DE102013020862A1 - battery - Google Patents

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Florian Kneer
Jan Kroggel
Jens Meintschel
Dirk Schröter
Knut Welke
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie (1) mit einem Batteriegehäuse (2) und zumindest einem in dem Batteriegehäuse (2) angeordneten Zellblock (3), welcher eine Anzahl von elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen (4) umfasst, die mittels mechanischer Fixierelemente (5, 6) innerhalb des Zellblocks (3) fixiert sind. Dabei sind jeweils ein an einem stirnseitigen Ende des Zellblocks (3) angeordnetes Fixierelement (6) und mindestens ein dazwischen angeordnetes Fixierelement (5) mit wenigstens einem Batteriegehäuseteil (2.1, 2.2) kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig verbunden.The invention relates to a battery (1) with a battery housing (2) and at least one in the battery housing (2) arranged cell block (3), which comprises a number of electrically series and / or parallel interconnected individual cells (4) by means of mechanical Fixing elements (5, 6) are fixed within the cell block (3). In each case, a fixing element (6) arranged at an end face of the cell block (3) and at least one fixing element (5) arranged therebetween are non-positively and / or positively and / or materially connected to at least one battery housing part (2.1, 2.2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a battery according to the preamble of claim 1.

Hochvolt-Batterien für Fahrzeuganwendungen bestehen aus einer Anzahl elektrisch seriell und/oder parallel geschalteten Einzelzellen, die sich mit der dazugehörenden Elektronik und Kühlung in einem gemeinsamen Gehäuse befinden. Die Einzelzellen sind in so genannten Zellblöcken zusammengefasst, die jeweils eine Mehrzahl von Einzelzellen inklusive deren mechanischer Fixierung, Kontaktierung und Einrichtungen zur Temperierung umfassen.High-voltage batteries for vehicle applications consist of a number of electrically series and / or parallel-connected single cells, which are located with the associated electronics and cooling in a common housing. The individual cells are combined in so-called cell blocks, each comprising a plurality of individual cells including their mechanical fixation, contacting and temperature control devices.

Bei rechteckig ausgebildeten Einzelzellen, wie beispielsweise sogenannte Pouchzellen oder prismatische Hardcasezellen, werden zur Bildung eines Zellblocks diese mittels Fixierelementen fixiert, die entweder zwischen den Einzelzellen angeordnet sind oder diese jeweils umschließen, wobei ein Fixierelement dazu in Schalenform beziehungsweise in Rahmenform ausgebildet ist. Die mechanische Fixierung der Zellen erfolgt im Wesentlichen kraftschlüssig durch Reibung zwischen den Fixierelementen und den Einzelzellen, wenn der Zellblock über Spannelemente, z. B. Zuganker, Gewindestangen, Schrauben, Spannbänder, und Druckplatten verpresst wird.In the case of rectangularly formed individual cells, such as, for example, so-called pouch cells or prismatic hardcase cells, these are fixed by means of fixing elements, which are either arranged between the individual cells or enclose each of these, whereby a fixing element is designed in shell form or in frame form. The mechanical fixation of the cells is substantially non-positively by friction between the fixing elements and the individual cells when the cell block via clamping elements, for. As tie rods, threaded rods, screws, straps, and pressure plates is pressed.

Um eine Verlustwärme der Einzelzellen abzuführen, muss der Zellblock gekühlt werden. Dies erfolgt durch Flüssigkeitskühlung oder durch Kühlung mittels vorgekühlter Luft, die direkt zwischen die Einzelzellen geleitet wird. Aus Bauraumgründen findet üblicherweise die Flüssigkeitskühlung Anwendung. Bei dieser Lösung ist am Zellblock eine von Kältemittel durchströmte Kühlplatte angeordnet. In Längsrichtung der Einzelzelle wird die Wärme entweder durch separate Kühlstäbe oder durch die gleichmäßig am Umfang partiell aufgedickte Zellwand der Einzelzellen zur Kühlplatte geleitet. Die wärmetechnische Anbindung der Einzelzellen an die Kühlstäbe erfolgt stoff- und formschlüssig durch Vergussmasse. Die Vergussmasse übernimmt gleichzeitig die elektrische Isolation und fixiert die Einzelzellen im Zellverbund.To dissipate a heat loss of the individual cells, the cell block must be cooled. This is done by liquid cooling or by cooling by means of pre-cooled air, which is passed directly between the individual cells. For reasons of space usually liquid cooling is used. In this solution, a cooling plate through which refrigerant flows is arranged on the cell block. In the longitudinal direction of the single cell, the heat is passed either through separate cooling rods or through the uniformly on the circumference partially thickened cell wall of the individual cells to the cooling plate. The heat technology connection of the individual cells to the cooling rods is material and form fit by potting compound. At the same time, the potting compound takes on the electrical insulation and fixes the individual cells in the cell assembly.

Zur Aufnahme des Zellblocks in einem Batteriegehäuse weist dieser üblicherweise eine bestimmte Anzahl an Aufnahmeelementen auf, mittels derer der Zellbock in dem Batteriegehäuse fixiert wird. Zum Schutz des Zellblocks auch vor mechanischen Belastungen, ist das Batteriegehäuse gemäß dem Prinzip des Faradayschen Käfigs aus Metall oder metallverstärkt gefertigt.For receiving the cell block in a battery case, this usually has a certain number of receiving elements, by means of which the cell block is fixed in the battery case. To protect the cell block and against mechanical stress, the battery housing is made of metal or metal reinforced according to the principle of the Faraday cage.

Die Fixierung des Zellblocks in dem Batteriegehäuse erfolgt mittels der Aufnahmeelemente über einen Randbereich, insbesondere über die Druckplatten des Zellblocks, so dass dieser hinreichend fest und steif ausgeführt sein muss, um eine Risiko von Beschädigungen bei mechanischen Betriebsbelastungen, z. B. kontinuierliche Schwing- und/oder Schockbelastungen, zu verringern. Dazu sind sehr hohe Vorspannkräfte durch die Spannmittel notwendig, z. B: mittels einer Mehrzahl von hochfesten Schrauben, Zugankern und/oder Spannbändern. Weiterhin sind die Druckbrillen für eine ausreichend hohe Kraft, welche beim Verpressen in den Zellblock eingeleitet wird, aus einem Metall, wie z. B. Aluminium oder Stahl, ausgebildet. Um darüber hinaus Setzverluste der aus Kunststoff gefertigten Fixierelemente zu kompensieren, weisen diese Metalleinsätze auf.The fixation of the cell block in the battery housing is effected by means of the receiving elements over an edge region, in particular on the pressure plates of the cell block, so that it must be made sufficiently strong and stiff in order to reduce the risk of damage to mechanical operating loads, eg. B. continuous vibration and / or shock loads to reduce. These very high preload forces by the clamping means are necessary, for. B: by means of a plurality of high-strength screws, tie rods and / or tension bands. Furthermore, the pressure goggles for a sufficiently high force, which is introduced during compression in the cell block, made of a metal such. As aluminum or steel formed. In order to compensate for setting losses of the fixing elements made of plastic, these metal inserts have.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Batterie anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved battery.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Batterie mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by a battery with the characterizing features of claim 1.

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

Bei einer Batterie mit einem Batteriegehäuse und zumindest einem in dem Batteriegehäuse angeordneten Zellblock umfasst dieser eine Anzahl von elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen, die mittels mechanischer Fixierelemente innerhalb des Zellblocks fixiert sind. Erfindungsgemäß sind jeweils ein an einem stirnseitigen Ende des Zellblocks angeordnetes Fixierelement und mindestens ein dazwischen angeordnetes Fixierelement mit wenigstens einem Batteriegehäuseteil kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig verbunden.In a battery having a battery housing and at least one cell block arranged in the battery housing, the latter comprises a number of individual cells which are electrically connected in series and / or in parallel and which are fixed within the cell block by means of mechanical fixing elements. According to the invention, in each case one fixing element arranged at an end face of the cell block and at least one fixing element arranged therebetween are non-positively and / or positively and / or materially connected to at least one battery housing part.

Dadurch, dass mindestens ein zwischen den stirnseitigen Fixierelementen angeordnetes Fixierelement mit dem Batteriegehäuse durch Kraft- und/oder Form- und/oder Stoffschluss verbunden ist, sind Vorspannkräfte zur Verpressung des Zellblocks gegenüber dem Stand der Technik verringerbar. Dies ist durch die mechanisch stabile Ausbildung des Batteriegehäuses bedingt, welches durch den kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssigen Verbund mit dem Zellblock diesem eine hinreichende Steifigkeit ermöglicht. Damit kann der Zellblock aus einem Material mit einem vergleichsweise geringen Gewicht und geringen Herstellungskosten gefertigt werden.By virtue of the fact that at least one fixing element arranged between the end-side fixing elements is connected to the battery housing by force and / or form and / or material connection, pretensioning forces for pressing the cell block over the prior art can be reduced. This is due to the mechanically stable design of the battery case, which allows this by the force and / or positive and / or cohesive bond with the cell block this sufficient rigidity. Thus, the cell block can be made of a material having a comparatively low weight and a low manufacturing cost.

Für einen formschlüssigen Verbund des Zellblocks mit dem wenigstens einen Batteriegehäuseteil ist an diesem eine Befestigungsleiste angeordnet, welche insbesondere der Fixierung des Zellblocks in dessen Querausdehnung dient.For a positive connection of the cell block with the at least one battery housing part, a fastening strip is arranged on it, which in particular serves to fix the cell block in its transverse extension.

In einer ersten Ausführungsform weist das mindestens eine Fixierelement an einer seitlichen Außenseite zumindest einen axial abragenden Abschnitt auf, welcher eine Hinterschneidung bildet, wobei die Befestigungsleiste in die Hinterschneidung eingreifbar ist. Die Befestigungsleiste bildet damit mit der Hinterschneidung des Fixierelements einen Formschluss zwischen dem Zellblock und dem Batteriegehäuseteil.In a first embodiment, the at least one fixing element has at least one axially projecting on a lateral outer side Section on which forms an undercut, wherein the fastening strip is engageable in the undercut. The fastening strip thus forms a positive connection between the cell block and the battery housing part with the undercut of the fixing element.

Zur kraftschlüssigen Fixierung des Zellblocks weist der nach außen abragende Abschnitt eine Aussparung zur Aufnahme eines Befestigungselements auf, wobei die Aussparung zu einer in der Befestigungsleiste angeordneten Aufnahmeöffnung korrespondiert. D. h. im eingebauten Zustand des Zellblocks fluchten die Aussparung und die Aufnahmeöffnung zueinander, so dass das Befestigungselement durch die Aussparung hindurch in die Aufnahmeöffnung führbar ist und dort fixiert wird. Vorzugsweise weist jedes Fixierelement an beiden seitlichen Außenseiten einen abragenden Abschnitt mit der Aussparung auf, so dass der Zellblock, insbesondere in dessen Längsausdehnung, in dem Batteriegehäuse fixierbar ist.For non-positive fixing of the cell block, the outwardly projecting portion has a recess for receiving a fastening element, wherein the recess corresponds to a arranged in the mounting bar receiving opening. Ie. in the installed state of the cell block, the recess and the receiving opening are aligned with each other, so that the fastening element can be guided through the recess into the receiving opening and fixed there. Preferably, each fixing element has on both lateral outer sides a projecting portion with the recess, so that the cell block, in particular in its longitudinal extent, can be fixed in the battery housing.

In einer zweiten Ausführungsform weist das zumindest eine Fixierelement äquivalent zur ersten Ausführungsform zumindest einen axial abragenden Abschnitt auf, welcher eine Hinterschneidung bildet, dabei allerdings nicht mit einer Aussparung versehen ist. An dem wenigstens einen Batteriegehäuseteil ist die Befestigungsleiste und eine Federleiste angeordnet, in welche die abragenden Abschnitte einrastbar sind. Die Federleiste bildet somit mit dem zumindest einen Fixierelement einen elastischen Formschluss zwischen dem Zellblock und dem Batteriegehäuseteil. Über die Befestigungsleiste, welche in die Hinterschneidung eingreift, ist ein zusätzlicher Formschluss zwischen dem Zellblock und dem Batteriegehäuseteil sichergestellt.In a second embodiment, the at least one fixing element equivalent to the first embodiment has at least one axially projecting portion, which forms an undercut, but is not provided with a recess. At the at least one battery housing part, the fastening strip and a spring bar is arranged, in which the projecting portions can be latched. The spring strip thus forms with the at least one fixing element an elastic positive connection between the cell block and the battery housing part. About the mounting bar, which engages in the undercut, an additional positive connection between the cell block and the battery housing part is ensured.

In einer dritten Ausführungsform weist das zumindest eine Fixierelement wenigstens eine erste rillenförmige Ausnehmung auf, die mit einer an der Befestigungsleiste angeordneten korrespondierenden, zweiten rillenförmigen Ausnehmung eine Vergussform bildet, in die eine Vergussmasse einfüllbar ist. Die Vergussmasse ist beispielsweise ein aushärtender Kunststoff, so dass der Zellblock mit dem Batteriegehäuseteil form- und stoffschlüssig verbunden ist.In a third embodiment, the at least one fixing element has at least one first groove-shaped recess which forms a casting mold with a corresponding, second groove-shaped recess arranged on the fastening strip, into which a casting compound can be introduced. The potting compound, for example, a thermosetting plastic, so that the cell block with the battery housing part is positively and materially connected.

Alternativ dazu kann das zumindest eine Fixierelement mit dem wenigstens einen Batteriegehäuseteil verklebt sein, wobei auf eine Befestigungsleiste verzichtet werden kann. Damit ist ein Gewicht der Batterie in vorteilhafter Weise verringerbar.Alternatively, the at least one fixing element can be adhesively bonded to the at least one battery housing part, wherein a fastening strip can be dispensed with. Thus, a weight of the battery can be reduced in an advantageous manner.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jeweils ein an dem Zellblock stirnseitig angeordnetes Fixierelement als eine Druckplatte ausgebildet, welche an ihrer stirnseitigen, einem benachbarten Fixierelement abgewandten Seite zumindest einen weiteren axial abragenden Abschnitt aufweist, welcher mit einer Aussparung zur Aufnahme eines Befestigungselements versehen ist. Damit ist der Zellblock in allen vier Ausführungsbeispielen zusätzlich kraftschlüssig mit dem Batteriegehäuseteil fixierbar.In a preferred exemplary embodiment, a fixing element which is arranged on the cell block on the front side is designed as a pressure plate which has on its front side, facing away from an adjacent fixing element, at least one further axially projecting section which is provided with a recess for receiving a fastening element. Thus, the cell block is additionally fixed in a non-positive fit with the battery housing part in all four embodiments.

Alle zuvor beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen eine Befestigung des Zellblocks mit einer Innenseite des Batteriegehäuseteils, so dass ein Risiko für Undichtigkeiten zumindest verringerbar und der Zellblock im Wesentlichen vor äußeren Einflüssen geschützt ist.All of the embodiments described above allow attachment of the cell block to an inside of the battery housing part, so that a risk of leaks is at least reduced and the cell block is substantially protected from external influences.

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 in perspektivischer Ansicht einen Zellblock für eine Batterie in einer ersten Ausführungsform mit einer Anzahl von Einzelzellen und Fixierelementen in Explosionsdarstellung, 1 1 is a perspective view of a cell block for a battery in a first embodiment with a number of single cells and fixing elements in an exploded view;

2 schematisch in perspektivischer Ansicht den Zellblock gemäß 1 im zusammengesetzten Zustand, 2 schematically in perspective view of the cell block according to 1 in the assembled state,

3 schematisch in perspektivischer Ansicht den Zellblock gemäß 2 vor dem Einbau dessen in einen Batteriegehäuseboden, 3 schematically in perspective view of the cell block according to 2 before installing it in a battery case bottom,

4 schematisch in perspektivischer Ansicht den in den Batteriegehäuseboden eingebauten Zellblock gemäß 3 vor Anordnung eines Batteriegehäusedeckels, 4 schematically in perspective view of the built-in battery case floor cell block according to 3 before placing a battery case cover,

5 schematisch eine Schnittdarstellung der Batterie gemäß der ersten Ausführungsform im zusammengesetzten Zustand mit einem Zellbock, einem Batteriegehäuseboden und Batteriegehäusedeckel, 5 schematically a sectional view of the battery according to the first embodiment in the assembled state with a cell block, a battery housing bottom and battery case cover,

6 schematisch ein vergrößerter Ausschnitt aus der Schnittdarstellung gemäß 5, 6 schematically an enlarged section of the sectional view according to 5 .

7 schematisch in perspektivischer Ansicht einen Zellblock für eine Batterie in einer zweiten Ausführungsform vor dem Einbau in einen Batteriegehäuseboden, 7 1 is a perspective view of a cell block for a battery in a second embodiment prior to installation in a battery housing base;

8 schematisch in perspektivischer Ansicht den in den Batteriegehäuseboden eingebauten Zellblock gemäß 7, 8th schematically in perspective view of the built-in battery case floor cell block according to 7 .

9 schematisch ein vergrößerter Ausschnitt der perspektivischen Ansicht gemäß 8, 9 schematically an enlarged section of the perspective view according to 8th .

10 schematisch eine Schnittdarstellung einer Batterie gemäß der zweiten Ausführungsform im zusammengesetzten Zustand mit einem Zellblock, einem Batteriegehäuseboden und Batteriegehäusedeckel, 10 schematically a sectional view of a battery according to the second embodiment in the assembled state with a cell block, a battery case bottom and battery case cover,

11 schematisch ein vergrößerter Ausschnitt der Schnittdarstellung gemäß 10, 11 schematically an enlarged section of the sectional view according to 10 .

12 schematisch in perspektivischer Ansicht einen Zellblock für eine Batterie in einer dritten Ausführungsform vor dem Einbau dessen in einen Batteriegehäuseboden, 12 1 is a perspective view of a cell block for a battery in a third embodiment prior to installation thereof in a battery case bottom;

13 schematisch eine weitere perspektivische Ansicht des Zellblocks gemäß 12, 13 schematically another perspective view of the cell block according to 12 .

14 schematisch ein vergrößerter Ausschnitt der perspektivischen Ansicht gemäß 13, 14 schematically an enlarged section of the perspective view according to 13 .

15 schematisch eine Schnittdarstellung einer Batterie gemäß der dritten Ausführungsform im zusammengesetzten Zustand mit einem Zellblock, einem Batteriegehäuseboden und Batteriegehäusedeckel, 15 schematically a sectional view of a battery according to the third embodiment in the assembled state with a cell block, a battery housing bottom and battery case cover,

16 schematisch ein vergrößerter Ausschnitt der Schnittdarstellung gemäß 15, 16 schematically an enlarged section of the sectional view according to 15 .

17 schematisch einen Zellblock für eine Batterie in einer vierten Ausführungsform mit alternativ ausgebildeten Einzelzellen und Fixierelementen in Explosionsdarstellung, 17 FIG. 2 schematically shows a cell block for a battery in a fourth embodiment with alternatively formed single cells and fixing elements in exploded view, FIG.

18 schematisch in perspektivischer Ansicht den Zellblock gemäß 17 im zusammengesetzten Zustand, 18 schematically in perspective view of the cell block according to 17 in the assembled state,

19 schematisch in perspektivischer Ansicht den Zellblock gemäß 18 vor dem Einbau dessen in einen Batteriegehäuseboden, 19 schematically in perspective view of the cell block according to 18 before installing it in a battery case bottom,

20 schematisch in perspektivischer Ansicht den in den Batteriegehäuseboden eingebauten Zellblock gemäß 19 und 20 schematically in perspective view of the built-in battery case floor cell block according to 19 and

21 schematisch eine Schnittdarstellung des Zellblocks gemäß 20 21 schematically a sectional view of the cell block according to 20

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

Die 1 bis 6 zeigen eine erfindungsgemäße Batterie 1 in einer ersten Ausführungsform mit einem Batteriegehäuse 2 und einem in diesem angeordneten Zellblock 3. Dabei zeigen die 1 den Zellbock 3 perspektivisch in Explosionsdarstellung und 2 perspektivisch im zusammengesetzten Zustand. In 3 ist der Zellbock 3 perspektivisch vor dem Einbau in einen Batteriegehäuseboden 2.1 des Batteriegehäuses 2 und in 4 perspektivisch im in den Batteriegehäuseboden 2.1 eingebauten Zustand dargestellt. Die 5 zeigt die Batterie 1 in Schnittdarstellung, insbesondere im Querschnitt, im zusammengesetzten Zustand. In 6 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus der in 5 gezeigten Schnittdarstellung der Batterie 1 gezeigt.The 1 to 6 show a battery according to the invention 1 in a first embodiment with a battery case 2 and a cell block arranged therein 3 , The show 1 the cellbuck 3 in perspective in exploded view and 2 in perspective in the assembled state. In 3 is the cell buck 3 in perspective before installation in a battery case bottom 2.1 of the battery case 2 and in 4 in perspective in the battery case floor 2.1 installed state shown. The 5 shows the battery 1 in a sectional view, in particular in cross section, in the assembled state. In 6 is an enlarged section of the in 5 shown sectional view of the battery 1 shown.

Bei der Batterie 1 handelt es sich insbesondere um eine Hochvolt-Batterie für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug, bei welchem es sich um ein Elektrofahrzeug, um ein Hybridfahrzeug oder um ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug handeln kann, wobei die Batterie 1 eine Traktionsbatterie ist.At the battery 1 In particular, it is a high-voltage battery for a non-illustrated vehicle, which may be an electric vehicle, a hybrid vehicle or a fuel cell powered vehicle, wherein the battery 1 a traction battery is.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Batterie 1 aus dem Batteriegehäuse 2 und einem in dem Batteriegehäuse 2 fixierten Zellblock 3 gebildet. Alternativ kann die Batterie 1 auch mehrere Zellblöcke 3 umfassen.In the present embodiment, the battery 1 from the battery case 2 and one in the battery case 2 fixed cell block 3 educated. Alternatively, the battery 1 also several cell blocks 3 include.

Das Batteriegehäuse 2 setzt sich aus dem Batteriegehäuseboden 2.1 und dem Batteriegehäusedeckel 2.2 zusammen, welche jeweils wannenförmig mit einer Bodenwand 2.1.1, 2.2.1, vier Seitenwänden 2.1.2, 2.2.2 und einem umlaufenden Flansch 2.1.3, 2.2.3 ausgebildet sind. Der Batteriegehäuseboden 2.1 ist mit dem Batteriegehäusedeckel 2.2 über die Flansche 2.1.3, 2.2.3 kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig, z. B. mittels Verschweißen, verbindbar.The battery case 2 settles out of the battery case bottom 2.1 and the battery case lid 2.2 together, which each trough-shaped with a bottom wall 2.1.1 . 2.2.1 , four side walls 2.1.2 . 2.2.2 and a circumferential flange 2.1.3 . 2.2.3 are formed. The battery case bottom 2.1 is with the battery case cover 2.2 over the flanges 2.1.3 . 2.2.3 positive and / or positive and / or cohesive, z. B. by welding, connectable.

Der Zellblock 3 ist aus einer Anzahl elektrisch seriell und/oder parallel geschalteter Einzelzellen 4 gebildet, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als sogenannte Pouchzellen oder Coffee-Bag-Zellen ausgebildet sind, bei denen ein elektrochemisch aktiver Inhalt 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 4.1 gebildet wird. An einer Seite der Einzelzelle 4 sind elektrische Pole 4.2 als Anschlüsse in Blechform aus der Verpackung herausgeführt.The cell block 3 is from a number of electrically series and / or parallel-connected single cells 4 formed, which are formed in the present embodiment as so-called pouch cells or coffee-bag cells, in which an electrochemically active content is surrounded by a film-like packaging. The packaging is formed from two film sections arranged one above the other, which in the overlapping edge region are bonded to one another in a material-bonded manner, for example by means of a hot-pressing process, a sealed seam 4.1 is formed. On one side of the single cell 4 are electrical poles 4.2 as connections in sheet form led out of the packaging.

Zur Bildung des Zellblocks 3 werden benachbarte Einzelzellen 4 jeweils um 180 Grad um ihre Hochachse gegeneinander verdreht und mittels Fixierelementen 5, auch Spacer genannt, in einem definierten Abstand zueinander angeordnet und gegeneinander elektrisch isoliert. Damit sind die Einzelzellen 4 mechanisch stabil zueinander angeordnet und zumindest axial in Längsausdehnung des Zellblocks 3 positioniert.To form the cell block 3 become adjacent single cells 4 each rotated by 180 degrees around its vertical axis against each other and by means of fixing elements 5 , also called spacer, arranged at a defined distance from each other and electrically isolated from each other. This is the single cells 4 arranged mechanically stable to each other and at least axially in the longitudinal extension of the cell block 3 positioned.

Die Fixierelemente 5 sind vorliegend als so genannte Halbrahmen ausgebildet, wobei zwischen zwei benachbarten Fixierelementen 5 jeweils eine Einzelzelle 4 kraftschlüssig durch Reibung zwischen den Fixierelementen 5 und der Siegelnaht 4.1 gehalten ist. Weiterhin sind die Fixierelemente 5 aus Kunststoff, beispielsweise aus Polypropylen, Polyamid, Polyethylenterephthalat mit oder ohne Kunststoffverstärkung gebildet und in einem Spritzgussverfahren hergestellt.The fixing elements 5 are presently designed as a so-called half-frame, wherein between two adjacent fixing elements 5 one each single cell 4 frictionally by friction between the fixing elements 5 and the sealed seam 4.1 is held. Furthermore, the fixing elements 5 formed of plastic, for example polypropylene, polyamide, polyethylene terephthalate with or without plastic reinforcement and produced in an injection molding process.

Weiterhin sind die Fixierelemente 5 in einem Anlagebereich zu dem jeweils benachbarten Fixierelement 5 mit einer aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise einem Gummi, einem Elastomer, Silikon, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, gebildeten Schicht versehen, welche eine in den Zellblock 3 eingeleitete Kraft gleichmäßig in die Siegelnaht 4.1 der Einzelzellen 4 einleitet und einen Reibkoeffizienten erhöht. Das Fixierelement 5 drückt dabei auf die Siegelnaht 4.1 der Einzelzelle 4, wobei die Einzelzelle 4 im axial verpressten Zustand des Zellblockes 3 im Wesentlichen kraft- und formschlüssig fixiert ist.Furthermore, the fixing elements 5 in a contact area to the respectively adjacent fixing element 5 provided with a layer formed of an elastic material, for example a rubber, an elastomer, silicone, ethylene-propylene-diene rubber, which forms one in the cell block 3 introduced force evenly into the sealed seam 4.1 of the single cells 4 initiates and increases a coefficient of friction. The fixing element 5 presses on the sealed seam 4.1 the single cell 4 , wherein the single cell 4 in the axially compressed state of the cell block 3 is fixed substantially non-positively and positively.

Die beim Verpressen des Zellblocks 3 entstehende Kraft wird über stirnseitig angeordnete Fixierelemente 5, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Druckplatten 6 ausgebildet sind, in den Zellblock 3 eingeleitet, welche zusammen mit den Fixierelementen 5 nicht dargestellte Durchgangslöcher aufweisen, durch welche eine Gewindestange, ein Zuganker und/oder ein anderes geeignetes Spannmittel zur Versteifung des Zellblockes 3 hindurchführbar sind.The while pressing the cell block 3 arising force is placed on the front side fixing elements 5 , which in the present embodiment as printing plates 6 are formed in the cell block 3 initiated, which together with the fixing elements 5 Having through holes not shown, through which a threaded rod, a tie rod and / or other suitable clamping means for stiffening the cell block 3 can be passed.

Die Druckplatten 6 werden mittels Spannbändern 7 mit dem Zellblock 3 verpresst. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Zellblock 3 mit zwei Spannbändern 7 versehen, welche in Hochausrichtung zueinander beabstandet sind und den Zellblock 3 in Umfangsrichtung vollständig umschließen, so dass dieser insbesondere in Längsausdehnung versteift ist. Die Spannbänder 7 sind beispielsweise aus Kunststoff oder faserverstärktem Kunststoff gebildet. Damit ist eine entsprechende Steifigkeit des Zellblocks 3 sichergestellt, so dass dieser in dem Batteriegehäuse 2 fixiert werden kann.The printing plates 6 be by means of tension bands 7 with the cell block 3 pressed. In the present embodiment, the cell block 3 with two straps 7 provided, which are spaced apart in high alignment and the cell block 3 completely enclose in the circumferential direction, so that this particular stiffened in longitudinal extent. The tension bands 7 are made of plastic or fiber-reinforced plastic, for example. This is a corresponding rigidity of the cell block 3 ensured so that this in the battery case 2 can be fixed.

Um die von den Spannbändern 7, den Druckplatten 6 und von weiteren Spannmitteln, wie Zuganker oder Gewindestangen, erzeugten Vorspannkräfte vergleichsweise gering zu halten, wird der Zellblock 3 über die Druckplatten 6 und die Fixierelemente 5 mit dem Batteriegehäuse 2 verbunden.To those of the straps 7 , the printing plates 6 and to keep comparatively low biasing forces generated by other clamping means, such as tie rods or threaded rods, the cell block becomes 3 over the printing plates 6 and the fixing elements 5 with the battery case 2 connected.

Dazu weisen die Fixierelemente 5 und die Druckplatten 6 in der ersten Ausführungsform der Erfindung an beidem seitlichen Außenseiten 5.1, 6.1, insbesondere in einem unteren Bereich der seitlichen Außenseiten 5.1, 6.1, jeweils einen axial von diesem abragenden Abschnitt 5.1.1, 6.1.1 auf. Der abragende Abschnitt 5.1.1, 6.1.1 weist einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wobei dieser nicht randseitig mit dem unteren Randbereich des Fixierelements 5 oder der Druckplatte 6 abschließt, sondern eine Hinterschneidung 5.1.2, 6.1.2 bildet. Im zusammengesetzten Zustand des Zellblocks 3 sind die abragenden Abschnitte 5.1.1, 6.1.1 quer zur Längsausdehnung des Zellblocks 3 ausgerichtet.For this purpose, the fixing elements 5 and the printing plates 6 in the first embodiment of the invention on both lateral outsides 5.1 . 6.1 , in particular in a lower region of the lateral outer sides 5.1 . 6.1 , in each case an axially projecting from this section 5.1.1 . 6.1.1 on. The projecting section 5.1.1 . 6.1.1 has a substantially rectangular cross-section, which is not edge-side with the lower edge region of the fixing 5 or the printing plate 6 but an undercut 5.1.2 . 6.1.2 forms. In the assembled state of the cell block 3 are the projecting sections 5.1.1 . 6.1.1 transverse to the longitudinal extent of the cell block 3 aligned.

Weiterhin weisen die Druckplatten 6 jeweils an ihren dem benachbarten Fixierelement 5 abgewandten Stirnseiten zwei weitere abragende Abschnitte 6.1.3 auf, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine annähernde L-Form in Seitenansicht aufweisen, wobei ein langer Schenkel, welcher sich quer zur Längsausdehnung des Zellblocks 3 erstreckt, eine abgeschrägte Fläche aufweist.Furthermore, the printing plates have 6 each at their the adjacent fixing 5 opposite end faces two more projecting sections 6.1.3 on, which in the present embodiment have an approximate L-shape in side view, wherein a long leg, which is transverse to the longitudinal extent of the cell block 3 extends, has a tapered surface.

Die abragenden Abschnitte 5.1, 6.1 sowie die weiteren abragenden Abschnitte 6.1.3 der Druckplatten 6 sind jeweils mit einer durchgehenden Aussparung 5.2, 6.2 zum Hindurchführen eines Befestigungselements 8 versehen, wobei die weiteren abragenden Abschnitte 6.1.3 die Aussparungen 6.2 an einem kurzen, senkrecht von der Stirnseite nach außen abragenden Schenkel aufweisen.The projecting sections 5.1 . 6.1 as well as the other protruding sections 6.1.3 the printing plates 6 are each with a continuous recess 5.2 . 6.2 for passing a fastener 8th provided, with the other projecting sections 6.1.3 the recesses 6.2 have on a short, perpendicular from the end face to the outside protruding leg.

Die Aussparungen 5.2, 6.2 dienen dem Hindurchführen von Befestigungselementen 8, mittels derer der Zellblock 3 mit dem Batteriegehäuseboden 2.1 kraftschlüssig verbunden wird. Alternativ kann der Zellblock 3 auch mit dem Batteriegehäusedeckel 2.2 kraftschlüssig verbunden werden. Ein Befestigungselement 8 kann als eine Schraube, eine Niete und/oder als ein anderes zum Kraftschluss geeignetes Befestigungselement 8 ausgebildet sein.The recesses 5.2 . 6.2 serve for passing fasteners 8th by which the cell block 3 with the battery case bottom 2.1 is positively connected. Alternatively, the cell block 3 also with the battery case cover 2.2 be positively connected. A fastener 8th can as a screw, a rivet and / or as another suitable for traction fastener 8th be educated.

Zur Aufnahme der Befestigungselemente 8 weist der Batteriegehäuseboden 2.1 eine Anzahl von Aufnahmeöffnungen 2.1.4 auf, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel in einer Befestigungsleiste 2.1.5 angeordnet sind. Die Anzahl der Aufnahmeöffnungen 2.1.4 korrespondiert dabei zu der Anzahl der Aussparungen 5.2, 6.2. Die Befestigungsleiste 2.1.5 ist einen Randbereich der Bodenwand 2.1.1 des Batteriegehäusebodens 2.1 umlaufend angeordnet und weist ein im Querschnitt U-förmiges Hohlprofil auf.For holding the fasteners 8th points the battery case bottom 2.1 a number of receiving openings 2.1.4 on, which in the present embodiment in a fastening strip 2.1.5 are arranged. The number of receiving openings 2.1.4 corresponds to the number of recesses 5.2 . 6.2 , The fastening strip 2.1.5 is a border area of the bottom wall 2.1.1 of the battery case bottom 2.1 arranged circumferentially and has a cross-sectionally U-shaped hollow profile.

Die Befestigungsleiste 2.1.5 kann stoff- und/oder form – und/oder kraftschlüssig mit der Bodenwand 2.1.1 des Batteriegehäusebodens 2.1 verbunden sein. Beispielsweise ist die Befestigungsleiste 2.1.5 mit der Bodenwand 2.1.1 des Batteriegehäusebodens 2.1 verschweißt. Alternativ kann die Befestigungsleiste 2.1.5 auch den Randbereich der Bodenwand 2.1.1 teilweise umlaufend angeordnet sein. Auch das im Querschnitt U-förmige Profil der Befestigungsleiste 2.1.5 kann ein entsprechend anderes geeignetes Querschnittsprofil aufweisen, welches vorzugsweise mit einer Form der Hinterschneidung 5.1.2, 6.1.2 korrespondiert.The fastening strip 2.1.5 can be material and / or positive and / or non-positive with the bottom wall 2.1.1 of the battery case bottom 2.1 be connected. For example, the fastening strip 2.1.5 with the bottom wall 2.1.1 of the battery case bottom 2.1 welded. Alternatively, the fixing strip 2.1.5 also the edge area of the bottom wall 2.1.1 be arranged partially circumferential. Also in cross-section U-shaped profile of the mounting bar 2.1.5 may have a correspondingly different suitable cross-sectional profile, which preferably with a shape of the undercut 5.1.2 . 6.1.2 corresponds.

Zur Fixierung des Zellblocks 3 in dem Batteriegehäuse 2 wird dieser in den Batteriegehäuseboden 2.1 derart eingesetzt, dass die Aussparungen 5.2, 6.2 mit den Aufnahmeöffnungen 2.1.4 in Flucht zueinander sind. Dabei greift die Befestigungsleiste 2.1.5 in die Hinterschneidungen 5.1.2, 6.1.2 ein, so dass die Fixierelemente 5 und die Druckplatten 6 im Bereich der Hinterschneidung 5.1.2, 6.1.2 einen Formschluss zwischen dem Zellblock 3 und dem Batteriegehäuseboden 2.1 bilden, so dass der Zellblock 3 in Querausdehnung fixiert ist. For fixation of the cell block 3 in the battery case 2 this is in the battery case floor 2.1 used in such a way that the recesses 5.2 . 6.2 with the receiving openings 2.1.4 are in flight with each other. The fastening strip engages 2.1.5 in the undercuts 5.1.2 . 6.1.2 one, leaving the fixing elements 5 and the printing plates 6 in the area of the undercut 5.1.2 . 6.1.2 a positive connection between the cell block 3 and the battery case bottom 2.1 form, leaving the cell block 3 is fixed in transverse dimension.

Zur anschließenden kraftschlüssigen Fixierung des Zellblocks 3 und einer Fixierung des Zellblocks 3 in Längsausdehnung werden die Befestigungselemente 8 durch die Aussparungen 5.2, 6.2 hindurch in die Aufnahmeöffnungen 2.1.4 geführt und beispielsweise mittels Anziehen der Befestigungselemente 8 fixiert.For subsequent non-positive fixation of the cell block 3 and a fixation of the cell block 3 in longitudinal extension become the fasteners 8th through the recesses 5.2 . 6.2 through into the receiving openings 2.1.4 guided and for example by tightening the fasteners 8th fixed.

Durch die Anordnung der Befestigungselemente 8 in einem Inneren des Batteriegehäuses 2 ist ein Risiko für Undichtigkeiten zumindest verringert.By the arrangement of the fasteners 8th in an interior of the battery case 2 is a risk of leakage at least reduced.

Die 7 bis 11 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Dabei zeigt die 7 perspektivisch einen Zellblock 3 im zusammengesetzten Zustand vor dem Einbau in einen Batteriegehäuseboden 2.1. Die 8 zeigt den Zellblock 3 aus 7, wobei dieser im Batteriegehäuseboden 2.1 angeordnet ist. Die 9 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in 8 perspektivisch dargestellten Zellblock 3. In 10 ist eine Batterie 1 mit dem Zellblock 3 im zusammengesetzten Zustand in Schnittdarstellung, insbesondere im Querschnitt, gezeigt. Die 11 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus der in 10 gezeigten Schnittdarstellung.The 7 to 11 show a second embodiment of the invention. It shows the 7 in perspective a cell block 3 in the assembled state prior to installation in a battery case bottom 2.1 , The 8th shows the cell block 3 out 7 , this in the battery case bottom 2.1 is arranged. The 9 shows an enlarged section of the in 8th Perspective cell block 3 , In 10 is a battery 1 with the cell block 3 in the assembled state in a sectional view, in particular in cross section shown. The 11 shows an enlarged section of the in 10 shown sectional view.

Der Zellblock 3 ist in der zweiten Ausführungsform äquivalent zur ersten Ausführungsform ausgebildet, wobei die abragenden Abschnitte 5.1.1, 6.1.1 mit Ausnahme der weiteren abragenden Abschnitte 6.1.3 keine Aussparungen 5.2, 6.2 aufweisen.The cell block 3 is formed in the second embodiment equivalent to the first embodiment, wherein the projecting portions 5.1.1 . 6.1.1 with the exception of the other projecting sections 6.1.3 no recesses 5.2 . 6.2 exhibit.

Die in dem Batteriegehäuseboden 2.1 angeordnete Befestigungsleiste 2.1.5 weist in der zweiten Ausführungsform lediglich vier Aufnahmeöffnungen 2.1.4 auf, die mit den Aussparungen 6.2 der weiteren abragenden Abschnitte 6.1.3 der Druckplatten 6 korrespondieren.The in the battery case floor 2.1 arranged fastening strip 2.1.5 has only four receiving openings in the second embodiment 2.1.4 on that with the recesses 6.2 the other projecting sections 6.1.3 the printing plates 6 correspond.

An zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Befestigungsleiste 2.1.5, welche keine Aufnahmeöffnungen 2.1.4 aufweisen, ist jeweils eine Federleiste 2.1.6 angeordnet, welche parallel zum entsprechenden Abschnitt der Befestigungsleiste 2.1.5 und damit in Längsausdehnung des Zellblocks 3 verlaufen.On two opposite sides of the mounting strip 2.1.5 which have no receiving openings 2.1.4 each has a spring bar 2.1.6 arranged, which are parallel to the corresponding section of the fastening strip 2.1.5 and thus in longitudinal extension of the cell block 3 run.

Die Federleisten 2.1.6 sind aus einem Material mit einer entsprechend notwendigen Elastizität sowie Festigkeit, wie z. B. Federstahl, gefertigt und mit einem unteren Randbereich mit der Befestigungsleiste 2.1.5 form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden. Ein in Hochrichtung über der Befestigungsleiste 2.1.5 angeordneter Bereich der Federleiste 2.1.6 erstreckt sich Richtung Flansch 2.1.3 und ist anschließend in Höhe des Flansches 2.1.3 nach innen gekrümmt, so dass ein freies Ende der Federleiste 2.1.6 in Richtung der Bodenwand 2.1.1 gerichtet ist, wobei das freie Ende 2.1.6 in Hochrichtung oberhalb der Befestigungsleiste 2.1.5 angeordnet ist. Durch das gekrümmte, freie Ende der Federleiste 2.1.6 ist eine Nut 2.1.6.1 gebildet, in welche bei Einsetzen des Zellblocks 3 in den Batteriegehäuseboden 2.1 die abragenden Abschnitte 5.1.1, 6.1.1 einrasten, so dass ein elastischer Formschluss zwischen dem Zellblock 3 und dem Batteriegehäuseboden 2.1 hergestellt ist, wie es insbesondere 11 zeigt.The spring strips 2.1.6 are made of a material with a correspondingly necessary elasticity and strength, such. As spring steel, manufactured and with a lower edge region with the mounting strip 2.1.5 positively and / or positively and / or materially connected. A high above the mounting bar 2.1.5 arranged area of the spring strip 2.1.6 extends towards the flange 2.1.3 and then at the level of the flange 2.1.3 curved inward, leaving a free end of the spring bar 2.1.6 in the direction of the bottom wall 2.1.1 is directed, with the free end 2.1.6 in the vertical direction above the mounting strip 2.1.5 is arranged. Through the curved, free end of the spring bar 2.1.6 is a groove 2.1.6.1 formed in which when inserting the cell block 3 in the battery case bottom 2.1 the projecting sections 5.1.1 . 6.1.1 engage, so that an elastic form fit between the cell block 3 and the battery case bottom 2.1 is made, in particular 11 shows.

Zusätzlich wird der Zellblock 3 mit dem Batteriegehäuseboden 2.1 mittels der Befestigungselemente 8 kraftschlüssig fixiert, die in den Aussparungen 6.2 der weiteren abragenden Abschnitte 6.1.3 und in den korrespondierenden Aufnahmeöffnungen 2.1.4 fixiert sind.In addition, the cell block 3 with the battery case bottom 2.1 by means of the fastening elements 8th frictionally fixed in the recesses 6.2 the other projecting sections 6.1.3 and in the corresponding receiving openings 2.1.4 are fixed.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel der zweiten Ausführungsform kann die Federleiste 2.1.6 auch nach der Verpressung des Zellblocks 3 mit diesem mittels des oben beschriebenen elastischen Formschlusses verbunden und anschließend nach Einsetzen des Zellblocks 3 in den Batteriegehäuseboden 2.1 mit diesem verschweißt werden.In an alternative embodiment of the second embodiment, the spring bar 2.1.6 even after the compression of the cell block 3 connected to this by means of the elastic positive connection described above and then after insertion of the cell block 3 in the battery case bottom 2.1 be welded with this.

Die 12 bis 16 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Dabei zeigen die 12 und 13 perspektivisch einen Zellblock 3 im zusammengesetzten Zustand vor dem Einbau in einen Batteriegehäuseboden 2.1. Die 14 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in 13 perspektivisch dargestellten Zellblock 3. In 15 ist eine Batterie 1 mit dem Zellblock 3 im zusammengesetzten Zustand in Schnittdarstellung, insbesondere im Querschnitt, gezeigt. Die 16 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus der in 15 gezeigten Schnittdarstellung.The 12 to 16 show a third embodiment of the invention. The show 12 and 13 in perspective a cell block 3 in the assembled state prior to installation in a battery case bottom 2.1 , The 14 shows an enlarged section of the in 13 Perspective cell block 3 , In 15 is a battery 1 with the cell block 3 in the assembled state in a sectional view, in particular in cross section shown. The 16 shows an enlarged section of the in 15 shown sectional view.

Der Zellblock 3 ist in der dritten Ausführungsform äquivalent zur ersten oder zweiten Ausführungsform ausgebildet, wobei die Fixierelemente 5 und die Druckplatten 6 mit Ausnahme der weiteren abragenden Abschnitte 6.1.3 keine abragenden Abschnitte 5.1.1, 6.1.1 aufweisen.The cell block 3 is formed in the third embodiment equivalent to the first or second embodiment, wherein the fixing elements 5 and the printing plates 6 with the exception of the other projecting sections 6.1.3 no protruding sections 5.1.1 . 6.1.1 exhibit.

Die Fixierelemente 5 und die Druckplatten 6 weisen an ihren unteren Randbereichen der seitlichen Außenseiten 5.1, 6.1 jeweils erste rillenförmige Ausnehmungen 5.1.3, 6.1.4 auf, welche sich im zusammengesetzten Zustand des Zellblocks 3 in dessen Längsausdehnung erstrecken und in dessen Hochausdehnung zueinander beabstandet sind.The fixing elements 5 and the printing plates 6 have at their lower edge regions of the lateral outer sides 5.1 . 6.1 each first groove-shaped recesses 5.1.3 . 6.1.4 on which oneself in the assembled state of the cell block 3 extend in the longitudinal extent and are spaced apart in the high expansion.

Die Befestigungsleiste 2.1.5 weist an zwei sich gegenüberliegenden Seiten, welche keine Aufnahmeöffnungen 2.1.4 aufweisen, zu den ersten rillenförmigen Ausnehmungen 5.1.3, 6.1.4 korrespondierende zweite rillenförmige Ausnehmungen 2.1.7 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Fixierelemente 5, die Druckplatten 6 und die Seiten der Befestigungsleiste 2.1.5 jeweils vier rillenförmige Ausnehmungen 5.1.3, 6.1.4, 2.1.7 auf. Alternativ können auch mehr oder weniger rillenförmige Ausnehmungen 5.1.3, 6.1.4, 2.1.7 angeordnet werden.The fastening strip 2.1.5 has two opposite sides, which have no receiving openings 2.1.4 have, to the first groove-shaped recesses 5.1.3 . 6.1.4 corresponding second groove-shaped recesses 2.1.7 on. In the present embodiment, the fixing elements 5 , the printing plates 6 and the sides of the mounting strip 2.1.5 in each case four groove-shaped recesses 5.1.3 . 6.1.4 . 2.1.7 on. Alternatively, more or less groove-shaped recesses 5.1.3 . 6.1.4 . 2.1.7 to be ordered.

Beim Einsetzen des Zellblocks 3 in den Batteriegehäuseboden 2.1 wird dieser mittels der Befestigungselemente 8 kraftschlüssig mit dem Batteriegehäuseboden 2.1 vorfixiert. Aufgrund der angeordneten Ausnehmungen 5.1.3, 6.1.4, 2.1.7 sind zwischen den Fixierelementen 5, den Druckplatten 6 und der Befestigungsleiste 2.1.5 rillenförmige Hohlräume angeordnet, die eine Vergussform 9 zur stoffschlüssigen Verbindung des Zellblocks 3 mit dem Batteriegehäuseboden 2.1 bilden, wie sie in 16 dargestellt ist.When inserting the cell block 3 in the battery case bottom 2.1 this is done by means of fasteners 8th frictionally with the battery case bottom 2.1 prefixed. Due to the arranged recesses 5.1.3 . 6.1.4 . 2.1.7 are between the fixing elements 5 , the printing plates 6 and the fastening strip 2.1.5 Grooved cavities arranged, which form a casting mold 9 for cohesive connection of the cell block 3 with the battery case bottom 2.1 form as they are in 16 is shown.

In diese Vergussform 9 wird eine Vergussmasse eingefüllt, die beispielsweise aus einem aushärtenden Kunststoff wie Epoxydharz gefertigt ist. Mittels der Vergussmasse ist der Zellblock 3 stoff- und formschlüssig mit dem Batteriegehäuseboden 2.1 verbunden.In this casting mold 9 a potting compound is filled, which is made for example of a thermosetting plastic such as epoxy resin. By means of potting compound is the cell block 3 material and form-fitting with the battery case bottom 2.1 connected.

Alternativ ist es auch möglich, den Zellblock 3 mit dem Batteriegehäuseboden 2.1 stoffschlüssig zu verbinden, wobei auf die Ausnehmungen 5.1.3, 6.1.4, 2.1.7 verzichtet wird. Dazu wird der Zellblock 3 über die Fixierelemente 5 und/oder die Druckplatten 6 mit dem Batteriegehäuseboden 2.1 verklebt.Alternatively, it is also possible to use the cell block 3 with the battery case bottom 2.1 cohesively connect, wherein on the recesses 5.1.3 . 6.1.4 . 2.1.7 is waived. This will be the cell block 3 over the fixing elements 5 and / or the printing plates 6 with the battery case bottom 2.1 bonded.

Die 17 bis 21 zeigen eine vierte Ausführungsform der Erfindung. Dabei zeigt die 17 perspektivisch einen Zellblock 3 in Explosionsdarstellung. In 18 ist der Zellblock 3 im zusammengesetzten Zustand dargestellt. Die 19 zeigt den Zellblock 3 im zusammengesetzten Zustand vor dem Einbau in einen Batteriegehäuseboden 2.1. In 20 ist der Zellblock 3 aus 19 gezeigt, wobei dieser im Batteriegehäuseboden 2.1 angeordnet ist. Die 21 zeigt eine Schnittdarstellung, insbesondere einen Querschnitt, des in 20 gezeigten Zellblocks 3.The 17 to 21 show a fourth embodiment of the invention. It shows the 17 in perspective a cell block 3 in exploded view. In 18 is the cell block 3 shown in the assembled state. The 19 shows the cell block 3 in the assembled state prior to installation in a battery case bottom 2.1 , In 20 is the cell block 3 out 19 shown, with this in the battery case bottom 2.1 is arranged. The 21 shows a sectional view, in particular a cross section of the in 20 shown cell blocks 3 ,

Der Zellblock 3 weist in der vierten Ausführungsform prismatische Hardcase-Zellen als Einzelzellen 4 auf.The cell block 3 In the fourth embodiment, prismatic hardcase cells are single cells 4 on.

Derartige Einzelzellen 4 umfassen eine elektrochemisch aktive Elektrodenfolienanordnung in Form eines Elektrodenfolienwickels oder eines Elektrodenfolienstapels, welche in einem vergleichsweise stabilen Gehäuse angeordnet ist.Such single cells 4 comprise an electrochemically active electrode foil arrangement in the form of an electrode foil winding or an electrode foil stack, which is arranged in a comparatively stable housing.

Die Elektrodenfolienanordnung wird dabei durch Lagen aus Kathoden- und Anodenfolien gebildet, die jeweils durch Separatorlagen getrennt werden. Beispielsweise werden bei einer Lithium-Ionen-Zelle beschichtete Aluminium- und Kupferfolien verwendet. Anoden- und Kathodenfolien sind an mindestens einem Rand unbeschichtet und ragen aus der Elektrodenfolienanordnung fahnenartig heraus und werden miteinander zu einer Stromableiterfahne verbunden, wobei Stromableiterfahnen gleicher Polarität elektrisch leitend zu einem Pol 4.2 verbunden sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist jeweils eine Einzelzelle 4 zwei Pole 4.2 an ihrer Oberseite auf.The electrode foil arrangement is formed by layers of cathode and anode foils which are each separated by separator layers. For example, in a lithium-ion cell, coated aluminum and copper foils are used. Anode and cathode foils are uncoated on at least one edge and protrude out of the electrode foil arrangement in the manner of a flag and are connected to one another to form a current-carrying lug, current-carrying lugs of the same polarity being electrically conducting to one pole 4.2 are connected. In the present embodiment, each has a single cell 4 two poles 4.2 on top of it.

Im Zellblock 3 benachbarte Einzelzellen 4 sind jeweils um 180 Grad um ihre Hochachse gegeneinander verdreht, so dass die entsprechenden elektrischen Pole 4.2, also Plus- und Minuspole, benachbarter Einzelzellen 4 direkt nebeneinander liegen und nur ein vergleichsweise kurzer Weg zur elektrischen Reihenschaltung zu überbrücken ist.In the cell block 3 adjacent single cells 4 are each rotated 180 degrees around their vertical axis against each other, so that the corresponding electric poles 4.2 , ie plus and minus poles, of adjacent single cells 4 lie directly next to each other and only a relatively short way to the electrical series circuit is to bridge.

Die elektrische Verschaltung der Einzelzellen 4 erfolgt mittels einer Zellverbinderplatine 10, die durch Überlapp-Laserschweißung mit den elektrischen Polen 4.2 der jeweiligen Einzelzelle 4 stoffschlüssig verbunden ist.The electrical interconnection of the individual cells 4 takes place by means of a cell connector board 10 caused by overlap laser welding with the electric poles 4.2 the respective single cell 4 is connected cohesively.

Die Fixierelemente 5 sind hier als Doppelhalbschalen ausgebildet. Die stirnseitig angeordneten Druckplatten 6 werden mittels Spannbügel 11 mit dem Zellblock 3 verpresst. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Spannbügel 11 vorgesehen.The fixing elements 5 are designed here as double half shells. The front side arranged printing plates 6 be by means of clamping bracket 11 with the cell block 3 pressed. In the present embodiment, four clamping bracket 11 intended.

Die Fixierelemente 5 und die Druckplatten 6 weisen äquivalent zur ersten Ausführungsform an jeweils einer seitlichen Außenseite 5.1, 6.1 einen abragenden Abschnitt 5.1.1, 6.1.1 mit jeweils einer Aussparung 5.2, 6.2 auf, welche der Aufnahme eines Befestigungselements 8 zur kraftschlüssigen Fixierung des Zellblocks 3 mit dem Batteriegehäuseboden 2.1 dient. Die abragenden Abschnitte 5.1.1, 6.1.1 bilden allerdings hier keine Hinterschneidungen 5.1.2, 6.1.2, sondern schließen randseitig mit dem unteren Randbereich des Fixierelements 5 oder der Druckplatte 6 ab.The fixing elements 5 and the printing plates 6 have equivalent to the first embodiment, each on a lateral outside 5.1 . 6.1 a projecting section 5.1.1 . 6.1.1 each with a recess 5.2 . 6.2 on which the inclusion of a fastener 8th for frictional fixation of the cell block 3 with the battery case bottom 2.1 serves. The projecting sections 5.1.1 . 6.1.1 However, there are no undercuts here 5.1.2 . 6.1.2 but close at the edge with the lower edge region of the fixing element 5 or the printing plate 6 from.

Die Befestigungsleiste 2.1.5 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht umlaufend angeordnet, da die Druckplatten 6 keine weiteren abragenden Abschnitte 6.1.3 aufweisen. Die Befestigungsleiste 2.1.5 ist in Form von zwei sich gegenüberliegend angeordneten Befestigungsleisten 2.1.5 an der Bodenwand 2.1.1 des Batteriegehäusebodens 2.1 angeordnet, wobei sich die Befestigungsleisten 2.1.5 in Längsausdehnung des Zellblocks 3 erstrecken, so dass die Aussparungen 5.2, 6.2 beim Einsetzen des Zellblocks 3 in den Batteriegehäuseboden 2.1 zu den in den Befestigungsleisten 2.1.5 angeordneten Aufnahmeöffnungen 2.1.4 fluchten. Die abragenden Abschnitte 5.1.1, 6.1.1 sind dabei auf der Befestigungsleiste 2.1.5 angeordnet.The fastening strip 2.1.5 is not circumferentially arranged in the present embodiment, since the printing plates 6 no further protruding sections 6.1.3 exhibit. The fastening strip 2.1.5 is in the form of two oppositely arranged fastening strips 2.1.5 on the bottom wall 2.1.1 of the battery case bottom 2.1 arranged, with the fastening strips 2.1.5 in longitudinal extent of the cell block 3 extend so that the recesses 5.2 . 6.2 when inserting the cell block 3 in the battery case bottom 2.1 to the in the fixing strips 2.1.5 arranged receiving openings 2.1.4 aligned. The projecting sections 5.1.1 . 6.1.1 are on the mounting strip 2.1.5 arranged.

In allen vier zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist der Zellblock 3 auch mit vergleichweise geringen Vorspannkräften mechanisch stabil in dem Batteriegehäuse 2 fixierbar, da dieses aus einem stabilen Werkstoff mit einer entsprechend hohen Festigkeit gefertigt ist.In all four embodiments described above, the cell block is 3 Even with comparatively low preload forces mechanically stable in the battery case 2 fixable, since this is made of a stable material with a correspondingly high strength.

Alternativ zu den beschriebenen Ausführungsformen, in welchen jedes Fixierelement 5 mit dem Batteriegehäuseboden 2.1 kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig verbunden ist, ist es auch möglich, dass nur einzelne Fixierelemente 5 mit dem Batteriegehäuseboden 2.1 kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig verbunden sind.Alternatively to the described embodiments, in which each fixing element 5 with the battery case bottom 2.1 is positively and / or positively and / or materially connected, it is also possible that only individual fixing elements 5 with the battery case bottom 2.1 non-positively and / or positively and / or materially connected.

Weiterhin ist es auch möglich, dass eine Batterie 1 aus einem Batteriegehäuse 2 und mehreren Zellblöcken 3 besteht, welche mittels der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in dem Batteriegehäuse 2 fixierbar sind.Furthermore, it is also possible that a battery 1 from a battery case 2 and several cell blocks 3 consists, by means of the previously described embodiments in the battery case 2 can be fixed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Batteriebattery
22
Batteriegehäusebattery case
2.12.1
BatteriegehäusebodenBattery case back
2.1.12.1.1
Bodenwandbottom wall
2.1.22.1.2
SeitenwandSide wall
2.1.32.1.3
Flanschflange
2.1.42.1.4
Aufnahmeöffnungreceiving opening
2.1.52.1.5
Befestigungsleistemounting strip
2.1.62.1.6
FederleisteFemale connector
2.1.6.12.1.6.1
Nutgroove
2.1.72.1.7
zweite rillenförmige Ausnehmungsecond groove-shaped recess
2.22.2
BatteriegehäusedeckelBattery cover
2.2.12.2.1
Bodenwandbottom wall
2.2.22.2.2
SeitenwandSide wall
2.2.32.2.3
Flanschflange
33
Zellblockcell block
44
Einzelzellesingle cell
4.14.1
Siegelnahtseal
4.24.2
elektrischer Polelectric pole
55
Fixierelementfixing
5.15.1
seitliche Außenseitelateral outside
5.1.15.1.1
abragender Abschnittprotruding section
5.1.25.1.2
Hinterschneidungundercut
5.1.35.1.3
erste rillenförmige Ausnehmungfirst groove-shaped recess
5.25.2
Aussparungrecess
66
Druckplatteprinting plate
6.16.1
seitliche Außenseitelateral outside
6.1.16.1.1
abragender Abschnittprotruding section
6.1.26.1.2
Hinterschneidungundercut
6.1.36.1.3
weiterer abragender Abschnittanother prominent section
6.1.46.1.4
erste rillenförmige Ausnehmungfirst groove-shaped recess
6.26.2
Aussparungrecess
77
Spannbandstrap
88th
Befestigungselementfastener
99
Vergussformcasting mold
1010
ZellverbinderplatineCell connector board
1111
Spannbügeltensioning bow

Claims (10)

Batterie (1) mit einem Batteriegehäuse (2) und zumindest einem in dem Batteriegehäuse (2) angeordneten Zellblock (3), welcher eine Anzahl von elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen (4) umfasst, die mittels mechanischer Fixierelemente (5, 6) innerhalb des Zellblocks (3) fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein an einem stirnseitigen Ende des Zellblocks (3) angeordnetes Fixierelement (6) und mindestens ein dazwischen angeordnetes Fixierelement (5) mit wenigstens einem Batteriegehäuseteil (2.1, 2.2) kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig verbunden sind.Battery ( 1 ) with a battery case ( 2 ) and at least one in the battery case ( 2 ) arranged cell block ( 3 ), which comprises a number of individual cells connected electrically in series and / or in parallel ( 4 ), which by means of mechanical fixing elements ( 5 . 6 ) within the cell block ( 3 ) are fixed, characterized in that in each case one at a front end of the cell block ( 3 ) arranged fixing element ( 6 ) and at least one interposed fixing element ( 5 ) with at least one battery housing part ( 2.1 . 2.2 ) are positively and / or positively and / or materially connected. Batterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem wenigstens einen Batteriegehäuseteil (2.1, 2.2) eine Befestigungsleiste (2.1.5) angeordnet ist.Battery ( 1 ) according to claim 1, characterized in that on the at least one battery housing part ( 2.1 . 2.2 ) a fastening strip ( 2.1.5 ) is arranged. Batterie (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fixierelement (5, 6) an einer seitlichen Außenseite (5.1, 6.1) zumindest einen axial abragenden Abschnitt (5.1.1, 6.1.1) aufweist, welcher eine Hinterschneidung (5.1.2, 6.1.2) bildet.Battery ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one fixing element ( 5 . 6 ) on a lateral outside ( 5.1 . 6.1 ) at least one axially projecting portion ( 5.1.1 . 6.1.1 ), which has an undercut ( 5.1.2 . 6.1.2 ). Batterie (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsleiste (2.1.5) in die Hinterschneidung (5.1.2, 6.1.2) eingreifbar ist.Battery ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the fastening strip ( 2.1.5 ) in the undercut ( 5.1.2 . 6.1.2 ) is engageable. Batterie (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine nach außen abragende Abschnitt (5.1.1, 6.1.1) eine Aussparung (5.2, 6.2) zur Aufnahme eines Befestigungselements (8) aufweist, wobei die Aussparung (5.1.1, 6.1.1) zu einer in der Befestigungsleiste (2.1.5) angeordneten Aufnahmeöffnung (2.1.4) korrespondiert.Battery ( 1 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the at least one outwardly projecting portion ( 5.1.1 . 6.1.1 ) a recess ( 5.2 . 6.2 ) for receiving a fastener ( 8th ), wherein the recess ( 5.1.1 . 6.1.1 ) to one in the mounting strip ( 2.1.5 ) receiving opening ( 2.1.4 ) corresponds. Batterie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem wenigstens einen Batteriegehäuseteil (2.1, 2.2) eine Federleiste (2.1.6) angeordnet ist, in welche die abragenden Abschnitte (5.1.1, 6.1.1) einrastbar sind.Battery ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the at least one battery housing part ( 2.1 . 2.2 ) a spring strip ( 2.1.6 ), in which the projecting portions ( 5.1.1 . 6.1.1 ) are latched. Batterie (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Fixierelement (5, 6) wenigstens eine erste rillenförmige Ausnehmung (5.1.3, 6.1.4) aufweist, die mit einer an der Befestigungsleiste (2.1.5) angeordneten korrespondierenden zweiten rillenförmigen Ausnehmung (2.1.7) eine Vergussform (9) bildet.Battery ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one fixing element ( 5 . 6 ) At least a first groove-shaped Recess ( 5.1.3 . 6.1.4 ), which with one on the mounting strip ( 2.1.5 ) arranged corresponding second groove-shaped recess ( 2.1.7 ) a casting mold ( 9 ). Batterie (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Vergussform (9) eine Vergussmasse einfüllbar ist.Battery ( 1 ) according to claim 7, characterized in that in the casting mold ( 9 ) a potting compound is fillable. Batterie (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Fixierelement (5) mit dem wenigstens einen Batteriegehäuseteil (2.1, 2.2) verklebt ist.Battery ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one fixing element ( 5 ) with the at least one battery housing part ( 2.1 . 2.2 ) is glued. Batterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein an dem Zellblock (3) stirnseitig angeordnetes Fixierelement (5, 6) als eine Druckplatte (6) ausgebildet ist, welche an ihrer stirnseitigen, einem benachbarten Fixierelement (5) abgewandten Seite zumindest einen weiteren axial abragenden Abschnitt (6.1.3) aufweist, welcher mit einer Aussparung (6.2) zur Aufnahme eines Befestigungselements (8) versehen ist.Battery ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in each case one on the cell block ( 3 ) frontally arranged fixing element ( 5 . 6 ) as a printing plate ( 6 ), which at its front side, an adjacent fixing element ( 5 ) facing away from at least one further axially projecting portion ( 6.1.3 ), which with a recess ( 6.2 ) for receiving a fastener ( 8th ) is provided.
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