DE102013225340A1 - Battery module with a plurality of battery cells and battery system with at least one such battery module - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul (1) mit einer Mehrzahl von Batteriezellen (2), welche jeweils ein erstes Zellterminal (3) mit wenigstens einem Kontaktierungsabschnitt (5) und ein zweites Zellterminal (4) mit wenigstens einem Kontaktierungsabschnitt (5) aufweisen, wobei die Batteriezellen (2) elektrisch miteinander verschaltet sind, indem jeweils der Kontaktierungsabschnitt (5) eines Zellterminals (3, 4) einer Batteriezelle (2) mittels eines Zellverbinders (7) mit dem Kontaktierungsabschnitt (5) eines Zellterminals (3, 4) einer weiteren Batteriezelle (2) elektrisch leitfähig verbunden ist, wobei die Verbindung der Kontaktierungsabschnitte (5) mit dem Zellverbinder (7) jeweils eine Steckverbindung ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Batteriesystem mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Batteriemodul (1).The present invention relates to a battery module (1) having a plurality of battery cells (2) each having a first cell terminal (3) with at least one contacting section (5) and a second cell terminal (4) with at least one contacting section (5) the battery cells (2) are electrically connected to one another, in each case by contacting the contacting section (5) of a cell terminal (3, 4) of a battery cell (2) with the contacting section (5) of a cell terminal (3, 4) of another cell terminal (7) Battery cell (2) is electrically conductively connected, wherein the connection of the contacting sections (5) with the cell connector (7) is in each case a plug connection. Furthermore, the present invention relates to a battery system with at least one battery module (1) according to the invention.
Description
Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, welche jeweils ein erstes Zellterminal mit wenigstens einem Kontaktierungsabschnitt und ein zweites Zellterminal mit wenigstens einem Kontaktierungsabschnitt aufweisen, wobei die Batteriezellen elektrisch miteinander verschaltet sind, indem jeweils der Kontaktierungsabschnitt eines Zellterminals einer Batteriezelle mittels eines Zellverbinders mit dem Kontaktierungsabschnitt eines Zellterminals einer weiteren Batteriezelle elektrisch leitfähig verbunden ist.The invention relates to a battery module having a plurality of battery cells, each having a first cell terminal with at least one contacting section and a second cell terminal having at least one contacting portion, wherein the battery cells are electrically interconnected by each of the contacting portion of a cell terminal of a battery cell by means of a cell connector the contacting portion of a cell terminal of another battery cell is electrically conductively connected.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Batteriesystem mit wenigstens einem Batteriemodul.Furthermore, the invention relates to a battery system with at least one battery module.
Stand der TechnikState of the art
Batteriemodule, wie insbesondere als Energiespeicher zur Bereitstellung der für den Betrieb von Hybrid-, Plug-In-Hybrid- oder Elektrofahrzeugen erforderlichen Energie ausgebildete Batteriemodule, umfassen üblicherweise mehrere Batteriezellen, wobei die Batteriezellen jeweils wenigstens eine negative Elektrode und wenigstens eine positive Elektrode aufweisen. Die Elektrodenanordnung kann dabei je nach Ausführung der Batteriezelle variieren. Insbesondere sind sogenannte Zellstapel (engl. „Stacks“) oder Zellwickel (engl. „Jelly Roll“) als Elektrodenanordnung bekannt. Aufgrund der vergleichsweise hohen Energiedichte werden insbesondere Lithium-Ionen-Zellen als Batteriezellen eingesetzt. Üblicherweise sind die Batteriezellen von einem Zellgehäuse umgeben. Insbesondere in Elektrofahrzeugen eingesetzte Batteriemodule weisen dabei Batteriezellen mit einem metallischen Zellgehäuse auf, welche die Elektrodenanordnung vor Feuchtigkeit und vor mechanischer Belastung schützen.Battery modules, in particular as energy storage devices for providing the energy required for the operation of hybrid, plug-in hybrid or electric vehicles energy battery modules typically comprise a plurality of battery cells, wherein the battery cells each have at least one negative electrode and at least one positive electrode. The electrode arrangement can vary depending on the design of the battery cell. In particular, so-called cell stacks ("stacks") or cell wraps ("jelly roll") are known as electrode arrangements. Due to the comparatively high energy density, in particular lithium-ion cells are used as battery cells. Usually, the battery cells are surrounded by a cell housing. In particular battery modules used in electric vehicles have battery cells with a metallic cell housing, which protect the electrode assembly from moisture and mechanical stress.
Zur elektrisch leitfähigen Kontaktierung der Batteriezellen weisen die Batteriezellen üblicherweise zwei Zellterminals auf, wobei das eine Zellterminal mit der negativen Elektrode der Batteriezelle elektrisch leitfähig verbunden ist und das andere Zellterminal mit der positiven Elektrode der Batteriezelle elektrisch leitfähig verbunden ist. Mittels sogenannter Zellverbinder, welche als Kontaktierungselement dienen und häufig aus Kupfer oder Aluminium sind, werden die Batteriezellen über die Zellterminals miteinander zu einem Batteriemodul elektrisch verschaltet.For electrically conductive contacting of the battery cells, the battery cells usually have two cell terminals, wherein one cell terminal is electrically conductively connected to the negative electrode of the battery cell and the other cell terminal is electrically conductively connected to the positive electrode of the battery cell. By means of so-called cell connectors, which serve as a contacting element and are often made of copper or aluminum, the battery cells are electrically interconnected via the cell terminals to form a battery module.
Bei der Verschaltung der Batteriezellen zu einem Batteriemodule liegt ein Schwerpunkt auf der Verbindung der Zellverbinder mit den Zellterminals. Hierzu sind unterschiedliche Verbindungsarten bekannt. Insbesondere können die Zellverbinder und die Zellterminals derart ausgestaltet sein, dass diese miteinander verschraubt oder die Zellverbinder auf die Zellterminals aufgeschraubt werden können. Vorteilhaft hierbei ist, dass die Verbindungen wieder lösbar sind, sodass beispielsweise der Austausch einzelner Batteriezellen einfach möglich ist. Solche Schraubverbindungen weisen allerdings auch diverse Nachteile auf. So können durch ein Aufbringen zu hoher Drehmomente die Gewinde beschädigt werden. Ferner ist für ein Verschrauben ein hoher Zeitaufwand erforderlich. Zudem bedingt eine Schraubverbindung in der Regel einen hohen elektrischen Übergangswiderstand, der sich im Laufe der Zeit noch weiter erhöhen kann, beispielsweise aufgrund von Vibrationen und Stößen, die insbesondere beim Einsatz solcher Batteriezellen in einem Fahrzeug auftreten. When connecting the battery cells to a battery module, a focus is on the connection of the cell connectors with the cell terminals. For this purpose, different types of connection are known. In particular, the cell connectors and the cell terminals can be designed such that they can be screwed together or the cell connectors can be screwed onto the cell terminals. The advantage here is that the compounds are detachable again, so that, for example, the replacement of individual battery cells is easily possible. However, such screw connections also have various disadvantages. Thus, by applying too high torques, the threads can be damaged. Furthermore, a high expenditure of time is required for screwing. In addition, a screw usually requires a high electrical contact resistance, which can increase even further over time, for example due to vibrations and shocks that occur especially when using such battery cells in a vehicle.
Alternativ zum Verschrauben kann eine elektrisch leitfähige Verbindung von Batteriezellen durch ein Verschweißen der Zellverbinder mit den Zellterminals der Batteriezellen hergestellt werden. Eine Schweißverbindung weist vorteilhafterweise einen niedrigen elektrischen Übergangswiderstand auf und ermöglicht eine dauerhaft stabile Verbindung von Zellverbinder und Zellterminal. Bei einem Verschweißen der Zellverbinder mit den Zellterminals ist es allerdings nicht möglich die mittels der Schweißverbindung elektrisch verschalteten Batteriezellen zerstörungsfrei wieder voneinander zu lösen. Ist eine einzige Batteriezelle defekt, kann diese daher nicht einzeln ausgetauscht werden, sondern es muss das gesamte Batteriemodul getauscht werden, wodurch die Kosten bei einem Defekt einer Batteriezelle hoch sind. Darüber hinaus besteht der weitere Nachteil, dass eine Qualitätskontrolle der Schweißnaht nur schwer oder gar nicht möglich ist. Zudem sind die für das Schweißen bevorzugten Laserschweißanlagen teuer.As an alternative to screwing, an electrically conductive connection of battery cells can be produced by welding the cell connectors to the cell terminals of the battery cells. A welded joint advantageously has a low electrical contact resistance and allows a permanently stable connection of cell connector and cell terminal. When welding the cell connector with the cell terminals, however, it is not possible to solve the electrically interconnected by means of the welded joint battery cells non-destructively from each other again. If a single battery cell is defective, this can therefore not be replaced individually, but it must be replaced the entire battery module, whereby the cost of a defect of a battery cell are high. In addition, there is the further disadvantage that a quality control of the weld is difficult or impossible. In addition, the laser welding machines preferred for welding are expensive.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl von Batteriezellen zu verbessern, insbesondere hinsichtlich der elektrischen Kontaktierung der Zellterminals der Batteriezellen. Insbesondere soll dabei ein Batteriemodul mit einer lösbaren aber dauerhaft stabilen und niederohmigen elektrische Verbindung von Zellterminals bereitgestellt werden, vorzugsweise unter Nutzung prismatischer Batteriezellen.Against this background, it is an object of the present invention to improve a battery module having a plurality of battery cells, in particular with regard to the electrical contacting of the cell terminals of the battery cells. In particular, a battery module is to be provided with a detachable but permanently stable and low-resistance electrical connection of cell terminals, preferably using prismatic battery cells.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, welche jeweils ein erstes Zellterminal mit wenigstens einem Kontaktierungsabschnitt und ein zweites Zellterminal mit wenigstens einem Kontaktierungsabschnitt aufweisen, vorgeschlagen, wobei die Batteriezellen elektrisch miteinander verschaltet sind, indem jeweils der Kontaktierungsabschnitt eines Zellterminals einer Batteriezelle mittels eines Zellverbinders mit dem Kontaktierungsabschnitt eines Zellterminals einer weiteren Batteriezelle elektrisch leitfähig verbunden ist, wobei die Verbindung der Kontaktierungsabschnitte mit dem jeweiligen Zellverbinder eine Steckverbindung ist. Vorteilhafterweise wird durch die Steckverbindung zwischen Zellverbinder und dem jeweiligen Kontaktierungsabschnitt eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt. Das heißt, dass ein Verschrauben oder ein Verschweißen entfällt, wodurch die Kosten zur Herstellung der elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen Batteriezellen vorteilhafterweise reduziert sind. Vorteilhafterweise ist die Steckverbindung lösbar ausgebildet. Hierdurch ist eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen Batteriezellen vorteilhafterweise durch entsprechendes Auseinanderstecken von Zellverbinder und Kontaktierungsabschnitt einfach wieder auftrennbar. Der Austausch einer defekten Batteriezelle aus dem Batteriemodul ist hierdurch vorteilhafterweise vereinfacht.To achieve the object, a battery module with a plurality of battery cells, each having a first cell terminal with at least one contacting portion and a second cell terminal having at least one contacting portion, proposed, wherein the battery cells are electrically interconnected by each of the contacting portion of a cell terminal of a battery cell by means of a cell connector with the contacting section of a cell terminal a further battery cell is electrically conductively connected, wherein the connection of the contacting portions with the respective cell connector is a plug connection. Advantageously, a frictional connection is made by the connector between the cell connector and the respective contacting section. This means that a screwing or welding is omitted, whereby the cost of producing the electrically conductive connection between battery cells are advantageously reduced. Advantageously, the connector is releasably formed. As a result, an electrically conductive connection between battery cells can advantageously be easily separated again by appropriate separation of the cell connector and the contacting section. The replacement of a defective battery cell from the battery module is thereby advantageously simplified.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Kontaktierungsabschnitt ein Teil des jeweiligen Zellterminal, wobei der wenigstens eine Kontaktierungsabschnitt mit dem jeweiligen Zellterminal einteilig hergestellt ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Kontaktierungsabschnitt nicht einteilig mit dem jeweiligen Zellterminal hergestellt ist. Hierbei ist der wenigstens eine Kontaktierungsabschnitt mittels bekannter Verbindungstechniken an dem jeweiligen Zellterminal angeordnet. Diese mehrteilige Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass mitunter auch herkömmliche Batteriezellen mit wenigstens einem Kontaktierungsabschnitt ausgerüstet werden können, sodass diese dann zu einem erfindungsgemäßen Batteriemodul verschaltet werden können.Preferably, the at least one contacting section is a part of the respective cell terminal, wherein the at least one contacting section is made in one piece with the respective cell terminal. According to an advantageous embodiment variant of the invention, it is provided that the at least one contacting section is not produced in one piece with the respective cell terminal. In this case, the at least one contacting section is arranged at the respective cell terminal by means of known connection techniques. This multi-part design has the advantage that sometimes even conventional battery cells can be equipped with at least one contacting section, so that they can then be connected to form a battery module according to the invention.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Batteriemodul zumindest als Teil eines Energiespeichers ausgebildet ist, welcher die für den Betrieb eines Hybrid-, Plug-In-Hybrid- oder Elektrofahrzeugs erforderliche Energie bereitstellt. Die Batteriezellen des Batteriemoduls sind dabei vorzugsweise Lithium-Ionen-Zellen. Die Batteriezellen des erfindungsgemäßen Batteriemoduls sind vorzugsweise in Reihe und/oder parallel verschaltet. Insbesondere ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass einige Batteriezellen eines Batteriemoduls auf herkömmliche Weise, insbesondere durch Anschweißen eins Zellverbinders, elektrisch miteinander verschaltet sind, wobei die auf diese Weise verschalteten Batteriezellen Untereinheiten („Subunits“) bilden, die dann mit anderen Untereinheiten und/oder Batteriezellen auf erfindungsgemäße Weise miteinander verschaltet sind, indem jeweils der Kontaktierungsabschnitt eines Zellterminals einer Untereinheit mittels eines Zellverbinders mit dem Kontaktierungsabschnitt eines Zellterminals einer weiteren Untereinheit oder einer Batteriezelle elektrisch leitfähig verbunden ist, wobei die Verbindung der Kontaktierungsabschnitte mit dem Zellverbinder jeweils eine Steckverbindung ist. Eine derartige Untereinheit bildet dabei quasi wiederum eine Batteriezelle im Sinne der vorliegenden Erfindung.In particular, it is provided that the battery module according to the invention is formed at least as part of an energy store, which provides the energy required for the operation of a hybrid, plug-in hybrid or electric vehicle. The battery cells of the battery module are preferably lithium-ion cells. The battery cells of the battery module according to the invention are preferably connected in series and / or in parallel. In particular, it is provided according to an advantageous embodiment of the invention that some battery cells of a battery module in a conventional manner, in particular by welding a cell connector, are electrically interconnected, the interconnected in this way battery cells form subunits ("subunits"), which then with other subunits and / or battery cells are interconnected in the manner according to the invention, in that the contacting section of a cell terminal of a subunit is electrically conductively connected by means of a cell connector to the contacting section of a cell terminal of a further subunit or a battery cell, wherein the connection of the contacting sections to the cell connector is in each case a plug connection , Such a sub-unit forms quasi a battery cell in the sense of the present invention.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriemoduls ist vorgesehen, dass die Zellverbinder jeweils eine erste Kontaktierungsöffnung und eine zweite Kontaktierungsöffnung aufweisen, wobei in die erste Kontaktierungsöffnung der Kontaktierungsabschnitt eines Zellterminals einer Batteriezelle kraftschlüssig eingesteckt ist und in die zweite Kontaktierungsöffnung der Kontaktierungsabschnitt eines Zellterminals einer weiteren Batteriezelle kraftschlüssig eingesteckt ist. Die Kontaktierungsabschnitte der elektrisch leitfähig miteinander verbundenen Zellterminals bilden bei dieser Ausgestaltung den männlichen Teil der Steckverbindung und die Zellverbinder den weiblichen Teil. Vorteilhafterweise begünstigt eine derartige Ausgestaltung eine einteilige Ausbildung des wenigstens einen Kontaktierungsabschnittes mit dem jeweiligen Zellterminal. Denn der jeweilige Kontaktierungsabschnitt kann dabei in konstruktiv einfacher Weise als nach außen weisender Kontaktstift ausgebildet sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass der die Kontaktierungsöffnung aufweisende Zellverbinderabschnitt entgegen der Kraft einer mechanischen Feder auf den Zellverbinder aufschiebbar ist, derart, dass die Kontaktierungsöffnung dabei auf den Zellverbinder aufgeschoben wird und sich die Gesamtlänge des Zellverbinders dadurch verkürzt. Hierdurch ist vorteilhafterweise das Herstellen der Steckverbindung weiter vereinfacht.According to an advantageous embodiment of the battery module according to the invention, it is provided that the cell connectors each have a first contacting opening and a second contacting opening, wherein in the first contacting opening of the contacting portion of a cell terminal of a battery cell is positively inserted and into the second contact opening of the contacting portion of a cell terminal of another battery cell non-positively is plugged in. The contacting portions of the electrically interconnected cell terminals form in this embodiment, the male part of the connector and the cell connectors the female part. Advantageously, such a configuration favors a one-part design of the at least one contacting section with the respective cell terminal. For the respective contacting section can be designed in a structurally simple manner as outwardly facing contact pin. In particular, it is provided that the cell connector portion having the contacting opening can be pushed against the force of a mechanical spring on the cell connector, such that the contacting opening is thereby pushed onto the cell connector and the overall length of the cell connector is thereby shortened. This advantageously further simplifies the production of the plug connection.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriemoduls sieht vor, dass das erste Zellterminal und das zweite Zellterminal einer Batteriezelle des Batteriemoduls jeweils als Kontaktfahne ausgebildet ist, wobei aus dem freien Ende der Kontaktfahne der wenigstens eine Kontaktierungsabschnitt des jeweiligen Zellterminals gebildet ist. Eine Kontaktfahne im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dabei insbesondere ein flächiges und vergleichsweise dünn ausgebildetes Kontaktierungselement. Derartige Kontaktierungselemente beziehungsweise Kontaktfahnen sind insbesondere von sogenannten Pouch-Zellen bekannt. Bei der vorliegenden Erfindung ist dabei insbesondere vorgesehen, dass die Zellterminals von prismatisch ausgebildeten Batteriezellen, bei denen die Elektrodenanordnung von einem metallischen Zellgehäuse, einem sogenannten Hardcase, umgeben ist, als derartiges Kontaktelement beziehungsweise als Kontaktfahne ausgebildet sind. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass das Zellgehäuse der Batteriezellen zwei metallische Halbschalen umfasst, die derart um die Elektrodenanordnung angeordnet sind, dass nur die als Kontaktfahnen ausgebildeten Zellterminals aus den zusammengefügten Halbschalen herausragen. Die Halbschalen können dabei insbesondere durch Verschweißen miteinander zu einem prismatischen Zellgehäuse verbunden sein. Die Zellterminals sind dabei jeweils gegen das Zellgehäuse elektrisch isoliert.A preferred embodiment of the battery module according to the invention provides that the first cell terminal and the second cell terminal of a battery cell of the battery module is each formed as a contact lug, wherein from the free end of the contact lug of at least one contacting portion of the respective cell terminal is formed. A contact lug in the sense of the present invention is in particular a flat and comparatively thin contacting element. Such contacting elements or contact lugs are known in particular from so-called pouch cells. In the case of the present invention, provision is made in particular for the cell terminals of prismatic battery cells, in which the electrode arrangement is surrounded by a metallic cell housing, a so-called hardcase, to be in the form of such a contact element or contact lug. In particular, it is provided that the cell housing of the battery cells comprises two metallic half-shells which are arranged around the electrode arrangement such that only the cell terminals designed as contact lugs protrude from the assembled half-shells. The half shells can in particular by Welding together to be connected to a prismatic cell housing. The cell terminals are each electrically insulated against the cell housing.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Kontaktierungsabschnitt eines als Kontaktfahne ausgebildeten Zellterminals durch Umformung abgewinkelt, besonders bevorzugt rechtwinklig abgewinkelt. Hierdurch ist die Herstellung der Steckverbindung eines Kontaktierungsabschnittes mit einem Zellverbinder vorteilhafterweise weiter vereinfacht. Zur Ausbildung mehrerer Kontaktierungsabschnitte ist insbesondere vorgesehen, das das Zellterminal in mehreren freien Enden ausläuft, wobei jedes freie Ende einen Kontaktierungsabschnitt im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellt. Ist das Zellterminal als Kontaktfahne ausgebildet, so ist insbesondere vorgesehen, dass zwei Kontaktierungsabschnitte ausgebildet sind, indem das Zellterminal an seinem freien Ende einen Einschnitt aufweist, vorzugsweise mittig, wobei der Abschnitt des Zellterminals links von dem Einschnitt einen ersten Kontaktierungsabschnitt bildet und der Abschnitt des Zellterminals rechts von dem Einschnitt einen zweiten Kontaktierungsabschnitt bildet. Vorzugsweise sind der erste Kontaktierungsabschnitt und der zweite Kontaktierungsabschnitt dabei in entgegengesetzte Richtungen abgewinkelt, besonders bevorzugt mit einem Winkel von 90°. Preferably, the at least one contacting section of a cell terminal formed as a contact lug is angled by deformation, particularly preferably angled at right angles. As a result, the production of the connector of a Kontaktierungsabschnittes with a cell connector is advantageously further simplified. In order to form a plurality of contacting sections, provision is made in particular for the cell terminal to terminate in a plurality of free ends, wherein each free end constitutes a contacting section in the sense of the present invention. If the cell terminal is designed as a contact lug, then it is provided in particular that two contacting sections are formed by the cell terminal having an incision at its free end, preferably in the middle, the section of the cell terminal to the left of the incision forming a first contacting section and the section of the cell terminal to the right of the incision forms a second contacting section. Preferably, the first contacting portion and the second contacting portion are angled in opposite directions, more preferably at an angle of 90 °.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriemoduls ist vorgesehen, dass zumindest diejenigen Kontaktierungsabschnitte, die mittels eines Zellverbinders elektrisch leitfähig verbunden sind, einander zugewandt sind. Hierdurch ist vorteilhafterweise die Herstellung der Steckverbindung weiter vereinfacht. Insbesondere kann hierbei durch die Ausrichtung der Kontaktierungsabschnitte der Batteriezellen vorgegeben sein, wie die Batteriezellen miteinander zu verschalten sind, indem immer diejenigen Batteriezellen, die nebeneinander angeordnet sind und deren Kontaktierungsabschnitte einander zugewandt sind, mit einem Zellverbinder elektrisch leitfähig verbunden werden.According to a further advantageous embodiment of the battery module according to the invention it is provided that at least those contacting portions which are electrically conductively connected by means of a cell connector, facing each other. As a result, advantageously, the production of the connector is further simplified. In particular, this can be predetermined by the orientation of the contacting sections of the battery cells, as the battery cells are interconnected by always those battery cells which are arranged side by side and the contacting portions facing each other, are electrically conductively connected to a cell connector.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriemoduls weisen die Batteriezellen jeweils ein prismatisches Zellgehäuse auf, aus dem das erste Zellterminal und das zweite Zellterminal herausragen, wobei die Kontaktierungsabschnitte jeweils durch einen Zellterminalabschnitt von dem Zellgehäuse beabstandet parallel zu dem Bereich des Zellgehäuses, aus dem das erste Zellterminal und das zweite Zellterminal herausragen, ausgerichtet sind. Hierdurch ist das elektrisch leitfähige Verbinden von nebeneinander angeordneten Batteriezellen vorteilhafterweise weiter vereinfacht. Vorteilhafterweise sind die Zellterminals zumindest teilweise elastisch rückstellend ausgebildet, sodass das Herstellen der Steckverbindung noch weiter vereinfacht ist. In a further particularly preferred embodiment of the battery module according to the invention, the battery cells each have a prismatic cell housing, from which protrude the first cell terminal and the second cell terminal, wherein the contacting each spaced by a cell terminal portion of the cell housing parallel to the region of the cell housing, from which the first cell terminal and the second cell terminal stick out, are aligned. As a result, the electrically conductive connection of battery cells arranged side by side is advantageously further simplified. Advantageously, the cell terminals are formed at least partially elastically restoring, so that the production of the connector is further simplified.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Kontaktierungsabschnitt eines Zellterminals jeweils durch Abwinkeln des freien Endes des jeweiligen Zellterminals ausgebildet. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Kontaktierungsabschnitte der Batteriezellen des Batteriemoduls derart abgewinkelt sind, dass elektrisch leitfähig miteinander verbundene Kontaktierungsabschnitte einander zugewandt sind. Vorzugsweise liegen die Kontaktierungsabschnitte dabei in einer Ebene. Hierdurch ist die Verbindbarkeit der Kontaktierungsabschnitte vorteilhafterweise weiter verbessert.Preferably, the at least one contacting section of a cell terminal is formed in each case by bending the free end of the respective cell terminal. In particular, it is provided that the contacting portions of the battery cells of the battery module are angled such that electrically conductive interconnected contacting portions face each other. Preferably, the contacting sections lie in one plane. As a result, the connectability of the contacting sections is advantageously further improved.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriemoduls sieht vor, dass eine Anzahl von Batteriezellen elektrisch parallel verschaltet ist, wobei die Zellterminals dieser Batteriezellen jeweils einen ersten Kontaktierungsabschnitt und einen zweiten Kontaktierungsabschnitt aufweisen, wobei über den ersten Kontaktierungsabschnitt einer parallel verschalteten Batteriezelle eine erste weitere Batteriezelle und über den zweiten Kontaktierungsabschnitt eine zweite weitere Batteriezelle elektrisch leitfähig verbunden ist. Insbesondere ist dabei vorgesehen dass das Zellterminal einer Batteriezelle des Batteriemoduls dabei „T“-förmig aus dem Zellgehäuse ragt, wobei der „I“-Abschnitt der Zellterminalabschnitt ist, durch welchen der erste und der zweite Kontaktierungsabschnitt jeweils von dem Zellgehäuse beabstandet ist. Der „–“-Abschnitt bildet dabei jeweils den ersten Kontaktierungsabschnitt und den zweiten Kontaktierungsabschnitt. Vorzugsweise sind die Kontaktierungsabschnitte nebeneinander angeordneter Batteriezellen dabei einander zugewandt. Gemäß einer Ausgestaltungsvariante weisen der erste und der zweite Kontaktierungsabschnitt eines Zellterminals jeweils nach Innen und nach Außen und somit nicht zu benachbarten Batteriezellen. Diese Zellterminals sind bei dieser Ausgestaltungsvariante seitlich mittels eines Zellverbinders kontaktiert, wobei der Zellverbinder durch seitliches Heranführen an das jeweilige zu kontaktierende Zellterminal auf die Kontaktierungsabschnitte aufgesteckt ist.A further advantageous embodiment of the battery module according to the invention provides that a number of battery cells are electrically connected in parallel, wherein the cell terminals of these battery cells each have a first contacting portion and a second contacting portion, wherein via the first contacting portion of a parallel-connected battery cell, a first further battery cell and via the second contacting section is electrically conductively connected to a second further battery cell. In particular, it is provided that the cell terminal of a battery cell of the battery module thereby projects "T" -shaped out of the cell housing, wherein the "I" section is the cell terminal section, through which the first and the second contacting section is respectively spaced from the cell housing. The "-" section forms in each case the first contacting section and the second contacting section. Preferably, the contacting portions of battery cells arranged side by side are facing each other. According to one embodiment variant, the first and the second contacting section of a cell terminal point inwards and outwards, and thus not to adjacent battery cells. These cell terminals are contacted laterally in this embodiment variant by means of a cell connector, wherein the cell connector is attached to the contacting sections by lateral introduction to the respective cell terminal to be contacted.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriemoduls sieht vor, dass eine Anzahl von Batteriezellen elektrisch in Reihe verschaltet ist, wobei die Zellterminals dieser Batteriezellen jeweils wenigstens einen Kontaktierungsabschnitt aufweisen, wobei über den Kontaktierungsabschnitt einer in Reihe verschalteten Batteriezelle eine weitere Batteriezelle elektrisch leitfähig verbunden ist.A further advantageous embodiment of the battery module according to the invention provides that a number of battery cells are electrically connected in series, wherein the cell terminals of these battery cells each have at least one contacting portion, wherein a further battery cell is electrically conductively connected via the contacting portion of a series-connected battery cell.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird des Weiteren ein Batteriesystem umfassend wenigstens ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl von Batteriezellen vorgeschlagen, wobei das wenigstens eine Batteriemodul ein erfindungsgemäßes Batteriemodul ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Batteriesystem mehrere Batteriemodule aufweist, wobei die Batteriemodule parallel und/oder in Reihe miteinander verschaltet sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Batteriesystem ein für den Einsatz in Hybrid-, Plug-In-Hybrid- oder Elektrofahrzeugen ausgebildetes Batteriesystem ist. Das Batteriesystem umfasst dabei diverse Systemkomponenten, insbesondere wenigstens eine Kühlvorrichtung zur Temperierung der Batteriezellen und/oder ein Batteriemanagementsystem zum Überwachen und Steuern der Batteriemodule.To achieve the object mentioned above, furthermore, a battery system comprising at least one battery module with a Proposed plurality of battery cells, wherein the at least one battery module is a battery module according to the invention. In particular, it is provided that the battery system has a plurality of battery modules, wherein the battery modules are connected in parallel and / or in series with each other. In particular, it is provided that the battery system is a battery system designed for use in hybrid, plug-in hybrid or electric vehicles. The battery system comprises various system components, in particular at least one cooling device for temperature control of the battery cells and / or a battery management system for monitoring and controlling the battery modules.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:Further advantageous details, features and design details of the invention are explained in more detail in connection with the exemplary embodiments illustrated in the figures. Showing:
Das in
Die Kontaktierungsabschnitte
Die Batteriezellen
Die Zellverbinder
Bei dem in
Einige der Batteriezellen
Weiter ist in
Insbesondere können die Kontaktierungsabschnitte
Bei den in
Die Zellterminals
Vorteilhafterweise sind diese Untereinheiten dabei durch Lösen der mittels des jeweiligen Zellverbinders
Bei dem in
Die in den Figuren dargestellten und im Zusammenhang mit diesen erläuterten Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend.The exemplary embodiments illustrated in the figures and explained in connection therewith serve to explain the invention and are not restrictive of it.
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