DE102014017219A1 - Cell frame and method for producing a cell frame for a battery cell - Google Patents
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Abstract
Zellrahmen zum Abstützen einer Energiespeichereinrichtung, insbesondere einer Lithium-Ionen-Zelle, mit einer elektrochemischen Elektrodenanordnung und wenigstens einen Stromableiter, wobei der Stromableiter mit der Elektrodenanordnung elektrisch verbunden ist. Der Zellrahmen weist eine Hauptfläche und wenigstens eine Seitenfläche auf, wobei die Seitenfläche an die Hauptfläche angrenzt und gegenüber der Hauptfläche geneigt ist. Der Zellrahmen weist einen Zellaufnahmeabschnitt auf, wobei der Zellaufnahmeabschnitt ausgestaltet ist, die Elektrodenanordnung wenigstens teilweise aufzunehmen. Der Zellrahmen weist einen Kontaktelementaufnahmeabschnitt auf, wobei der Kontaktelementaufnahmeabschnitt ausgestaltet ist, wenigstens ein Kontaktelement zur elektrischen Verbindung des Stromableiters mit einem zellexternen Anschluss aufzunehmen, wenn die Elektrodenanordnung wenigstens teilweise von dem Zellaufnahmeabschnitt aufgenommen ist. Der Kontaktelementaufnahmeabschnitt ist mit einer Aussparung in dem Zellrahmen ausgebildet, wobei die Aussparung zwei sich kreuzende spaltförmige Vertiefungen in der Seitenfläche aufweist.Cell frame for supporting an energy storage device, in particular a lithium-ion cell, with an electrochemical electrode assembly and at least one current conductor, wherein the current conductor is electrically connected to the electrode assembly. The cell frame has a major surface and at least one lateral surface, the lateral surface adjacent to the major surface and inclined relative to the major surface. The cell frame has a cell receiving portion, wherein the cell receiving portion is configured to at least partially receive the electrode assembly. The cell frame has a contact element receiving portion, wherein the contact element receiving portion is configured to receive at least one contact element for electrically connecting the current conductor with a cell external terminal when the electrode assembly is at least partially received by the cell receiving portion. The contact element receiving portion is formed with a recess in the cell frame, wherein the recess has two intersecting gap-shaped depressions in the side surface.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zellrahmen sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Zellrahmens für eine Batteriezelle. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien zur Versorgung von KFZ-Antrieben beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch unabhängig von der Bauart der Batterie, der Chemie der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung oder unabhängig von der Art des versorgten Antriebs Verwendung finden kann.The present invention relates to a cell frame and a method for manufacturing a cell frame for a battery cell. The invention will be described in the context of lithium-ion batteries for the supply of motor vehicle drives. It should be noted that the invention may also be used regardless of the type of battery, the chemistry of the electrochemical energy storage device or regardless of the type of powered drive.
Bekannt sind Batterien bzw. Energiespeicheranordnungen mit mehreren Energiespeichereinrichtungen und mit mehreren Rahmen, welche jeweils zum Abstützen wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen dienen.Batteries or energy storage arrangements are known with a plurality of energy storage devices and a plurality of frames, which each serve to support at least one of the energy storage devices.
Der Aufwand für die Herstellung einiger Bauarten von Batterien wird in der Regel als sehr problematisch empfunden.The expense of producing some types of batteries is usually perceived as very problematic.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, den Aufwand für die Herstellung einer Batterie bzw. Energiespeicheranordnung zu verringern.It is an object of the invention to reduce the effort for the production of a battery or energy storage device.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by the teaching of the independent claims. Preferred developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Zellrahmen zum Abstützen einer Energiespeichereinrichtung, insbesondere einer Lithium-Ionen-Zelle. Eine solche Energiespeichereinrichtung weist eine elektrochemische Elektrodenanordnung und wenigstens einen Stromableiter auf, wobei der Stromableiter mit der Elektrodenanordnung elektrisch verbunden ist. Der Zellrahmen weist eine Hauptfläche und wenigstens eine Seitenfläche auf, wobei die Seitenfläche an die Hauptfläche angrenzt und gegenüber der Hauptfläche geneigt ist. Der Zellrahmen weist einen Zellaufnahmeabschnitt auf, wobei der Zellaufnahmeabschnitt ausgestaltet ist, die Elektrodenanordnung wenigstens teilweise aufzunehmen. Der Zellrahmen weist einen Kontaktelementaufnahmeabschnitt auf, wobei der Kontaktelementaufnahmeabschnitt ausgestaltet ist, wenigstens ein Kontaktelement zur elektrischen Verbindung des Stromableiters mit einem zellexternen Anschluss aufzunehmen, wenn die Elektrodenanordnung wenigstens teilweise von dem Zellaufnahmeabschnitt aufgenommen ist. Der Kontaktelementaufnahmeabschnitt ist mit einer Aussparung in dem Zellrahmen ausgebildet, wobei die Aussparung zwei sich kreuzende spaltförmige Vertiefungen in der Seitenfläche aufweist.A first aspect of the invention relates to a cell frame for supporting an energy storage device, in particular a lithium-ion cell. Such an energy storage device has an electrochemical electrode arrangement and at least one current conductor, wherein the current conductor is electrically connected to the electrode arrangement. The cell frame has a major surface and at least one lateral surface, the lateral surface adjacent to the major surface and inclined relative to the major surface. The cell frame has a cell receiving portion, wherein the cell receiving portion is configured to at least partially receive the electrode assembly. The cell frame has a contact element receiving portion, wherein the contact element receiving portion is configured to receive at least one contact element for electrically connecting the current conductor with a cell external terminal when the electrode assembly is at least partially received by the cell receiving portion. The contact element receiving portion is formed with a recess in the cell frame, wherein the recess has two intersecting gap-shaped depressions in the side surface.
Mitunter erfolgt die Herstellung einer Batterie mit vorgefertigten Bauteilen oder Baugruppen. Während ihres Betriebs können Batterien unterschiedlichen Anforderungen bzw. Belastungen ausgesetzt sein. Die Anpassung einer Batterie an unterschiedliche Anforderungen bzw. Belastungen kann durch den Einsatz verschiedener vorgefertigter Bauteile oder Baugruppen erfolgen.Occasionally, the production of a battery with prefabricated components or assemblies. During their operation, batteries may be exposed to different requirements or loads. The adaptation of a battery to different requirements or loads can be done by the use of various prefabricated components or assemblies.
Indem der vorgenannte Zellrahmen einen Kontaktelementaufnahmeabschnitt aufweist, welcher ausgestaltet ist, unterschiedliche Kontaktelemente für verschiedenartige elektrische Verbindungen einer der Energiespeichereinrichtungen bzw. eines Stromableiters der Energiespeichereinrichtung aufzunehmen, können für denselben Zellrahmentyp mehrere verschiedene Kontaktierungsmöglichkeiten bereitgestellt werden, ohne dass dazu verschiedene Ausführungen des Zellrahmens selbst erforderlich wären. Dadurch kann sich auch eine Aufwandsreduzierung bei der Lagerhaltung und/oder ein verringerter Aufwand bei der Kommissionierung von Bauteilen oder Baugruppen für die Herstellung einer Energiespeicheranordnung erreichen lassen.By having a contact element receiving portion configured to receive different contact elements for various electrical connections of one of the energy storage devices of the energy storage device, a plurality of different contacting possibilities can be provided for the same type of cell frame without requiring different embodiments of the cell frame itself. As a result, it is also possible to achieve a reduction in the cost of storage and / or a reduced outlay in the picking of components or assemblies for the production of an energy storage arrangement.
Indem während der Herstellung einer Batterie oder Energiespeicheranordnung mit dem vorgenannten Zellrahmen unterschiedliche Kontaktelemente kombiniert werden können, kann die herzustellende Energiespeicheranordnung besser an mechanische und/oder elektrische Anforderungen angepasst werden. Damit kann insbesondere einhergehen, dass die Ausführung der elektrischen Verschaltung von zwei der Energiespeichereinrichtungen wirtschaftlicher erfolgen kann. Insbesondere für die Herstellung einer Energiespeicheranordnung kann eines der Kontaktelemente aus einer Gruppe vorgefertigter Kontaktelemente mit unterschiedlichen elektrischen bzw. mechanischen Eigenschaften oder Geometrien ausgewählt werden, wobei die verschiedenen vorgefertigten Kontaktelemente nicht an mehrere, insbesondere gegensätzliche, Anforderungen angepasst zu sein brauchen. Damit sinken insbesondere die Herstellkosten für die verschiedenen vorgefertigten Kontaktelemente.By different contact elements can be combined with the aforementioned cell frame during the production of a battery or energy storage device, the energy storage device to be produced can be better adapted to mechanical and / or electrical requirements. This may in particular accompany the fact that the execution of the electrical interconnection of two of the energy storage devices can be made more economical. In particular for the production of an energy storage arrangement, one of the contact elements can be selected from a group of prefabricated contact elements having different electrical or mechanical properties or geometries, wherein the different prefabricated contact elements need not be adapted to several, in particular conflicting, requirements. This reduces in particular the production costs for the various prefabricated contact elements.
Damit wird die zu Grunde liegende Aufgabe gelöst.This solves the underlying task.
Unter einem Rahmen ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, welche jeweils vier, im Wesentlichen stabförmige, Rahmenelemente und einen im Wesentlichen quaderförmigen Zellaufnahmeabschnitt aufweist. Die Rahmenelemente umgeben den Zellaufnahmeabschnitt wenigstens abschnittweise. Der Zellaufnahmeabschnitt ist zur wenigstens teilweisen Aufnahme wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen ausgestaltet. Die vier Rahmenelemente sind entsprechend den Seiten eines Rechtecks angeordnet und an den Ecken des Rechtecks miteinander insbesondere stoffschlüssig verbunden. Die derart miteinander verbundenen Rahmenelemente begrenzen den Zellaufnahmeabschnitt gegenüber der Umgebung des Rahmens. Die Gestalt des Rahmens entspricht im Wesentlichen einem Quader mit einer zentralen Ausnehmung, welche den Zellaufnahmeabschnitt bildet. Der Quader weist zwei, zueinander im Wesentlichen parallel angeordnete, größte Mantelflächen auf, welche voneinander beabstandet sind. Der Abstand zwischen den größten Mantelflächen wird nachfolgend Rahmendicke genannt. Der Zellaufnahmeabschnitt ist durch wenigstens eine der größten Mantelflächen zugängig.For the purposes of the invention, a frame is to be understood in particular to mean a device which has four, substantially rod-shaped, frame elements and a substantially cuboid cell receiving section. The frame elements surround the cell receiving portion at least in sections. The cell receiving portion is configured for at least partially receiving at least one of the energy storage devices. The four frame members are arranged corresponding to the sides of a rectangle and connected to each other in particular cohesively at the corners of the rectangle. The like interconnected frame members bound the cell receiving portion to the environment of the frame. The shape of the frame substantially corresponds to a cuboid with a central recess which forms the cell receiving portion. The cuboid has two, to each other substantially parallel arranged, the largest lateral surfaces, which are spaced from each other. The distance between the largest lateral surfaces is referred to below as the frame thickness. The cell receiving portion is accessible through at least one of the largest lateral surfaces.
Der Zellrahmen ist vorgesehen, während der Herstellung einer Batterie benachbart zu einem weiteren der Zellrahmen angeordnet bzw. gestapelt zu werden. Die Richtung, entlang welcher eine oder mehrere weitere Zellrahmen benachbart zu dem ersten Zellrahmen angeordnet werden, wird nachfolgend Stapelrichtung genannt. Der insbesondere quaderförmige Zellrahmen weist zwei, zueinander parallel angeordnete, größte Mantelflächen auf. Vorzugsweise ist die Stapelrichtung senkrecht zu einer der größten Mantelflächen des Zellrahmens ausgerichtet.The cell frame is intended to be stacked adjacent to another of the cell frames during manufacture of a battery. The direction along which one or more further cell frames are arranged adjacent to the first cell frame is hereinafter referred to as stacking direction. The particular cuboid cell frame has two, arranged parallel to each other, largest lateral surfaces. Preferably, the stacking direction is aligned perpendicular to one of the largest lateral surfaces of the cell frame.
Unter einer Energiespeichereinrichtung ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, welche zur Bereitstellung elektrischer Energie dient. Vorzugsweise weist die Energiespeichereinrichtung eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt auf. Die Energiespeichereinrichtung weist eine, insbesondere wiederaufladbare, elektrochemische Elektrodenanordnung auf, wobei die Elektrodenanordnung zur Wandlung chemischer Energie in elektrische Energie dient, und vorzugsweise zur Wandlung in elektrische Energie in chemische Energie dient. Die Energiespeichereinrichtung weist wenigstens einen Stromableiter auf, vorzugsweise wenigstens zwei Stromableiter unterschiedlicher Polarität. Ein derartiger Stromableiter ist zur elektrischen Kontaktierung der Elektrodenanordnung ausgestaltet. Der Stromableiter erstreckt sich wenigstens abschnittsweise in die Umgebung der Energiespeichereinrichtung. Vorzugsweise erstrecken sich zwei der Stromableiter unterschiedlicher Polarität wenigstens abschnittsweise in derselben Richtung in die Umgebung der Energiespeichereinrichtung. Vorzugsweise weist der Stromableiter zwei Schenkel auf, wobei der erste Schenkel gegenüber dem zweiten Schenkel geneigt bzw. abgewinkelt ist. Vorzugsweise weist die Energiespeichereinrichtung eine Umhüllung auf, welche mit einer Verbundfolie ausgebildet ist. Alternativ weist die Energiespeichereinrichtung eine Umhüllung auf, welche mit einem Metallblech ausgebildet ist.In the context of the invention, an energy storage device is to be understood as meaning, in particular, a device which serves to provide electrical energy. Preferably, the energy storage device has a substantially cuboid shape. The energy storage device has a, in particular rechargeable, electrochemical electrode arrangement, wherein the electrode arrangement serves to convert chemical energy into electrical energy, and preferably serves for conversion into electrical energy into chemical energy. The energy storage device has at least one current conductor, preferably at least two current conductors of different polarity. Such a current conductor is designed for electrical contacting of the electrode arrangement. The current collector extends at least partially into the environment of the energy storage device. Preferably, two of the current conductors of different polarity at least partially extend in the same direction in the environment of the energy storage device. Preferably, the current collector on two legs, wherein the first leg is inclined or angled relative to the second leg. Preferably, the energy storage device comprises a sheath, which is formed with a composite film. Alternatively, the energy storage device has a casing, which is formed with a metal sheet.
Die Energiespeichereinrichtung ist vorgesehen, während der Herstellung einer Batterie benachbart zu einer weiteren der Energiespeichereinrichtungen angeordnet bzw. gestapelt zu werden. Die Richtung, entlang welcher eine oder mehrere weitere Energiespeichereinrichtungen benachbart zu der ersten Energiespeichereinrichtung zur Bildung eines so genannten Zellstapels angeordnet werden, entspricht der Stapelrichtung. Die insbesondere quaderförmige Energiespeichereinrichtung weist zwei, zueinander parallel angeordnete, größte Mantelflächen auf. Vorzugsweise ist die Stapelrichtung senkrecht zu einer der größten Mantelflächen der Energiespeichereinrichtung ausgerichtet.The energy storage device is provided to be stacked adjacent to another of the energy storage devices during manufacture of a battery. The direction along which one or more further energy storage devices are arranged adjacent to the first energy storage device for forming a so-called cell stack corresponds to the stacking direction. The particular cuboid energy storage device has two, mutually parallel, largest lateral surfaces. Preferably, the stacking direction is aligned perpendicular to one of the largest lateral surfaces of the energy storage device.
Unter einer Hauptfläche ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Mantelfläche des Zellrahmens zu verstehen,
- • durch welche der Zellaufnahmeabschnitt zugängig ist, und
- • welche innerhalb einer Batterie im Wesentlichen senkrecht zu der Stapelrichtung ausgerichtet ist, und
- • welche im Wesentlichen parallel zu einer der größten Mantelflächen der wenigstens teilweise im Zellaufnahmeabschnitt aufgenommenen Energiespeichereinrichtung ausgerichtet ist, und
- • welche im Wesentlichen senkrecht zur Richtung der Rahmendicke ausgerichtet ist.
- • through which the cell receiving section is accessible, and
- • which is aligned within a battery substantially perpendicular to the stacking direction, and
- Which is aligned substantially parallel to one of the largest lateral surfaces of the at least partially accommodated in the cell receiving portion energy storage device, and
- • which is aligned substantially perpendicular to the direction of the frame thickness.
Unter einer Seitenfläche ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Mantelfläche des Zellrahmens zu verstehen, welche gegenüber der Hauptfläche mit einem vorbestimmten Winkel, vorzugsweise mit einem Winkel von etwa 45°, etwa 60°, etwa 75° oder besonders bevorzugt etwa 90°, geneigt ist. Vorzugsweise grenzt die Seitenfläche mit dem vorbestimmten Winkel an die Hauptfläche. Vorzugsweise geht die Hauptfläche mit einem Radius in die Seitenfläche über. Vorzugsweise ist der vorbestimmte Winkel durch eine Tangente zur Seitenfläche und eine Tangente zur Hauptfläche gebildet. Vorzugsweise ist Seitenfläche im Wesentlichen parallel zu der Stapelrichtung oder im Wesentlichen parallel zu der Richtung der Rahmendicke ausgerichtet. Durch die Seitenfläche ist der Zellaufnahmeabschnitt nicht zugängig. Die Seitenfläche ist der Umgebung des Zellrahmens zugewandt Vorzugsweise entspricht die Seitenfläche einer Mantelfläche eines der Rahmenelemente. Vorzugsweise ist der Flächeninhalt der Seitenfläche kleiner als der Flächeninhalt der Hauptfläche.Within the meaning of the invention, a lateral surface is to be understood in particular to be a lateral surface of the cell frame, which is inclined with respect to the main surface at a predetermined angle, preferably at an angle of approximately 45 °, approximately 60 °, approximately 75 ° or particularly preferably approximately 90 ° , Preferably, the side surface adjoins the main surface at the predetermined angle. Preferably, the major surface merges with a radius in the side surface. Preferably, the predetermined angle is formed by a tangent to the side surface and a tangent to the major surface. Preferably, side surface is aligned substantially parallel to the stacking direction or substantially parallel to the direction of the frame thickness. Through the side surface of the cell receiving portion is not accessible. The side surface faces the vicinity of the cell frame. Preferably, the side surface of a lateral surface corresponds to one of the frame elements. Preferably, the area of the side surface is smaller than the area of the main surface.
Unter einem Zellaufnahmeabschnitt ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Ausnehmung des Zellrahmens bzw. ein Hohlraum im Zellrahmen zu verstehen. Der Zellaufnahmeabschnitt ist ausgestaltet, die Elektrodenanordnung wenigstens teilweise aufzunehmen. Vorzugsweise ist der Zellaufnahmeabschnitt ausgestaltet die Elektrodenanordnung einer ersten Energiespeichereinrichtung und die Elektrodenanordnung einer zweiten Energiespeichereinrichtung jeweils wenigstens teilweise aufzunehmen. Der Zellaufnahmeabschnitt ist durch die Hauptfläche zugängig. Vorzugsweise ist der Zellaufnahmeabschnitt im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Vorzugsweise ist der Zellaufnahmeabschnitt als Hohlraum des Zellrahmens ausgebildet, wobei der Hohlraum sowohl durch die Hauptfläche als auch durch eine zu der Hauptfläche parallel angeordnete Fläche zugängig ist.For the purposes of the invention, a cell receiving section is to be understood as meaning in particular a recess of the cell frame or a cavity in the cell frame. The cell receiving portion is configured to at least partially receive the electrode assembly. Preferably, the cell receiving portion is configured to at least partially receive the electrode assembly of a first energy storage device and the electrode assembly of a second energy storage device. The cell receiving section is through the Main area accessible. Preferably, the cell receiving portion is formed substantially cuboid. Preferably, the cell receiving portion is formed as a cavity of the cell frame, wherein the cavity is accessible both through the main surface and through a surface arranged parallel to the main surface.
Unter einem Kontaktelementaufnahmeabschnitt ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein Abschnitt des Zellrahmens, insbesondere ein Abschnitt eines der Rahmenelemente des Zellrahmens, zu verstehen, welcher ausgestaltet ist, wenigstens eines der Kontaktelemente wenigstens teilweise aufzunehmen. Vorzugsweise ist der Kontaktelementaufnahmeabschnitt zur mechanischen Verbindung mit wenigstens einem der Kontaktelemente ausgestaltet. Die wenigstens zwei sich kreuzenden spaltförmigen Vertiefungen sind wenigstens durch die Seitenfläche zugängig. Vorzugsweise erstreckt sich wenigstens eine der spaltförmigen Vertiefungen entlang einer Vertiefungslängsachse. Besonders bevorzugt ist die Vertiefungslängsachse im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse eines der Rahmenelemente ausgerichtet. Besonders bevorzugt weist wenigstens eine Gestalt in Vertiefungen senkrecht zu der Vertiefung Längsachse einen im Wesentlichen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt auf. Vorzugsweise erstreckt sich wenigstens eine der spaltförmigen Vertiefungen ausgehend von der Seitenfläche in das Material des Zellrahmens. Vorzugsweise dient der Kontaktelementaufnahmeabschnitt als Gegenhalter oder Biegekontur beim Umbiegen eines der Stromableiter, besonders bevorzugt zur Ausbildung eines Schenkels des Stromableiters, wobei der Schenkel vorgesehen ist, sich entlang der Seitenfläche zu erstrecken. Vorzugsweise ist der Kontaktelementaufnahmeabschnitt benachbart zu einem der Stromableiter einer abzustützenden Energiespeichereinrichtung angeordnet.In the context of the invention, a contact element receiving section is to be understood in particular to mean a section of the cell frame, in particular a section of one of the frame elements of the cell frame, which is designed to at least partially accommodate at least one of the contact elements. Preferably, the contact element receiving portion is designed for mechanical connection with at least one of the contact elements. The at least two intersecting gap-shaped recesses are accessible at least through the side surface. Preferably, at least one of the slot-shaped depressions extends along a recess longitudinal axis. Particularly preferably, the recess longitudinal axis is aligned substantially parallel to a longitudinal axis of one of the frame elements. Particularly preferably, at least one shape in depressions perpendicular to the depression of the longitudinal axis has a substantially rectangular or trapezoidal cross-section. Preferably, at least one of the slot-shaped depressions extends from the side surface into the material of the cell frame. Preferably, the contact element receiving portion serves as a counterhold or bending contour when bending over one of the current conductors, particularly preferably for forming a leg of the current conductor, wherein the leg is intended to extend along the side surface. Preferably, the contact element receiving portion is disposed adjacent to one of the current conductors of an energy storage device to be supported.
Unter einem Kontaktelement ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein elektrisch leitendes Element zu verstehen, welche der elektrischen Kontaktierung eines der Stromableiter wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen dient. Vorzugsweise ist das Kontaktelement mehrteilig ausgestaltet. Vorzugsweise ist das Kontaktelement ausgestaltet, mit je einem Stromableiter zweier benachbarter der Energiespeichereinrichtungen elektrisch, besonders bevorzugt stoffschlüssig, verbunden zu werden.In the context of the invention, a contact element is to be understood in particular to mean an electrically conductive element which serves for the electrical contacting of one of the current conductors of at least one of the energy storage devices. Preferably, the contact element is designed in several parts. Preferably, the contact element is configured to be electrically connected to one respective current conductor of two adjacent ones of the energy storage devices, particularly preferably in a material-locking manner.
Unter einem zellexternen Anschluss ist im Sinne der Erfindung insbesondere zu verstehen
- • eine weitere Energiespeichereinrichtung, insbesondere ein Stromableiter der weiteren Energiespeichereinrichtung, oder
- • ein Batterieanschluss oder ein Batteriepol einer übergeordneten Batterie, oder
- • ein elektrischer Verbraucher.
- A further energy storage device, in particular a current conductor of the further energy storage device, or
- • a battery connection or a battery pole of a higher-level battery, or
- • an electrical consumer.
Nachfolgend sind bevorzugte Weiterbildungen beschrieben, welche ohne einen ausdrücklichen entsprechenden Hinweis miteinander vorteilhaft kombinierbar sind.Below preferred developments are described, which can be advantageously combined with each other without an express appropriate notice.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Kontaktelementaufnahmeabschnitt wenigstens zwei, vier oder mehrere Vorsprünge auf, wobei die wenigstens zwei Vorsprünge sich im Wesentlichen senkrecht zu der Seitenfläche, vorzugsweise in das Material des Zellrahmens, erstrecken. Vorzugsweise begrenzten die wenigstens zwei Vorsprünge wenigstens eine der spaltförmigen Vertiefungen. Vorzugsweise grenzt wenigstens einer der Vorsprünge an die Hauptfläche. Vorzugsweise erstreckt sich wenigstens einer der Vorsprünge entlang einer Vorsprungslängsachse, besonders bevorzugt mit einem im Wesentlichen rechteckigen oder kreisförmigen Querschnitt. Vorzugsweise sind mehrere der Vorsprünge entlang einer Achse beabstandet, wobei der Achse im Wesentlichen parallel oder senkrecht zu der Hauptfläche ausgerichtet ist. Vorzugsweise verlaufen die Vorsprungslängsachsen von vier der Vorsprünge durch die Ecken eines Parallelogramms, Rechtecks oder eines Quadrats. Vorzugsweise ist wenigstens einer der Vorsprünge quaderförmig, wenigstens abschnittsweise kegelförmig oder wenigstens abschnittsweise pyramidenförmig. Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass eines der Kontaktelemente besser abgestützt werden kann. Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass ein Zwischenraum zwischen wenigstens zwei der Vorsprünge die elektrische bzw. stoffschlüssige Verbindung eines der Kontaktelemente mit einem der Stromableiter vereinfacht.According to a preferred embodiment, the contact element receiving portion has at least two, four or more protrusions, wherein the at least two protrusions extend substantially perpendicular to the side surface, preferably into the material of the cell frame. Preferably, the at least two projections bound at least one of the gap-shaped recesses. Preferably, at least one of the projections adjoins the main surface. Preferably, at least one of the projections extends along a projection longitudinal axis, particularly preferably with a substantially rectangular or circular cross section. Preferably, a plurality of the projections are spaced along an axis, wherein the axis is aligned substantially parallel or perpendicular to the main surface. Preferably, the projection longitudinal axes of four of the projections pass through the corners of a parallelogram, rectangle or square. Preferably, at least one of the projections is cuboid, at least partially conical or at least partially pyramidal. The preferred development can in particular offer the advantage that one of the contact elements can be better supported. In particular, the preferred development can offer the advantage that a gap between at least two of the projections simplifies the electrical or material connection of one of the contact elements to one of the current conductors.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Zellrahmen wenigstens ein, zwei oder mehrere erste Verbindungselemente oder erste Rastelemente auf, welches jeweils innerhalb des Kontaktelementaufnahmeabschnitts angeordnet ist und welches jeweils zur mechanischen Verbindung des Zellrahmens mit einem der Kontaktelemente ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist das wenigstens eine erste Verbindungselement oder das wenigstens eine erste Rastelement in der Hauptfläche oder der Seitenfläche des Zellrahmens angeordnet. Vorzugsweise ist das erste Verbindungselement oder das eine erste Rastelement zum mechanischen Eingriff mit einem der Kontaktelemente ausgestaltet. Vorzugsweise ist das erste Verbindungselement oder das erste Rastelement der folgenden Gruppe entnommen, welche beinhaltet: Öffnung, Loch, Sackloch, Klinke, Haken, Nut, Bohrung, Hinterschneidung, Vorsprung. Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass die Aufnahme eines der Kontaktelemente in den Kontaktelementaufnahmeabschnitt mechanisch stabiler ist, oder dass die mechanische Verbindung des Zellrahmens mit dem Kontaktelement ohne Werkzeug erfolgen kann.According to a preferred development, the cell frame has at least one, two or more first connection elements or first latching elements, which is respectively arranged within the contact element receiving section and which is designed in each case for the mechanical connection of the cell frame with one of the contact elements. Preferably, the at least one first connection element or the at least one first latching element is arranged in the main surface or the side surface of the cell frame. Preferably, the first connection element or the first latching element is designed for mechanical engagement with one of the contact elements. Preferably, the first connecting element or the first locking element of the following group is taken, which includes: opening, hole, blind hole, pawl, hook, groove, hole, undercut, projection. The preferred development can offer the particular advantage that the inclusion of one of the contact elements in the contact element receiving portion is mechanically stable, or that the mechanical Connection of the cell frame with the contact element can be done without tools.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Zellrahmen wenigstens eine, zwei vier oder mehrere Spannmittelausnehmungen auf, deren Längsachse jeweils im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptfläche bzw. der Stapelrichtung ausgerichtet ist, und welches jeweils zur Aufnahme eines vorzugsweise stabförmigen Spannmittels oder eines Zugstabes ausgestaltet ist. Das Spannmittel oder der Zugstab dient der mechanischen Verbindung wenigstens zwei der Zellrahmen. Vorzugsweise ist die Spannmittelausnehmung als besonders bevorzugt zylindrische Öffnung oder Durchgangsloch ausgebildet. Vorzugsweise ist die Spannmittelausnehmung im Wesentlichen kreisförmig oder zylindrisch ausgebildet. Vorzugsweise erstreckt sich die Spannmittelausnehmung durch den Zellrahmen oder eines der Rahmenelemente. Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass die Montage der Batterie vereinfacht ist, oder dass die Verbindung mehrerer der Zellrahmen untereinander vereinfacht ist, oder dass die Verbindung mehrerer der Zellrahmen mit einem mit einer Zugkraft beanspruchten Spannmittel oder Zugstab erfolgen kann. Vorzugsweise dient das Spannmittel oder der Zugstab zur Beaufschlagung eines der Stromableiter mit einer Normalkraftkomponente, insbesondere senkrecht zu der Hauptfläche.According to a preferred embodiment, the cell frame has at least one, two four or more Spannmittelausnehmungen, whose longitudinal axis is aligned in each case substantially perpendicular to the main surface or the stacking direction, and which is respectively configured to receive a preferably rod-shaped clamping means or a tension rod. The tensioning means or the tension rod serves for the mechanical connection of at least two of the cell frames. Preferably, the Spannmittelausnehmung is formed as a particularly preferred cylindrical opening or through hole. Preferably, the Spannmittelausnehmung is substantially circular or cylindrical. Preferably, the Spannmittelausnehmung extends through the cell frame or one of the frame members. The preferred development can in particular offer the advantage that the installation of the battery is simplified, or that the connection of several of the cell frame is simplified with each other, or that the connection of several of the cell frame can be done with a stressed with a tensile force or tension rod. Preferably, the tensioning means or the tension rod is used to act on one of the current conductors with a normal force component, in particular perpendicular to the main surface.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Zellrahmen wenigstens eine, zwei oder mehrere Spannkörperausnehmungen auf, welche jeweils ausgestaltet sind, einen elastischen Spannkörper wenigstens abschnittsweise oder teilweise aufzunehmen und welche durch die Hauptfläche zugängig sind. Vorzugsweise dient der Spannkörper zur Beaufschlagung eines der Stromableiter mit einer Normalkraftkomponente insbesondere senkrecht zu der Hauptfläche. Vorzugsweise dient der Spannkörper in Verbindung mit einem benachbarten der Zellrahmen insbesondere dazu, einer unerwünschten Verlagerung des Stromableiters während des Betriebs der Batterie zu begegnen. Vorzugsweise ist die Spannkörperausnehmung als Vertiefung ausgebildet, welche sich ausgehend von der Hauptfläche in das Material des Zellrahmens erstreckt. Vorzugsweise die Spannkörperausnehmung als Sackloch oder als Nut ausgebildet. Vorzugsweise ist wenigstens eine der Spannkörperausnehmungen benachbart zu einem der Stromableiter einer der Energiespeichereinrichtungen in einer der Hauptflächen oder größten Mantelflächen des Zellrahmens angeordnet. Diese bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass einer unerwünschten Verlagerung des Spannkörpers begegnet werden kann.According to a preferred embodiment, the cell frame has at least one, two or more Spannkörperausnehmungen, which are each designed to accommodate an elastic clamping body at least partially or partially and which are accessible through the main surface. Preferably, the clamping body serves to act on one of the current conductors with a normal force component, in particular perpendicular to the main surface. In particular, the clamping body in conjunction with an adjacent one of the cell frames serves, in particular, to counteract undesired displacement of the current conductor during operation of the battery. Preferably, the Spannkörperausnehmung is formed as a recess which extends from the main surface into the material of the cell frame. Preferably, the Spannkörperausnehmung formed as a blind hole or as a groove. Preferably, at least one of the clamping body recesses is arranged adjacent to one of the current conductors of one of the energy storage devices in one of the main surfaces or largest lateral surfaces of the cell frame. This preferred development can in particular offer the advantage that an undesired displacement of the clamping body can be counteracted.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Zellrahmen einen der elastischen Spannkörper auf, welcher in die Spannkörperausnehmung wenigstens teilweise, vorzugsweise überwiegend, vorzugsweise nur teilweise, einbringbar ist und so ausgestaltet ist, dass er, wenn er in die Spannkörperausnehmung wenigstens teilweise eingebracht und die Elektrodenanordnung zumindest teilweise von dem Zellaufnahmeabschnitt aufgenommen ist, den Stromableiter, welcher mit der Elektrodenanordnung elektrisch verbunden ist, mit einer Normalkraftkomponente beaufschlagt. Vorzugsweise ist die Normalkraftkomponente eine Folge einer elastischen Verformung des Spannkörpers. Vorzugsweise sind einer oder mehrere der Spannkörper als elastische Leisten oder als elastische Rundstäbe ausgebildet. Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass einer unerwünschten Verlagerung des Stromableiters während des Betriebs der Batterie begegnet werden kann.According to a preferred embodiment, the cell frame on one of the elastic clamping body, which is at least partially, preferably predominantly, preferably only partially, introduced into the Spannkörperausnehmung and is designed so that when he at least partially introduced into the Spannkörperausnehmung and the electrode assembly at least partially is received by the cell receiving portion, the current conductor, which is electrically connected to the electrode assembly, applied to a normal force component. Preferably, the normal force component is a consequence of an elastic deformation of the clamping body. Preferably, one or more of the clamping body are formed as elastic strips or elastic round rods. The preferred development can in particular offer the advantage that an undesired displacement of the current conductor during operation of the battery can be counteracted.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist wenigstens eine der spaltförmigen Vertiefungen durch die Seitenfläche und durch die Hauptfläche zugängig. Die spaltförmige Vertiefung ist geeignet, ein unabhängiges Werkzeug zur mechanischen bzw. stoffschlüssigen Verbindung eines der Stromableiter mit einem der Kontaktelemente aufzunehmen. Das Werkzeug kann durch die Seitenfläche des Zellrahmens in die spaltförmige Vertiefung eingesetzt und durch die Hauptfläche des Zellrahmens mit einem der Stromableiter bzw. Kontaktelemente in Berührung gebracht werden. Vorzugsweise kann von der spaltförmigen Vertiefung ein Arm einer Zange oder ein Teil einer Fügeeinrichtung aufgenommen werden. Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass die elektrische bzw. stoffschlüssige Verbindung eines der Stromableiter mit einem der Kontaktelemente, insbesondere mit dessen nachfolgend dargelegten Winkelblech, vereinfacht ist.According to a preferred development, at least one of the slot-shaped recesses is accessible through the side surface and through the main surface. The gap-shaped depression is suitable for receiving an independent tool for the mechanical or integral connection of one of the current conductors with one of the contact elements. The tool may be inserted through the side surface of the cell frame into the slot-shaped recess and brought into contact with one of the current conductors or contact elements through the main surface of the cell frame. Preferably, an arm of a pair of pliers or a part of a joining device can be received by the gap-shaped recess. In particular, the preferred development can offer the advantage that the electrical or cohesive connection of one of the current conductors with one of the contact elements, in particular with its angle plate set out below, is simplified.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Zellrahmen ein Kontaktelement auf, welches von dem Zellrahmen abtrennbar und so ausgestaltet ist, dass es von dem Kontaktelementaufnahmeabschnitt aufgenommen werden kann, und weist ein mechanisches Verbindungsmittel und ein Ankerteil auf, wobei das Ankerteil
- • ausgestaltet ist, mittels des Verbindungsmittels mit einer Normalkraftkomponente in Richtung wenigstens eines der Stromableiter beaufschlagt werden, und
- • derart geformt ist, dass es, wenn das Kontaktelement durch den Kontaktelementaufnahmeabschnitt zumindest teilweise aufgenommen ist, in wenigstens eine der spaltförmigen Vertiefungen eingreift.
- • is configured to be acted upon by means of the connecting means with a normal force component in the direction of at least one of the current conductor, and
- • is shaped such that, when the contact element is at least partially received by the contact element receiving portion, it engages in at least one of the gap-shaped recesses.
Je einer der Stromableiter zweier benachbarter Energiespeichereinrichtungen können miteinander zwischen dem Ankerteil und dem Verbindungsmittel angeordnet werden. Je einer der Stromableiter zweier benachbarter Energiespeichereinrichtungen können durch das Ankerteil und das Verbindungsmittel miteinander kraftschlüssig bzw. reibschlüssig verbunden werden. Dabei beabstandet der Zellrahmen bzw. dessen Kontaktelementaufnahmeabschnitt die Stromableiter der beiden benachbarten Energiespeichereinrichtungen.One each of the current conductors of two adjacent energy storage devices can be interconnected between the anchor part and the Connecting means are arranged. Depending on one of the current conductors of two adjacent energy storage devices can be connected to each other by the anchor member and the connecting means positively or frictionally. In this case, the cell frame or its contact element receiving portion, the current conductor of the two adjacent energy storage devices.
Vorzugsweise ist das Verbindungsmittel als Schraube, Bolzen oder Niet ausgebildet. Vorzugsweise weist das Ankerteil wenigstens ein Durchgangsloch für das Verbindungsmittel, besonders bevorzugt mit einem Innengewinde, auf.Preferably, the connecting means is designed as a screw, bolt or rivet. Preferably, the anchor part has at least one through hole for the connecting means, particularly preferably with an internal thread.
Vorzugsweise weist das Kontaktelement wenigstens ein Winkelblech oder Metallplatte auf, besonders bevorzugt mit wenigstens einem Durchgangsloch oder Innengewinde. Besonders bevorzugt weist das Winkelblech oder Metallplatte eine Schweißmutter oder eine Nietmutter oder einen Gewindetiefzug mit Innengewinde für das Verbindungsmittel auf.Preferably, the contact element has at least one angle plate or metal plate, particularly preferably with at least one through hole or internal thread. Particularly preferably, the angle plate or metal plate on a weld nut or a rivet nut or a threaded indentation with internal thread for the connecting means.
Vorzugsweise erstreckt das Verbindungsmittel sich durch das Winkelblech oder die Metallplatte bis in das Ankerteil, besonders bevorzugt bis in das Material des Zellrahmens. Vorzugsweise können das Winkelblech bzw. die Metallplatte und das Ankerteil mittels Umformung oder Durchsetzfügen oder Clinchen miteinander verbunden werden. Vorzugsweise können je einer der Stromableiter zweier benachbarter Energiespeichereinrichtungen miteinander zwischen dem Ankerteil und dem Winkelblech angeordnet und kraftschlüssig bzw. reibschlüssig verbunden werden.Preferably, the connecting means extends through the angle plate or the metal plate into the anchor part, particularly preferably into the material of the cell frame. Preferably, the angle plate or the metal plate and the anchor part can be connected to each other by means of forming or clinching or clinching. Preferably, each one of the current conductors of two adjacent energy storage devices can be arranged with one another between the anchor part and the angle plate and connected non-positively or frictionally.
Vorzugsweise dient das Winkelblech bzw. die Metallplatte gemeinsam mit dem Kontaktelementaufnahmeabschnitt und mit dem Verbindungsmittel zum Umbiegen eines der Stromableiter, besonders bevorzugt zum Ausbilden eines Schenkels oder Ableiterabschnitts des Stromableiters, wobei der Schenkel bzw. Ableiterabschnitt vorgesehen ist, parallel zu der Seitenfläche angeordnet zu werden.Preferably, the angle plate or the metal plate is used together with the contact element receiving portion and with the connecting means for bending one of the current collector, particularly preferably for forming a leg or arrester portion of the current collector, wherein the leg or Ableiterabschnitt is provided to be arranged parallel to the side surface.
Vorzugsweise bilden das Ankerteil und die Ableiterabschnitte oder Schenkel je eines Stromableiters zweier benachbarter Energiespeichereinrichtungen das Kontaktelement.The armature part and the arrester sections or limbs of a respective current conductor of two adjacent energy storage devices preferably form the contact element.
Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass die Verbindung der beiden Stromableiter im Wesentlichen ohne Zufuhr von Wärmeenergie erfolgen kann. Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass die Verbindung der beiden Stromableiter ohne größeren apparativen Aufwand erfolgen kann.In particular, the preferred development can offer the advantage that the connection of the two current conductors can essentially take place without the supply of thermal energy. The preferred development can offer the particular advantage that the connection of the two current conductors can be done without much equipment.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Zellrahmen ein Kontaktelement auf, welches von dem Zellrahmen abtrennbar und so ausgestaltet ist, dass es von dem Kontaktelementaufnahmeabschnitt aufgenommen werden kann, und weist wenigstens ein einfach oder zweifach abgewinkeltes Winkelblech mit wenigstens einer oder mehreren Werkzeugöffnungen auf, wobei wenigstens eine der spaltförmigen Vertiefungen durch die Werkzeugöffnung aus der Umgebung zugänglich ist, wenn das Kontaktelement, insbesondere dessen Winkelblech, durch den Kontaktelementaufnahmeabschnitt zumindest teilweise aufgenommen ist.According to a preferred development, the cell frame has a contact element, which is separable from the cell frame and configured so that it can be received by the contact element receiving portion, and has at least one single or double angled angle plate with at least one or more tool openings, wherein at least one the gap-shaped recesses is accessible through the tool opening from the environment when the contact element, in particular its angle plate, is at least partially received by the contact element receiving portion.
Vorzugsweise kann für die elektrische Verbindung oder während der elektrischen Verbindung eines der Stromableiters einer der Energiespeichereinrichtungen mit dem Winkelblech ein Werkzeug durch die Werkzeugöffnung geführt werden. Vorzugsweise ist wenigstens eine der Werkzeugöffnungen derart bemessen, dass für die elektrische Verbindung oder während der elektrischen Verbindung des Stromableiters mit dem Winkelblech ein Werkzeug durch die Werkzeugöffnung geführt werden kann.Preferably, for the electrical connection or during the electrical connection of one of the current collector of one of the energy storage devices with the angle plate, a tool can be guided through the tool opening. Preferably, at least one of the tool openings is dimensioned such that a tool can be guided through the tool opening for the electrical connection or during the electrical connection of the current conductor with the angle plate.
Vorzugsweise ist das Winkelblech ausgestaltet, stoffschlüssig mit wenigstens einem der Stromableiter verbunden zu werden. Besonders bevorzugt ist das Winkelblech ausgestaltet, stoffschlüssig mit je einem der Stromableiter zweier benachbarter der Energiespeichereinrichtungen verbunden zu werden. Vorzugsweise ist das Winkelblech ausgestaltet, wenigstens abschnittsweise an der Seitenfläche anzulegen. Vorzugsweise ist das Winkelblech ausgestaltet, das elektrische Potential des Stromableiters, welche benachbart zu der Hauptfläche angeordnet ist, an einer weiteren Mantelfläche des Zellrahmens, welche besonders bevorzugt parallel zu der Hauptfläche ist (Parallelfläche), zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise dient das Winkelblech als Gegenhalter oder Biegekontur beim Umbiegen eines der Stromableiter, besonders bevorzugt zur Ausbildung eines Schenkels des Stromableiters, wobei der Schenkel vorgesehen ist, sich entlang der Seitenfläche zu erstrecken. Vorzugsweise ist das Winkelblech doppelt abgewinkelt, wobei zwei der abgewinkelten Abschnitte zueinander im Wesentlichen parallel ausgerichtet sind.Preferably, the angle plate is designed to be materially connected to at least one of the current collector. Particularly preferably, the angle plate is designed to be materially connected to one of the current conductors of two adjacent of the energy storage devices. Preferably, the angle plate is configured to apply at least in sections on the side surface. Preferably, the angle plate is designed to provide the electrical potential of the current conductor, which is arranged adjacent to the main surface, on a further lateral surface of the cell frame, which is particularly preferably parallel to the main surface (parallel surface). Preferably, the angle plate serves as a counterholder or bending contour when bending over one of the current conductors, particularly preferably for forming a leg of the current conductor, wherein the leg is intended to extend along the side surface. Preferably, the angle sheet is angled twice, wherein two of the angled portions are aligned substantially parallel to each other.
Vorzugsweise bilden das Winkelblech und Abschnitte oder Schenkel je eines Stromableiters zweier benachbarter Energiespeichereinrichtungen das Kontaktelement.Preferably, the angle plate and sections or legs of a respective Stromableiters two adjacent energy storage devices form the contact element.
Vorzugsweise weist das Winkelblech wenigstens ein, zwei oder mehrere zweite Verbindungselemente oder zweite Rastelemente auf, welche jeweils zur mechanischen Verbindung mit einem der ersten Verbindungselemente des Kontaktelementaufnahmeabschnitts ausgestaltet sind. Vorzugsweise ist das zweite Verbindungselement oder das zweite Rastelement der folgenden Gruppe entnommen, welche beinhaltet: Öffnung, Loch, Sackloch, Klinke, Haken, Nut, Bohrung, Hinterschneidung, Vorsprung, plastisch verformbare Zunge.Preferably, the angle plate has at least one, two or more second connecting elements or second latching elements, which are each designed for mechanical connection to one of the first connecting elements of the contact element receiving portion. Preferably, the second connecting element or the second locking element is taken from the following group, which includes: opening, hole, blind hole, pawl, hook, groove, hole, undercut, projection, plastically deformable tongue.
Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass der Übergangswiderstand zwischen dem Kontaktelement und wenigstens einem der Stromableiter insbesondere durch deren stoffschlüssige Verbindung verringert ist gegenüber einer reibschlüssigen oder kraftschlüssigen Verbindung.The preferred further development can in particular offer the advantage that the contact resistance between the contact element and at least one of the current conductors is reduced, in particular, by their integral connection with respect to a frictional or non-positive connection.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist eine Energiespeicheranordnung einen der vorgenannten Zellrahmen, zwei der Energiespeichereinrichtungen sowie ein Kontaktelement auf, welches von dem Zellrahmen abtrennbar und von dem Kontaktelementaufnahmeabschnitt des Zellrahmens zumindest teilweise aufgenommen werden kann, wobei das Kontaktelement mit einem ersten Ableiterabschnitt eines der Stromableiter der ersten Energiespeichereinrichtung und mit einem zweiten Ableiterabschnitt eines der Stromableiter der zweiten Energiespeichereinrichtung ausgebildet ist, wobei der erste Ableiterabschnitt und der zweite Ableiterabschnitt miteinander mechanisch und/oder stoffschlüssig verbunden sind.According to a second aspect of the invention, an energy storage arrangement has one of the aforementioned cell frames, two of the energy storage devices and a contact element which can be separated from the cell frame and at least partially received by the contact element receiving portion of the cell frame, wherein the contact element with a first arrester portion of the current the first energy storage device and a second arrester portion of the current collector of the second energy storage device is formed, wherein the first arrester portion and the second arrester portion are connected to each other mechanically and / or cohesively.
Vorzugsweise ist das Kontaktelement einstückig mit dem ersten Ableiterabschnitt und dem zweiten Ableiterabschnitt ausgebildet, besonders bevorzugt wobei die beiden Ableiterabschnitte miteinander stoffschlüssig verbunden sind. Vorzugsweise ist das Kontaktelement durch die Seitenfläche abgestützt. Vorzugsweise kann wenigstens eine der spaltförmigen Vertiefungen ein Fügewerkzeug oder einen Kühlkörper aufnehmen, besonders bevorzugt während die stoffschlüssige Verbindung je eines der Stromableiter zweier benachbarter der Energiespeichereinrichtungen hergestellt wird.Preferably, the contact element is formed integrally with the first arrester section and the second arrester section, particularly preferably wherein the two arrester sections are connected to one another in a material-locking manner. Preferably, the contact element is supported by the side surface. Preferably, at least one of the slot-shaped depressions can receive a joining tool or a heat sink, particularly preferably while the cohesive connection of each of the current conductors of two adjacent ones of the energy storage devices is produced.
Vorzugsweise bilden die miteinander stoffschlüssig verbundenen Stromableiter zweiter benachbarter Energiespeichereinrichtungen das Kontaktelement.The current collectors of second adjacent energy storage devices which are connected to one another in a materially connected manner preferably form the contact element.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Kontaktelement einen Potentialabgriff auf, wobei der Potentialabgriff ausgestaltet ist, mit einem Batteriepol oder mit einem Verbraucher elektrisch verbunden zu werden. Vorzugsweise weist der Potentialabgriff ein Gewinde auf. Vorzugsweise ist der Potentialabgriff mit einem Vorsprung ausgebildet, welcher sich besonders bevorzugt in Stapelrichtung erstreckt. Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass die mechanische bzw. elektrische Verbindung einer Anschlussleitung mit dem Kontaktelement stabiler und/oder dauerhafter ist.According to a preferred embodiment, the contact element has a potential tap, wherein the potential tap is configured to be electrically connected to a battery terminal or to a load. Preferably, the potential tap has a thread. Preferably, the potential tap is formed with a projection, which preferably extends in the stacking direction. The preferred development can in particular offer the advantage that the mechanical or electrical connection of a connecting line to the contact element is more stable and / or more durable.
Die Energiespeicheranordnung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass der Übergangswiderstand zwischen den Stromableitern der beiden Energiespeichereinrichtungen verringert ist gegenüber deren reibschlüssiger oder kraftschlüssiger Verbindung. Die Energiespeicheranordnung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass die Verschaltung der beiden Energiespeichereinrichtungen dauerhafter ist.The energy storage arrangement according to the second aspect of the invention may in particular offer the advantage that the contact resistance between the current conductors of the two energy storage devices is reduced compared to their frictional or force-locking connection. The energy storage arrangement according to the second aspect of the invention can in particular offer the advantage that the interconnection of the two energy storage devices is more permanent.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung weist eine Energiespeicheranordnung einen der Zellrahmen mit einem der Ankerteile und einem der mechanischen Verbindungsmittel auf, sowie zwei Energiespeichereinrichtungen, insbesondere Lithium-Ionen-Zellen, welche jeweils eine elektrochemische Elektrodenanordnung und wenigstens einen damit elektrisch verbundenen Stromableiter aufweisen, wobei die Elektrodenanordnungen der Energiespeichereinrichtungen jeweils zumindest teilweise im Zellaufnahmeabschnitt des Zellrahmens aufgenommen sind und mit wenigstens einem der Kontaktelemente elektrisch miteinander verschaltet sind, vorzugsweise in Reihe.According to a third aspect of the invention, an energy storage arrangement comprises one of the cell frames with one of the armature parts and one of the mechanical connection means, and two energy storage devices, in particular lithium-ion cells, each having an electrochemical electrode arrangement and at least one current conductor electrically connected thereto Electrode arrangements of the energy storage devices are each at least partially accommodated in the cell receiving portion of the cell frame and are electrically interconnected with at least one of the contact elements, preferably in series.
Vorzugsweise weisen wenigstens je einer der Stromableiter der beiden Energiespeichereinrichtungen einen abgewinkelten Ableiterabschnitt auf. Besonders bevorzugt überlappen die beiden abgewinkelten Ableiterabschnitte einander, insbesondere entlang der Seitenfläche des Zellrahmens. Besonders bevorzugt weist wenigstens einer der abgewinkelten Ableiterabschnitte eine Ausnehmung zur Aufnahme des mechanischen Verbindungsmittels auf. Besonders bevorzugt sind die abgewinkelten Ableiterabschnitte kraftschlüssig oder reibschlüssig miteinander verbunden, besonders bevorzugt indem das Ankerteil mit einer Normalkraftkomponenten in Richtung der abgewinkelten Schenkel der beiden Stromableiter beaufschlagt ist.Preferably, at least one of the current conductors of the two energy storage devices has an angled discharge section. Particularly preferably, the two angled Ableiterabschnitte overlap each other, in particular along the side surface of the cell frame. Particularly preferably, at least one of the angled Ableiterabschnitte on a recess for receiving the mechanical connection means. Particularly preferably, the angled Ableiterabschnitte are positively or frictionally connected to each other, particularly preferably by the armature part is acted upon by a normal force components in the direction of the angled legs of the two current conductors.
Vorzugsweise weist die Energiespeicheranordnung wenigstens eines, zwei oder vier der Spannmittel auf, wobei besonders bevorzugt wenigstens eines der Spannmittel als Zugstab ausgebildet ist.Preferably, the energy storage arrangement has at least one, two or four of the clamping means, wherein particularly preferably at least one of the clamping means is designed as a pull rod.
Die Energiespeicheranordnung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass der Aufwand für die Herstellung der Energiespeicheranordnung verringert sein kann. Die Energiespeicheranordnung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass der Aufwand zur Verschaltung der beiden Energiespeichereinrichtungen verringert sein kann. Die Energiespeicheranordnung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass die elektrische Verbindung der beiden Stromableiter im Wesentlichen ohne Zufuhr von Wärmeenergie erfolgen kann.The energy storage arrangement according to the third aspect of the invention can in particular offer the advantage that the outlay for the production of the energy storage arrangement can be reduced. The energy storage arrangement according to the third aspect of the invention can in particular offer the advantage that the effort for interconnecting the two energy storage devices can be reduced. The energy storage device according to the third aspect of the invention can in particular the Provide advantage that the electrical connection of the two current collector can be done substantially without the supply of heat energy.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung weist eine Energiespeicheranordnung einen der Zellrahmen mit einem der Winkelbleche auf, sowie zwei Energiespeichereinrichtungen, insbesondere Lithium-Ionen-Zellen, welche jeweils eine elektrochemische Elektrodenanordnung und wenigstens einen damit elektrisch verbundenen Stromableiter aufweisen, wobei die Elektrodenanordnungen der Energiespeichereinrichtungen jeweils zumindest teilweise im Zellaufnahmeabschnitt des Zellrahmens aufgenommen sind und mit wenigstens einem der Kontaktelemente elektrisch miteinander verschaltet sind, vorzugsweise in Reihe.According to a fourth aspect of the invention, an energy storage arrangement has one of the cell frames with one of the angle plates, and two energy storage devices, in particular lithium-ion cells, each having an electrochemical electrode assembly and at least one current conductor electrically connected thereto, wherein the electrode assemblies of the energy storage devices each at least are partially received in the cell receiving portion of the cell frame and are electrically interconnected with at least one of the contact elements, preferably in series.
Vorzugsweise sind je einer der Stromableiter der beiden Energiespeichereinrichtungen zueinander im Wesentlichen parallel angeordnet. Vorzugsweise ist der Zellrahmen zwischen je einem der Stromableiter der beiden Energiespeichereinrichtungen angeordnet und beabstandet diese voneinander.Preferably, each one of the current conductors of the two energy storage devices are arranged substantially parallel to each other. Preferably, the cell frame between each one of the current conductor of the two energy storage devices is arranged and spaced from each other.
Vorzugsweise überlappt ein erster Abschnitt des Winkelblechs einen der Stromableiter der ersten der Energiespeichereinrichtungen und ein zu dem ersten Abschnitt im Wesentlichen parallel angeordneter zweiter Abschnitt des Winkelblechs einen der Stromableiter der zweiten der Energiespeichereinrichtungen.Preferably, a first portion of the angle sheet overlaps one of the current conductors of the first one of the energy storage devices and a second portion of the angle sheet substantially parallel to the first portion overlaps one of the current conductors of the second one of the energy storage devices.
Vorzugsweise ist ein Stromableiter einer ersten der Energiespeichereinrichtungen abschnittsweise stoffschlüssig mit dem Winkelblech verbunden, besonders bevorzugt mit einem ersten abgewinkelten Abschnitt des Winkelblechs. Vorzugsweise ist ein Stromableiter einer zweiten der Energiespeichereinrichtungen abschnittsweise stoffschlüssig mit dem Winkelblech verbunden, besonders bevorzugt mit einem zweiten abgewinkelten Abschnitt des Winkelblechs. Damit kann der Vorteil eines gegenüber einer reibschlüssigen oder kraftschlüssigen Verbindung verringerten Übergangswiderstands einhergehen.Preferably, a current conductor of a first of the energy storage devices is connected in sections cohesively to the angle plate, particularly preferably with a first angled portion of the angle plate. Preferably, a current conductor of a second of the energy storage devices is connected in sections cohesively with the angle plate, particularly preferably with a second angled portion of the angle plate. This may be accompanied by the advantage of a reduced contact resistance compared to a frictional or non-positive connection.
Vorzugsweise weist die Energiespeicheranordnung wenigstens eines, zwei oder vier der Spannmittel auf, wobei besonders bevorzugt wenigstens eines der Spannmittel als Zugstab ausgebildet ist.Preferably, the energy storage arrangement has at least one, two or four of the clamping means, wherein particularly preferably at least one of the clamping means is designed as a pull rod.
Die Energiespeicheranordnung gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass der Aufwand für die Herstellung der Energiespeicheranordnung verringert sein kann. Die Energiespeicheranordnung gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass der Aufwand zur Verschaltung der beiden Energiespeichereinrichtungen verringert sein kann. Die Energiespeicheranordnung gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass die elektrische Verbindung der beiden Stromableiter im Wesentlichen ohne Zufuhr von Wärmeenergie erfolgen kann.The energy storage arrangement according to the fourth aspect of the invention can in particular offer the advantage that the outlay for the production of the energy storage arrangement can be reduced. The energy storage arrangement according to the fourth aspect of the invention can in particular offer the advantage that the outlay for interconnecting the two energy storage devices can be reduced. The energy storage arrangement according to the fourth aspect of the invention can in particular offer the advantage that the electrical connection of the two current conductors can take place substantially without the supply of heat energy.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Energiespeicheranordnung gemäß dem zweiten, dritten oder vierten Aspekt ein Kontaktblech auf, welches mit dem Kontaktelement elektrisch verbindbar ist; und eine Anschlussleitung, welche elektrisch mit dem Kontaktblech verbindbar ist. Vorzugsweise weist das Kontaktblech ein Gewinde für ein mechanisches Verbindungsmittel auf, welches der elektrischen Verbindung der Anschlussleitung mit dem Kontaktblech dient. Vorzugsweise weist das Kontaktblech einen Gewindebolzen oder eine Buchse mit Innengewinde auf. Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass die Vorbereitung der Energiespeicheranordnung zur Bereitstellung elektrischer Energie mit der Anschlussleitung oder dass die elektrische Verbindung der Energiespeicheranordnung beispielsweise mit einem Verbraucher durch die Anschlussleitung ohne größeren apparativen Aufwand erfolgen kann.According to a preferred embodiment, the energy storage arrangement according to the second, third or fourth aspect, a contact plate, which is electrically connected to the contact element; and a connecting lead which is electrically connectable to the contact sheet. Preferably, the contact plate has a thread for a mechanical connection means, which serves the electrical connection of the connecting cable to the contact plate. Preferably, the contact plate on a threaded bolt or a socket with internal thread. The preferred development can in particular offer the advantage that the preparation of the energy storage arrangement for providing electrical energy to the connection line or that the electrical connection of the energy storage device can be done, for example with a consumer through the connecting line without much equipment.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Energiespeicheranordnung gemäß dem zweiten, dritten oder vierten Aspekt wenigstens zwei der Zellrahmen und wenigstens drei der Energiespeichereinrichtungen auf, wobei der erste der Zellrahmen zwischen den Stromableitern der ersten und zweiten der Energiespeichereinrichtungen angeordnet ist und wobei der zweite der Zellrahmen zwischen den Stromableitern der zweiten und dritten der Energiespeichereinrichtungen angeordnet ist. Wenigstens der erste Zellrahmen weist wenigstens eine der Spannkörperausnehmungen auf. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Spannkörperausnehmung in der Hauptfläche des ersten Zellrahmens benachbart zu einem der Stromableiter der zweiten Energiespeichereinrichtung angeordnet. Weiter weist der erste Zellrahmen wenigstens einen der elastischen Spannkörper auf. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Spannkörper als elastische Leiste oder als elastischer Rundstab ausgebildet. Der wenigstens eine Spannkörper ist in die wenigstens eine der Spannkörperausnehmungen wenigstens teilweise eingebracht bzw. wenigstens teilweise eingelegt. Der Spannkörper dient zur Beaufschlagung eines der Stromableiter mit einer Normalkraftkomponente insbesondere senkrecht zu der Hauptfläche, wobei die Normalkraftkomponente eine Reibkraft bewirken kann. Vorzugsweise sind der erste Zellrahmen und der zweite Zellrahmen miteinander mechanisch verbunden, besonders bevorzugt gegeneinander verspannt, besonders bevorzugt durch eines der Spannmittel. Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass einer unerwünschten Relativbewegung des Stromableiters bezüglich des ersten Zellrahmens begegnet werden kann.According to a preferred development, the energy storage arrangement according to the second, third or fourth aspect comprises at least two of the cell frames and at least three of the energy storage devices, wherein the first of the cell frames is disposed between the current conductors of the first and second of the energy storage devices and wherein the second of the cell frames is between the Stromableitern the second and third of the energy storage devices is arranged. At least the first cell frame has at least one of the clamping body recesses. Preferably, the at least one clamping body recess in the main surface of the first cell frame is arranged adjacent to one of the current conductors of the second energy storage device. Furthermore, the first cell frame has at least one of the elastic clamping bodies. Preferably, the at least one clamping body is designed as an elastic strip or as an elastic round rod. The at least one clamping body is at least partially inserted or at least partly inserted into the at least one of the clamping body recesses. The clamping body is used to act on one of the current collector with a normal force component, in particular perpendicular to the main surface, wherein the normal force component can cause a frictional force. Preferably, the first cell frame and the second cell frame are mechanically connected to each other, particularly preferably braced against each other, more preferably by one of the clamping means. The preferred development can in particular offer the advantage that an undesired relative movement of the current conductor with respect to the first cell frame can be countered.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zum Herstellen eines Zellrahmens (Herstellverfahren) mit SchrittAccording to a fifth aspect of the invention, a method of manufacturing a cell frame (manufacturing method) includes step
S1 Formen, insbesondere Spritzgießen oder Spanen, des Zellrahmens; welcher aufweist: eine Hauptfläche und wenigstens eine Seitenfläche, welche an die Hauptfläche angrenzt und gegenüber der Hauptfläche geneigt ist; einen Zellaufnahmeabschnitt zur zumindest teilweisen Aufnahme einer elektrochemische Elektrodenanordnung einer Energiespeichereinrichtung; und einen Kontaktelementaufnahmeabschnitt zur Aufnahme wenigstens eines Kontaktelementes zur elektrischen Verbindung eines Stromableiters der Energiespeichereinrichtung mit einem zellexternen Anschluss, wenn die Elektrodenanordnung wenigstens teilweise von dem Zellaufnahmeabschnitt aufgenommen ist; wobei der Kontaktelementaufnahmeabschnitt mittels einer Aussparung in dem Zellrahmen ausgebildet ist, welche zwei sich kreuzende spaltförmige Vertiefungen in der Seitenfläche aufweist.S1 forms, in particular injection molding or machining, of the cell frame; which has: a major surface and at least one side surface adjacent to the major surface and inclined with respect to the major surface; a cell receiving portion for at least partially receiving an electrochemical electrode assembly of an energy storage device; and a contact element receiving portion for receiving at least one contact element for electrically connecting a current conductor of the energy storage device with a cell external terminal when the electrode assembly is at least partially received by the cell receiving portion; wherein the contact element receiving portion is formed by a recess in the cell frame, which has two intersecting gap-shaped depressions in the side surface.
Das Herstellverfahren gemäß dem fünften Aspekt kann insbesondere den Vorteil bieten, dass vom Kontaktelementaufnahmeabschnitt des Zellrahmens unterschiedliche Kontaktelemente für verschiedenartige elektrische Verbindungen von Stromableitern aufgenommen werden können und die die Anzahl verschiedener Ausführungen des Zellrahmens verringert werden kann, ohne dass dabei der Variantenreichtum der verschiedenartigen elektrischen Kontaktierungen leidet.The manufacturing method according to the fifth aspect may in particular offer the advantage that the contact element receiving portion of the cell frame different contact elements for various electrical connections of current conductors can be accommodated and the number of different versions of the cell frame can be reduced without the variety of variety of electrical contacts suffers ,
Indem während der Herstellung einer Energiespeicheranordnung mit dem vorgenannten Zellrahmen unterschiedliche Kontaktelemente kombiniert werden können, kann die herzustellende Energiespeicheranordnung besser an mechanische und/oder elektrische Anforderungen angepasst werden. Damit kann insbesondere einhergehen, dass die Ausführung der elektrischen Verschaltung von zwei der Energiespeichereinrichtungen wirtschaftlicher erfolgen kann. Insbesondere für die Herstellung einer Energiespeicheranordnung kann eines der Kontaktelemente aus einer Gruppe vorgefertigter Kontaktelemente mit unterschiedlichen elektrischen bzw. mechanischen Eigenschaften oder Geometrien ausgewählt werden, wobei die verschiedenen vorgefertigten Kontaktelemente nicht an mehrere, insbesondere gegensätzliche, Anforderungen angepasst zu sein brauchen. Damit sinken insbesondere die Herstellkosten für die verschiedenen vorgefertigten Kontaktelemente.By different contact elements can be combined with the aforementioned cell frame during the production of an energy storage device, the energy storage device to be produced can be better adapted to mechanical and / or electrical requirements. This may in particular accompany the fact that the execution of the electrical interconnection of two of the energy storage devices can be made more economical. In particular for the production of an energy storage arrangement, one of the contact elements can be selected from a group of prefabricated contact elements having different electrical or mechanical properties or geometries, wherein the different prefabricated contact elements need not be adapted to several, in particular conflicting, requirements. This reduces in particular the production costs for the various prefabricated contact elements.
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zum Herstellen einer Energiespeicheranordnung den Schritt S1 auf, sowie SchrittAccording to a sixth aspect of the invention, a method for producing an energy storage arrangement comprises the step S1, and step
S3 Anordnen des Zellrahmens zwischen einem ersten der Stromableiter einer ersten der Energiespeichereinrichtungen sowie einem zweiten der Stromableiter einer zweiten der Energiespeichereinrichtungen.S3 arranging the cell frame between a first one of the current conductors of a first one of the energy storage devices and a second one of the current conductors of a second one of the energy storage devices.
Vorzugsweise liegt nach Schritt S3 der erste Stromableiter der ersten Energiespeichereinrichtung wenigstens abschnittsweise an der Hauptfläche und der zweite Stromableiter der zweiten Energiespeichereinrichtung wenigstens abschnittsweise an einer zu der Hauptfläche im Wesentlichen parallelen Mantelfläche des Zellrahmens an. Vorzugsweise wird während Schritt S3 wenigstens eine der Elektrodenanordnungen der beiden Energiespeichereinrichtungen wenigstens teilweise im Zellaufnahmeabschnitt angeordnet. Im Anschluss an Schritt S3 sind die Energiespeichereinrichtungen zur elektrischen Verschaltung angeordnet.Preferably, after step S3, the first current collector of the first energy storage device is at least partially on the main surface and the second current collector of the second energy storage device at least partially on a substantially parallel to the main surface lateral surface of the cell frame. Preferably, at least one of the electrode arrangements of the two energy storage devices is at least partially arranged in the cell receiving section during step S3. Subsequent to step S3, the energy storage devices are arranged for electrical connection.
Gemäß einer ersten Alternative des Verfahrens gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung können die Schritte S2 und S4 mit den Schritten S1 und S3 kombiniert werden:
S2 Zuführen eines Ankerteils des Kontaktelements in den Kontaktelementaufnahmeabschnitt, wobei das Ankerteil ausgestaltet ist, mittels eines Verbindungsmittels des Kontaktelements mit einer Normalkraftkomponente in Richtung eines der Stromableiter beaufschlagt zu werden, wobei das Ankerteil derart geformt ist, dass es, wenn das Kontaktelement durch den Kontaktelementaufnahmeabschnitt zumindest teilweise aufgenommen ist, in wenigstens eine der spaltförmigen Vertiefungen eingreift,According to a first alternative of the method according to the sixth aspect of the invention, the steps S2 and S4 can be combined with the steps S1 and S3:
S2 supplying an anchor part of the contact element in the contact element receiving portion, wherein the anchor part is configured to be acted upon by a connecting means of the contact element with a normal force component in the direction of a current conductor, wherein the anchor part is shaped such that, when the contact element through the contact element receiving portion at least is partially received, engages in at least one of the slot-shaped depressions,
S4 elektrisches oder kraftschlüssiges Verbinden des ersten Stromableiters mit dem zweiten Stromableiter durch mechanisches Verbinden des Verbindungsmittel mit dem Ankerteil derart, dass das Ankerteil durch das Verbindungsmittel mit einer Normalkraftkomponente in Richtung wenigstens eines der Stromableiter beaufschlagt ist.S4 electrically or force-lockingly connecting the first current conductor to the second current conductor by mechanically connecting the connection means to the anchor part such that the anchor part is acted upon by the connecting means with a normal force component in the direction of at least one of the current conductors.
Vorzugsweise kann der Schritt S5 mit den Schritten S1, S3, S2 und S4 kombiniert werden:
S5 Abwinkeln oder Anordnen des ersten Stromableiters und des zweiten Stromableiters derart, dass ein Ableiterabschnitt des ersten Stromableiters einen Ableiterabschnitt des zweiten Stromableiters überlappt, insbesondere vor Schritt S4.Preferably, step S5 may be combined with steps S1, S3, S2 and S4:
S5 bending or arranging the first current collector and the second current collector such that a discharge section of the first current collector overlaps a discharge section of the second current collector, in particular before step S4.
Vorzugsweise geht die Seitenfläche des Zellrahmens mit einem Radius von wenigstens 0,5 mm in dessen Hauptfläche über, besonders bevorzugt um ein Knicken des Stromableiters während Schritt S5 zu vermeiden.Preferably, the side surface of the cell frame merges with a radius of at least 0.5 mm in its main surface, particularly preferably to avoid kinking of the current conductor during step S5.
Alternativ kann der Schritt S5' mit den Schritten S1, S3, S2 und S4 kombiniert werden:
S5' Umbiegen eines der Stromableiter mit dem Verbindungsmittel und dem Ankerteil, insbesondere mit einem der Winkelbleche, worauf der Stromableiter einen Ableiterabschnitt aufweist, welcher vorgesehen ist, sich entlang der Seitenfläche des Zellrahmens zu erstrecken, insbesondere während Schritt S4. Alternatively, the step S5 'may be combined with the steps S1, S3, S2 and S4:
S5 'bending over one of the current conductors with the connecting means and the anchor part, in particular with one of the angle plates, whereupon the current conductor has a discharge section which is intended to extend along the side surface of the cell frame, in particular during step S4.
Vorzugsweise erfolgt Schritt S5' derart, dass ein Ableiterabschnitt des ersten Stromableiters einen Ableiterabschnitt des zweiten Stromableiters überlappt. Vorzugsweise erfolgt Schritt S5' mit einem Winkelblech, durch welches das Verbindungsmittel geführt wird.Preferably, step S5 'is performed in such a way that an arrester section of the first current arrester overlaps a arrester section of the second current arrester. Preferably, step S5 'is performed with an angle plate through which the connecting means is guided.
Vorzugsweise weist das Ankerteil für Schritt S5' ein Innengewinde auf für das Verbindungsmittel auf. Vorzugsweise weist das Winkelblech für Schritt S5' ein Durchgangsloch für das Verbindungsmittel auf. Vorzugsweise geht die Seitenfläche des Zellrahmens mit einem Radius von wenigstens 0,5 mm in dessen Hauptfläche über, besonders bevorzugt um ein Knicken des Stromableiters während Schritt S5' zu vermeiden. Besonders bevorzugt wird während Schritt S5' das Verbindungsmittel durch das Durchgangsloch des Winkelblechs mit dem Ankerteil verbunden, wobei wenigstens einer oder jeweils einer der Stromableiter der beiden Energiespeichereinrichtungen zwischen dem Winkelblech und dem Ankerteil angeordnet ist.Preferably, the armature part for step S5 'on an internal thread for the connecting means. Preferably, the angle plate for step S5 'on a through hole for the connecting means. Preferably, the side surface of the cell frame merges with a radius of at least 0.5 mm in its main surface, particularly preferably to avoid kinking of the current conductor during step S5 '. Particularly preferably, during step S5 ', the connecting means is connected through the through-hole of the angle plate to the anchor part, wherein at least one or each of the current conductors of the two energy storage devices is arranged between the angle plate and the anchor part.
Die erste Alternative kann insbesondere den Vorteil bieten, dass die Verbindung der beiden Stromableiter im Wesentlichen ohne Zufuhr von Wärmeenergie erfolgen kann. Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass die Verbindung der beiden Stromableiter ohne größeren apparativen Aufwand erfolgen kann.In particular, the first alternative can offer the advantage that the connection of the two current conductors can be effected essentially without the supply of thermal energy. The preferred development can offer the particular advantage that the connection of the two current conductors can be done without much equipment.
Gemäß einer zweiten Alternative des Verfahrens gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung können die Schritte S6 und S7 mit den Schritten S1 und S3 kombiniert werden:
S6 Zuführen des Kontaktelements, welches ein wenigstens einfach abgewinkeltes Winkelblech mit einer Werkzeugöffnung aufweist, in den Kontaktelementaufnahmeabschnitt derart, dass das Winkelblech abschnittsweise benachbart zu wenigstens einem der beiden Stromableiter angeordnet ist, und dass eine der spaltförmigen Vertiefungen durch die Werkzeugöffnung aus der Umgebung zugänglich ist, undAccording to a second alternative of the method according to the sixth aspect of the invention, the steps S6 and S7 can be combined with the steps S1 and S3:
S6 supplying the contact element, which has an at least one angled angle plate with a tool opening, in the contact element receiving portion such that the angle plate is arranged in sections adjacent to at least one of the two current conductors, and that one of the gap-shaped recesses is accessible through the tool opening from the environment, and
S7 kraftschlüssiges und/oder stoffschlüssiges Verbinden wenigstens eines der beiden Stromableiter, welcher abschnittsweise benachbart zu dem Winkelblech angeordnet ist, mit dem Winkelblech, Die bevorzugte Weiterbildung kann insbesondere den Vorteil bieten, dass der Übergangswiderstand zwischen dem Kontaktelemente und wenigstens einem der Stromableiter insbesondere durch deren stoffschlüssige Verbindung verringert ist gegenüber einer reibschlüssigen oder kraftschlüssigen Verbindung.S7 non-positive and / or cohesive connection of at least one of the two current conductor, which is arranged adjacent to the angle plate in sections, with the angle plate, the preferred development may provide in particular the advantage that the contact resistance between the contact elements and at least one of the current conductors in particular by their cohesive Connection is reduced compared to a frictional or non-positive connection.
Gemäß einer dritten Alternative des Verfahrens gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung können die Schritte S5 und S8 mit den Schritten S1 und S3 kombiniert werden:
S5 Abwinkeln und/oder Anordnen des ersten Stromableiters und des zweiten Stromableiters derart, dass ein erster Ableiterabschnitt des ersten Stromableiters einen zweiten Ableiterabschnitt des zweiten Stromableiters überlappt,According to a third alternative of the method according to the sixth aspect of the invention, the steps S5 and S8 can be combined with the steps S1 and S3:
S5 bending and / or arranging the first current collector and the second current collector such that a first arrester portion of the first current collector overlaps a second arrester portion of the second current collector,
S8 stoffschlüssiges Verbinden des ersten Ableiterabschnitts mit dem zweiten Ableiterabschnitt derart, dass das Kontaktelement mittels einer mechanischen oder stoffschlüssigen Verbindung des ersten Stromableiters mit dem zweiten Stromableiter gebildet ist.S8 materially connecting the first Ableiterabschnitts with the second Ableiterabschnitt such that the contact element is formed by means of a mechanical or material connection of the first Stromableiters with the second current collector.
Vorzugsweise geht die Seitenfläche des Zellrahmens mit einem Radius von wenigstens 0,5 mm in dessen Hauptfläche über, besonders bevorzugt um ein Knicken des Stromableiters während Schritt S5 zu vermeiden.Preferably, the side surface of the cell frame merges with a radius of at least 0.5 mm in its main surface, particularly preferably to avoid kinking of the current conductor during step S5.
Vorzugsweise erfolgt Schritt S5 mit einem Hilfswerkzeug, welches nach Schritt S5 wieder entfernt wird.Preferably, step S5 takes place with an auxiliary tool, which is removed again after step S5.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt:Further advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the figures. It shows:
In der linken Abbildung (
Rechts (
Zur Ausbildung des Kontaktelements
Im Übrigen gelten die Ausführungen zu
Die einander kreuzenden spaltförmigen Vertiefungen
Das Kontaktelement
Die
Im Übrigen gelten die Ausführungen zu
Im Übrigen gelten die Ausführungen zu
Vorzugsweise sind die überlappenden Abschnitte der Stromableiter
Im Übrigen gelten die Ausführungen zu
Zusätzlich zu der Ausführung gemäß
Weiter weist der Zellrahmen
Zudem weist der Zellrahmen
Vorzugsweise werden während Schritt S5 der erste Stromableiter und der zweite Stromableiter derart abgewinkelt oder angeordnet, dass ein Ableiterabschnitt des ersten Stromableiters einen Ableiterabschnitt des zweiten Stromableiters überlappt. Preferably, during step S5, the first current collector and the second current collector are angled or arranged in such a way that a conductor section of the first current collector overlaps a conductor section of the second current collector.
Vorzugsweise wird während Schritt S5' einer der Stromableiter mit dem Verbindungsmittel und dem Ankerteil, insbesondere mit einem der Winkelbleche, umgebogen, worauf der Stromableiter einen Ableiterabschnitt aufweist, welcher vorgesehen ist, sich entlang der Seitenfläche des Zellrahmens zu erstrecken, insbesondere während Schritt S4.Preferably, during step S5 ', one of the current conductors is bent over with the connection means and the anchor part, in particular with one of the angle plates, whereupon the current conductor has a discharge section which is intended to extend along the side face of the cell frame, in particular during step S4.
Der Zellrahmen
Das Kontaktelement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Zellrahmencell borders
- 22
- Hauptflächemain area
- 33
- Seitenflächeside surface
- 44
- ZellaufnahmeabschnittCell receiving portion
- 55
- KontaktelementaufnahmeabschnittContact element receiving portion
- 66
- Aussparung des ZellrahmensRecess of the cell frame
- 7, 7a7, 7a
- spaltförmige Vertiefungslit-shaped depression
- 8, 8a8, 8a
- Vorsprunghead Start
- 1010
- SpannmittelausnehmungSpannmittelausnehmung
- 1111
- SpannkörperausnehmungSpannkörperausnehmung
- 1313
- erstes Verbindungselementfirst connecting element
- 2121
- EnergiespeichereinrichtungEnergy storage device
- 2222
- Elektrodenanordnungelectrode assembly
- 2323
- StromableiterCurrent conductor
- 3131
- Kontaktelementcontact element
- 3232
- WinkelblechWinkelblech
- 3333
- Ankerteilanchor part
- 3434
- Werkzeugöffnungmold opening
- 3535
- Potentialabgriffpotential tap
- 3636
- zweites Verbindungselementsecond connecting element
- 3737
- Kontaktblechcontact sheet
- 4141
- zellexterner Anschlussexternal cell connection
- 4242
- EnergiespeicheranordnungEnergy storage device
- 4343
- Spannmittelclamping means
- 4444
- Spannkörpertensioning body
- 4545
- Verbindungsmittelconnecting means
- SS
- stoffschlüssige Verbindungcohesive connection
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014017219.8A DE102014017219A1 (en) | 2014-11-20 | 2014-11-20 | Cell frame and method for producing a cell frame for a battery cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014017219.8A DE102014017219A1 (en) | 2014-11-20 | 2014-11-20 | Cell frame and method for producing a cell frame for a battery cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102014017219A1 true DE102014017219A1 (en) | 2016-05-25 |
Family
ID=55914214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102014017219.8A Withdrawn DE102014017219A1 (en) | 2014-11-20 | 2014-11-20 | Cell frame and method for producing a cell frame for a battery cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102014017219A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107293665A (en) * | 2017-04-18 | 2017-10-24 | 上海空间电源研究所 | A kind of unmanned plane Li-ion batteries piles |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011015040A1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-09-27 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Electrical energy storage of a motor vehicle |
DE102013200588A1 (en) * | 2012-01-20 | 2013-07-25 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Cell frame for a battery module of an extended range electric vehicle |
-
2014
- 2014-11-20 DE DE102014017219.8A patent/DE102014017219A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011015040A1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-09-27 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Electrical energy storage of a motor vehicle |
DE102013200588A1 (en) * | 2012-01-20 | 2013-07-25 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Cell frame for a battery module of an extended range electric vehicle |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107293665A (en) * | 2017-04-18 | 2017-10-24 | 上海空间电源研究所 | A kind of unmanned plane Li-ion batteries piles |
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