DE102013114541A1

DE102013114541A1 - Traction battery with modules

Info

Publication number: DE102013114541A1
Application number: DE102013114541.8A
Authority: DE
Inventors: Jonas Groh
Original assignee: Linde Material Handling GmbH
Current assignee: Linde Material Handling GmbH
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25

Abstract

Traktionsbatterie für eine batterie-elektrisch angetriebene mobile Arbeitsmaschine, insbesondere einen Gegengewichtsgabelstapler, die als Hochleistungsbatterie (7) ausgebildet ist und einen Batterietrog (3) aufweist, innerhalb dessen Module (4) angeordnet sind, wobei die Module (4) jeweils aus mindestens einer Batteriezelle aufgebaut sind und eine Grundfläche mit einheitlichen Abmessungen aufweisen, sind alle Module (4) innerhalb des Batterietrogs (3) bis auf notwendige Mindestabstände an eine Seitenwand (5, 8) gerückt, so dass sich gegenüberliegend ein Freiraum (6) zur Seitenwand ergibt.Traction battery for a battery-electrically powered mobile work machine, in particular a counterbalance forklift, which is designed as a high-performance battery (7) and a battery tray (3) within which modules (4) are arranged, wherein the modules (4) each consist of at least one battery cell are constructed and have a base with uniform dimensions, all modules (4) within the battery trough (3) to necessary minimum distances to a side wall (5, 8) moved so that there is a free space (6) to the side wall opposite.

Description

Die Erfindung betrifft eine Traktionsbatterie für eine batterie-elektrisch angetriebene mobile Arbeitsmaschine. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Traktionsbatterie für eine batterie-elektrisch angetriebene mobile Arbeitsmaschine, etwa einen Gegengewichtsgabelstapler, die als Hochleistungsbatterie ausgebildet ist und einen Batterietrog aufweist, innerhalb dessen Module angeordnet sind, wobei die Module jeweils aus mindestens einer Batteriezelle aufgebaut sind und eine Grundfläche mit einheitlichen Abmessungen aufweisen. The invention relates to a traction battery for a battery-powered electric mobile working machine. In particular, the invention relates to a traction battery for a battery-electrically driven mobile work machine, such as a counterbalance forklift, which is designed as a high-performance battery and having a battery tray, are arranged within which modules, the modules are each composed of at least one battery cell and a base with uniform Dimensions have.

Für den Betrieb von batterie-elektrisch angetriebenen mobilen Arbeitsmaschinen, insbesondere Flurförderzeugen, wie etwa beispielsweise Gabelstaplern, kommen Traktionsbatterien zum Einsatz, die im Regelfall als austauschbare Batterien in ein Batteriefach eingesetzt werden können und, sobald Sie entladen sind, gegen eine aufgeladene Traktionsbatterie ersetzt werden können. Bisher sind solche Traktionsbatterien im Regelfall Blei-Säureakkumulatoren bzw. Blei-Säurebatterien, bei denen eine chemische Reaktion zwischen Schwefelsäure und Blei zur Speicherung der elektrischen Energie dient. Die einzelnen Zellen oder Module einer solchen Traktionsbatterie sind dabei in einem Behälter bzw. Batterietrog eingesetzt, der mit entsprechenden Transportmitteln, wie etwa einem weiteren Gabelstapler oder Flurförderzeug transportiert und gehandhabt werden kann. Alle Module einer Säure-Bleibatterie sind dabei in Reihe geschaltet und es werden abhängig von den Abmessungen des Batterie und der gewünschten Spannung unterschiedlich große sowie eine unterschiedliche Anzahl von Modulen eingesetzt. Die Module können dabei mit vertretbarem Aufwand mit so angepassten und unterschiedlichen äußeren geometrischen Maße ausgeführt werden, dass der Batterietrog vollständig ausgefüllt und der zur Verfügung stehende Platz optimal genutzt ist. For the operation of battery-electric powered mobile work machines, especially forklifts, such as forklifts, for example, traction batteries are used, which can be used as replaceable batteries in a battery compartment usually and, once you are discharged, can be replaced with a supercharged traction battery , So far, such traction batteries are usually lead-acid accumulators or lead-acid batteries, in which a chemical reaction between sulfuric acid and lead is used to store the electrical energy. The individual cells or modules of such a traction battery are used in a container or battery tray, which can be transported and handled with appropriate means of transport, such as another forklift or truck. All modules of an acid-lead battery are connected in series and depending on the dimensions of the battery and the desired voltage different sizes and a different number of modules used. The modules can be carried out with reasonable effort with adapted and different outer geometric dimensions that the battery tray completely filled and the available space is optimally used.

Durch neuere Technologien können inzwischen Batterien bzw. Akkumulatoren hergestellt werden und auch im industriellen Einsatz verwendet werden, die bessere Leistungsdaten bieten. Solche Batterien kann man als Hochleistungsbatterien bezeichnen, die sich dadurch auszeichnen, dass sie gegenüber einer Blei-Säurebatterie eine höhere Energiedichte in Bezug auf Gewicht und/oder Volumen aufweisen und eine andere Technik als eine Blei-Säure-Reaktion für die Energiespeicherung nutzen. Hinzu kommt bei vielen Hochleistungsbatterien als Merkmal, dass eine große Leistung beim Entladen abgegeben werden kann und/oder mit großer Leistung geladen werden kann. Die typischen Energiedichten in Bezug auf Gewicht und/oder Volumen liegen bei einer Hochleistungsbatterie dabei mindestens für einen der beiden Werte oberhalb und außerhalb der entsprechenden Kenngrößen für Blei-Säurebatterien. Newer technologies mean that batteries or accumulators can now be manufactured and used in industrial applications that offer better performance data. Such batteries may be referred to as high performance batteries characterized by having a higher energy density in weight and / or volume over a lead-acid battery and using a technique other than a lead-acid reaction for energy storage. In addition, in many high-performance batteries as a feature that a large power can be discharged during unloading and / or can be loaded with great power. The typical energy densities in terms of weight and / or volume in the case of a high-performance battery are at least one of the two values above and outside the corresponding characteristics for lead-acid batteries.

Bereits Nickel-Cadmium Batterien weisen zwar keinen erheblichen Gewichtsvorteil auf, haben jedoch eine höhere Energiedichte in Bezug auf das Volumen. Weitere bekannte Technologien für Akkumulatoren bzw. wieder aufladbare Batterien unter Einsatz von Nickel sind beispielsweise Nickel-Metallhydrid, Nickel-Eisen, Nickel-Wasserstoff, Nickel-Zink und Silber-Zink. Daneben sind auch Natrium-Nickelchlorid und Natrium-Schwefel Akkumulatoren bekannt. Although nickel-cadmium batteries do not have a significant weight advantage, they have a higher energy density in terms of volume. Other known technologies for rechargeable batteries using nickel include nickel-metal hydride, nickel-iron, nickel-hydrogen, nickel-zinc and silver-zinc. In addition, sodium-nickel chloride and sodium-sulfur accumulators are known.

Zunehmend in größerem Umfang eingesetzt werden jedoch Lithium-Ionenbatterien, die eine in Serie anwendbare Zuverlässigkeit erreicht haben, sich durch hohe Energiedichte auszeichnen und nur einem geringen Memoryeffekt unterliegen sowie ein Entladen der Batterie bzw. Aufladen der Batterie mit großer Leistung ermöglichen. Bei der Lithium-Ionenbatterie sind ebenfalls unterschiedliche Technologien bekannt, wie beispielsweise Lithium-Polymer, Lithium-Cobaltdioxid, Lithium-Luft, Lithium-Titanat, Lithium-Eisenphosphat, Lithium-Mangan und Zinn-Schwefel-Lithiumionen. However, lithium-ion batteries which have achieved reliability which can be used in series, are distinguished by high energy density and are subject to only a small memory effect, and also make it possible to discharge the battery or charge the battery with high power, are being used on an increasingly large scale. In the lithium-ion battery, various technologies are also known, such as lithium polymer, lithium cobalt dioxide, lithium air, lithium titanate, lithium iron phosphate, lithium manganese and tin-sulfur lithium ions.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz solcher Hochleistungsbatterien bei Fahrzeugen und beispielsweise Flurförderzeugen, da aufgrund der hohen Energiedichte in Bezug auf das Volumen bei dem vorgegebenen Bauraum für die Batterie eine größere Menge elektrische Energie gespeichert werden kann und somit die Reichweite eines Fahrzeugs bzw. die Einsatzdauer des Flurförderzeugs vergrößert werden kann. Particularly advantageous is the use of such high-performance batteries in vehicles and trucks, for example, because of the high energy density in terms of volume at the given space for the battery, a larger amount of electrical energy can be stored and thus the range of a vehicle or the life of the truck can be increased.

Auch Hochleistungsbatterien sind dabei aus Modulen aufgebaut, die wiederum eine oder mehrere Batteriezellen enthalten. Dabei sind die Batteriezellen innerhalb des Moduls in Reihe und oder parallel geschaltet. Module werden vor allem deshalb bei Hochleistungsbatterien gebildet, da neben den einzelnen Batteriezellen auch noch Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen vorhanden sein müssen, die das Laden und Entladen der einzelnen Batteriezelle einer Hochleistungsbatterie regeln. Diese Systeme werden unter dem Begriff Batteriemanagementsystem zusammengefasst. Wenn die Batteriezellen in Modulen zusammengefasst sind, können Teile des Batteriemanagementsystems oder ein vollständiges Batteriemanagementsystem mit dem Modul verbunden werden. Diese Module werden wiederum in dem Batterietrog angeordnet und sind parallel und/oder in Reihe geschaltet, um eine gewünschte Kapazität und/oder Spannung der Traktionsbatterie zu erreichen. High-performance batteries are also constructed of modules, which in turn contain one or more battery cells. The battery cells are connected within the module in series and or in parallel. Modules are therefore mainly formed in high-performance batteries, since in addition to the individual battery cells also control and monitoring devices must be present, which regulate the charging and discharging of each battery cell of a high-performance battery. These systems are summarized under the term battery management system. When the battery cells are grouped into modules, parts of the battery management system or a full battery management system can be connected to the module. These modules are in turn arranged in the battery tray and are connected in parallel and / or in series to achieve a desired capacity and / or voltage of the traction battery.

Dabei haben sich für Hochleistungsbatterien bereits bestimmte geometrische Abmessungen für die Module als üblich und standardisiert herausgebildet, beispielsweise bei Lithium-Ionen Batterien ein Modul, das eine Grundfläche mit den Abmessungen 178 mm × 154 mm aufweist. Für Traktionsbatterien von Flurförderzeugen sind wiederum eine Reihe standardisierter Maße für die Batterietröge üblich, wodurch die Austauschbarkeit und erweiterte Nutzbarkeit innerhalb eines Betriebsgeländes für verschiedene Flurförderzeuge gewährleistet wird. Unter anderem sind als Abmessungen in Bezug auf die Grundfläche der Batterietröge die folgenden Werte bekannt: 523 mm × 830 mm, 529 mm × 1030 mm, 630 mm × 830 mm, 738 mm × 830 m, 283 mm × 1223 mm, 355 mm × 1223 mm, 708 mm × 1026 mm, 852 mm × 1026 mm, 855 mm × 1028 mm, 711 mm × 1028 mm, 711 × 1028 mm und 999 mm × 1028 mm. Für die Handhabung der Traktionsbatterien, insbesondere beim Austauschen und Wiederaufladen, und die Aufnahme sowie Befestigung in dem Flurförderzeug sollen auch bei Hochleistungsbatterien die bekannten Abmessungen der Batterietröge bisheriger Blei-Säurebatterien benutzt werden. Nachteilig hieran ist, dass durch die Anordnung der Module innerhalb des Batterietrog diese nicht vollständig aufgefüllt werden kann und eine gleichmäßige Verteilung aufwändig in der Befestigung der Module ist. Denkbar ist, die Module gleichmäßig zu verteilen oder zentriert mit Abstand anzuordnen. Dies ist jedoch insofern nachteilig, dass entweder die sichere Befestigung aller Module aufwändig wird oder der Block der Module insgesamt gegenüber dem Batterietrog aufwändiger zu sichern ist. Certain geometrical dimensions for high-performance batteries have already developed as standard and standardized for the modules, for example, in the case of lithium-ion batteries, a module which has a base area with dimensions 178 mm × 154 mm. For traction batteries of trucks in turn a set of standardized dimensions for the battery trays are common, ensuring the interchangeability and extended usability within a site for different trucks. Among other things, the following values are known as dimensions with respect to the base area of the battery trays: 523 mm × 830 mm, 529 mm × 1030 mm, 630 mm × 830 mm, 738 mm × 830 m, 283 mm × 1223 mm, 355 mm × 1223 mm, 708 mm × 1026 mm, 852 mm × 1026 mm, 855 mm × 1028 mm, 711 mm × 1028 mm, 711 × 1028 mm and 999 mm × 1028 mm. For the handling of traction batteries, especially when replacing and recharging, and the inclusion and attachment in the truck, the known dimensions of the battery trays of previous lead-acid batteries are to be used even in high-performance batteries. The disadvantage of this is that the arrangement of the modules within the battery tray, these can not be completely filled and a uniform distribution consuming in the attachment of the modules. It is conceivable to evenly distribute the modules or to arrange them centered at a distance. However, this is disadvantageous in that either the secure attachment of all modules is expensive or the block of modules is to protect against the battery trough more complex.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Traktionsbatterie für eine batterie-elektrisch angetriebene Mobile Arbeitsmaschine zur Verfügung zu stellen, die zuvor genannten Nachteile vermeidet und den Aufbau einer Hochleistungsbatterie unter Verwendung bekannter Module ermöglicht. The present invention is therefore an object of the invention to provide a traction battery for a battery-powered electric mobile working machine, which avoids the aforementioned disadvantages and allows the construction of a high-performance battery using known modules.

Diese Aufgabe wird durch eine Traktionsbatterie mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a traction battery with the features of independent claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Traktionsbatterie für eine batterie-elektrisch angetriebene mobile Arbeitsmaschine, insbesondere einen Gegengewichtsgabelstapler, die als Hochleistungsbatterie ausgebildet ist und einen Batterietrog aufweist, innerhalb dessen Module angeordnet sind, wobei die Module jeweils aus mindestens einer Batteriezelle aufgebaut sind und eine Grundfläche mit einheitlichen Abmessungen aufweisen, alle Module innerhalb des Batterietrogs bis auf notwendige Mindestabstände an eine Seitenwand gerückt sind, so dass sich gegenüberliegend ein Freiraum zur Seitenwand ergibt. The object is achieved in that in a traction battery for a battery-electrically powered mobile work machine, in particular a counterweight forklift, which is designed as a high-performance battery and has a battery tray, are arranged within its modules, the modules are each composed of at least one battery cell and have a base with uniform dimensions, all modules within the battery trough are moved to the necessary minimum distances to a side wall, so that there is a free space to the side wall opposite.

Vorteilhaft ergibt sich dadurch im Rahmen der Einschränkungen bei der Verwendung vorgegebener Module mit festgelegten geometrischen Abmessungen eine optimale Anordnung der Module, bei der zum einen die Module leicht und zuverlässig innerhalb des Batterietrog gesichert und befestigt werden können und zum anderen durch den Freiraum Platz verbleibt für die weiteren, bei einer Hochleistungsbatterie typischerweise erforderlichen Komponenten, wie beispielsweise Elektronikkomponenten oder elektrische Anschlüsse. Der notwendige Mindestabstand ist dabei grundsätzlich sehr klein und kann auch ganz entfallen, wenn es zulässig ist, die Module direkt sich berührend zu montieren in Hinblick auf Wärmeentwicklung und sonstige Randbedingungen. Es ist somit auch denkbar, Module direkt aneinander ohne einen Mindestabstand anzuordnen. Häufig sind jedoch zwischen diesen Modulen sehr kleine Mindestabstände erforderlich, die durch kleine Abstandshalter, angeprägte Nasen in den Gehäusen der Module oder Ähnliches sichergestellt werden können. Durch in dem Freiraum angeordnete Befestigungselemente, die die Module zur anderen Wandseite drücken, können diese dadurch auf einfache Art und Weise in dem Batterietrog befestigt werden. Advantageously, this results in the context of restrictions in the use of predetermined modules with specified geometrical dimensions optimal arrangement of the modules, in which the modules can be easily and reliably secured and secured within the battery tray and on the other by the free space remains for the other, typically required in a high-power battery components, such as electronic components or electrical connections. The necessary minimum distance is basically very small and can also be dispensed with altogether, if it is permissible to mount the modules directly touching each other in terms of heat development and other boundary conditions. It is thus also conceivable to arrange modules directly against each other without a minimum distance. Often, however, very small minimum clearances are required between these modules, which can be ensured by small spacers, embossed lugs in the housings of the modules or the like. By arranged in the space fasteners that push the modules to the other wall side, this can thereby be easily fixed in the battery tray.

Vorteilhaft sind alle Module innerhalb des Batterietrog in eine Ecke an zwei Seitenwände gerückt, so dass an den beiden gegenüberliegenden Seitenwänden sich der Freiraum befindet. Advantageously, all the modules are moved within the battery tray in a corner on two side walls, so that the free space is located on the two opposite side walls.

Vorteilhaft werden die Module bzw. Gesamtheit der Module in dem Batterietrog dadurch nach zwei Richtungen festgelegt und gesichert. Advantageously, the modules or the entirety of the modules in the battery tray are thereby defined and secured in two directions.

In einer günstigen Ausführungsform der Traktionsbatterie sind die Module mit Überwachungs- und/oder Steuerungsvorrichtungen für die Batteriezellen versehen. In a favorable embodiment of the traction battery, the modules are provided with monitoring and / or control devices for the battery cells.

Die Überwachungs- und/oder Steuerungsvorrichtungen, die auch als Batteriemanagementsystem zusammengefasst werden können, können in Teilen oder insgesamt bei jedem Modul vorhanden sein. Insbesondere ist es möglich, dass bestimmte Sensoren und oder Vorrichtungen zum Kühlen, wie etwa Lüfter, in das jeweilige Modul integriert sind. The monitoring and / or control devices, which may also be summarized as a battery management system, may be present in part or in total for each module. In particular, it is possible that certain sensors and / or cooling devices, such as fans, are integrated into the respective module.

Die Module können die gesamte Höhe des Batterietrogs einnehmen. The modules can take up the entire height of the battery trough.

Ein Modul muss im Minimum aus einer Batteriezelle bestehen, kann jedoch aus einer Mehrzahl von Batteriezellen bestehen, die untereinander parallel, in Reihe oder auch in einer Kombination aus Parallel- sowie Reihenschaltung geschaltet sind. Für eine optimale Montage- und Wartungsmöglichkeit sind die Module dabei bevorzugt stehend in dem Batterietrog angeordnet und können somit jederzeit nach oben aus dem Batterietrog herausgezogen werden. Dabei liegen die Batteriezellen in jedem einzelnen Modul bevorzugt übereinander liegend angeordnet. A module must consist of a minimum of a battery cell, but may consist of a plurality of battery cells, which are connected in parallel, in series or even in a combination of parallel and series connection. For optimum installation and maintenance, the modules are preferably arranged standing in the battery tray and can thus be pulled out of the battery tray at any time upwards. In this case, the battery cells are preferably arranged one above the other in each individual module.

Vorteilhaft sind Überwachungs- und/oder Steuerungsvorrichtungen für die Module in dem Freiraum angeordnet. Advantageously, monitoring and / or control devices for the modules are arranged in the free space.

Teile des Batteriemanagementsystems, die nicht in die Module integriert sind bzw. die Hochleistungsbatterie als gesamte Batterie betreffen und steuern, können vorteilhaft in dem sich ergebenden Freiraum angeordnet werden. Es ist auch denkbar, dass das gesamte Batteriemanagementsystem, außer erforderlichen Sensoren, in dem Freiraum und getrennt von den einzelnen Modulen angeordnet ist. Parts of the battery management system that are not integrated into the modules or that affect and control the high-performance battery as a whole battery can advantageously be arranged in the resulting free space. It is also conceivable that the entire battery management system, except required sensors, is arranged in the free space and separate from the individual modules.

In einer weiteren Ausgestaltung der Traktionsbatterie bilden die Module in der Grundfläche ein ungleichseitiges Rechteck und ist ein Teil der Module gegenüber den übrigen um 90° gedreht ausgerichtet. In a further embodiment of the traction battery, the modules in the base area form an uneven-sided rectangle and a part of the modules is aligned rotated relative to the others by 90 °.

Dadurch kann abhängig von dem vorgegebenen Verhältnis der Maße des Batterietrogs zu den Maßen der Grundfläche der Module eine größere Anzahl von Modulen in einem Batterietrog untergebracht werden, als bei gleicher Ausrichtung. Es ist möglich die Module derart anzuordnen, ohne diese gegen eine Wandfläche zu rücken. Grundsätzlich ist es denkbar, in einem Batterietrog Module nur mit einer Verdrehung eines Teils um 90° anzuordnen, ohne weitere zuvor beschriebenen Merkmale zu verwirklichen. As a result, depending on the predetermined ratio of the dimensions of the battery trough to the dimensions of the base area of the modules, a larger number of modules can be accommodated in a battery trough than in the same orientation. It is possible to arrange the modules in such a way without pushing them against a wall surface. In principle, it is conceivable to arrange modules in a battery tray only with a rotation of a part by 90 °, without realizing further features described above.

Die Module können gegenüber den Seitenwänden durch elastische Elemente in ihrer Position festgelegt sein. The modules can be fixed in position relative to the side walls by elastic elements.

Die Elastizität dieser Elemente ermöglicht einen Toleranzausgleich sowie Ausgleich von Längenänderungen aufgrund beispielsweise von Temperaturänderungen der Module. The elasticity of these elements allows tolerance compensation and compensation for changes in length due to, for example, temperature changes of the modules.

Vorteilhaft wird der notwendige Mindestabstand zwischen den Modulen durch Abstandshalter, insbesondere elastische Abstandshalter, erreicht. Advantageously, the necessary minimum distance between the modules is achieved by spacers, in particular elastic spacers.

Durch solche elastischen Abstandshalter zwischen den Modulen können Toleranzen und Ausdehnungen aufgrund Temperaturänderungen ausgeglichen werden. By such elastic spacers between the modules tolerances and expansions due to temperature changes can be compensated.

Die Grundfläche eines Moduls kann 178 mm × 154 mm betragen. The footprint of a module can be 178 mm × 154 mm.

Dieses Maß stellt eine insbesondere für Lithium-Ionenbatterien gängige Größe da. This measure represents a common size especially for lithium-ion batteries.

Der Batterietrog kann in seiner Grundfläche eines der folgenden Masse aufweisen: 522 mm × 830 mm, 529 mm × 1030 mm, 630 mm × 830 mm, 738 mm × 830 m, 283 mm × 1223 mm, 355 mm × 1223 mm, 708 mm × 1026 mm, 852 mm × 1026 mm, 855 mm × 1028 mm, 711 mm × 1028 mm, 711 × 1028 mm oder 999 mm × 1028 mm. The battery tray may have in its base one of the following dimensions: 522 mm × 830 mm, 529 mm × 1030 mm, 630 mm × 830 mm, 738 mm × 830 m, 283 mm × 1223 mm, 355 mm × 1223 mm, 708 mm X 1026 mm, 852 mm x 1026 mm, 855 mm x 1028 mm, 711 mm x 1028 mm, 711 x 1028 mm or 999 mm x 1028 mm.

Vorteilhaft ist die Hochleistungsbatterie eine Lithium-Ionenbatterie. Advantageously, the high-performance battery is a lithium-ion battery.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt Further advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the schematic figures. This shows

1 schematisch eine erfindungsgemäße Traktionsbatterie in Aufsicht, 1 schematically a traction battery according to the invention in supervision,

2 schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie in Aufsicht, 2 schematically another traction battery according to the invention in supervision,

3 schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie in Aufsicht, 3 schematically another traction battery according to the invention in supervision,

4 schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie in Aufsicht, 4 schematically another traction battery according to the invention in supervision,

5 schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie in Aufsicht, 5 schematically another traction battery according to the invention in supervision,

6 schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie in Aufsicht, 6 schematically another traction battery according to the invention in supervision,

7 schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie in Aufsicht, 7 schematically another traction battery according to the invention in supervision,

8 schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie in Aufsicht, 8th schematically another traction battery according to the invention in supervision,

9 schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie in Aufsicht, 9 schematically another traction battery according to the invention in supervision,

10 schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie in Aufsicht, 10 schematically another traction battery according to the invention in supervision,

11 schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie in Aufsicht und 11 schematically another traction battery according to the invention in supervision and

12 schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie in Aufsicht. 12 schematically another traction battery according to the invention in supervision.

Die 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Traktionsbatterie 1 als Hochleistungsbatterie 7 in Form einer Lithium-Ionenbatterie 2 in Aufsicht. In einem Batterietrog 3 sind Module 4 angeordnet, die in dem vorliegenden Beispielfall ein Maß in der Grundfläche von 178 mm × 154 mm haben. Die Module 4 sind so gegen eine Seitenwand 5 gerückt, dass sich ein Freiraum 6 ergibt, in dem Überwachungs- und Steuerungsvorrichtungen der Hochleistungsbatterie 7 angeordnet werden können. Der Batterietrog 3 hat die Maße 522 mm × 830 mm, so dass mit den vorgegebenen Maßen des Moduls bei Orientierung der längeren Seite der Grundfläche des Moduls 4 mit der längeren Seite des Batterietrogs 3 insgesamt 12 Module 4 in drei auf vier Reihen angeordnet werden können. In dem vorliegenden Beispielsfall nehmen die Module 4 die gesamte Höhe des Batterietrogs 3 ein und können nach oben entnommen werden. Es sind jedoch auch andere Ausführungen mit übereinander angeordneten Modulen 4 denkbar. Diese beiden Alternativen bestehen auch bei allen nachfolgend geschilderten Ausführungsbeispielen. The 1 schematically shows a traction battery according to the invention 1 as a high-performance battery 7 in the form of a lithium-ion battery 2 in supervision. In a battery tray 3 are modules 4 arranged, which have a measure in the base area of 178 mm × 154 mm in the present example case. The modules 4 are so against a sidewall 5 moved that a free space 6 results in the monitoring and control devices of the high-performance battery 7 can be arranged. The battery tray 3 has the dimensions 522 mm × 830 mm, so with the given dimensions of the module when orienting the longer side of the base of the module 4 with the longer side of the battery trough 3 a total of 12 modules 4 can be arranged in three to four rows. In the present example, the modules take 4 the entire height of the battery trough 3 and can be taken upwards. However, there are also other versions with superimposed modules 4 conceivable. These two alternatives also exist in all embodiments described below.

Die 2 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie 1 in Aufsicht. Mit den Komponenten des Ausführungsbeispiels der 1 identische oder funktionsgleiche Bauteile sind wie auch in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Hochleistungsbatterie 7 als Lithium-Ionenbatterie 2 weist die Module 4 auf, die in dem Batterietrog 3, in diesem Beispielsfall mit den Maßen 529 mm × 1030 mm, so angeordnet sind, dass diese an die Seitenwand 5 gerückt sind, in drei auf fünf Reihen 15 Module 4 umfassen und sich gegenüberliegend der Freiraum 6 ergibt. Dabei sind die Längsseiten der Module 4 mit den Maßen 178 mm × 154 mm mit der Längsseite des Batterietrogs 3 ausgerichtet. The 2 schematically shows a further traction battery according to the invention 1 in supervision. With the components of the embodiment of 1 identical or functionally identical components are provided with the same reference numerals as in the following embodiments. The high-performance battery 7 as a lithium-ion battery 2 has the modules 4 on that in the battery tray 3 , in this example, with the dimensions 529 mm × 1030 mm, are arranged so that these to the side wall 5 moved, in three to five rows 15 modules 4 include and opposite each other the free space 6 results. Here are the long sides of the modules 4 178 mm × 154 mm with the long side of the battery trough 3 aligned.

Die 3 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie 1 in Aufsicht. Die Hochleistungsbatterie 7 als Lithium-Ionenbatterie 2 weist die Module 4 auf, die in dem Batterietrog 3, in diesem Beispielsfall mit den Maßen 630 mm × 830 mm, so angeordnet sind, dass diese an die Seitenwand 5 sowie eine mit dieser eine Ecke bildende Seitenwand 8 gerückt sind, in drei auf fünf Reihen 15 Module 4 umfassen und sich gegenüberliegend zu der Seitenwand 5 sowie der Seitenwand 8 der Freiraum 6 ergibt. Dabei sind die kurzen Querseiten der Module 4 mit den Maßen 178 mm × 154 mm mit der Längsseite des Batterietrogs 3 ausgerichtet. Eine Anordnung der Module 4 in einer Ecke des Batterietrog 3 und an zwei Seitenwände 5, 8 herangeschoben ist auch bei den zuvor geschilderten Ausführungsbeispielen, wie auch bei allen nach folgend geschilderten Ausführungsbeispielen möglich. Umgekehrt ist es bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen, bei denen die Module 4 in einer Ecke des Batterietrog 3 und an zwei Seitenwände 5, 8 herangeschoben sind, auch denkbar, die Module 4 nur an eine Seitenwand 5, 8 heranzurücken. The 3 schematically shows a further traction battery according to the invention 1 in supervision. The high-performance battery 7 as a lithium-ion battery 2 has the modules 4 on that in the battery tray 3 , in this example, with the dimensions 630 mm × 830 mm, are arranged so that these to the side wall 5 as well as with this one corner forming side wall 8th moved, in three to five rows 15 modules 4 include and opposite to the sidewall 5 as well as the side wall 8th the free space 6 results. Here are the short transverse sides of the modules 4 178 mm × 154 mm with the long side of the battery trough 3 aligned. An arrangement of the modules 4 in a corner of the battery tray 3 and on two side walls 5 . 8th pushed in is also possible in the previously described embodiments, as well as in all the following described embodiments. Conversely, it is in all illustrated embodiments in which the modules 4 in a corner of the battery tray 3 and on two side walls 5 . 8th are pushed, also conceivable, the modules 4 only on one side wall 5 . 8th zoom zurücken.

Die 4 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie 1 in Aufsicht. Die Hochleistungsbatterie 7 als Lithium-Ionenbatterie 2 weist die Module 4 auf, die in dem Batterietrog 3, in diesem Beispielsfall mit den Maßen 738 mm × 830 m, so angeordnet sind, dass diese an die Seitenwand 5 sowie die mit dieser eine Ecke bildende Seitenwand 8 gerückt sind, in vier auf vier Reihen 16 Module 4 umfassen und sich gegenüberliegend zu der Seitenwand 5 sowie der Seitenwand 8 der Freiraum 6 ergibt. Dabei sind die Längsseiten der Module 4 mit den Maßen 178 mm × 154 mm mit der Längsseite des Batterietrogs 3 ausgerichtet. The 4 schematically shows a further traction battery according to the invention 1 in supervision. The high-performance battery 7 as a lithium-ion battery 2 has the modules 4 on that in the battery tray 3 , in this example, with the dimensions 738 mm × 830 m, are arranged so that these to the side wall 5 as well as with this one corner forming side wall 8th in four to four rows of 16 modules 4 include and opposite to the sidewall 5 as well as the side wall 8th the free space 6 results. Here are the long sides of the modules 4 178 mm × 154 mm with the long side of the battery trough 3 aligned.

Die 5 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie 1 in Aufsicht. Die Hochleistungsbatterie 7 als Lithium-Ionenbatterie 2 weist die Module 4 auf, die in dem Batterietrog 3, in diesem Beispielsfall mit den Maßen 283 mm × 1223 mm, so angeordnet sind, dass diese an die Seitenwand 5 sowie die mit dieser eine Ecke bildende Seitenwand 8 gerückt sind, in einer Reihe 7 Module 4 umfassen und sich gegenüberliegend zu der Seitenwand 5 sowie der Seitenwand 8 der Freiraum 6 ergibt. Dabei sind die Längsseiten der Module 4 mit den Maßen 178 mm × 154 mm mit der kurzen Querseite des Batterietrogs 3 ausgerichtet. The 5 schematically shows a further traction battery according to the invention 1 in supervision. The high-performance battery 7 as a lithium-ion battery 2 has the modules 4 on that in the battery tray 3 , in this example, with the dimensions 283 mm × 1223 mm, are arranged so that these to the side wall 5 as well as with this one corner forming side wall 8th moved in a row 7 modules 4 include and opposite to the sidewall 5 as well as the side wall 8th the free space 6 results. Here are the long sides of the modules 4 with the dimensions 178 mm × 154 mm with the short transverse side of the battery trough 3 aligned.

Die 6 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie 1 in Aufsicht. Die Hochleistungsbatterie 7 als Lithium-Ionenbatterie 2 weist die Module 4 auf, die in dem Batterietrog 3, in diesem Beispielsfall mit den Maßen 355 mm × 1223 mm, so angeordnet sind, dass diese an die Seitenwand 5 gerückt sind, in zwei auf sechs Reihen zwölf Module 4 umfassen und sich gegenüberliegend zu der Seitenwand 5 der Freiraum 6 ergibt. Dabei sind die Längsseiten der Module 4 mit den Maßen 178 mm × 154 mm mit der Längsseite des Batterietrogs 3 ausgerichtet. The 6 schematically shows a further traction battery according to the invention 1 in supervision. The high-performance battery 7 as a lithium-ion battery 2 has the modules 4 on that in the battery tray 3 , in this example, with the dimensions 355 mm × 1223 mm, are arranged so that these to the side wall 5 moved in two to six rows twelve modules 4 include and opposite to the sidewall 5 the free space 6 results. Here are the long sides of the modules 4 178 mm × 154 mm with the long side of the battery trough 3 aligned.

Die 7 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie 1 in Aufsicht. Die Hochleistungsbatterie 7 als Lithium-Ionenbatterie 2 weist die Module 4 auf, die in dem Batterietrog 3, in diesem Beispielsfall mit den Maßen 708 mm × 1026 mm, so angeordnet sind, dass diese an die Seitenwand 5 sowie die mit dieser eine Ecke bildende Seitenwand 8 gerückt sind, in vier auf fünf Reihen 20 Module 4 umfassen und sich gegenüberliegend zu der Seitenwand 5 sowie der Seitenwand 8 der Freiraum 6 ergibt. Dabei sind die Längsseiten der Module 4 mit den Maßen 178 mm × 154 mm mit der Längsseite des Batterietrogs 3 ausgerichtet. The 7 schematically shows a further traction battery according to the invention 1 in supervision. The high-performance battery 7 as a lithium-ion battery 2 has the modules 4 on that in the battery tray 3 , in this example, with the dimensions 708 mm × 1026 mm, are arranged so that these to the side wall 5 as well as with this one corner forming side wall 8th 20 modules in four to five rows 4 include and opposite to the sidewall 5 as well as the side wall 8th the free space 6 results. Here are the long sides of the modules 4 178 mm × 154 mm with the long side of the battery trough 3 aligned.

Die 8 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie 1 in Aufsicht. Die Hochleistungsbatterie 7 als Lithium-Ionenbatterie 2 weist die Module 4 auf, die in dem Batterietrog 3, in diesem Beispielsfall mit den Maßen 852 mm × 1026 mm, so angeordnet sind, dass diese an die Seitenwand 5 sowie die mit dieser eine Ecke bildende Seitenwand 8 gerückt sind, in vier auf sechs Reihen 24 Module 4 umfassen und sich gegenüberliegend zu der Seitenwand 5 sowie der Seitenwand 8 der Freiraum 6 ergibt. Dabei sind die Längsseiten der Module 4 mit den Maßen 178 mm × 154 mm mit der kurzen Querseite des Batterietrogs 3 ausgerichtet. The 8th schematically shows a further traction battery according to the invention 1 in supervision. The high-performance battery 7 as a lithium-ion battery 2 has the modules 4 on that in the battery tray 3 , in this example, with the dimensions 852 mm × 1026 mm, are arranged so that these to the side wall 5 as well as with this one corner forming side wall 8th in four to six rows of 24 modules 4 include and opposite to the sidewall 5 as well as the side wall 8th the free space 6 results. Here are the long sides of the modules 4 with the dimensions 178 mm × 154 mm with the short transverse side of the battery trough 3 aligned.

Die 9 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie 1 in Aufsicht. Die Hochleistungsbatterie 7 als Lithium-Ionenbatterie 2 weist die Module 4 auf, die in dem Batterietrog 3, in diesem Beispielsfall mit den Maßen 855 mm × 1028, so angeordnet sind, dass diese an die Seitenwand 5 gerückt sind, in fünf auf fünf Reihen 25 Module 4 umfassen und sich gegenüberliegend zu der Seitenwand 5 der Freiraum 6 ergibt. Dabei sind die Längsseiten der Module 4 mit den Maßen 178 mm × 154 mm mit der Längsseite des Batterietrogs 3 ausgerichtet. The 9 schematically shows a further traction battery according to the invention 1 in supervision. The high-performance battery 7 as a lithium-ion battery 2 has the modules 4 on that in the battery tray 3 , in this example, with the dimensions 855 mm × 1028, are arranged so that these to the side wall 5 25 modules in five to five rows 4 include and opposite to the sidewall 5 the free space 6 results. Here are the long sides of the modules 4 178 mm × 154 mm with the long side of the battery trough 3 aligned.

Die 10 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie 1 in Aufsicht. Die Hochleistungsbatterie 7 als Lithium-Ionenbatterie 2 weist die Module 4 auf, die in dem Batterietrog 3, in diesem Beispielsfall mit den Maßen 711 mm × 1028, so angeordnet sind, dass diese an die Seitenwand 5 gerückt sind, in vier auf fünf Reihen 20 Module 4 umfassen und sich gegenüberliegend zu der Seitenwand 5 der Freiraum 6 ergibt. Dabei sind die Längsseiten der Module 4 mit den Maßen 178 mm × 154 mm mit der Längsseite des Batterietrogs 3 ausgerichtet. The 10 schematically shows a further traction battery according to the invention 1 in supervision. The high-performance battery 7 as a lithium-ion battery 2 has the modules 4 on that in the battery tray 3 , in this example, with the dimensions 711 mm × 1028, are arranged so that these to the side wall 5 20 modules in four to five rows 4 include and opposite to the sidewall 5 the free space 6 results. Here are the long sides of the modules 4 178 mm × 154 mm with the long side of the battery trough 3 aligned.

Die 11 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie 1 in Aufsicht. Die Hochleistungsbatterie 7 als Lithium-Ionenbatterie 2 weist die Module 4 auf, die in dem Batterietrog 3, in diesem Beispielsfall mit den Maßen 711 mm × 1028, so angeordnet sind, dass diese an die Seitenwand 5 sowie die mit dieser eine Ecke bildende Seitenwand 8 gerückt sind und sich gegenüberliegend zu der Seitenwand 5 sowie der Seitenwand 8 der Freiraum 6 ergibt. Dabei sind Module 4 in zwei auf sechs Reihen angeordnet, bei denen die Längsseiten der Module 4 mit den Maßen 178 mm × 154 mm mit der kurzen Querseite des Batterietrogs 3 ausgerichtet sind. Bei weiteren zwei auf fünf Reihen von Modulen 4 sind die Längsseiten der Module 4 mit der Längsseite des Batterietrogs 3 ausgerichtet. Insgesamt können dadurch 22 Module 4 in dem Batterietrog 3 angeordnet werden und somit bei gleichen äußeren Abmessungen des Batterietrogs zwei Module 4 mehr als in dem Ausführungsbeispiel der 10, da innerhalb der kompakten Anordnung der Module 4 ein Teil der Module gegenüber dem Rest um 90° gedreht angeordnet ist. Dieses Merkmal der Anordnung eines Teils der Module 4 um 90° gedreht gegenüber dem Rest und die sich daraus ergebenden Vorteile einer bei entsprechenden Maßen des Batterietrogs 3 größeren Anzahl von Modulen 4, die in dem Batterietrog 3 angeordnet werden können, kann unabhängig von der Bildung des Freiraums 6 und unabhängig von einer Verschiebung der Module an eine Seitenwand 5, 8 ausgeführt werden. The 11 schematically shows a further traction battery according to the invention 1 in supervision. The high-performance battery 7 as a lithium-ion battery 2 has the modules 4 on that in the battery tray 3 , in this example, with the dimensions 711 mm × 1028, are arranged so that these to the side wall 5 as well as with this one corner forming side wall 8th are moved and opposite to the side wall 5 as well as the side wall 8th the free space 6 results. There are modules 4 arranged in two on six rows, where the longitudinal sides of the modules 4 with the dimensions 178 mm × 154 mm with the short transverse side of the battery trough 3 are aligned. For another two to five rows of modules 4 are the long sides of the modules 4 with the long side of the battery trough 3 aligned. In total, this allows 22 modules 4 in the battery tray 3 be arranged and thus at the same outer dimensions of the battery trough two modules 4 more than in the embodiment of 10 because within the compact arrangement of the modules 4 a part of the modules with respect to the rest is arranged rotated by 90 °. This feature of the arrangement of a part of the modules 4 rotated 90 ° from the rest and the resulting benefits of a corresponding dimensions of the battery trough 3 larger number of modules 4 in the battery tray 3 can be arranged, regardless of the formation of the free space 6 and independent of a displacement of the modules on a side wall 5 . 8th be executed.

Die 12 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Traktionsbatterie 1 in Aufsicht. Die Hochleistungsbatterie 7 als Lithium-Ionenbatterie 2 weist die Module 4 auf, die in dem Batterietrog 3, in diesem Beispielsfall mit den Maßen 999 mm × 1028, so angeordnet sind, dass diese an die Seitenwand 5 gerückt sind, in sechs auf fünf Reihen 30 Module 4 umfassen und sich gegenüberliegend zu der Seitenwand 5 der Freiraum 6 ergibt. Dabei sind die Längsseiten der Module 4 mit den Maßen 178 mm × 154 mm mit der kurzen Querseite des Batterietrogs 3 ausgerichtet. The 12 schematically shows a further traction battery according to the invention 1 in supervision. The high-performance battery 7 as a lithium-ion battery 2 has the modules 4 on that in the battery tray 3 , in this example, with the dimensions 999 mm × 1028, are arranged so that these to the side wall 5 in six to five rows of 30 modules 4 include and opposite to the sidewall 5 the free space 6 results. Here are the long sides of the modules 4 with the dimensions 178 mm × 154 mm with the short transverse side of the battery trough 3 aligned.

Claims

Traction battery for a battery-electrically powered mobile work machine, in particular a counterbalance forklift, which can be used as a high-performance battery ( 7 ) and a battery tray ( 3 ) within which modules ( 4 ), the modules ( 4 ) are each constructed from at least one battery cell and have a base area with uniform dimensions, characterized in that all modules ( 4 ) inside the battery trough ( 3 ) except for necessary minimum distances to a side wall ( 5 . 8th ), so that there is a free space ( 6 ) to the side wall.

Traction battery according to claim 1, characterized in that all modules ( 4 ) inside the battery tray ( 3 ) in a corner on two side walls ( 5 . 8th ) are moved, so that at the two opposite side walls of the free space ( 6 ) is located.

Traction battery according to claim 1 or 2, characterized in that the modules ( 4 ) are provided with monitoring and / or control devices for the battery cells.

Traction battery according to one of claims 1 to 3, characterized in that the modules ( 4 ) the entire height of the battery trough ( 3 ).

Traction battery according to one of claims 1 to 4, characterized in that monitoring and / or control devices for the modules ( 4 ) in the open space ( 6 ) are arranged.

Traction battery according to one of claims 1 to 5, characterized in that the modules ( 4 ) form a non-uniform rectangle in the base area and part of the modules ( 4 ) is aligned with respect to the others rotated by 90 °.

Traction battery according to one of claims 1 to 6, characterized in that the modules ( 4 ) are fixed relative to the side walls by elastic elements in their position.

Traction battery according to one of claims 1 to 7, characterized in that the necessary minimum distance between the modules ( 4 ) is achieved by spacers, in particular elastic spacers.

Traction battery according to one of claims 1 to 8, characterized in that the base area of a module is 178 mm × 154 mm.

Traction battery according to one of claims 1 to 9, characterized in that the battery tray ( 3 ) has in its base one of the following dimensions: - 522 mm × 830 mm, - 529 mm × 1030 mm, - 630 mm × 830 mm, - 738 mm × 830 m, - 283 mm × 1223 mm, - 355 mm × 1223 mm, - 708 mm × 1026 mm, - 852 mm × 1026 mm, - 855 mm × 1028 mm, - 711 mm × 1028 mm, - 711 × 1028 mm or - 999 mm × 1028 mm.

Traction battery according to one of claims 1 to 10, characterized in that the high-performance battery ( 7 ) a lithium-ion battery ( 2 ).