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Die Erfindung bezieht sich auf eine Batteriezelle mit einem Zellgehäuse, in welchem mindestens ein Batteriewickel aufgenommen ist, der durch einen ersten Stromkollektor und einen zweiten Stromkollektor elektrisch kontaktiert ist.
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Stand der Technik
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US 2011/0104540 bezieht sich auf eine Batteriezelle. In deren Gehäuse sind eine Anzahl von Batteriewickeln jeweils mit einem ersten, plattenförmigen Stromkollektor sowie mit einem zweiten plattenförmigen Stromkollektor verbunden. Einer der beiden Stromkollektoren ist durch ein Federelement beaufschlagt. Ein Ende des Federelementes ist beispielsweise mit dem oberen plattenförmigen Kollektor verbunden. Des Weiteren ist das Federelement elektrisch mit einem Elektrodenanschlussterminal verbunden.
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US 2004/0241540 bezieht sich ebenfalls auf eine Batteriezelle, welche eine mäanderförmig geschwungene Kühlleitung aufweist, welche von einem Kühlmedium durchströmt ist. Die mäanderförmig ausgebildete Leitung erstreckt sich auf der Innenseite eines plattenförmigen Stromkollektors.
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US 2007/0218331 bezieht sich auf eine Batteriestapelanordnung, welche eine Anzahl von gestapelt angeordneten Batteriezellen aufweist. Gemäß dieser Lösung sind plattenförmige Kollektoren nicht von gleichmäßiger Materialdicke, sondern ein jeder der plattenförmigen Stromkollektoren wird in Richtung auf die Randpositionen, an denen sich die Anschlussterminals befinden, kontinuierlich dünner.
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US 2005/0014049 bezieht sich auf eine Brennstoffzelle, bei welcher Elektroden jeweils Schichten aufweisen, die eine unterschiedliche Dicke bei verschiedenen Positionen aufweisen. Dadurch wird die Leitfähigkeit senkrecht zu den Schichten der Brennstoffzelle unterschiedlich an unterschiedlichen Positionen in den entsprechenden Schichten.
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Bei Lithium-Ionen-Zellen wird Elektrodenmaterial auf eine Aluminium- bzw. Kupferfolie aufgetragen. Die Folien können übereinandergelegt und aufgewickelt werden, wobei eine als Separator dienende Folie als Trennschicht zwischen die einzelnen Wicklungen eingebracht wird. Seitlich wird jeweils eine der Metallfolien mit einem Stromkollektor zu einer Elektrode zusammengefasst. Die Kollektoren werden aus einem Gehäuse herausgeführt und bilden die Anschlussterminals einer Batteriezelle. Dabei ist in der Regel der Pluspol der Batteriezelle elektrisch leitend mit dem Zellgehäuse verbunden, so dass das Potential des Pluspols am Zellgehäuse anliegt. Im Gegensatz dazu wird der Minuspol der Batteriezelle mit Hilfe einer Isolierung von dem Zellgehäuse elektrisch getrennt.
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Der für einen Betrieb von Batteriezellen zulässige Temperaturbereich liegt im Wesentlichen zwischen 0°C und 40°C. Wird dieser Temperaturbereich unterschritten, so nimmt die Leistungsfähigkeit der Batteriezelle deutlich ab, wobei jedoch auch bei tiefen Temperaturen eine irreversible Schädigung der Batteriezelle auftreten kann. Das Überschreiten des Temperaturbereiches hingegen, kann neben der Leistungsabnahme der Batteriezelle und der möglichen irreversiblen Zellschädigung auch zu einem thermischen Durchgehen der Zelle führen (Thermal Runaway), was eine erhebliche Gefahr für Mensch und Umwelt darstellt.
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Aus diesen Gründen ist eine Temperierung der Batteriezellen während des Betriebes erforderlich. Die Temperierung erfolgt häufig mittels eines aktiven Kühlsystems, welches sowohl die Kühlung als auch die Beheizung der Batteriezellen ermöglicht. Dazu werden die Batteriezellen in der Regel auf einer Kühlplatte oder einer anders gearteten Kühleinrichtung montiert, welche von einer Kühlflüssigkeit, in der Regel handelt es sich dabei um ein Wasser-Glykol-Gemisch, oder mit einem anderen geeigneten Kältemittel durchströmt ist.
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Darstellung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird eine Batteriezelle vorgeschlagen, mit einem Zellgehäuse, in welchem mindestens ein Batteriewickel (Jelly Roll) aufgenommen ist, der durch einen ersten Kollektor und einen zweiten Kollektor elektrisch kontaktiert ist. Entweder wird mindestens einer der beiden im Zellgehäuse verbauten Kollektoren über ein Federelement mit dem Zellgehäuse verbunden oder mindestens einer der beiden Kollektoren, die innerhalb des Zellgehäuses angeordnet sind, weist mindesten einen vergrößerten Oberflächenabschnitt auf, der mit einem Elektrolyten, der in einem Hohlraum des Zellgehäuses bevorratet ist, in Kontakt steht.
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Gemäß der ersten Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung, ist der mindestens eine Batteriewickel im Zellgehäuse durch das Federelement federnd abgestützt, so dass beim Betrieb auftretende Erschütterungen, die auf den mindestens einen Batteriewickel wirken, abgemildert werden können. Das Federelement, welches beispielsweise an einem unteren Ende mindestens einer der beiden Stromkollektoren ausgebildet sein kann, kontaktiert eine Unterseite des Zellgehäuses. Daneben besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, das Federelement so auszugestalten, dass dieses die Innenseite des Batteriegehäuses an einer anderen Stelle kontaktiert. Wird das mindestens eine Federelement hingegen so angebracht, dass es beispielsweise die Unterseite des Zellgehäuses kontaktiert, kann durch eine dort angeordnete Kühleinrichtung in Form einer von einem Kühlfluid durchströmten Kühleinrichtung die Entwärmung der Batteriezelle erheblich verbessert werden.
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In weiterer Ausgestaltung der ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung befindet sich das Federelement an demjenigen der Kollektoren, der mit dem Pluspol der Batteriezelle verbunden ist. Dadurch liegt das Zellgehäuse aufgrund der Kontaktierung über das Federelement mit dem mindestens einen Kollektor auf dem Potential des Pluspoles und bedarf keiner weiteren elektrischen Isolation.
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In einer weiteren Ausführungsmöglichkeit ist mindestens einer der Kollektoren, über den der mindestens eine im Zellgehäuse enthaltene Batteriewickel elektrisch kontaktiert ist, mit einem in Richtung auf die Enden des Batteriewickels kontinuierlich steigenden Querschnitt versehen. Gemäß dieser zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung weist mindestens einer der beiden Kollektoren, die den mindestens einen Batteriewickel im Zellgehäuse elektrisch kontaktieren, einen konstanten Anbindungsquerschnitt auf. Mit diesem ist der mindestens eine Kollektor mit einer Stirnseite des mindestens einen Batteriewickels verbunden. Durch die Ausgestaltung des mindestens einen Kollektors mit variablem Querschnitt wird dessen Wärmeleitung verstärkt. Aufgrund der vergrößerten Oberfläche des mindestens einen Kollektors wird dessen Wärmeaustausch mit dem in einem Hohlraum des Zellgehäuses bevorrateten Elektrolyten gesteigert. Dadurch lässt sich eine erhebliche Verbesserung der Wärmeableitung aus dem Inneren der Batteriezelle erreichen. Bevorzugt ist die variable, kontinuierliche Querschnittsflächenzunahme des mindestens einen Kollektors so gestaltet, dass die kontinuierliche Querschnittsflächenzunahme, ausgehend von der Mitte eines Batteriewickels, hin zu dessen Enden verläuft. Alternativ besteht die Möglichkeit, eine kontinuierliche Querschnittsflächenzunahme so zu gestalten, dass diese sich lediglich in eine Richtung, idealerweise in Richtung einer mit dem Zellgehäuse verbundenen Kühleinrichtung erstreckt, so dass die Entwärmung der Batteriezelle über die Kühleinrichtung erheblich verbessert werden kann.
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In der Regel werden die Kollektoren einer Batteriezelle aus Kupfer bzw. aus Aluminium gefertigt. Beide Materialien weisen unterschiedliche Wärmeleitungseigenschaften auf. Der oben skizzierten zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, weist derjenige der Kollektoren, der aus dem Material mit besseren Wärmeleiteigenschaften gefertigt ist, beispielsweise aus Kupfer, einen geringeren Querschnitt auf, verglichen mit demjenigen der Kollektoren, der aus dem Material mit schlechteren Wärmeeigenschaften, beispielsweise Aluminium gefertigt ist. Durch diese Ausführungsmöglichkeit können sich die unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten der beiden Werkstoffe, aus denen die Kollektoren gefertigt sind, ausgleichen lassen. Des Weiteren besteht durch diese Lösung die Möglichkeit der Herbeiführung einer gleichmäßigen Wärmeverteilung an beiden Seiten der Batteriezelle. Des Weiteren kann durch diese Lösung Gewicht eingespart werden, da derjenige der Kollektoren, der aus dem Material mit besseren Wärmeleiteigenschaften gefertigt ist, eine geringere Oberfläche und damit ein geringeres Volumen aufweist, dies bedeutet materialsparender dimensioniert werden kann.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene, besser entwärmte Batteriezelle wird insbesondere zu Batteriemodulen elektrisch verschaltet, die wiederum in Batteriepacks zum Einsatz kommen, die für eine Traktionsbatterie eines Elektroantriebs eines Hybrid- oder eines Elektrofahrzeugs in vorteilhafter Weise eingesetzt werden können und mittels eines Batteriemanagementsystems betrieben werden.
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Vorteile der Erfindung
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Wird gemäß der ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung mindestens einer der Kollektoren mit einem Federelement versehen, welches sich an einer Seitenfläche des Zellgehäuses abstützt, wird der Wärmeübergang zwischen dem mindestens einen Batteriewickel, der im Zellgehäuse vorgesehen ist und dem Gehäuse selbst erhöht. Durch diesen Effekt kann die Temperierung der Batteriezellen durch ein beispielsweise am Boden des Zellgehäuses befindliches Kühlsystem eines Batteriepacks verbessert werden. Eine derart konfigurierte Batteriezelle kann schneller und länger im idealen Temperaturbereich, d.h. im zulässigen Temperaturbereich zwischen 0°C und 40°C betrieben werden, und somit im idealen Leistungsbereich arbeiten. Ferner wird dadurch eine Alterung der Batteriezelle vorgebeugt.
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Das mindestens eine an mindestens einem der Kollektoren vorgesehene Federelement stellt eine zusätzliche, federnde Abstützung des Kollektors während des Fahrbetriebes dar und dämpft auftretende Schwingungen und Stöße und entlastet insbesondere Bauteile, insbesondere eine eventuell vorhandene Zellsicherung.
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Durch die zweite erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausführungsvariante kann durch einen variablen Querschnittsverlauf in dem mindestens einem Kollektor dessen Wärmeleitung erheblich verstärkt werden. Aufgrund der vergrößerten Oberfläche des mindestens einen Kollektors kann der Wärmeaustausch zwischen dem in der Batteriezelle bevorrateten Elektrolyten und dem Kollektor erheblich gesteigert werden. Demzufolge wird die Wärmeableitung aus dem Inneren der Batteriezelle verstärkt, so dass die Batteriezellentemperatur sinkt. Des Weiteren kann bei einem „Kaltstart“ sich die Batteriezelle rascher erwärmen und die Batteriezelle länger im optimalen Temperaturbereich betrieben werden. Auch gemäß dieser Lösung wird eine vorzeitige Alterung der Batteriezelle verzögert.
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Werden die Querschnitte der beiden in einer Batteriezelle verbauten Stromkollektoren an die spezifische Wärmeleitfähigkeit der jeweiligen Kollektorwerkstoffe angepasst, so wird die Gefahr einer Temperaturdifferenz, die sich an den Seiten der Batteriezelle andernfalls einstellen könnte, erheblich vermindert und überflüssiges Zellgewicht eingespart.
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Beschreibung der Zeichnung
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es zeigt:
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1 eine erste Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung, bei der ein Stromkollektor ein Federelement aufweist,
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2 eine weitere, zweite Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung mit Stromkollektoren, die eine variable Querschnittsfläche aufweisen und
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3 eine Draufsicht auf die zweite Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung von der Oberseite, gemäß des Schnittverlaufes II-II in 2.
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Ausführungsvarianten
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1 zeigt eine Batteriezelle 10 mit einem Zellgehäuse 12. Das Zellgehäuse 12 der Batteriezelle 10 wird von einer Oberseite 14, einer Unterseite 16 sowie Seitenflächen begrenzt. An der Oberseite 14 ist auf dem Zellgehäuse 12 ein Minuspol 18 sowie ein Pluspol 20 herausgeführt. Das Zellgehäuse 12 der Batteriezelle 10 steht mit dem Pluspol 20 in Verbindung, so dass das Zellgehäuse 12 auf dem Potential des Pluspols 20 liegt. Der Minuspol 18 hingegen ist durch eine ringförmige Isolation 22 gegen das Zellgehäuse 12 der Batteriezelle 10 isoliert.
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Während der Pluspol 20 ein erstes Anschlussterminal 24 darstellt, bildet der Minuspol 18 ein weiteres, zweites Anschlussterminal 26.
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Aus der Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass mindestens ein im Hohlraum 34 des Zellgehäuses 12 angeordneter Batteriewickel 30 (Jelly Roll) durch einen ersten Stromkollektor 40 mit dem Pluspol 20 und durch einen weiteren, zweiten Stromkollektor 42 mit dem Minuspol 18 der Batteriezelle 10 elektrisch verbunden ist. Der Hohlraum 34 des Zellgehäuses 12 der Batteriezelle 10 ist mit einem Elektrolyten 32 befüllt. Die Unterseite des mindestens einen im Zellgehäuse 12 angeordneten Batteriewickels 30 (Jelly Roll) befindet sich in einem Abstand 36 zur Unterseite 16 des Zellgehäuses 12.
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Aus 1 geht hervor, dass sich am unteren Ende des ersten Stromkollektors 40, der mit dem Pluspol 20 verbunden ist, ein Federelement 28 befindet. Das Federelement 28 ist beispielsweise in Form eines Federschenkels beschaffen und befindet sich an der Unterseite des ersten Stromkollektors 40. Das Federelement 28 wird während des Herstellungsprozesses des ersten Stromkollektors 40 durch ein Umformen eines in Stabform vorliegenden Halbzeugs gefertigt. Ein Biegewinkel 38 des Federelementes 28 beträgt weniger als 90°. Des Weiteren liegt die Breite, in der das Federelement 28 ausgebildet ist, unter der Breite des Hohlraumes 34 des Zellgehäuses 12. Die Länge und die Lage des mindestens einen Federelementes 28 werden derart gewählt, dass das mindestens eine Federelement 28 nach dem Einsetzen des mindestens einen Batteriewickels 30 (Jelly Roll) in das Zellgehäuse 12 leicht umgebogen ist. Durch eine auf diese Weise erreichte elastische Verformung des Federelementes 28, wird der Federkontakt mit einer definierten Kraft auf die Unterseite 16 eingestellt. Des Weiteren wird der Wärmeübergang zwischen der Unterseite 16 des Zellgehäuses 12 und dem ersten Stromkollektor 40 erheblich verbessert. Darüber hinaus dient das mindestens eine Federelement als Dämpfungseinrichtung für auf den mindestens einen Batteriewickel 30 (Jelly Roll) im Zellgehäuse 12 einwirkende Schwingungen und Stöße.
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Eine besonders gute Entwärmung der Batteriezelle 10 gemäß der Darstellung in 1 wird dann erreicht, wenn das mindestens eine Federelement 28 des mindestens einen Stromkollektors 40, 42 mit einer Fläche des Zellgehäuses 12 thermisch verbunden wird, welche ihrerseits mit einer Kühleinrichtung 44, beispielsweise in Gestalt einer von einem Kühlfluid durchströmten Kühlplatte 46 in Verbindung steht.
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Den Darstellungen gemäß der 2 und 3 sind eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung zu entnehmen.
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Gemäß 2 ist der mindestens eine Batteriewickel 30 (Jelly Roll), der im Hohlraum 34 des Zellgehäuses 12 der Batteriezelle 10 aufgenommen ist, ebenfalls über einen ersten Stromkollektor 40 sowie einen zweiten Stromkollektor 42 elektrisch leitend mit dem Minuspol 18 bzw. dem Pluspol 20 der Batteriezelle 10 verbunden. Wie aus der Darstellung gemäß 2 hervorgeht, weisen die beiden Stromkollektoren 40 bzw. 42, jeweils einen in konstantem Querschnitt ausgebildeten ersten und zweiten Anbindungsquerschnitt 58, 60 auf. Dieser ist so dimensioniert, dass dieser für die Stromleitung ausreichend dimensioniert ist. An diese Anbindungsquerschnitte 58, 60 schließen sich variable Querschnittsbereiche an. Diese verlaufen, ausgehend von der Mitte des mindestens einen Batteriewickels 30 (Jelly Roll) in Richtung der Pfeile 72. Durch die Pfeile 72 ist eine kontinuierliche Querschnittsflächenzunahme angedeutet, die ausgehend von der Mitte des mindestens einen Batteriewickels 30 (Jelly Roll) in Richtung auf die Oberseite, d.h. in Richtung auf den Minuspol 18 und den Pluspol 20 verläuft und in Richtung der Unterseite des mindestens einen Batteriewickels 30 (Jelly Roll). Dieser ist ebenso wie die Stromkollektoren 40, 42 vom Elektrolyten 32 umgeben, welcher sich im Hohlraum 34 des Zellgehäuses 12 befindet. Aus der Darstellung gemäß 2 geht hervor, dass die Stromkollektoren 40 bzw. 42 jeweils modifizierte Oberflächenabschnitte 62 bzw. 64 aufweisen. Unter den modifizierten Oberflächenabschnitte 62 bzw. 64 ist zu verstehen, dass diese eine im Vergleich zu nicht-modifizierten Oberflächen von Stromkollektoren 40 bzw. 42 – wie in 1 dargestellt – größere Flächen aufweisen, wodurch der Wärmeaustausch zum Hohlraum 34 des Zellgehäuses 12 enthaltenen Elektrolyten 32 erheblich verbessert wird. Die modifizierten Oberflächenabschnitte 62, 64 an den Stromkollektoren 40 bzw. 42 stellen vergrößerte Wärmeaustauschoberflächen 66 zum Elektrolyten 32 dar. Dadurch kann die Oberfläche der Stromkollektoren 40, 42 in Bezug auf den Elektrolyten 32 so vergrößert werden, dass sich ein verbesserter Wärmetransport einstellt. Durch den vergrößerten Querschnitt kann mehr Wärme übertragen werden, wodurch der Wärmeaustausch zwischen der Batteriezelle 10 und der Kühleinrichtung 44, die beispielsweise an der Unterseite 16 des Zellgehäuses 12 vorgesehen ist, verstärkt wird. Ist die Temperatur der Batteriezelle höher als die der Kühleinrichtung 44 – hier beispielsweise ausgebildet als eine von Kühlfluid durchströmte Kühlplatte 46 – findet ein verstärkter Wärmefluss vom Inneren der Batteriezelle 10 nach außen statt. Der vergrößerte Querschnitt verbessert den lokal möglichen Wärmestrom von Wärme aus der Batteriezelle 10 zur Außenseite hin. Andererseits nimmt der große Querschnitt der Stromkollektoren 40 bzw. 42 bei sehr niedrigen Zelltemperaturen die Wärme der in diesem Falle beheizten Kühleinrichtung 44 in Gestalt einer Kühlplatte 46 besser auf und transportiert Wärme in die Batteriezelle 10 hinein, so dass sich diese bei niedrigen Außentemperaturen schneller erwärmt.
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Da sich durch die Erweiterung des Querschnitts die Oberfläche 62 der Stromkollektoren 40 bzw. 42 im Vergleich zur Oberfläche eines nicht-modifizierten Stromkollektors 40, 42 signifikant vergrößert, wird der Wärmeaustausch zwischen den Stromkollektoren 40 bzw. 42 und dem Elektrolyten 32, der im Hohlraum 34 des Zellgehäuses 12 enthalten ist, gesteigert, wodurch der Wärmeaustausch in der Batteriezelle verstärkt wird.
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Außerhalb der Batteriezelle 10 beispielsweise angebrachte Temperatursensoren, beispielsweise auf Zellverbindern angebrachte Temperatursensoren können aufgrund der besseren Wärmeübertragung Temperaturänderungen im Inneren der Batteriezelle 10 und damit die wahre Zelltemperatur schneller ermitteln. Mit den angesprochenen Zellverbindern sind einzelne Batteriezellen 10 zu Batteriemodulen elektrisch verschaltet, welche wiederum in einem Batteriepack für die Traktionsbatterie eines Hybrid- oder eines Elektrofahrzeugs Anwendung finden.
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Aus der Darstellung gemäß 2 geht eine kontinuierliche Querschnittsflächenzunahme 72 ausgehend von der Symmetrieachse des Batteriewickels 30 (Jelly Roll) hervor. Aus der Darstellung gemäß 2 ist entnehmbar, dass die Wärmetauschoberfläche 66 gleichmäßig von der Symmetrielinie des mindestens einen Batteriewickels 30 (Jelly Roll) ausgehend zu dessen Enden verläuft, wodurch sich die ersten und zweiten modifizierten Oberflächenabschnitte 62 bzw. 64 zur Verbesserung des Wärmetransportes ergeben. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, die Querschnittszunahme 72 in eine Richtung zu gestalten, so dass die Querschnittsfläche der beiden Stromkollektoren 40 bzw. 42 kontinuierlich in Richtung auf die Kühleinrichtung 44 – hier in Gestalt einer Kühlplatte 46 – zunimmt.
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Die beiden Stromkollektoren 40 bzw. 42 werden in der Regel aus Kupfer oder aus Aluminium gefertigt. Da Kupfer im Gegensatz zu Aluminium eine höhere spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweist, kann für eine gleichmäßige Wärmeverteilung an beiden Seiten der Batteriezelle 10 derjenige der Stromkollektoren 40 bzw. 42, der aus Kupfer gefertigt wird, an gleicher Stelle wie derjenige der Stromkollektoren 40 bzw. 42, der aus Aluminium gefertigt wird, einen dem Verhältnis der beiden spezifischen Wärmeleitfähigkeiten entsprechenden kleineren Querschnitt aufweisen. Durch diese die spezifischen Wärmeleiteigenschaften der beiden Werkstoffe berücksichtigende Querschnittsauslegung der Stromkollektoren 40 bzw. 42, kann der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend Gewicht eingespart werden.
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Während des Herstellungsprozesses der beiden Stromkollektoren 40 bzw. 42 können diese im Wege eines spanlosen Umformverfahrens, wie beispielsweise dem Gesenkformen, in die entsprechenden benötigten Formen überführt werden.
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Die jeweiligen Pole, d.h. der Pluspol 20 sowie der Minuspol 18 stellen die Anschlussterminals 24, 26 der Batteriezelle 10 dar. Der Minuspol 18 ist durch die Isolation 22 vom Zellgehäuse 12 getrennt, wobei das Zellgehäuse 12 durch die Oberseite 14 und die Unterseite 16 begrenzt ist. Die Unterseite des Batteriewickels 30 (Jelly Roll) ist in einem Abstand 36 zur Innenseite der Unterseite 16 des Zellgehäuses 12 angeordnet und durch den Hohlraum 34 bzw. der Kammer 34 bevorrateten Elektrolyten 32 von der Unterseite 16 des Zellgehäuses 12 getrennt. Aus der Darstellung gemäß 2 ergibt sich darüber hinaus, dass jeweilige Stirnseiten 70 des Batteriewickels 30 (Jelly Rol) entlang einer Anbindung 68 jeweils mit den Anbindungsquerschnitten 58, 60 der beiden Stromkollektoren 40, 42 verbunden sind.
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3 zeigt den Schnittverlauf, der in 2 durch II-II gekennzeichnet ist.
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Aus 3 geht hervor, dass die beiden Anbindungsquerschnitte 58, 60, die mit den Stirnseiten 70 des Batteriewickels 30 (Jelly Roll) beispielsweise stoffschlüssig im Wege des Schweißverfahrens gefügt sind, einen konstanten Querschnitt aufweisen. 3 zeigt weiter, dass der zweite vergrößerte Oberflächenabschnitt 64 im unteren Bereich der Stromkollektoren 40 bzw. 42 liegt.
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Aus 3 geht hervor, dass die beiden Stromkollektoren 40 bzw. 42 gemäß der Darstellung in 3 vom Elektrolyten 32, der im Hohlraum 34 des Zellgehäuses 12 enthalten ist, nahezu vollständig umgeben sind, was die Wärmeübertragung verbessert. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass in der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung gemäß der 2 und 3 die Unterseite 16 des Zellgehäuses 12 ebenfalls mit einer Kühleinrichtung 44 – hier in Gestalt einer von einem Kühlfluid durchströmten Kühlplatte 46 – verbunden ist.
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Aus der in 3 dargestellten Draufsicht ergibt sich, dass die beiden Anbindungsquerschnitte 58, 60 jeweils entlang von Anbindungen 68 mit den Stirnseiten 70 des Batteriewickels 30 (Jelly Roll) verbunden sind. An den jeweils eine konstante Querschnittsfläche aufweisenden Anbindungen 58 bzw. 60 wiederum sind die Stromkollektoren en 40 bzw. 42 befestigt, welche in der Draufsicht die als Schräge verlaufenden zweiten vergrößerten Oberflächenabschnitte 64 aufweisen, die sich gemäß 3 in die Zeichenebene erstrecken.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2011/0104540 [0002]
- US 2004/0241540 [0003]
- US 2007/0218331 [0004]
- US 2005/0014049 [0005]
