-
Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, wie sie beispielsweise in einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug zum Einsatz kommen kann. Ein erstes Ableiterelement bildet einen ersten elektrischen Pol und ein zweites Ableiterelement einen zweiten elektrischen Pol einer Elektrodenanordnung der jeweiligen Batteriezelle. Die Batterie umfasst eine Mehrzahl von Rahmen, welche die Elektrodenanordnungen der jeweiligen Batteriezellen einfassen. Mittels wenigstens eines Verbindungselements sind die Ableiterelemente wenigstens zweier Batteriezellen elektrisch leitend miteinander verbunden.
-
Die gattungsgemäße
US 2012/0 009 462 A1 beschreibt eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, wobei Ableiterelemente benachbarter Batteriezellen umgebogen sind. Die Ableiterelemente der benachbarten Batteriezellen liegen einander überlappend auf einer Stützstruktur auf, welche Teil eines beispielsweise aus Metall gebildeten und eine jeweilige Batteriezelle aufnehmenden Rahmens der Batterie ist.
-
Die
US 2010/0 310 909 A1 beschreibt eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, wobei zwischen benachbarten Batteriezellen ein jeweiliger Rahmen angeordnet ist. Umgebogene Ableiterelemente der benachbarten Batteriezellen sind hierbei zwischen Fixierplatten eines Verbindungsmittels angeordnet, welches auf einem Stützbereich des Rahmens montiert ist.
-
Die
DE 10 2009 013 727 A1 beschreibt eine Batterie mit einem Stapel von Flachzellen, wobei die jeweiligen Flachzellen in Rahmen angeordnet sind. Jeder Rahmen weist eine Halterung auf, welche über eine Seite des Rahmens übersteht. Die Halterung ist zur Aufnahme einer Spiralfeder ausgebildet, welche als Verbindungselement zum elektrischen Verbinden benachbarter Flachzellen dient. Längsachsen der Spiralfedern verlaufen parallel zu einer durch den Rahmen aufgespannten Ebene. Die einzelnen Spiralfedern kontaktieren Ableiterfahnen oder Zellkontakte von benachbarten Flachzellen. Wird ein Stapel zusammengedrückt, welcher die Rahmen und die von den Rahmen eingefassten Flachzellen umfasst, so werden die einzelnen Bögen der Spiralfedern schräg ausgerichtet, also gekippt.
-
Aufgrund des Vorsehens der über die jeweiligen Seiten des Rahmens überstehenden Halterungen zur Aufnahme der Spiralfedern beanspruchen die Rahmen - und somit auch die Batterie - vergleichsweise viel Bauraum.
-
Die
WO 2011/064014 A1 beschreibt ein Batteriemodul mit Folienzellen und Befestigungsrahmen zum Aufnehmen der Folienzellen. An einem um einen Beutel der Folienzelle umlaufenden Rand sind ein Anodenstromableiter und ein Kathodenstromableiter ausgebildet. In die jeweiligen Befestigungsrahmen sind elektrische Anschlüsse integriert. Die jeweilige Folienzelle wird derart in einem Befestigungsrahmen angeordnet, dass sich der Beutel im Bereich einer durch den Rahmen gebildeten Aussparung befindet. Bei dieser Anordnung gelangen der Anodenstromableiter und der Kathodenstromableiter einer Folienzelle in Kontakt mit dem jeweiligen Anschluss des Befestigungsrahmens. Eine elektrisch leitende Verbindung der Folienzellen miteinander wird durch das Verpressen des Stapels der in dem Befestigungsrahmen angeordneten Folienzellen sichergestellt. Hierbei wird auf eine stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung der Ableiter mit den Anschlüssen verzichtet.
-
Die
DE 10 2008 059 958 A1 beschreibt eine Batteriezelle mit einer von einem Gehäuse umgebenen elektrochemisch aktiven Elektrodenanordnung, wobei Polkontakte der Elektrodenanordnung mit jeweiligen Ableiterfahnen verbunden sind. Zwischen der Ableiterfahne und dem jeweiligen Polkontakt ist ein Federelement angeordnet. Steigt im Inneren des Gehäuses der Batteriezelle aufgrund einer Fehlfunktion der Druck an, so bewirkt das Federelement, dass sich die Ableiterfahne von dem Polkontakt entfernt. So wird die elektrische Verbindung zwischen diesen Elementen unterbrochen.
-
Die
WO 2010/121829 A1 beschreibt ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl von Batteriezellen und mit einer Platine eines Batteriemanagementsystems. Die elektrischen Pole der Batteriezellen sind elektrisch leitend mit Kontakten auf der Platine verbunden. Hierfür stehen die Pole oder Ableiter der jeweiligen Batteriezellen aus einem jeweiligen Zellgehäuse hervor. Zwischen den Ableitern benachbarter Batteriezellen können elektrisch leitende oder elektrisch isolierende Abstandselemente angeordnet sein.
-
Die
WO 2013/023760 A2 beschreibt eine Batteriezelle, in welcher die Ableiter der Anode und der Kathode U-förmige Aufnahmen bilden. In die jeweilige Aufnahme ist ein elektrisch leitfähiges Fußteil eines Zellkontaktes eingefügt, durch welchen ein elektrischer Pol der Batteriezelle gebildet ist.
-
Die
US 2004/0021442 A1 beschreibt ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, bei welcher Ableiter der jeweiligen Batteriezellen mittels Stromschienen miteinander verbunden sind.
-
Des Weiteren ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Ableiterelemente von Pouch-Zellen oder Folienzellen einer Batterie elektrisch leitend miteinander zu verbinden, indem die aus der Elektrodenanordnung der jeweiligen Folienzelle herausstehenden Ableiterelemente miteinander verschweißt werden. Damit eine Batterie, welche eine Mehrzahl solcher miteinander elektrisch leitend verbundener Folienzellen aufweist, keinen zu großen Bauraumbedarf hat, werden die miteinander verschweißten Ableiterelemente anschließend umgebogen. Die umgebogenen Ableiterelemente können zudem mit einer Abdeckung versehen werden.
-
Dem Umbiegen mehrerer miteinander verschweißter Ableiterelemente sind jedoch Grenzen gesetzt, da keine zu hohen mechanischen Spannungen in dem Material der Ableiterelemente auftreten sollen. Dies gilt beispielsweise, wenn durch das Verschweißen der Ableiter mehrerer benachbarter Batteriezellen eine Parallelschaltung dieser Batteriezellen realisiert werden soll. Folglich ragt der Verbund von Ableiterelementen stets etwas aus dem Zellstapel heraus, so dass dennoch ein vergleichsweise hoher Bauraumbedarf gegeben ist.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Batterie der eingangs genannten Art zu schaffen, welche im Hinblick auf den Bauraumbedarf besonders günstig ausgebildet ist.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Batterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
-
Bei der erfindungsgemäßen Batterie sind über einen Rand eines der Rahmen überstehende Teilbereiche der Ableiterelemente zweier benachbarter Batteriezellen um den Rand umgebogen. Wenigstens einer der Teilbereiche der beiden Ableiterelemente der benachbarten Batteriezellen ist mit dem Verbindungselement in Anlage. Aufgrund des Umbiegens der Teilbereiche der Ableiterelemente hat die jeweilige Batteriezelle einen geringeren Bauraumbedarf als die gleiche Batteriezelle bei nicht umgebogenem Teilbereich des jeweiligen Ableiterelements. Durch das Umbiegen der Teilbereiche über den Rand des Rahmens lassen sich zudem sehr enge Biegeradien realisieren. Entsprechend erfolgt die elektrische Verbindung der wenigstens zwei Batteriezellen mittels des Verbindungselements in Bezug auf den Bauraum neutral. Die einzelne Batteriezelle beansprucht also kaum mehr Volumen oder Bauraum als die Elektrodenanordnung einer jeden Batteriezelle. Demzufolge ist auch die Batterie im Hinblick auf den Bauraumbedarf besonders günstig ausgebildet.
-
Da die jeweiligen Teilbereiche der Ableiterelemente beider benachbarter Batteriezellen zum Verbindungselement hin umgebogen werden, hält sich auch die durch das Umbiegen bedingte mechanische Spannung oder Stressung des Materials der Ableiterelemente in unkritischen Grenzen.
-
Erfindungsgemäß ist der Rand des Rahmens durch zwei Stege gebildet, zwischen welchen ein Schenkel des Verbindungselements aufgenommen ist. Dadurch lässt sich der Schenkel wie ein Teil eines Inlays oder Einlegers besonders gut zwischen den Stegen anordnen. Zudem sind durch die Stege Strukturen bereitgestellt, an welchen sich die Ableiterelemente besonders einfach und prozesssicher zu dem zwischen den Stegen aufgenommenen Schenkel des Verbindungselements hin umbiegen lassen. Des Weiteren lässt sich durch das Vorsehen des Zwischenraumes zwischen den Stegen, welcher von dem Schenkel ausgefüllt wird, das Verbindungselement besonders gut direkt in den als Haltestruktur für die Batteriezellen dienenden Rahmen integrieren.
-
Es können die Teilbereiche beider Ableiterelemente umgebogen und mit dem Verbindungselement in Anlage gebracht werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung überlappen jedoch die beiden Teilbereiche der Ableiterelemente der benachbarten Batteriezellen einander. Dann ist der Teilbereich eines ersten der Ableiterelemente mit dem Verbindungselement in Anlage, und der zweite Teilbereich des zweiten Ableiterelements liegt an dem ersten Teilbereich an.
-
So lässt sich nämlich eine besonders große Kontaktfläche der Teilbereiche miteinander und eines der Teilbereiche mit dem Verbindungselement erreichen. Die große Kontaktfläche ist zum Realisieren geringer Übergangswiderstände im Betrieb der Batterie vorteilhaft.
-
Insbesondere, wenn die Fläche der miteinander überlappenden Teilbereiche der Ableiterelemente gleich groß wie die Anlagefläche des ersten Teilbereichs an dem Verbindungselement ist, lassen sich besonders geringe Übergangswiderstände aufgrund großer Kontaktflächen erreichen.
-
Geringen Übergangswiderständen und somit langfristig einer besonders guten Performance der Batterie ist es des Weiteren zuträglich, wenn die Teilbereiche miteinander und/oder mit dem Verbindungselement stoffschlüssig verbunden sind. Hierbei kann insbesondere ein Schweißverfahren wie etwa Ultraschallschweißen oder Laserschweißen zum Einsatz kommen.
-
Der Schenkel ist bevorzugt im Querschnitt rechteckig, so dass er eine besonders gut zu kontaktierende Anlagefläche für wenigstens einen der Teilbereiche der beiden Ableiterelemente der benachbarten Batteriezellen zur Verfügung stellt.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Stege in einem Bereich des Rahmens angeordnet, in welchem der Rahmen eine Wandstärke aufweist, welche im Vergleich zur Wandstärke von an diesen Bereich angrenzenden Bereichen des Rahmens verringert ist. Mit anderen Worten befinden sich die beiden Stege im Bereich eines Rücksprungs des Rahmens. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass trotz des Vorsehens der Stege der von dem Rahmen beanspruchte Bauraum minimal ist.
-
Des Weiteren lässt sich so der Schenkel besonders gut in dem Rahmen versenken beziehungsweise in den Rahmen einlassen. Die elektrische Verschaltung der Batteriezellen erfolgt also innerhalb des Rahmens, so dass der für die Realisierung der elektrischen Verschaltung benötigte Bauraum den für den Rahmen vorzusehenden Bauraum nicht oder nicht nennenswert erhöht.
-
Bevorzugt ist eine Höhe des jeweiligen Stegs geringer als die Differenz der Wandstärken in dem rückspringenden Bereich des Rahmens und in den an diesen Bereich angrenzenden Bereichen des Rahmens. So kann dafür gesorgt werden, dass selbst nach dem Umbiegen der Teilbereiche der Ableiterelemente um den jeweiligen Steg die umgebogenen, also flach liegenden Teilbereiche der Ableiterelemente nicht über den Rahmen hinausstehen. Auf diese Weise lässt sich eine besonders weitgehend bauraumneutrale elektrische Verbindung der Batteriezellen realisieren.
-
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Verbindungselement wenigstens zwei Schenkel aufweist, welche über einen Rücken des Verbindungselements miteinander verbunden sind. Hierbei sind über zumindest einen der Schenkel die Teilbereiche der Ableiterelemente der benachbarten Batteriezellen elektrisch leitend miteinander verbunden. Mit wenigstens einem weiteren Schenkel können ein Teilbereich eines weiteren Ableiterelements oder einer weiteren Batteriezelle oder beide Teilbereiche der Ableiterelemente zweier weiterer benachbarter Batteriezellen elektrisch leitend verbunden sein. Ein solches Verbindungselement ist zum elektrisch leitenden Verbinden mehrerer Batteriezellen der Batterie besonders gut geeignet.
-
Wenn das Verbindungselement genau zwei Schenkel aufweist, so ist es bevorzugt im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Über ein solches Verbindungselement kann eine aufwandsarme Parallelschaltung von vier Batteriezellen realisiert werden, oder es können jeweils zwei parallel geschaltete Batteriezellen elektrisch in Reihe geschaltet werden.
-
Bei einer Parallelschaltung von mehr als zwei Batteriezellen brauchen also nicht entsprechend viele Teilbereiche von Ableiterelementen miteinander etwa durch Verschweißen verbunden zu werden. Vielmehr ist es ausreichend sie lediglich mit einem entsprechenden Schenkel des Verbindungselements in Anlage zu bringen und elektrisch leitend zu verbinden. Dies vereinfacht die Fertigung der Batterie insbesondere bei einer Parallelschaltung einer Vielzahl von Batteriezellen.
-
Das Verbindungselement kann auch drei Schenkel aufweisen und somit nach Art eines W oder ω ausgebildet sein. Mit einem solchen Verbindungselement lassen sich dann drei Paare von benachbarten Batteriezellen elektrisch leitend verbinden, wobei auch hier Parallelschaltungen und/oder Reihenschaltungen möglich sind. Des Weiteren kann das Verbindungselement mehr als drei Schenkel aufweisen und somit kammartig ausgebildet sein, wobei die einzelnen Zinken des kammartigen Verbindungselements die Schenkel bilden. Ein solches Verbindungselement ist insbesondere zum elektrischen Parallelverschalten einer entsprechend großen Anzahl von Batteriezellen besonders gut geeignet.
-
Bevorzugt ist jeder der jeweils zwei Schenkel des Verbindungselements mit den umgebogenen Teilbereichen der Ableiterelemente zweier benachbarter Batteriezellen elektrisch leitend verbunden. Dadurch lassen sich nämlich jeweilige Paare benachbarter Batteriezellen fertigungstechnisch einfach und prozesssicher miteinander elektrisch leitend verbinden.
-
Das Verbindungselement kann aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet sein. Dies ist im Hinblick auf das Gewicht der Batterie vorteilhaft. Es kann jedoch auch ein aus Kupfer gebildetes Verbindungselement zum Einsatz kommen. Durch den Einsatz von Kupfer lässt sich nämlich aufgrund der hohen Leitfähigkeit von Kupfer ein vergleichsweise geringer Leitungsquerschnitt des Verbindungselements realisieren.
-
Eine besonders sichere Festlegung des Verbindungselements ist erreichbar, wenn dieses an dem Rahmen mittels wenigstens einer Schraube gehalten ist. Das Verbindungselement kann jedoch auch geklippst, gesteckt oder geklebt werden, um eine prozesssichere und fertigungstechnisch einfache Halterung an dem Rahmen zu gewährleisten.
-
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 zwei Rahmen zur Halterung von als Folienzellen ausgebildeten Batteriezellen, wobei in einem rückspringenden Bereich des Rahmens Einleger angeordnet werden können, welche als Verbindungselemente zu elektrischen Verbindungen der Batteriezellen miteinander dienen;
- 2 zwei Beispiele solcher Einleger in jeweiligen Perspektivansichten, wobei einer der Einleger U-förmig und der andere gerade ausgebildet ist;
- 3 ein Batteriemodul mit vier Batteriezellen, welche mittels des U-förmigen Einlegers gemäß 2 elektrisch leitend verbunden sind; und
- 4 eine Ansicht eines Batteriemoduls, bei welchem der zweite der in 2 gezeigten Einleger einen elektrischen Anschluss des Batteriemoduls bereitstellt.
-
In 1 sind ausschnittsweise und perspektivisch zwei Rahmen 10 gezeigt, welche als Haltestrukturen für als Folienzellen ausgebildete Batteriezellen 12 einer Batterie oder eines Batteriemoduls 14 (vergleiche 3) dienen. Die Rahmen 10 umschließen einen Freiraum 16, welcher der Aufnahme einer Elektrodenanordnung 18 der jeweiligen Batteriezelle 12 dient (vergleiche 3). Bei von dem Rahmen 10 eingefasster Batteriezelle 12 befindet sich also die Elektrodenanordnung 18 im Bereich des Freiraums 16.
-
Die Elektrodenanordnung 18 umfasst die elektrochemisch aktiven Materialien einer Anode und einer Kathode der jeweiligen Batteriezelle 12, einen zwischen der Anode und der Kathode angeordneten elektrisch isolierenden Separator und einen Elektrolyten. Das elektrochemisch aktive Material ist hierbei in der Regel auf als Ableiter dienende Folien aufgebracht, für welche beispielsweise eine Aluminiumfolie und eine Kupferfolie zum Einsatz kommen können.
-
Die Elektrodenanordnung 18 ist üblicherweise als Schichtaufbau der mit dem elektrochemisch aktiven Material beschichteten und durch die Separatoren voneinander getrennten Ableiterfolien ausgebildet. Eine Hülle umgibt den Schichtaufbau und bildet einen umlaufenden Rand 20 (vergleiche 3), welcher auf dem Rahmen 10 aufliegt. An dem Rand 20 ist die Hülle der Elektrodenanordnung 18 versiegelt. Aus dieser Siegelnaht treten die elektrisch miteinander verbundenen Ableiterfolien eines jeweiligen elektrischen Pols der Elektrodenanordnung 18 heraus. Die miteinander verbundenen Ableiterfolien bilden vorliegend ein Ableiterelement in Form einer Ableiterfahne 22. In 3 ist die Ableiterfahne 22 gezeigt, welche den Pluspol einer ersten der Batteriezellen 12 des Batteriemoduls 14 bildet.
-
Eine weitere Ableiterfahne 24, welche den Pluspol der benachbarten Batteriezelle 12 bildet, tritt zwischen dem in 3 obersten Rahmen 10 und dem in 3 mittleren Rahmen 10 hervor. Um diese beiden benachbarten Batteriezellen 12 des Batteriemoduls 14 elektrisch parallel zu schalten, also Ableiterfahnen 22, 24, welche die Pluspole der Batteriezellen 12 bereitstellen, miteinander zu verbinden, wird vorliegend ein Verbindungselement in Form eines Einlegers 26 genutzt, welcher in 2 gezeigt ist.
-
Dieser Einleger 26 ist bevorzugt aus Kupfer gebildet und kann U-förmig sein. Der U-förmige Einleger 26 weist zwei Schenkel 28 und einen die Schenkel 28 miteinander verbindenden Rücken 30 auf (vergleiche 2). Der Einleger 26 wird in einem Bereich 32 der Rahmen 10 angeordnet, in welchem eine Wandstärke der Rahmen 10 verringert ist. Mit anderen Worten weisen die Rahmen 10 in diesem Bereich 32 einen Rücksprung auf. Entsprechend ist in an diesen Bereich 32 angrenzenden Bereichen 34 die Wandstärke des jeweiligen Rahmens 10 wieder erhöht (vergleiche 1).
-
In diesem Bereich 32 mit verringerter Wandstärke sind zudem einstückig mit einem Grundkörper des jeweiligen Rahmens 10 ausgebildete Stege 36 oder Rippen vorgesehen. Hierbei sind jeweils zwei voneinander beabstandete Stege 36 an einem der Rahmen 10 angeordnet. Der Zwischenraum zwischen den Stegen 36 ist so bemessen, dass der Schenkel 28 des U-förmigen Einlegers 26 darin Platz findet. Die Stege 36 bilden einen Rand 38 des jeweiligen Rahmens 10 (vergleiche 1).
-
Insbesondere aus 3 ist gut ersichtlich, dass ein Teilbereich 40 der Ableiterfahne 22, welche zu der in 3 obersten Batteriezelle 12 gehört, um den oberen der beiden Stege 36 des in 3 obersten Rahmens 10 umgebogen und in Anlage mit dem zwischen den beiden Stegen 36 aufgenommenen Schenkel 28 des Einlegers 26 gebracht ist.
-
In analoger Weise ist ein Teilbereich 42 der Ableiterfahne 24 der benachbarten Batteriezelle 12 um den zweiten der beiden Stege 36 des in 3 obersten Rahmens 10 umgebogen und mit dem Teilbereich 40 der Ableiterfahne 22 in Anlage gebracht. Die Teilbereiche 40, 42 überlappen also großflächig. Zum Herstellen der elektrischen Verbindung der Ableiterfahnen 22, 24 mit dem Einleger 26 werden der Teilbereich 40 mit dem Schenkel 28 und der Teilbereich 42 mit dem Teilbereich 40 verschweißt. Hierbei kann insbesondere ein Laserschweißverfahren zum Einsatz kommen. Über den Schenkel 28 des Einlegers 26 sind somit die beiden, in dem in 3 gezeigten Batteriemodul 14 oberen benachbarten Batteriezellen 12 elektrisch parallel geschaltet.
-
In analoger Weise sind zwei weitere benachbarte Batteriezellen 12 des Batteriemoduls 14 über den zweiten Schenkel 28 des Einlegers 26 elektrisch parallel geschaltet. Von diesen beiden Batteriezellen 12 ist in 3 eine weitere Ableiterfahne 44 zu sehen, welche einen Minuspol der dritten Batteriezelle 12 des Batteriemoduls 14 bildet. Ein Teilbereich 46 dieser Ableiterfahne 44 ist mit dem zweiten Schenkel 28 des Einlegers 26 verschweißt.
-
Eine weitere Ableiterfahne 48 der vierten Batteriezelle 12 des in 3 gezeigten Batteriemoduls 14 weist ebenfalls einen um den Steg 36 des in 3 untersten Rahmens 10 umgebogenen Teilbereich 50 auf. Dieser Teilbereich 50 ist dem durch die Ableiterfahne 28 gebildeten Minuspol der vierten Batteriezelle 12 zugehörig. Der Teilbereich 50 ist mit dem ebenfalls um den entsprechenden Steg 36 umgebogenen Teilbereich 46 der Ableiterfahne 44 der benachbarten Batteriezelle 12 verschweißt. Über den Einleger 26 sind somit zwei benachbarte und elektrisch parallel geschaltete Batteriezellen 12 mit zwei weiteren benachbarten und elektrisch parallel geschalteten Batteriezellen 12 elektrisch in Reihe geschaltet.
-
Der Einleger 26 befindet sich in dem rückspringenden Bereich 32 der Rahmen 10. Zudem sind die Teilbereiche 40, 42, 46, 50 der Ableiterfahnen 22, 24, 44, 48 um die jeweiligen Stege 36 umgebogen. Infolgedessen beansprucht diese Art der elektrischen Verschaltung der Batteriezellen 12 sehr wenig Bauraum. Die vier Ableiterfahnen 22, 24, 44, 48 sind nämlich nicht direkt miteinander verbunden, sondern jeweils paarweise mit dem jeweiligen Schenkel 28 des Einlegers 26, welcher im Rahmen 10 versenkt angeordnet ist. Dadurch, dass die Teilbereiche 40, 42, 46, 50 der Ableiterfahnen 22, 24, 44, 48 lediglich zu den zwischen den Stegen 36 angeordneten Schenkeln 28 des Einlegers 26 hin umgebogen zu werden brauchen, lassen sich sehr geringe Biegeradien der Ableiterfahnen 22, 24, 44, 48 realisieren.
-
Zudem ist bevorzugt eine Höhe der Stege 36 so bemessen, dass die umgebogenen und mit dem Einleger 26 verschweißten Teilbereiche 40, 42, 46, 50 der Ableiterfahnen 22, 24, 44, 48 bündig mit einer Außenseite der Rahmen 10 abschließen. Durch ein solches Einlassen der Einleger 26 oder Inlays in den Rahmen 10 und das Darauffalten der Teilbereiche 40, 42, 46, 50 der Ableiterfahnen 22, 24, 44, 48 beansprucht die jeweilige Batteriezelle 12 kaum mehr Bauraum als die Elektrodenanordnung 18 selber. Zudem werden durch das stoffschlüssige Verbinden der Teilbereiche 40, 42, 46, 50 mit den Schenkeln 28 des Einlegers 26 besonders geringe Übergangswiderstände im Betrieb des Batteriemoduls 14 erreicht, welche langfristig für eine besonders gute Performance des Batteriemoduls 14 sorgen.
-
In 2 ist ein weiterer Einleger 52 gezeigt, welcher lediglich einen Schenkel 54 aufweist. Über diesen Einleger 52 lassen sich zwei benachbarte Batteriezellen 12 parallel oder seriell verschalten (vergleiche 4). Durch eine Basis 56 des Einlegers 52 wird zudem ein Anschluss bereitgestellt, über welchen sich mehrere Batteriemodule 14 zu einer Batterieanordnung verschalten lassen, wie sie beispielsweise in Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen zum Einsatz kommt. Ein entsprechendes Batteriemodul 58, bei welchem der Einleger 52 einen elektrischen Anschluss bereitstellt, ist in 4 ausschnittsweise gezeigt.
-
Des Weiteren ist beispielsweise aus 4 ersichtlich, dass die Einleger 26, 52 über Schrauben 60 mit den aus Kunststoff gebildeten Rahmen 10 verbunden sein können. Hierfür sind in dem Bereich 32 des jeweiligen Rahmens 10 entsprechende Schrauböffnungen 62 vorgesehen (vergleiche 1). Des Weiteren weisen auch die Einleger 26, 52 Schrauböffnungen 64 für die Schrauben 60 auf (vergleiche 2). Zusätzlich oder alternativ können die Einleger 26, 52 auch geklippst, gesteckt oder geklebt werden, um deren Halterung an den Rahmen 10 sicherzustellen.
-
Die Inlays oder Einleger 26, 52, welche in 2 gerade beziehungsweise U-förmig ausgebildet gezeigt sind, können auch drei Schenkel 28 aufweisen und somit W-förmig oder ω-förmig ausgebildet sein. Des Weiteren sind kammartige Ausführungen denkbar, bei welchen vom Rücken 30 des Einlegers mehr als drei Schenkel 28 abgehen. Über derartige Einleger 26, 52 lassen sich also beliebige Parallelschaltungen und Reihenschaltungen der Batteriezellen 12 von Batteriemodulen 14, 58 realisieren.
