform mit zu dieser beabstandetem Halteelement in einer zweiten Ausführungsform und 13 schematically a perspective view of a pressure plate in the second embodiment with this spaced-apart holding element in a second embodiment and

14 schematisch eine perspektivische Ansicht der Druckplatte in der zweiten Ausführungsform und des Halteelementes in der zweiten Ausführungsform im zusammengesetzten Zustand. 14 schematically a perspective view of the pressure plate in the second embodiment and the holding element in the second embodiment in the assembled state.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer teilweisen Explosionsdarstellung eines Zellblockes 1 für eine Batterie, insbesondere zur Anordnung in einem Elektrofahrzeug, einem Hybridfahrzeug oder in einem mit Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeug. 1 shows a perspective view of a partial exploded view of a cell block 1 for a battery, in particular for arrangement in an electric vehicle, a hybrid vehicle or in a fuel cell powered vehicle.

Der Zellblock 1 umfasst eine vorgegebene Anzahl von Einzelzellen 2, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einer ersten Ausführungsform, insbesondere als Pouchzellen, ausgebildet sind. Solche Einzelzellen 2 sind auch unter dem Begriff Coffeebag-Zellen bekannt.The cell block 1 includes a predetermined number of single cells 2 , which in the present embodiment in a first Embodiment, in particular as pouch cells are formed. Such single cells 2 are also known by the term Coffeebag cells.

Im Inneren der jeweiligen Einzelzelle 2 ist eine zumindest in 5 näher dargestellte Elektrodenfolienanordnung 3 angeordnet, die von einer folienartigen Verpackung als Zellgehäuse 4 umgeben ist. Aus dem Zellgehäuse 4 sind zwei elektrische Anschlüsse als Zellpole 5 herausgeführt, die blechförmig ausgebildet sind.Inside the respective single cell 2 is an at least in 5 Electrode foil arrangement shown in more detail 3 arranged by a foil-like packaging as a cell housing 4 is surrounded. From the cell case 4 are two electrical connections as cell poles 5 led out, which are formed sheet-shaped.

Die Einzelzellen 2 sind zur Bildung des Zellblockes 1 durch Verpressung mit aus Kunststoff ausgebildeten rahmenförmigen Halteelementen 6 in einer ersten Ausführungsform an diesen fixiert. Mittels dieser Halteelemente 6 sind die Einzelzellen 2 innerhalb des Zellblockes 1 in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet.The single cells 2 are to form the cell block 1 by compression with plastic frame-shaped holding elements 6 fixed in a first embodiment to this. By means of these holding elements 6 are the single cells 2 within the cell block 1 arranged at a predetermined distance from each other.

Eine elektrische Kontaktierung der Einzelzellen 2 erfolgt über u-förmig ausgebildete Zellverbinder 7, die an den Halteelementen 5, insbesondere stoffschlüssig, befestigt sind. Die Zellverbinder 7 sind durch Ultraschall-Schweißen mit den Zellpolen 5 verbunden.An electrical contact of the individual cells 2 takes place via U-shaped cell connectors 7 attached to the retaining elements 5 , in particular cohesively, are attached. The cell connectors 7 are by ultrasonic welding with the cell poles 5 connected.

An einer jeweiligen Stirnseite des Zellblockes 1 ist eine Druckplatte 8 in einer ersten Ausführungsform angeordnet, die aufgrund zu übertragender verhältnismäßig hoher Kräfte aus Metall, beispielsweise Aluminium, gebildet und innerhalb eines nicht näher dargestellten Batteriegehäuses an diesem befestigt ist.At a respective end face of the cell block 1 is a printing plate 8th arranged in a first embodiment, which is formed due to be transferred relatively high forces of metal, such as aluminum, and secured within a battery housing not shown on this.

Bis auf die unmittelbar zu den Druckplatten 8 benachbarten Halteelementen 6 weisen die innerhalb des Zellblockes 1 angeordneten Halteelemente 6 jeweils vier Metalleinsätze 9 auf. Dabei ist jeweils ein Metalleinsatz 9 in einem Eckbereich des jeweiligen Halteelementes 6 angeordnet.Except for the directly to the printing plates 8th adjacent holding elements 6 indicate that within the cell block 1 arranged holding elements 6 four metal inserts each 9 on. Each is a metal insert 9 in a corner region of the respective holding element 6 arranged.

Jedes der Metalleinsätze 9 weist durchgehende Aussparungen 9.1 auf, durch die ein Zuganker 10 oder eine Gewindestange als Spannelement zur axialen Verpressung des Zellblockes 1 hindurchführbar ist. Zumindest auf ein Ende des jeweiligen Zugankers 10 ist eine Schraubenmutter 11 aufschraubbar.Each of the metal inserts 9 has continuous recesses 9.1 on, through which a tie rod 10 or a threaded rod as a clamping element for axial compression of the cell block 1 can be passed. At least one end of each tie rod 10 is a nut 11 screwed.

Die stirnseitig angeordneten Druckplatten 8 weisen ebenfalls an mit den Positionen der Aussparungen 9.1 korrespondierende Aussparungen 8.1 zur Durchführung der Zuganker 10 auf.The front side arranged printing plates 8th also indicate the positions of the recesses 9.1 corresponding recesses 8.1 to carry out the tie rods 10 on.

Die stirnseitig an dem Zellblock 1 angeordneten Halteelemente 6 sind halb so dick ausgebildet, wie die innerhalb des Zellblockes 1 angeordneten Halteelemente 6, wobei die stirnseitig angeordneten Halteelemente 6 nicht mit Metalleinsätzen 9 versehen sind.The front side of the cell block 1 arranged holding elements 6 are half as thick as those inside the cell block 1 arranged holding elements 6 , wherein the front side arranged holding elements 6 not with metal inserts 9 are provided.

Zur Fixierung der stirnseitig angeordneten Halteelemente 6 an der jeweiligen Druckplatte 8 weisen diese in Richtung des unmittelbar benachbarten Halteelementes 6 gerichtete Ausformungen 8.2 auf. Dabei ist in die jeweilige Ausformung 8.2 ein Metalleinsatz 9 mit Aussparungen 9.1 zur Aufnahme der Zuganker 10 integriert.For fixing the frontally arranged holding elements 6 on the respective printing plate 8th have them in the direction of the immediately adjacent holding element 6 directed formations 8.2 on. It is in the particular shape 8.2 a metal insert 9 with recesses 9.1 for holding the tie rods 10 integrated.

Die an der Druckplatte 8 ausgebildeten Ausformungen 8.2 korrespondieren mit in die stirnseitig angeordneten Halteelemente 6 eingebrachten durchgehenden Materialausnehmungen 6.1, so dass die Ausformungen 8.2 in die Materialausnehmungen 6.1 einsteckbar sind. Sowohl die Position der Ausformungen 8.2 als auch die Position der Materialausnehmungen 6.1 korrespondieren mit der Position der Metalleinsätze 9 der innerhalb des Zellblockes 1 angeordneten Halteelemente 6.The on the pressure plate 8th trained formations 8.2 correspond with in the frontally arranged holding elements 6 introduced continuous material recesses 6.1 so that the formations 8.2 in the material recesses 6.1 are pluggable. Both the position of the formations 8.2 as well as the position of the material recesses 6.1 correspond to the position of the metal inserts 9 within the cell block 1 arranged holding elements 6 ,

Vorzugsweise sind die Ausformungen 8.2 an der Druckplatte 8 derart ausgebildet, dass diese im in das Halteelement 6 eingesteckten Zustand nicht von diesem abragen, so dass die Einzelzelle 2 sowie das weitere Halteelement 6 im Wesentlichen formschlüssig aneinander anliegen, wie in den 2 und 3 näher gezeigt ist.Preferably, the formations 8.2 on the pressure plate 8th designed such that this in the holding element 6 plugged state does not protrude from this, so that the single cell 2 and the further holding element 6 substantially positively abut each other, as in the 2 and 3 is shown in more detail.

Mittels der Ausformungen 8.2 und der Materialausnehmungen 6.1 ist es nicht erforderlich, die stirnseitig angeordneten Halteelemente 6 mit Metalleinsätzen 9 zu versehen, wodurch die Kosten bei der Herstellung des Zellblockes 1 gesenkt werden können.By means of the formations 8.2 and the material recesses 6.1 it is not necessary, the frontally arranged holding elements 6 with metal inserts 9 to provide, thereby reducing the cost of manufacturing the cell block 1 can be lowered.

Die stirnseitig angeordneten Halteelemente 6 des Zellblockes 1 sind mittels ihrer Materialausnehmungen 6.1 formschlüssig an den Ausformungen 6.1 der Druckplatten 8 anordbar, so dass eine Montage bei der Herstellung des Zellblockes 1 vereinfacht ist.The frontally arranged holding elements 6 of the cell block 1 are by means of their Materialausnehmungen 6.1 positive fit on the formations 6.1 the printing plates 8th Anordbar, allowing an assembly in the production of the cell block 1 is simplified.

2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Zellblockes 1 im zusammengesetzten Zustand und in 3 ist eine Schnittdarstellung des Zellblockes 1 dargestellt. 2 shows a perspective view of the cell block 1 in the assembled state and in 3 is a sectional view of the cell block 1 shown.

Insbesondere zeigt 3 die auf die Ausformungen 8.2 der Druckplatten 8 aufgesetzten stirnseitig angeordneten Halteelemente 6, wobei die Zuganker 10 zur axialen Verpressung des Zellblockes 1 entlang der Längsachse desselben durch diesen verlaufen.In particular shows 3 the on the formations 8.2 the printing plates 8th attached frontally arranged holding elements 6 , where the tie rods 10 for axial compression of the cell block 1 along the longitudinal axis of the same through this run.

4 zeigt eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes des Zellblockes 1. Im Detail ist eine Druckplatte 8 mit Ausformungen 8.2, das Halteelement 6 mit zu den Ausformungen 8.2 korrespondierenden Materialausnehmungen 6.1 und ein unmittelbar benachbartes Halteelement 6 mit Metalleinsätzen 9 gezeigt. Zwischen den beiden Halteelementen 6 ist eine Einzelzelle 2 angeordnet, die mittels der Halteelemente 6 innerhalb des Zellblockes 1 zumindest kraftschlüssig fixierbar ist. 4 shows a sectional view of an enlarged section of the cell block 1 , In detail is a printing plate 8th with formations 8.2 , the retaining element 6 with to the formations 8.2 corresponding material recesses 6.1 and an immediately adjacent retaining element 6 with metal inserts 9 shown. Between the two holding elements 6 is a single cell 2 arranged by means of retaining elements 6 within the cell block 1 at least non-positively fixable.

Insbesondere ist zu sehen, dass sich die Aussparungen 8.1, 9.1 der Druckplatte 8 und der Metalleinsätze 9 auf einer Höhe an der gleichen Position befinden, so dass der jeweilige Zuganker 10 zur axialen Verpressung des Zellblockes 1 in die Aussparungen 8.1, 9.1 einführbar ist.In particular, it can be seen that the recesses 8.1 . 9.1 the printing plate 8th and the metal inserts 9 be located at a height at the same position, so that the respective tie rods 10 for axial compression of the cell block 1 in the recesses 8.1 . 9.1 is insertable.

5 zeigt die Druckplatte 8, das Halteelement 6 mit den Materialausnehmungen 6.1, die Einzelzelle 2 und das Halteelement 6 mit Metalleinsätzen 9 im unmontierten Zustand, so dass die Bestandteile voneinander beabstandet dargestellt sind. 5 shows the printing plate 8th , the retaining element 6 with the material recesses 6.1 , the single cell 2 and the holding element 6 with metal inserts 9 in the unmounted state, so that the components are shown spaced from each other.

Eine perspektivische Ansicht der Druckplatte 8 in der ersten Ausführungsform und des unmittelbar zu dieser benachbarte Halteelementes 6 in der ersten Ausführungsform ist in 6 dargestellt, wobei die Druckplatte 8 und das Halteelement 6 zueinander beabstandet sind.A perspective view of the printing plate 8th in the first embodiment and the immediately adjacent to this holding element 6 in the first embodiment is in 6 shown, wherein the pressure plate 8th and the holding element 6 spaced apart from each other.

In 7 ist eine perspektivische Ansicht der Druckplatte 8 und des Halteelementes 6 im zusammengesetzten Zustand gezeigt.In 7 is a perspective view of the printing plate 8th and the holding element 6 shown in the assembled state.

Alternativ dazu, dass die Ausformungen 8.2 an der Druckplatte 8 und die Materialausnehmungen 6.1 an dem stirnseitig angeordneten Halteelement 6 ausgebildet sind, kann es auch umgekehrt sein.Alternatively, that the formations 8.2 on the pressure plate 8th and the material recesses 6.1 on the front side arranged holding element 6 are formed, it can also be the other way around.

Bei dieser Ausführungsform können der Dicke des Halteelementes 6 entsprechende Metalleinsätze 9 in diesen angeordnet sein und das Halteelement 6 weist Ausformungen auf, wobei die Druckplatte 8 Materialausnehmungen zur Aufnahme der Ausformungen aufweist.In this embodiment, the thickness of the holding element 6 corresponding metal inserts 9 be arranged in this and the holding element 6 has formations, wherein the pressure plate 8th Having material recesses for receiving the formations.

Dabei können die Ausformungen an dem Halteelement 6 und die Materialausnehmungen an der Druckplatte 8 an anderen Positionen als die Metalleinsätze 9 angeordnet sein. Hierbei ist es beispielsweise möglich, die Ausformungen derart auszubilden, dass diese im eingesteckten Zustand um einen vorgegebenen Abschnitt von der Druckplatte 8 abragen. Mittels Warmnieten und/oder Ultraschall-Schweißen können diese abragenden Abschnitte verformt werden, so dass Hinterschnitte gebildet sind. Dadurch ist das Halteelement 6 fest mit der Druckplatte 8 verbunden, so dass ein ungewolltes Lösen weitestgehend ausgeschlossen werden kann.In this case, the formations on the holding element 6 and the material recesses on the pressure plate 8th at other positions than the metal inserts 9 be arranged. In this case, it is possible, for example, to form the formations in such a way that they are in the inserted state by a predetermined portion of the pressure plate 8th protrude. By means of hot riveting and / or ultrasonic welding, these projecting sections can be deformed so that undercuts are formed. This is the retaining element 6 firmly with the pressure plate 8th connected, so that unwanted loosening can be largely excluded.

Denkbar ist auch, dass die Verbindung zwischen dem Kunststoff des Halteelementes 6 und dem Metall der Druckplatte 8 durch Verrastung, Verklebung und/oder Verclipsung herstellbar ist.It is also conceivable that the connection between the plastic of the holding element 6 and the metal of the printing plate 8th can be produced by latching, bonding and / or Verclipsung.

Die 8 bis 14 zeigen einen Zellblock 1 oder Ausschnitte desselben, wobei die Einzelzellen 2, die Halteelemente 6 und die Druckplatten 8 in einer zweiten Ausführungsform dargestellt sind.The 8th to 14 show a cell block 1 or sections thereof, wherein the individual cells 2 , the retaining elements 6 and the printing plates 8th are shown in a second embodiment.

Dabei zeigt 8 eine perspektivische Ansicht einer teilweisen Explosionsdarstellung des Zellblockes 1, 9 zeigt eine perspektivische Ansicht des Zellblockes 1 im zusammengesetzten Zustand und in 10 ist eine Schnittdarstellung des Zellblockes 1 dargestellt.It shows 8th a perspective view of a partial exploded view of the cell block 1 . 9 shows a perspective view of the cell block 1 in the assembled state and in 10 is a sectional view of the cell block 1 shown.

Die Einzelzellen 2 weisen in der zweiten Ausführungsform ein vergleichsweise stabiles metallisches Zellgehäuse 4 auf, wobei die Zellgehäuse 4 der Einzelzellen 2 in der zweiten Ausführungsform Spannung führend sind. An einer Oberseite der Einzelzellen 2 sind Zellpole 5 ausgebildet oder angeordnet.The single cells 2 have a relatively stable metallic cell housing in the second embodiment 4 on, with the cell case 4 of the single cells 2 in the second embodiment voltage are leading. At a top of the single cells 2 are cell poles 5 trained or arranged.

Innerhalb des Zellblockes 1 sind die Einzelzellen 2 mittels Halteelementen 6 im Wesentlichen kraftschlüssig fixiert, wobei eine Einzelzelle 2 zwischen zwei Halteelementen 6 angeordnet ist.Inside the cell block 1 are the single cells 2 by means of retaining elements 6 fixed substantially non-positively, with a single cell 2 between two retaining elements 6 is arranged.

Die Zellpole 5 sind zwischen zwei Halteelementen 6 herausgeführt, die im Bereich der Zellpole 5 Materialausnehmungen aufweisen, und zur elektrischen Verschaltung stoffschlüssig mit als Platine ausgebildeten Zellverbindern 7 verbunden.The cell poles 5 are between two retaining elements 6 led out in the area of the cell poles 5 Have material recesses, and the electrical interconnection cohesively formed as a board cell connectors 7 connected.

An einer Unterseite des Zellblockes 1 ist eine plattenförmige Temperiervorrichtung 12 angeordnet, wobei zwischen dieser und dem Zellblock 1 zur verbesserten Wärmeleitung und zur elektrischen Isolation der Temperiervorrichtung 12 gegenüber dem Zellblock 1 eine Wärmeleitfolie 13 angeordnet ist.At a bottom of the cell block 1 is a plate-shaped tempering device 12 arranged between this and the cell block 1 for improved heat conduction and electrical insulation of the tempering device 12 opposite the cell block 1 a heat-conducting foil 13 is arranged.

Die innerhalb des Zellblockes 1 angeordneten Halteelemente 6 weisen in ihrem jeweiligen Eckbereich eine Metallhülse als Metalleinsatz 9 mit einer Aussparung 9.1 auf, durch welche die Zuganker 10 zur axialen Verpressung des Zellblockes 1 hindurchführbar sind. Auch die stirnseitig angeordneten Druckplatten 8 weisen entsprechend der Position der Aussparungen 9.1 in den Metalleinsätzen 9 Aussparungen 8.1 auf.The inside of the cell block 1 arranged holding elements 6 have in their respective corner area a metal sleeve as a metal insert 9 with a recess 9.1 on, through which the tie rods 10 for axial compression of the cell block 1 can be passed. Also the front side arranged printing plates 8th indicate according to the position of the recesses 9.1 in the metal inserts 9 recesses 8.1 on.

Die stirnseitig an dem Zellblock 1 angeordneten Halteelemente 6 weisen in ihren Eckbereichen jeweils eine durchgehende Materialausnehmung 6.1 auf, in welcher kein Metalleinsatz 9 eingebracht ist.The front side of the cell block 1 arranged holding elements 6 each have a continuous material recess in their corner areas 6.1 on, in which no metal insert 9 is introduced.

An der Druckplatte 8 sind entsprechend der Positionen der Materialausnehmungen 6.1 und der Metalleinsätze 9 der innerhalb des Zellblockes 1 angeordneten Halteelemente 6 Ausformungen 8.2 mit jeweils einer Aussparung 8.1 ausgebildet.At the pressure plate 8th are according to the positions of the material recesses 6.1 and the metal inserts 9 within the cell block 1 arranged holding elements 6 formations 8.2 each with a recess 8.1 educated.

Diese Ausformungen 8.2 korrespondieren mit den Materialausnehmungen 6.1 der unmittelbar benachbarten Halteelemente 6, so dass das Halteelement 6 formschlüssig an der Druckplatte 8 fixierbar ist.These formations 8.2 correspond with the material recesses 6.1 the immediately adjacent holding elements 6 so that the retaining element 6 positive fit on the pressure plate 8th can be fixed.

11 zeigt eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes des Zellblockes 1, wobei in 12 die Bestandteile der Schnittdarstellung des vergrößerten Ausschnittes im nicht zusammengesetzten Zustand gezeigt sind. 11 shows a sectional view of an enlarged section of the cell block 1 , where in 12 the components of the sectional view of the enlarged section are shown in the unassembled state.

In 13 ist eine perspektivische Ansicht der Druckplatte 8 mit den Ausformungen 8.2 und den Aussparungen 8.1 sowie das unmittelbar benachbarte Halteelement 6 mit den mit den Ausformungen 8.2 korrespondierenden Materialausnehmungen 6.1 im nicht zusammengesetzten Zustand dargestellt.In 13 is a perspective view of the printing plate 8th with the formations 8.2 and the recesses 8.1 and the immediately adjacent holding element 6 with those with the formations 8.2 corresponding material recesses 6.1 shown in the unassembled state.

14 zeigt eine perspektivische Ansicht der Druckplatte 8 mit dem an dieser angeordneten Halteelement 6. 14 shows a perspective view of the printing plate 8th with the arranged on this holding element 6 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Zellblockcell block
22
Einzelzellesingle cell
33
ElektrodenfolienanordnungElectrode foil arrangement
44
Zellgehäusecell case
55
Zellpolcell pole
66
Halteelementretaining element
6.16.1
Materialausnehmungmaterial recess
77
Zellverbindercell connectors
88th
Druckplatteprinting plate
8.18.1
Aussparungrecess
8.28.2
Ausformungformation
99
Metalleinsatzmetal insert
9.19.1
Aussparungrecess
1010
Zugankertie rods
1111
Schraubenmutternut
1212
Temperiervorrichtungtempering
1313
WärmeleitfolieHeat conducting

Claims (9)

Zellblock (1) für eine Batterie mit einer Anzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen (2), die mittels Halteelementen (6) innerhalb des Zellblockes (1) fixiert sind, und zumindest jeweils einer stirnseitig angeordneten Druckplatte (8), wobei Spannelemente zur axialen Verpressung des Zellblockes (1) durch Metalleinsätze (9) der Halteelemente (6) und durch die Druckplatten (8) hindurchgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Druckplatte (8) in Richtung eines unmittelbar benachbarten Halteelementes (6) und/oder das Halteelement (6) in Richtung der Druckplatte (8) gerichtete Ausformungen (8.2) aufweisen bzw. aufweist, welche mit in das Halteelement (6) und/oder die Druckplatte (8) eingebrachten Materialausnehmungen (6.1) korrespondieren.Cell block ( 1 ) for a battery with a number of electrically connected in series and / or parallel single cells ( 2 ), which by means of holding elements ( 6 ) within the cell block ( 1 ) are fixed, and at least in each case a frontally arranged pressure plate ( 8th ), wherein clamping elements for axial compression of the cell block ( 1 ) by metal inserts ( 9 ) of the retaining elements ( 6 ) and through the pressure plates ( 8th ) are guided, characterized in that the respective pressure plate ( 8th ) in the direction of an immediately adjacent holding element ( 6 ) and / or the retaining element ( 6 ) in the direction of the pressure plate ( 8th ) directed formations ( 8.2 ), which has in the holding element ( 6 ) and / or the printing plate ( 8th ) introduced material recesses ( 6.1 ) correspond. Zellblock (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Ausformungen (8.2) Metalleinsätze (9) integriert sind.Cell block ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in the formations ( 8.2 ) Metal inserts ( 9 ) are integrated. Zellblock (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausnehmung (6.1) durchgehend ausgebildet ist.Cell block ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the material recess ( 6.1 ) is formed continuously. Zellblock (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformungen (8.2) durchgehende Aussparungen (8.1) zur Aufnahme von Spannelementen aufweisen.Cell block ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the formations ( 8.2 ) continuous recesses ( 8.1 ) for receiving clamping elements. Zellblock (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position der jeweiligen Ausformungen (8.2) mit einer Position eines in ein Halteelement (6) innerhalb des Zellblockes (1) eingebrachten Metalleinsatzes (9) korrespondiert.Cell block ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a position of the respective formations ( 8.2 ) with a position of a in a holding element ( 6 ) within the cell block ( 1 ) introduced metal insert ( 9 ) corresponds. Zellblock (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformungen an den stirnseitig angeordneten Halteelementen (6) in Materialausnehmungen der Druckplatte (8) einführbar sind, wobei die Ausformungen im eingeführten Zustand um einen vorgegebenen Abschnitt von der Druckplatte (8) abragen.Cell block ( 1 ) according to one of claims 3 to 5, characterized in that the formations on the frontally arranged holding elements ( 6 ) in material recesses of the pressure plate ( 8th ) are insertable, wherein the molds in the inserted state to a predetermined portion of the pressure plate ( 8th ) protrude. Zellblock (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der abragende Abschnitt zur Erzeugung eines Hinterschnittes verformbar ist.Cell block ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the projecting portion for forming an undercut is deformable. Zellblock nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt mittels Warmnieten und/oder Ultraschall-Schweißen herstellbar ist.Cell block according to claim 7, characterized in that the undercut can be produced by means of hot riveting and / or ultrasonic welding. Batterie, umfassend zumindest einen Zellblock (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Battery comprising at least one cell block ( 1 ) according to any one of the preceding claims.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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