DE102014206868A1 - Housing for an energy storage device, energy storage device with such a housing and method for its preparation - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Energiespeichervorrichtung, eine Energiespeichervorrichtung mit einem derartigen Gehäuse und ein Verfahren zu deren Herstellung. Um Alterungseffekte oder thermische Reaktionen von Energiespeicherelementen durch unsachgemäße Belastung zu verhindern, stellt die Erfindung ein Gehäuse für eine Energiespeichervorrichtung bereit, umfassend wenigstens eine Aufnahme für wenigstens ein Energiespeicherelement, vorzugsweise für wenigstens einen Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator, wobei die Aufnahme durch wenigstens einen Körper aus einem porösen Material gebildet wird. Ebenfalls bereitgestellt werden eine Energiespeichervorrichtung mit einem derartigen Gehäuse und ein Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to a housing for an energy storage device, an energy storage device comprising such a housing and a method for the production thereof. To prevent aging effects or thermal reactions of energy storage elements by improper loading, the invention provides a housing for an energy storage device, comprising at least one receptacle for at least one energy storage element, preferably for at least one lithium-iron phosphate accumulator, wherein the recording by at least one body a porous material is formed. Also provided are an energy storage device having such a housing and a method of manufacturing the same.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Energiespeichervorrichtung, eine Energiespeichervorrichtung mit einem derartigen Gehäuse und ein Verfahren zu deren Herstellung. The invention relates to a housing for an energy storage device, an energy storage device comprising such a housing and a method for the production thereof.

Im Speziellen betrifft die Erfindung eine Auto- oder Motorradbatterie für den Sport- oder Hobbybereich, insbesondere für den Rennsporteinsatz, mit Lithium-Eisenphosphat-Akkuzellen (Akkuzellen auf LiFePO4-Basis), die in einem Gehäuse mit einem Rahmen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) und wenigstens einem eine Aufnahme bildenden Körper aus vernetztem Polyethylenschaumstoff (PE-Schaum) angeordnet sind. In particular, the invention relates to a car or motorcycle battery for the sports or hobby sector, in particular for racing use, with lithium iron phosphate battery cells (battery cells on LiFePO 4 -basic), which in a housing with a frame made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) and at least one receptive body of cross-linked polyethylene foam (PE foam) are arranged.

Gerade im Rennsportbereich sind die Batterien aufgrund der extremen Beschleunigungen oder Verzögerungen sowie aufgrund der Wärmentwicklung des Motors hohen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Akkuzellen auf Lithium-Basis zeigen bei Einsatz außerhalb der vorgegebenen Temperaturen erhebliche Alterungseffekte und können bei unsachgemäßer Belastung thermisch reagieren, was nach heutigem Stand der Technik ein großes Sicherheitsrisiko darstellt. Diese Probleme bestehen aber z.B. auch bei gewöhnlichen Straßenfahrzeugen. Especially in the racing sector, the batteries are exposed to high mechanical and thermal stresses due to the extreme acceleration or deceleration and due to the heat development of the engine. Battery cells based on lithium show significant aging effects when used outside the specified temperatures and can react thermally if improperly loaded, which constitutes a major security risk according to the current state of the art. However, these problems exist, e.g. even with ordinary road vehicles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für eine Energiespeichervorrichtung, eine Energiespeichervorrichtung mit einem derartigen Gehäuse und ein Verfahren zu deren Herstellung bereit zu stellen, um Alterungseffekte oder thermische Reaktionen von Energiespeicherelementen durch unsachgemäße Belastung zu verhindern. The invention has for its object to provide a housing for an energy storage device, an energy storage device with such a housing and a method for their preparation to prevent aging effects or thermal reactions of energy storage elements by improper loading.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch das Gehäuse für eine Energiespeichervorrichtung gemäß Anspruch 1, umfassend wenigstens eine Aufnahme für wenigstens ein Energiespeicherelement, vorzugsweise für wenigstens einen Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator (bzw. „Becherzelle“), wobei die Aufnahme durch wenigstens einen Körper aus einem porösen Material gebildet wird. According to a first aspect of the invention, this object is achieved by the housing for an energy storage device according to claim 1, comprising at least one receptacle for at least one energy storage element, preferably for at least one lithium-iron phosphate accumulator (or "cup cell"), wherein the recording by at least one body of a porous material is formed.

Das erfindungsgemäße Gehäuse bietet in mechanischer und thermischer Sicht einen hervorragenden Schutz für das empfindliche Energiespeicherelement, indem dieses in der Aufnahme aus wenigstens einem Körper aus porösem Material aufgenommen und damit weich eingebettet werden kann. Das poröse Material dient einerseits als Isolator, um ein Erhitzen des Energiespeicherelements durch externe Wärmequellen wie der Abwärme des Motors zu verhindern, andererseits bildet es einen mechanischen Puffer, der das Energiespeicherelement vor mechanischer Beanspruchung schützt. Das poröse Material umfasst in der Regel Gaseinschlüsse und weist eine geringe Dichte auf. Dadurch kann das Gehäuse auch besonders leicht ausgebildet werden, insbesondere wenn ein poröses Material zum Einsatz kommt, dass selbst eine gewisse strukturelle Festigkeit aufweist und dadurch im Wesentlichen ein eigenes Gehäuse um das Energiespeicherelement bildet. The housing according to the invention offers excellent mechanical and thermal protection for the sensitive energy storage element by being received in the receptacle of at least one body of porous material and thus soft embedded. The porous material serves on the one hand as an insulator to prevent heating of the energy storage element by external heat sources such as the heat of the engine, on the other hand, it forms a mechanical buffer, which protects the energy storage element from mechanical stress. The porous material usually includes gas inclusions and has a low density. As a result, the housing can also be made particularly light, in particular if a porous material is used, which itself has a certain structural strength and thus substantially forms its own housing around the energy storage element.

Es kann von Vorteil sein, wenn der wenigstens eine Körper wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist:

  • – Der Körper ist einstückig und/oder monolithisch ausgebildet.
  • – Der Körper ist quaderförmig oder würfelförmig ausgebildet.
  • – Der Körper ist plattenförmig ausgebildet.
  • – Der Körper umfasst eine Länge und/oder Breite und/oder Höhe im Bereich von 0,05 m bis 1,0 m, vorzugsweise im Bereich von 0,1 m bis 0,5 m, bevorzugt im Bereich von 0,15 m bis 0,25 m.
  • – Der Körper ist im Materialabtragsverfahren hergestellt, vorzugsweise durch Schneiden und/oder Fräsen eines Werkstücks aus dem porösen Material.
  • – Der Körper bildet zumindest abschnittsweise eine Aufnahme für eine Elektronik der Energiespeichervorrichtung.
  • – Der Körper trennt eine Aufnahme für eine Elektronik von der Aufnahme für das wenigstens eine Energiespeicherelement ab.
  • – Der Körper ist derart konfiguriert, um das Energiespeicherelement mechanisch von einer Fahrzeugstruktur zu entkoppeln.
  • – Der Körper ist derart konfiguriert, um das Energiespeicherelement thermisch von einer externen Wärmequelle zu entkoppeln, vorzugsweise im Hinblick auf Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung und/oder Konvektion.
  • – Der Körper ist derart konfiguriert, um elektromagnetische Strahlung abzuschirmen, vorzugsweise durch eine Strahlung abschirmende Lackierung und/oder Beschichtung und/oder durch Strahlung abschirmende Zusatzstoffe.
  • – Der Körper umfasst Rippen und/oder Taschen an der Innenseite der Aufnahme, die vorzugsweise zur Positionierung des Energiespeicherelements dienen.
  • – Der Körper emittiert im Brandfall Stickstoff und wirkt so brandhemmend.
It may be advantageous if the at least one body has at least one of the following features:
  • - The body is formed in one piece and / or monolithic.
  • - The body is cuboid or cube-shaped.
  • - The body is plate-shaped.
  • The body comprises a length and / or width and / or height in the range of 0.05 m to 1.0 m, preferably in the range of 0.1 m to 0.5 m, preferably in the range of 0.15 m to 0.25 m.
  • - The body is produced in the material removal process, preferably by cutting and / or milling a workpiece from the porous material.
  • - The body forms at least partially a receptacle for electronics of the energy storage device.
  • - The body separates a receptacle for electronics from the receptacle for the at least one energy storage element.
  • The body is configured to mechanically decouple the energy storage element from a vehicle structure.
  • The body is configured to thermally decouple the energy storage element from an external heat source, preferably with regard to heat conduction and / or heat radiation and / or convection.
  • The body is configured to shield electromagnetic radiation, preferably by radiation shielding coating and / or coating and / or radiation shielding additives.
  • - The body comprises ribs and / or pockets on the inside of the receptacle, which are preferably used for positioning of the energy storage element.
  • - The body emits nitrogen in case of fire and thus acts as a fire retardant.

Mit den vorstehend genannten Merkmalen kann der Körper gezielt für eine Vielzahl von Anwendungen ausgestattet werden. Die einstückige oder monolithische Bauart sorgt für hohe Festigkeit und Struktur. Die Quaderform oder Würfelform erlaubt eine besonders kompakte Ausbildung des Gehäuses durch optimale Nutzung des Bauraumes. With the above features, the body can be specifically equipped for a variety of applications. The one-piece or monolithic design ensures high strength and structure. The cuboid or cube shape allows a particularly compact design of the housing through optimal use of space.

Es kann sich aber auch als hilfreich erweisen, wenn das poröse Material wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist:

  • – Das poröse Material ist ein Kunststoff, vorzugsweise ein Polyolefin, bevorzugt Polyethylen.
  • – Das poröse Material ist vernetzt, vorzugsweise physikalisch vernetzt und/oder chemisch vernetzt.
  • – Das poröse Material ist geschäumt und/oder schaumförmig und/oder ein Schaumstoff.
  • – Das poröse Material umfasst eine geschlossene Zellstruktur.
  • – Das poröse Material weist eine Porengröße im Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,2 mm bis 0,5 mm, bevorzugt im Bereich von 0,3 mm bis 0,4 mm auf.
  • – Das poröse Material weist eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,01 W/mK bis 0,10 W/mK, vorzugsweise im Bereich von 0,02 W/mK bis 0,05 W/mK, bevorzugt im Bereich von 0,03 W/mK bis 0,04 W/mK auf.
  • – Das poröse Material weist eine Dichte im Bereich von 10 Kg/m3 bis 100 Kg/m3, vorzugsweise im Bereich von 20 Kg/m3 bis 60 Kg/m3, bevorzugt im Bereich von 25 Kg/m3 bis 50 Kg/m3 auf, wobei die Dichte vorzugsweise nach der Norm EN ISO 845 gemessen wird.
  • – Das poröse Material weist eine Bruchdehnung von wenigstens 50%, vorzugsweise wenigstens 60%, bevorzugt wenigstens 80% auf, wobei die Bruchdehnung vorzugsweise nach der Norm ISO-1798 gemessen wird.
  • – Das poröse Material weist eine Zugfestigkeit von wenigstens 100 kPa, vorzugsweise wenigstens 150 kPa, bevorzugt wenigstens 200 kPa auf, wobei die Zugfestigkeit vorzugsweise nach der Norm EN ISO 1926 gemessen wird.
  • – Das poröse Material weist eine Entflammbarkeit von maximal 100 mm/min auf, wobei die Entflammbarkeit vorzugsweise nach der Norm FMVSS 302 oder der Norm DIN 75200 gemessen wird.
  • – Eine Zellstruktur des porösen Materials ist an der Außenseite des Körpers und/oder an der Innenseite der Aufnahme freigelegt und/oder geöffnet.
  • – Das poröse Material ist brand- oder flammhemmend und/oder bildet brand- oder flammhemmende Verbrennungsprodukte und/oder umfasst brand- oder flammhemmende Einschlüsse, vorzugsweise Stickstoff.
  • – Das poröse Material ist flexibel und/oder elastisch und/oder formstabil.
  • – Das poröse Material ist derart konfiguriert, um elektromagnetische Strahlung abzuschirmen, vorzugsweise durch wenigstens einen Strahlung abschirmenden Zuschlagstoff.
However, it may also be helpful if the porous material has at least one of the following features:
  • The porous material is a plastic, preferably a polyolefin, preferably polyethylene.
  • - The porous material is crosslinked, preferably physically crosslinked and / or chemically crosslinked.
  • - The porous material is foamed and / or foamy and / or a foam.
  • The porous material comprises a closed cell structure.
  • The porous material has a pore size in the range of 0.1 mm to 1.0 mm, preferably in the range of 0.2 mm to 0.5 mm, preferably in the range of 0.3 mm to 0.4 mm.
  • The porous material has a thermal conductivity in the range from 0.01 W / mK to 0.10 W / mK, preferably in the range from 0.02 W / mK to 0.05 W / mK, preferably in the range of 0.03 W / mK to 0.04 W / mK.
  • The porous material has a density in the range from 10 kg / m 3 to 100 kg / m 3 , preferably in the range from 20 kg / m 3 to 60 kg / m 3 , preferably in the range from 25 kg / m 3 to 50 kg / m 3 , wherein the density is preferably after the Standard EN ISO 845 is measured.
  • - The porous material has an elongation at break of at least 50%, preferably at least 60%, preferably at least 80%, wherein the elongation at break preferably after the ISO-1798 standard is measured.
  • - The porous material has a tensile strength of at least 100 kPa, preferably at least 150 kPa, preferably at least 200 kPa, wherein the tensile strength preferably after the Standard EN ISO 1926 is measured.
  • The porous material has a flammability of at most 100 mm / min, the flammability preferably after the Standard FMVSS 302 or the Standard DIN 75200 is measured.
  • - A cell structure of the porous material is exposed on the outside of the body and / or on the inside of the receptacle and / or opened.
  • - The porous material is fire or flame retardant and / or forms fire or flame retardant combustion products and / or includes fire or flame retardant inclusions, preferably nitrogen.
  • - The porous material is flexible and / or elastic and / or dimensionally stable.
  • The porous material is configured to shield electromagnetic radiation, preferably by at least one radiation shielding additive.

Insbesondere ein vernetzter Polyethylenschaum ist kostengünstig verfügbar und kann viele der vorstehend genannten Merkmale aufweisen. Dieses Material kann durch geeignete Herstellungs- und Arbeitsverfahren in der erforderlichen Beschaffenheit bereitgestellt werden und ist durch Konfektionierung bestens für die vorliegende Erfindung geeignet. Das schließt jedoch nicht aus, dass im Rahmen der Erfindung auch andere poröse Materialien zum Einsatz kommen können. In particular, a cross-linked polyethylene foam is available at low cost and may have many of the aforementioned features. This material can be provided by suitable manufacturing and working methods in the required condition and is well suited for the present invention by packaging. However, this does not exclude that within the scope of the invention, other porous materials can be used.

Es kann ebenfalls von Vorteil sein, wenn die Aufnahme wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist:

  • – Die Aufnahme ist zur Anordnung wenigstens eines Energiespeicherelements ausgebildet.
  • – Die Aufnahme erstreckt sich als Durchbruch durch wenigstens einen Körper aus porösem Material.
  • – Die Aufnahme ist vorzugsweise reversibel verschließbar oder verschlossen, wenigstens einseitig, vorzugsweise beidseitig, bevorzugt durch wenigstens einen Körper aus porösem Material und/oder einen Deckel.
  • – Die Aufnahme definiert ein in Wesentlichen quaderförmiges oder würfelförmiges Volumen zur Anordnung des wenigstens einen Energiespeicherelements.
  • – Eine Innenkontur der Aufnahme ist an eine Außenkontur des wenigstens einen Energiespeicherelements angepasst.
It may also be advantageous if the receptacle has at least one of the following features:
  • - The recording is designed to arrange at least one energy storage element.
  • The receptacle extends as a breakthrough through at least one body of porous material.
  • The receptacle is preferably reversibly closable or closed, at least on one side, preferably on both sides, preferably by at least one body of porous material and / or a lid.
  • - The recording defines a substantially cuboidal or cube-shaped volume for the arrangement of the at least one energy storage element.
  • - An inner contour of the receptacle is adapted to an outer contour of the at least one energy storage element.

Die Aufnahme hat die Funktion, das Energiespeicherelement unterzubringen und quasi ein „Nest“ für das Energiespeicherelement zu bilden, in dem das Energiespeicherelement vor den auftretenden mechanischen oder thermischen Einwirkungen geschützt ist. Dazu ist die Innenkontur der Aufnahme möglichst genau auf die Außenkontur des Energiespeicherelements abgestimmt, um keine Relativbewegungen zuzulassen, so dass der Körper aus porösem Material seine Dämpfungswirkung optimal entfalten kann. The recording has the function to accommodate the energy storage element and to form quasi a "nest" for the energy storage element, in which the energy storage element is protected from the occurring mechanical or thermal effects. For this purpose, the inner contour of the receptacle is matched as accurately as possible to the outer contour of the energy storage element to allow no relative movements, so that the body of porous material can develop its damping effect optimally.

Es kann sich auch als vorteilhaft erweisen, wenn das Gehäuse einen Rahmen aufweist, der vorzugsweise wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist:

  • – Der Rahmen umgibt den wenigstens einen Körper zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig.
  • – Der Rahmen bildet eine Aufnahme für den wenigstens einen Körper, wobei die Aufnahme vorzugsweise verschließbar oder verschlossen, bevorzugt reversibel verschließbar oder verschlossen ist, besonders bevorzugt durch einen Deckel.
  • – Eine Innenkontur des Rahmens ist an eine Außenkontur des wenigstens einen Körpers angepasst, wobei der Rahmen vorzugsweise ein quaderförmiges oder würfelförmiges Volumen definiert.
  • – Der Rahmen umfasst wenigstens zwei miteinander verbindbare Rahmenteile, die im verbundenen Zustand eine Aufnahme für den wenigstens einen Körper bilden.
  • – Wenigstens ein Rahmenteil ist aus einem faserverstärkten Kunststoff, vorzugweise aus einem mit Kohlefaser, Glasfaser oder Aramidfaser verstärkten Kunststoff ausgebildet.
  • – Wenigstens ein Rahmenteil ist im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet, wobei die Dicke des plattenförmigen Rahmenteils vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm bis 2 mm, bevorzugt im Bereich von 0,5 mm bis 1,5 mm liegt.
  • – Wenigstens ein Rahmenteil, vorzugsweise eine Bodenplatte, umfasst wenigstens eine Befestigungsöffnung zur Befestigung des Gehäuses an einer Fahrzeugstruktur, wobei vorzugsweise mindestens zwei Befestigungsöffnungen an entgegen gesetzten Seiten des Rahmenteils angeordnet sind, wobei bevorzugt mindestens vier Befestigungsöffnungen an den vier Seiten des Rahmenteils angeordnet sind, wobei die Befestigungsöffnung besonders bevorzugt als Langloch ausgebildet ist.
  • – Wenigstens ein Rahmenteil, vorzugsweise eine Bodenplatte, umfasst wenigstens eine Halterung für wenigstens ein anderes Rahmenteil, wobei vorzugsweise mehrere Rahmenteile in der Halterung derart anordenbar sind, dass die Rahmenteile gemeinsam eine Aufnahme bilden.
  • – Der Rahmen ist derart konfiguriert, um elektromagnetische Strahlung abzuschirmen, vorzugsweise durch Strahlung abschirmende Einschlüsse, bevorzugt durch kohlefaserverstärkte Kunststoffe.
It may also prove advantageous if the housing has a frame which preferably has at least one of the following features:
  • The frame surrounds the at least one body at least partially, preferably completely.
  • - The frame forms a receptacle for the at least one body, wherein the receptacle is preferably closable or closed, preferably reversibly closed or closed, particularly preferably by a lid.
  • - An inner contour of the frame is adapted to an outer contour of the at least one body, wherein the frame preferably defines a cuboidal or cube-shaped volume.
  • - The frame comprises at least two interconnectable frame parts, which in the connected Condition form a receptacle for the at least one body.
  • - At least one frame part is made of a fiber-reinforced plastic, preferably formed of a reinforced with carbon fiber, glass fiber or aramid fiber plastic.
  • - At least one frame part is formed substantially plate-shaped, wherein the thickness of the plate-shaped frame member is preferably in the range of 0.1 mm to 2 mm, preferably in the range of 0.5 mm to 1.5 mm.
  • At least one frame part, preferably a bottom plate, comprises at least one fastening opening for fastening the housing to a vehicle structure, wherein preferably at least two fastening openings are arranged on opposite sides of the frame part, wherein preferably at least four fastening openings are arranged on the four sides of the frame part the attachment opening is particularly preferably designed as a slot.
  • - At least one frame part, preferably a bottom plate, comprises at least one holder for at least one other frame part, wherein preferably a plurality of frame parts in the holder can be arranged such that the frame parts together form a receptacle.
  • The frame is configured to shield electromagnetic radiation, preferably radiation shielding inclusions, preferably carbon fiber reinforced plastics.

Der Rahmen umfasst wenigstens ein Druckausgleichselement, vorzugsweise um den Druck innerhalb und außerhalb des Rahmens auszugleichen. Das Druckausgleichselement enthält vorzugsweise eine Membran aus expandiertem Polytetrafluorethylen (ePTFE), deren Poren größer als ein Luftmolekül sind und die ein Luftaustausch ermöglichen, wobei die Poren aber vorzugsweise so klein sind, um das Eindringen von Wasser, Schmutz und Partikeln zu verhindern. Bevorzugt ist die Membran chemisch inert, UV-beständig, oberflächenstabil und temperaturbeständig. Mit den vorstehend genannten Merkmalen lässt sich der Rahmen optimal für eine Vielzahl von Anwendungen ausstatten. Dabei kommen vorzugsweise faserverstärkte Kunststoffe zum Einsatz, die bei geringem Gewicht eine hohe Festigkeit aufweisen. In Verbindung mit einem Struktur gebenden Einsatz in Gestalt des wenigstens einen porösen Körpers, der die Aufnahme für das Energiespeicherelement bildet, kann der Rahmen sehr dünn und Gewicht sparend ausgeführt werden. Vorzugsweise sind der Rahmen und der wenigstens eine poröse Körper miteinander verklebt, um die Vorteile beider Werkstoffe – die Elastizität des porösen Körpers und die Festigkeit des faserverstärkten Kunststoffs – in einem Materialverbund zu dem erfindungsgemäßen Gehäuse zu vereinen. The frame comprises at least one pressure compensation element, preferably to balance the pressure inside and outside the frame. The pressure compensation element preferably contains a membrane of expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) whose pores are larger than an air molecule and which allow air exchange, but preferably the pores are so small as to prevent ingress of water, dirt and particles. The membrane is preferably chemically inert, UV-resistant, surface-stable and temperature-resistant. With the above features, the frame can be optimally equipped for a variety of applications. In this case, preferably fiber-reinforced plastics are used, which have high strength with low weight. In conjunction with a structure-providing insert in the form of the at least one porous body, which forms the receptacle for the energy storage element, the frame can be made very thin and weight-saving. Preferably, the frame and the at least one porous body are glued together to combine the advantages of both materials - the elasticity of the porous body and the strength of the fiber-reinforced plastic - in a composite material to the housing according to the invention.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Ausgabe der Erfindung gelöst durch eine Energiespeichervorrichtung mit einem Gehäuse nach einer der vorangehenden Ausführungen, wobei wenigstens ein Energiespeicherelement in dem Gehäuse angeordnet ist. According to a second aspect of the invention, the aforementioned output of the invention is achieved by an energy storage device having a housing according to one of the preceding embodiments, wherein at least one energy storage element is arranged in the housing.

Es kann von Vorteil sein, wenn das Energiespeicherelement wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist:

  • – Das Energiespeicherelement umfasst wenigstens eine Energiespeicherzelle, vorzugsweise eine Batteriezelle, bevorzugt eine Sekundärbatterie- oder Akkuzelle.
  • – Das Energiespeicherelement umfasst wenigstens eine Lithium-Eisenphosphat-Akkuzelle, wobei die Lithium-Eisenphosphat-Akkuzelle Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) vorzugsweise als Kathodenmaterial umfasst.
  • – Das Energiespeicherelement ist im Wesentlichen in den wenigstens einen Körper eingebettet.
  • – Das Energiespeicherelement ist kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder spielfrei in der Aufnahme angeordnet.
  • – Das Energiespeicherelement füllt die Aufnahme im Wesentlichen vollständig aus.
  • – Das Energiespeicherelement ist zumindest teilweise, vorzugsweise um wenigstens einen Umfang, bevorzugt vollständig von dem wenigstens einen Körper umgeben.
  • – Das Energiespeicherelement oder wenigstens eine Energiespeicherzelle kontaktiert den wenigstens einen Körper wenigstens an einem Teil seines Umfangs, vorzugsweise an wenigstens einem Teil seiner Mantelfläche.
  • – Das Energiespeicherelement oder wenigstens eine Energiespeicherzelle ist zylindrisch, quaderförmig oder würfelförmig ausgebildet, wobei der Pluspol und der Minuspol vorzugsweise an verschiedenen Enden des Energiespeicherelements ausgebildet sind.
  • – Das Energiespeicherelement umfasst einen Arbeitstemperaturbereich von –30°C bis +60°C, vorzugsweise von 0°C bis +40°C, bevorzugt von +15°C bis +25°C.
  • – Das Energiespeicherelement oder wenigstens eine Energiespeicherzelle ist herausnehmbar in der Aufnahme angeordnet.
  • – Das Energiespeicherelement weist ein Übermaß gegenüber der Aufnahme auf, so dass das Energiespeicherelement durch elastische Verformung des Körpers in die Aufnahme einsetzbar ist und/oder das Energiespeicherelement kraftschlüssig in der Aufnahme festgelegt ist.
  • – Das Energiespeicherelement umfasst wenigstens zwei Energiespeicherzellen, die vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Energiespeicherzellen vorzugsweise über ein Verbindungselement verbunden sind.
  • – Das Energiespeicherelement umfasst eine Vielzahl von vorzugsweise parallel angeordneten Energiespeicherzellen, die zu einem Paket mit vorzugsweise wenigstens zwei Reihen und wenigstens zwei Spalten von Energiespeicherzellen verbunden sind, wobei bevorzugt wenigstens einige Energiespeicherzellen der äußeren Reihen und/oder Spalten des Pakets den wenigstens einen Körper an einem Teil ihres Umfangs kontaktieren.
It may be advantageous if the energy storage element has at least one of the following features:
  • - The energy storage element comprises at least one energy storage cell, preferably a battery cell, preferably a secondary battery or battery cell.
  • The energy storage element comprises at least one lithium iron phosphate battery cell, the lithium iron phosphate battery cell preferably comprising lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) as the cathode material.
  • - The energy storage element is substantially embedded in the at least one body.
  • - The energy storage element is non-positively and / or positively and / or cohesively and / or clearance arranged in the receptacle.
  • - The energy storage element fills the receptacle substantially completely.
  • - The energy storage element is at least partially, preferably by at least one circumference, preferably completely surrounded by the at least one body.
  • - The energy storage element or at least one energy storage cell contacts the at least one body at least on a part of its circumference, preferably on at least a part of its lateral surface.
  • - The energy storage element or at least one energy storage cell is cylindrical, cuboid or cube-shaped, wherein the positive pole and the negative terminal are preferably formed at different ends of the energy storage element.
  • - The energy storage element comprises a working temperature range of -30 ° C to + 60 ° C, preferably from 0 ° C to + 40 ° C, preferably from + 15 ° C to + 25 ° C.
  • - The energy storage element or at least one energy storage cell is removably disposed in the receptacle.
  • - The energy storage element has an excess of the recording, so that the energy storage element can be inserted by elastic deformation of the body in the receptacle and / or the energy storage element is fixed non-positively in the recording.
  • The energy storage element comprises at least two energy storage cells, which are preferably substantially parallel to one another are arranged, wherein the energy storage cells are preferably connected via a connecting element.
  • - The energy storage element comprises a plurality of preferably parallel energy storage cells, which are connected to a package preferably having at least two rows and at least two columns of energy storage cells, preferably at least some energy storage cells of the outer rows and / or columns of the package at least one body at a Contact part of their scope.

Akkuzellen auf Basis von Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) zeichnen sich aus durch die geringe Wärmeentwicklung beim Ladevorgang. Diese Eigenschaft ist besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit der Tatsache, dass die Wärmeabgabe an die Umgebung bedingt durch das als Isolator wirkende, poröse Material deutlich eingeschränkt ist. Allerdings beschränkt das poröse Material nicht nur die Wärmeabgabe an die Umgebung, sondern vor allem die Wärmeaufnahme aus der Umgebung. Im Ergebnis ist der Wärmehaushalt des Energiespeicherelements aufgrund der thermischen Isolationseigenschaften des Gehäuses gut kontrollierbar. Ein passives Druckausgleichselement sorgt dafür, warme Luft zusätzlich aus dem Gehäuse abzuführen. Es findet ein Druckausgleich statt, so dass die Umgebungsluft im Gehäuse immer maximal die das Gehäuse umgebende Temperatur hat. Im Fahrtwind kommt dieser Effekt dann besonders zum Tragen. Battery cells based on lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) are characterized by the low heat generation during charging. This property is particularly advantageous in connection with the fact that the heat transfer to the environment is significantly limited due to the acting as an insulator, porous material. However, the porous material limits not only the heat to the environment, but especially the heat from the environment. As a result, the heat balance of the energy storage element is easily controlled due to the thermal insulation properties of the housing. A passive pressure compensation element ensures that warm air is additionally removed from the housing. There is a pressure equalization, so that the ambient air in the housing always has a maximum of the temperature surrounding the housing. In the wind, this effect is particularly noticeable.

Die paketförmige Anordnung einzelner Speicherzellen erleichtert die Montage und die Transport sowie die Verschaltung und Verbindung mit der Elektronik. Bei Bedarf kann das Energiespeicherelement einfach aus dem Gehäuse entfernt werden. The packet-shaped arrangement of individual memory cells facilitates the assembly and transport as well as the interconnection and connection to the electronics. If necessary, the energy storage element can be easily removed from the housing.

Vorteilhaft kann auch Verwendung der Energiespeichervorrichtung nach einer der vorangehenden Ausführungen als Energiespeichervorrichtung für Kraftfahrzeuge sein, vorzugsweise im Rennsportbereich. The use of the energy storage device according to one of the preceding embodiments can also be advantageous as an energy storage device for motor vehicles, preferably in the racing sector.

Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung, vorzugsweise der Energiespeichervorrichtung einer der vorangehenden Ausführungen, umfassend die Schritte:

  • – Schritt 1: Bereitstellen eines porösen Materials.
  • – Schritt 2: Herausarbeiten wenigstens eines Körpers zur Ausbildung wenigstens einer Aufnahme für wenigstens ein Energiespeicherelement aus dem porösen Material durch ein Abtragsverfahren, vorzugsweise durch ein Trennverfahren und/oder Erosionsverfahren, bevorzugt durch ein Schneidverfahren und/oder ein Fräsverfahren.
  • – Schritt 3: Verbinden des wenigstens einen Körpers mit einem Rahmen zu einem Gehäuse, vorzugsweise durch Verkleben.
  • – Schritt 4: Anordnen wenigstens eines Energiespeicherelements in der Aufnahme.
According to a third aspect of the invention, the object of the invention mentioned at the outset is achieved by a method for producing an energy storage device, preferably the energy storage device of one of the preceding embodiments, comprising the steps:
  • Step 1: Providing a porous material.
  • Step 2: Working at least one body to form at least one receptacle for at least one energy storage element of the porous material by a removal process, preferably by a separation process and / or erosion process, preferably by a cutting process and / or a milling process.
  • - Step 3: connecting the at least one body with a frame to a housing, preferably by gluing.
  • Step 4: arranging at least one energy storage element in the receptacle.

Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren wenigstens einen der folgenden Schritte:

  • – Herstellen des Rahmens aus einer Vielzahl von Rahmenteilen, vorzugsweise vor Schritt 3, umfassend die Teilschritte:
  • – Positionieren von Seitenteilen gegenüber einer Bodenplatte, wobei die Seitenteile und/oder die Bodenplatte aus kohlefaserverstärktem Kunststoff bestehen.
  • – Verbinden der Seitenteile mit der Bodenplatte, vorzugsweise durch Verkleben.
  • – Verbinden des wenigstens einen Energiespeicherelements mit einer Elektronik der Energiespeichervorrichtung, vorzugsweise als Schritt 5.
  • – Verschließen der Aufnahme, vorzugsweise durch einen Deckel, bevorzugt als Schritt 6.
Advantageously, the method comprises at least one of the following steps:
  • Producing the frame from a plurality of frame parts, preferably before step 3, comprising the sub-steps:
  • - Positioning of side parts relative to a bottom plate, wherein the side parts and / or the bottom plate made of carbon fiber reinforced plastic.
  • - Connecting the side panels with the bottom plate, preferably by gluing.
  • - Connecting the at least one energy storage element with an electronics of the energy storage device, preferably as step 5.
  • - Closing the recording, preferably by a lid, preferably as step 6.

Die Erfindung ist nicht auf die ausdrücklich beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombinationen der Merkmale, die in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen offenbart sind. The invention is not limited to the expressly described embodiments. Further advantageous embodiments result from combinations of the features disclosed in the claims, the description and the drawings.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

1 zeigt eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Energiespeichervorrichtung. 1 shows an exploded view of the energy storage device according to the invention.

2 zeigt einen Schnitt B-B durch die Explosionsdarstellung gemäß 1. 2 shows a section BB through the exploded view according to 1 ,

3 zeigt einen Schnitt C-C durch die Explosionsdarstellung gemäß 1. 3 shows a section CC through the exploded view according to 1 ,

4 zeigt die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung gemäß 1 im Montagezustand. 4 shows the energy storage device according to the invention according to 1 in the assembled state.

5 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung gemäß 4 orthogonal zur Z-Achse. 5 shows a section through the inventive energy storage device according to 4 orthogonal to the Z axis.

6 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung gemäß 4 orthogonal zur Y-Achse. 6 shows a section through the inventive energy storage device according to 4 orthogonal to the Y axis.

7 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung gemäß 4 orthogonal zur X-Achse. 7 shows a section through the inventive energy storage device according to 4 orthogonal to the X-axis.

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels Detailed Description of the Preferred Embodiment

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Figuren beschrieben. The preferred embodiment of the invention will be described below with reference to the figures.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Energiespeichervorrichtung ist eine Auto- oder Motorradbatterie für den Rennsport mit Lithium-Eisenphosphat-Akkus (Akkus auf LiFePO4-Basis), die in vernetzten Polyethylenschaumstoff (PE-Schaum) eingebettet und von einem Rahmen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) umgeben sind. The preferred embodiment of the energy storage device according to the invention is a car or motorcycle battery for racing with lithium iron phosphate batteries (LiFePO 4 -based batteries) embedded in cross-linked polyethylene foam (PE foam) and a frame made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) are surrounded.

Zunächst werden die Komponenten des erfindungsgemäßen Gehäuses 1 mit Bezug auf die Figuren erläutert, bevor die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung und das Verfahren zu deren Herstellung im Detail beschrieben werden. First, the components of the housing according to the invention 1 explained with reference to the figures, before the energy storage device according to the invention and the method for their preparation are described in detail.

Komponente A: Rahmen Wie in den Figuren zu erkennen ist, ist er Rahmen 4 ist mehrteilig aufgebaut und umfasst eine Bodenplatte 41 mit einer umlaufenden Nut, die als Halterung 45 für vier plattenförmige Seitenteile 42 dient. Dadurch können die Seitenteile 42 vor dem eigentlichen Fügen bequem ausgerichtet werden. Die Bodenplatte 41 und die Seitenteile 42 bilden gemeinsam eine quaderförmige Aufnahme 43. An den entgegengesetzten Längsseiten und Querseiten der Bodenplatte 41 sind Langlöcher 44 zur Schraubbefestigung der Energiespeichervorrichtung an einem Fahrzeug vorgesehen. Component A: Frame As can be seen in the figures, it is frame 4 is constructed in several parts and includes a base plate 41 with a circumferential groove that serves as a holder 45 for four plate-shaped side parts 42 serves. This allows the side panels 42 be aligned conveniently before actual joining. The bottom plate 41 and the side parts 42 together form a cuboid recording 43 , At the opposite longitudinal sides and transverse sides of the bottom plate 41 are longholes 44 provided for screw mounting the energy storage device to a vehicle.

Der Werkstoff der Bodenplatte 41 und der Seitenteile 42 ist CFK-Prepreg, bestehend aus Kohlefaser und Epoxiharz. Die Dicke der Bodenplatte 41 und der Seitenteile 42 liegt bei ca. 1 mm. Der Werkstoff CFK-Prepreg zeichnet sich durch hohe Festigkeit, Witterungs- und Chemikalienbeständigkeit aus. The material of the bottom plate 41 and the side panels 42 is CFRP prepreg, consisting of carbon fiber and epoxy resin. The thickness of the bottom plate 41 and the side panels 42 is about 1 mm. The material CFK-prepreg is characterized by high strength, weathering and chemical resistance.

Komponente B: Körper aus porösem Material Component B: body of porous material

Der die Aufnahme 3 bildende Körper 11 mit quaderförmiger Außenkontur ist durch ein Abtragverfahren monolithisch aus einem Werkstück aus vernetztem PE-Schaum herausgearbeitet. Die Außenkontur des Körpers 11 ist exakt auf die Innenkontur der Aufnahme 43 des Rahmens 4 abgestimmt. Der Körper 11 weist eine Länge von ca. 0,25 m bei einer Breite von ca. 0,15 m und einer Höhe von ca. 0,15 m auf. Die Aufnahme 3 wird durch den Körper 11 gebildet und erstreckt sich als Durchbruch von einer Oberseite zu einer Unterseite des Körpers 11. Die Aufnahme 3 wird bodenseitig durch die passgenauen, plattenförmigen Schaumstoffkörper 12 und 13 verschlossen, die zwischen sich eine Aufnahme für die Elektronik 5 der Energiespeichervorrichtung bilden. The recording 3 forming bodies 11 with cuboid outer contour is made by a removal process monolithic from a workpiece made of cross-linked PE foam. The outer contour of the body 11 is exactly on the inner contour of the recording 43 of the frame 4 Voted. The body 11 has a length of about 0.25 m with a width of about 0.15 m and a height of about 0.15 m. The recording 3 gets through the body 11 formed and extends as a breakthrough from a top to a bottom of the body 11 , The recording 3 is the bottom side by the accurately fitting, plate-shaped foam body 12 and 13 closed, which between them a receptacle for the electronics 5 form the energy storage device.

Die Innenkontur der Aufnahme 3 ist zur Anordnung des Energiespeicherelements 2 genau auf die Außenkontur des Energiespeicherelements 2 abgestimmt. An der Innenseite der Aufnahme sind Rippen 14 und Taschen 15 vorgesehen, die auf die Kontur von Energiespeicherzellen 22 abgestimmt sind und zur spielfreien Positionierung des Energiespeicherelements 2 dienen. The inner contour of the picture 3 is to the arrangement of the energy storage element 2 exactly on the outer contour of the energy storage element 2 Voted. On the inside of the receptacle are ribs 14 and bags 15 provided on the contour of energy storage cells 22 are matched and for play-free positioning of the energy storage element 2 serve.

Die Körper 11, 12, 13 bestehen aus physikalisch vernetztem PE-Schaum, der sich durch eine geringe elektrische Leitfähigkeit (Isolator), hohe Wärmedämmung, Flammwidrigkeit, Abschirmeigenschaften gegenüber elektromagnetischer Strahlung, hohe Druckhärte und gute Energieaufnahme (insbesondere im Crashfall) auszeichnet. Der vernetzte PE-Schaumstoff weist beispielsweise eine geschlossene Zellstruktur mit einer Porengröße von ca. 0,3 mm bis 0,4 mm und einer Dichte von ca. 30 kg/m3 auf. Die Wärmeleitfähigkeit des PE-Schaumstoffs liegt etwa bei 0,035 W/mK. Mit einer Bruchdehnung von mehr als 80% und einer Zugfestigkeit von über 150 kPa (gemessen nach EN ISO 1926 ) ist das Material flexibel und elastisch, aber hinreichend formstabil. Vorzugsweise wird ein flammwidriger PE-Schaumstoff eingesetzt der eine Entflammbarkeit von unter 100 mm/min aufweist (gemessen nach FMVSS 302 oder DIN 7520 ). Alternativ oder zusätzlich bildet der PE-Schaumstoff brand- oder flammhemmende Verbrennungsprodukte oder umfasst brand- oder flammhemmende Einschlüsse wie Stickstoff, die einer Brandentwicklung entgegenwirken. The body 11 . 12 . 13 consist of physically crosslinked PE foam, which is characterized by a low electrical conductivity (insulator), high thermal insulation, flame resistance, shielding properties against electromagnetic radiation, high pressure hardness and good energy absorption (especially in the event of a crash). The crosslinked PE foam has, for example, a closed cell structure with a pore size of about 0.3 mm to 0.4 mm and a density of about 30 kg / m 3 . The thermal conductivity of the PE foam is approximately 0.035 W / mK. With an elongation at break of more than 80% and a tensile strength of more than 150 kPa (measured after EN ISO 1926 ), the material is flexible and elastic, but sufficiently dimensionally stable. Preferably, a flame-retardant PE foam is used which has a flammability of less than 100 mm / min (measured according to FMVSS 302 or DIN 7520 ). Alternatively or additionally, the PE foam forms fire or flame retardant products of combustion or includes flame retardant inclusions such as nitrogen, which counteract the development of fire.

Komponente C: Elektronik (BMS-Modul) Component C: Electronics (BMS module)

In einer Aufnahme zwischen den beiden bodenseitigen Schaumplatten 12, 13 ist ein Elektronik-Modul 5 bzw. Balancer-Modul angeordnet, welches den Ladestrom der Lichtmaschine gleichmäßig auf die einzelnen Energiespeicherzellen 21 verteilt. Dadurch wird die Lebensdauer der Energiespeicherzellen 21 erhöht. Die Leitungen zur Verbindung des Elektronik-Moduls 5 mit den Energiespeicherzellen 21 erstrecken sich vorzugsweise durch die beiden bodenseitigen Schaumplatten 12, 13 in die darüber liegende Aufnahme 3. das Elektronik-Modul 5 kann aber auch oberhalb der Energiespeicherzellen 21 angeordnet sein. In a recording between the two bottom-side foam panels 12 . 13 is an electronics module 5 Balancing module arranged, which the charging current of the alternator evenly to the individual energy storage cells 21 distributed. This will increase the life of the energy storage cells 21 elevated. The cables for connecting the electronic module 5 with the energy storage cells 21 preferably extend through the two bottom-side foam panels 12 . 13 in the overlying recording 3 , the electronics module 5 but also above the energy storage cells 21 be arranged.

Komponente D: Energiespeicherelement Component D: energy storage element

Das Energiespeicherelement 2 ist im vorliegenden Fall als Paket von zylindrischen Energiespeicherzellen 21 ausgebildet, die mechanisch über Verbindungselemente 22 verbunden bzw. verschweißt sind. Im vorliegenden Fall umfasst das Paket vier Spalten und drei Reihen von Energiespeicherzellen 21, wobei die Energiespeicherzellen 21 exakt parallel zueinander ausgerichtet sind und die jeweils in einer Spalte und die jeweils in einer Reihe angeordneten Energiespeicherzellen 21 entlang einer geraden Linie aufgereiht sind. The energy storage element 2 is in the present case as a package of cylindrical energy storage cells 21 formed, which mechanically via fasteners 22 connected or welded. In the present case, the packet comprises four columns and three rows of energy storage cells 21 , wherein the energy storage cells 21 are aligned exactly parallel to each other and each in a column and each in a row arranged energy storage cells 21 strung along a straight line.

Bevorzugte Ausführungen sind Energiespeicherelemente 2 mit insgesamt 4, 8, 12, 16, 24 oder 36 LiFePo4-Akkuzellen 21, die beispielsweise folgende Anordnungen aufweisen können:

  • – Vier Spalten, eine Reihe → 13,2V / 2,5Ah
  • – Vier Spalten, zwei Reihen → 13,2V / 5Ah
  • – Vier Spalten, drei Reihen → 13,2V / 7,5Ah
  • – Vier Spalten, vier Reihen → 13,2V / 10Ah
  • – Vier Spalten, sechs Reihen → 13,2V / 15Ah
  • – Vier Spalten, neun Reihen → 13,2V / 22,5Ah
Preferred embodiments are energy storage elements 2 with a total of 4, 8, 12, 16, 24 or 36 LiFePo4 battery cells 21 which may have, for example, the following arrangements:
  • - Four columns, one row → 13.2V / 2.5Ah
  • - Four columns, two rows → 13.2V / 5Ah
  • - Four columns, three rows → 13.2V / 7.5Ah
  • - Four columns, four rows → 13.2V / 10Ah
  • - Four columns, six rows → 13.2V / 15Ah
  • - Four columns, nine rows → 13.2V / 22.5Ah

Anmerkung: da bei Akkus auf Lithium Basis im Vergleich zu AGM-Akus die Nominalspannung bei Energieentnahme kaum abfällt, wird die Kapazität gemeinhin um den Faktor 3 angegeben (7,5Ah LiFePo4 entspricht ca 22,5 Ah AGM-Akku) Note: As with lithium-based batteries compared to AGM-Akus the nominal voltage at energy extraction hardly drops, the capacity is generally given by a factor of 3 (7.5Ah LiFePo4 corresponds to about 22.5 Ah AGM battery)

Das Energiespeicherelement 2 weist ein geringes Übermaß gegenüber der Aufnahme 3 auf, so dass es unter geringfügiger elastischer Verformung des Körpers 11 in die Aufnahme 3 einsetzbar ist und dort spielfrei im Schaumstoff eingebettet ist. The energy storage element 2 indicates a slight excess over admission 3 on, leaving it under slight elastic deformation of the body 11 in the recording 3 can be used and there is embedded without play in the foam.

Komponente E: Deckel Component E: Lid

Ein plattenförmiger Deckel 6 bildet einen Verschluss für die Aufnahme 43 des Rahmens 4 sowie für die Aufnahme für das Energiespeicherelement 2. Der Deckel 6 besteht aus einem undurchsichtigen Kunststoff, z.B. Polycarbonat (PC), Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS) oder Polyethylen (PE) und umfasst wärmegefügte Poladapter 62 aus Messing M6 oder andere Gewinde (metrisch / UNF). Diese sind in entsprechenden Abstandshaltern 61 zur Innenseite des Rahmens 4 angeordnet und mit dem Deckel 6 verklebt. Die beiden Abstandshalter 61 für die Poladapter 62 sind nicht mit dem Deckel 6 verklebt sondern werden ebenfalls mit warmgefügt. Der Deckel 6 zeichnet sich aus durch eine geringe elektrische Leitfähigkeit (Isolator), Schlagzähigkeit und gute Abschirmeigenschaften gegenüber elektromagnetischer Strahlung. A plate-shaped lid 6 forms a closure for the recording 43 of the frame 4 and for the inclusion of the energy storage element 2 , The lid 6 consists of an opaque plastic, such as polycarbonate (PC), Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS) or polyethylene (PE) and includes heat-added pole adapter 62 made of brass M6 or other threads (metric / UNF). These are in appropriate spacers 61 to the inside of the frame 4 arranged and with the lid 6 bonded. The two spacers 61 for the pole adapters 62 are not with the lid 6 glued but are also heated with warm. The lid 6 is characterized by a low electrical conductivity (insulator), impact resistance and good shielding properties against electromagnetic radiation.

Nachstehend wird das bevorzugte Verfahren zur Herstellung der Energiespeichervorrichtung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren im Detail beschrieben. Hereinafter, the preferred method of manufacturing the energy storage device will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

Verfahren zur Herstellung der Energiespeichervorrichtung Method for producing the energy storage device

Zunächst wird der Körper 11 mit einer Länge von ca. 0,25 m, einer Breite von ca. 0,15 m und einer Höhe von ca. 0,15 m aus einem blockförmigen Werkstück aus dem vernetzten PE-Schaumstoff durch Schneidbearbeitung herausgeschnitten. Anschließend wird die Aufnahme 3 zur Anordnung des Energiespeicherelements 2 von einer Oberseite des Körpers 11 durch Fräsbearbeitung eingearbeitet. Die Schaumstoffkörper 12, 13 werden vorzugsweise aus demselben porösen Material passgenau zugeschnitten. Die Lage und Abmessung der Aufnahme 3 kann je nach der Form und Anzahl der Energiespeicherelemente 2 festgelegt werden, wobei die gewünschte thermische und mechanische Entkopplung vom auszustattenden Kraftfahrzeug optimiert werden soll, die Anordnung aber gleichzeitig möglichst kompakt sein sollte. First, the body 11 with a length of about 0.25 m, a width of about 0.15 m and a height of about 0.15 m from a block-shaped workpiece from the cross-linked PE foam cut by cutting. Subsequently, the recording 3 for the arrangement of the energy storage element 2 from a top of the body 11 incorporated by milling. The foam body 12 . 13 are preferably cut to size from the same porous material. The location and dimensions of the recording 3 can vary depending on the shape and number of energy storage elements 2 be set, the desired thermal and mechanical decoupling is to be optimized by auszustattenden motor vehicle, but the arrangement should be as compact as possible.

Anschließend wird der Rahmen 4 aus den plattenförmigen Rahmenbauteilen 41, 42 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff in der oben beschriebenen Weise zusammengesetzt. Die Seitenteile 42 werden in die vorgesehene Halterung 45 der Bodenplatte 41 eingesteckt, um gemeinsam mit der Bodenplatte 41 die Aufnahme 43 zu bilden. Subsequently, the frame becomes 4 from the plate-shaped frame components 41 . 42 composed of carbon fiber reinforced plastic in the manner described above. The side parts 42 be in the intended holder 45 the bottom plate 41 plugged in to share with the bottom plate 41 the recording 43 to build.

Anschließend werden die Rahmenteile 41, 42 innenseitig mit Klebstoff beschichtet und die Schaumstoffkörper 11, 12, 13 in der in den Figuren gezeigten Anordnung unter Zwischenschaltung des Elektronik-Moduls 5 (und entsprechenden Leitungen; nicht gezeigt) in die Aufnahme 43 des Rahmens 4 eingesetzt. Der Rahmen 4 bildet sozusagen eine Hülle um die Schaumstoffkörper 11, 12, 13. Wenn die poröse Schaumstruktur des PE-Schaumstoffs zur Außenseite der Schaumstoffkörper 11, 12 freiliegt, kann ein Klebstoff in die Schaumstruktur eindringen und sich dort verankern. Dadurch kann eine Festigkeit der Klebeverbindung zwischen den Rahmenteilen 41, 42 und den Schaumstoffkörper 11, 12 zusätzlich erhöht werden. Subsequently, the frame parts 41 . 42 coated on the inside with adhesive and the foam body 11 . 12 . 13 in the arrangement shown in the figures with the interposition of the electronic module 5 (and corresponding lines (not shown) in the receptacle 43 of the frame 4 used. The frame 4 forms a shell around the foam body, so to speak 11 . 12 . 13 , If the porous foam structure of the PE foam to the outside of the foam body 11 . 12 exposed, an adhesive can penetrate into the foam structure and anchored there. This allows a strength of the adhesive bond between the frame parts 41 . 42 and the foam body 11 . 12 be additionally increased.

Anschließend wird das Energiespeicherelement 2 in die Aufnahme 3 eingepresst, so dass das Energiespeicherelement 2 zumindest mit dem Schaumstoffkörper 11 kraftschlüssig verbunden ist und lagesicher sowie spielfrei in der Aufnahme 3 positioniert ist. Die Art und Anzahl der Energiespeicherelemente 2 richtet sich nach der gewünschten Kapazität der Energiespeichervorrichtung. Das Energiespeicherelement 2 wird herausnehmbar in der Aufnahme 3 eingesetzt, so dass entweder das Energiespeicherelement 2 oder der Körper 11 bei Bedarf austauschbar ist. Der vernetzte PE-Schaumstoff weist bei sachgemäßer Behandlung in etwa eine Lebensdauer von 5 bis 7 Jahren auf. Subsequently, the energy storage element 2 in the recording 3 pressed in, so that the energy storage element 2 at least with the foam body 11 positively connected and secure in position and backlash in the recording 3 is positioned. The type and number of energy storage elements 2 depends on the desired capacity of the energy storage device. The energy storage element 2 will be removable in the receptacle 3 used, so that either the energy storage element 2 or the body 11 is replaceable if necessary. When used properly, the cross-linked PE foam has a lifespan of 5 to 7 years.

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Zusammengefasst bietet das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung die folgenden Vorteile. In summary, the preferred embodiment of the invention offers the following advantages.

Vorteil 1: Thermische Isolierung Advantage 1: Thermal insulation

Energiespeicherelemente auf LiFePO4-Basis altern bei Wärmeeinwirkung über +60°C und unter 0°C wesentlich schneller. Der bevorzugte Temperaturbereich liegt im Bereich von +15°C bis +25°C. Werden Energiespeicherelemente auf Lithium-Basis als reine Starterakkus eingesetzt, emittieren diese kaum Wärme. Verwendet man sie als Energiequelle für sämtliche Verbraucher im Fahrzeug (z. B bei Fahrten ohne Lichtmaschine) kann eine aktive oder passive Kühlung vorgesehen werden. Ein wesentlicher Vorteil der Energiespeicherelemente auf LiFePO4-Basis liegt in der geringen Wärmeentwicklung beim Ladevorgang. Allerdings können die Energiespeicherelemente bei Einsätzen im Kraftfahrzeugbereich, insbesondere im Rennsport, durch die Abwärme des Motors, vor allem durch Wärmestrahlung in Motornähe, erheblich erhitzt werden. Die Einbettung der Energiespeicherelemente in das poröse Material des Gehäuses bewirkt eine thermische Entkopplung der Energiespeicherelemente von externen Wärmequellen wie dem Motor im Hinblick auf Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Konvektion. LiFePO 4 -based energy storage elements age much faster when exposed to heat above + 60 ° C and below 0 ° C. The preferred temperature range is in the range of + 15 ° C to + 25 ° C. If lithium-based energy storage elements are used as pure starter batteries, they hardly emit heat. If used as an energy source for all consumers in the vehicle (for example when driving without an alternator), active or passive cooling can be provided. A major advantage of the LiFePO 4 -based energy storage elements lies in the low heat generation during charging. However, the energy storage elements for use in the automotive sector, especially in racing, by the heat of the engine, especially by heat radiation near the engine, be heated considerably. The embedding of the energy storage elements in the porous material of the housing causes a thermal decoupling of the energy storage elements of external heat sources such as the engine with regard to heat conduction, heat radiation and convection.

Vorteil 2: Verbesserung der Tragstruktur Advantage 2: Improvement of the supporting structure

Das poröse Gehäusematerial absorbiert mechanische Schwingungen im Fahrbetrieb und sorgt so für eine möglichst erschütterungsfreie Lagerung der Energiespeicherelemente. Die geschlossene Zellstruktur des PE-Schaumstoffs und dessen elastische Eigenschaften sorgen für gute Dämpfungseigenschaften, wobei sich die Dämpfungseffekte durch die Elastizität des Materials mit den Dämpfungseffekten aufgrund der Kompression des in den Zellen eingeschlossenen Gases überlagern. Dadurch werden die Kontaktstellen der Energiespeicherelemente geschützt und die Gefahr von Verschleiß oder Unterbrechungen an den Kontaktstellen erheblich verringert. Zugleich sorgt die geringe Dichte des porösen Materials in Verbindung mit dem sehr dünnen Verkleidungsmaterial für minimales Gewicht der gesamten Energiespeichervorrichtung. Zudem werden mechanische Beanspruchungen der Energiespeicherelemente unterbunden, die chemische Reaktionen in den Akkus auslösen können, was im schlimmsten Fall zum Brand führt. The porous housing material absorbs mechanical vibrations during driving and thus ensures as vibration-free storage of the energy storage elements. The closed cell structure of the PE foam and its elastic properties provide good damping properties, wherein the damping effects are superimposed by the elasticity of the material with the damping effects due to the compression of the trapped gas in the cells. As a result, the contact points of the energy storage elements are protected and significantly reduces the risk of wear or interruptions at the contact points. At the same time, the low density of the porous material in conjunction with the very thin trim material provides for minimal weight of the entire energy storage device. In addition, mechanical stresses of the energy storage elements are prevented, which can trigger chemical reactions in the battery, resulting in the worst case to the fire.

Vorteil 3: Verbesserung des Crashverhaltens Advantage 3: Improvement of the crash behavior

Das poröse Gehäusematerial absorbiert die Aufprallenergie insbesondere auch im Crashfall. Die Energiespeicherzellen selbst werden dadurch geschützt und im Idealfall nicht beschädigt. Daher besteht auch eine wesentlich geringere Gefahr von Schäden, die auf eine Beschädigung der Energiespeicherelemente zurückzuführen sind, was im schlimmsten Fall zum Brand führen kann. The porous housing material absorbs the impact energy, especially in the event of a crash. The energy storage cells themselves are thereby protected and ideally not damaged. Therefore, there is also a much lower risk of damage due to damage to the energy storage elements, which in the worst case can lead to fire.

Vorteil 4: Sicherheit im Brandfall Advantage 4: Safety in case of fire

Energiespeicherzellen auf Lithium-Basis können bei unsachgemäßer Belastung thermisch reagieren, was nach heutigem Stand der Technik ein großes Sicherheitsrisiko darstellt. Der Einsatz von flammwidrigem oder -hemmendem PE-Schaum wirkt einer Brandgefahr entgegen und schafft so zusätzliche Sicherheit. Lithium-based energy storage cells can thermally react when improperly loaded, which constitutes a major security risk according to the current state of the art. The use of flame-retardant or -hemmendem PE foam counteracts a fire hazard and thus provides additional security.

Vorteil 5: Abschirmung der elektromagnetischen Strahlung Advantage 5: shielding the electromagnetic radiation

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Energiespeichervorrichtung bietet neben den oben genannten Vorteilen auch den überraschenden Effekt, dass die Bordelektronik eines mit der erfindungsgemäßen Energiespeichervorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs von den hohen Strömen beim Laden oder Entladen der Energiespeicherelemente deutlich weniger beeinträchtigt wird. Die elektromagnetische Abschirmung ist im Wesentlichen auf den Einsatz der kohlefaserverstärkten Kunststoffe in der Verkleidung zurückzuführen, da diese leitfähig sind und elektromagnetische Strahlung an die Fahrzeugstruktur ableiten. The use of the energy storage device according to the invention offers in addition to the above-mentioned advantages also the surprising effect that the on-board electronics of a vehicle equipped with the energy storage device according to the invention is significantly less affected by the high currents when charging or discharging the energy storage elements. The electromagnetic shielding is essentially due to the use of the carbon fiber reinforced plastics in the cladding, as these are conductive and divert electromagnetic radiation to the vehicle structure.

Dieser Abschirmeffekt kann durch geeignete Auswahl von Zusatzstoffen oder Einlagerungen in den PE-Schaum des Gehäuses oder durch geeignete Beschichtung und/oder Lackierung des Gehäuses und/oder der Verkleidung noch verstärkt werden. This shielding effect can be further enhanced by suitable choice of additives or inclusions in the PE foam of the housing or by suitable coating and / or painting of the housing and / or the panel.

Vorteil 6: Verringerung der Herstellungskosten Advantage 6: reduction of manufacturing costs

Die Material- und Fertigungskosten für die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung sind ausgesprochen gering. Vernetzte PE-Schaumstoffe als Rohmaterialien sind bei diversen Anbietern kostengünstig verfügbar. Diese Rohmaterialien müssen für die Herstellung des Gehäuses 1 nur noch einzeln konfektioniert bzw. zugeschnitten und mit der erforderlichen Anzahl von Ausnahmen 3 in entsprechender Größe und Ausrichtung z.B. durch Bearbeitung mit einer CNC-Fräse ausgestattet werden. Es ist keine Form zur Herstellung des Gehäuses 1 notwendig. Auch bei den Energiespeicherzellen 21 können Standardbauteile verwendet werden, um verschiedene Kapazitäten darzustellen. The material and manufacturing costs for the energy storage device according to the invention are extremely low. Crosslinked PE foams as raw materials are available inexpensively from various suppliers. These raw materials must be used for the manufacture of the housing 1 only individually assembled or cut and with the required number of exceptions 3 in appropriate size and orientation, eg by machining with a CNC milling machine. It is not a mold for making the case 1 necessary. Also with the energy storage cells 21 standard components can be used to represent different capacities.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Gehäuse casing
2 2
Energiespeicherelement Energy storage element
3 3
Aufnahme (für Energiespeicherelement) Recording (for energy storage element)
4 4
Rahmen frame
5 5
Elektronik electronics
11 11
Körper (mit Aufnahme) Body (with recording)
12 12
Körper (unten) Body (bottom)
13 13
Körper (oben) Body (top)
14 14
Rippe rib
15 15
Tasche (Ausnehmung) Pocket (recess)
21 21
Energiespeicherzelle (LiFePO4-Akkumulatorzelle) Energy storage cell (LiFePO4 accumulator cell)
22 22
Verbindungselement connecting element
41 41
Bodenplatte baseplate
42 42
Seitenteile side panels
43 43
Aufnahme (für Körper) Recording (for body)
44 44
Befestigungsöffnung fastening opening
45 45
Halterung bracket
6 6
Deckel cover
61 61
Abstandshalter spacer
62 62
Poladapter (Messing) Pole adapter (brass)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Norm EN ISO 845 [0009] Standard EN ISO 845 [0009]
  • Norm ISO-1798 [0009] Standard ISO-1798 [0009]
  • Norm EN ISO 1926 [0009] Standard EN ISO 1926 [0009]
  • Norm FMVSS 302 [0009] Standard FMVSS 302 [0009]
  • Norm DIN 75200 [0009] Standard DIN 75200 [0009]
  • EN ISO 1926 [0037] EN ISO 1926 [0037]
  • DIN 7520 [0037] DIN 7520 [0037]

Claims (10)

Gehäuse (1) für eine Energiespeichervorrichtung, umfassend wenigstens eine Aufnahme (3) für wenigstens ein Energiespeicherelement (2), vorzugsweise für wenigstens einen Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator, wobei die Aufnahme (3) durch wenigstens einen Körper (11, 12, 13) aus einem porösen Material gebildet wird. Casing ( 1 ) for an energy storage device comprising at least one receptacle ( 3 ) for at least one energy storage element ( 2 ), preferably for at least one lithium iron phosphate accumulator, wherein the receptacle ( 3 ) by at least one body ( 11 . 12 . 13 ) is formed of a porous material. Gehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Körper (11, 12, 13) wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist: a. Der Körper (11, 12, 13) ist einstückig und/oder monolithisch ausgebildet. b. Der Körper (11) ist quaderförmig oder würfelförmig ausgebildet. c. Der Körper (12, 13) ist plattenförmig ausgebildet. d. Der Körper (11, 12, 13) umfasst eine Länge und/oder Breite und/oder Höhe im Bereich von 0,05 m bis 1,0 m, vorzugsweise im Bereich von 0,1 m bis 0,5 m, bevorzugt im Bereich von 0,15 m bis 0,25 m. e. Der Körper (11, 12, 13) ist im Materialabtragsverfahren hergestellt, vorzugsweise durch Schneiden und/oder Fräsen eines Werkstücks aus dem porösen Material. f. Der Körper (11, 12, 13) bildet zumindest abschnittsweise eine Aufnahme für eine Elektronik der Energiespeichervorrichtung. g. Der Körper (13) trennt eine Aufnahme für eine Elektronik (5) von der Aufnahme (3) für das wenigstens eine Energiespeicherelement (2) ab. h. Der Körper (11, 12, 13) ist derart konfiguriert, um das Energiespeicherelement (2) mechanisch von einer Fahrzeugstruktur zu entkoppeln. i. Der Körper (11, 12, 13) ist derart konfiguriert, um das Energiespeicherelement (2) thermisch von einer externen Wärmequelle zu entkoppeln, vorzugsweise im Hinblick auf Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung und/oder Konvektion. j. Der Körper (11, 12, 13) ist derart konfiguriert, um elektromagnetische Strahlung abzuschirmen, vorzugsweise durch eine Strahlung abschirmende Lackierung und/oder Beschichtung und/oder durch Strahlung abschirmende Zusatzstoffe. k. Der Körper (11, 12, 13) umfasst Rippen (14) und/oder Taschen (15) an der Innenseite der Aufnahme (3), die vorzugsweise zur Positionierung des Energiespeicherelements (2) dienen. Casing ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the at least one body ( 11 . 12 . 13 ) has at least one of the following features: a. The body ( 11 . 12 . 13 ) is formed in one piece and / or monolithic. b. The body ( 11 ) is cuboid or cube-shaped. c. The body ( 12 . 13 ) is plate-shaped. d. The body ( 11 . 12 . 13 ) comprises a length and / or width and / or height in the range of 0.05 m to 1.0 m, preferably in the range of 0.1 m to 0.5 m, preferably in the range of 0.15 m to 0, 25 me The body ( 11 . 12 . 13 ) is produced in the material removal process, preferably by cutting and / or milling a workpiece from the porous material. f. The body ( 11 . 12 . 13 ) forms, at least in sections, a receptacle for an electronics of the energy storage device. G. The body ( 13 ) disconnects a recording for an electronics ( 5 ) of the recording ( 3 ) for the at least one energy storage element ( 2 ). H. The body ( 11 . 12 . 13 ) is configured to store the energy storage element ( 2 ) mechanically decouple from a vehicle structure. i. The body ( 11 . 12 . 13 ) is configured to store the energy storage element ( 2 ) to decouple thermally from an external heat source, preferably with regard to heat conduction and / or thermal radiation and / or convection. j. The body ( 11 . 12 . 13 ) is configured to shield electromagnetic radiation, preferably by radiation shielding coating and / or coating and / or radiation shielding additives. k. The body ( 11 . 12 . 13 ) includes ribs ( 14 ) and / or bags ( 15 ) on the inside of the receptacle ( 3 ), preferably for positioning the energy storage element ( 2 ) serve. Gehäuse (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist: a. Das poröse Material ist ein Kunststoff, vorzugsweise ein Polyolefin, bevorzugt Polyethylen. b. Das poröse Material ist vernetzt, vorzugsweise physikalisch vernetzt und/oder chemisch vernetzt. c. Das poröse Material ist geschäumt und/oder schaumförmig und/oder ein Schaumstoff. d. Das poröse Material umfasst eine geschlossene Zellstruktur. e. Das poröse Material weist eine Porengröße im Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,2 mm bis 0,5 mm, bevorzugt im Bereich von 0,3 mm bis 0,4 mm auf. f. Das poröse Material weist eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,01 W/mK bis 0,10 W/mK, vorzugsweise im Bereich von 0,02 W/mK bis 0,05 W/mK, bevorzugt im Bereich von 0,03 W/mK bis 0,04 W/mK auf. g. Das poröse Material weist eine Dichte im Bereich von 10 Kg/m3 bis 100 Kg/m3, vorzugsweise im Bereich von 20 Kg/m3 bis 60 Kg/m3, bevorzugt im Bereich von 25 Kg/m3 bis 50 Kg/m3 auf, wobei die Dichte vorzugsweise nach der Norm EN ISO 845 gemessen wird. h. Das poröse Material weist eine Bruchdehnung von wenigstens 50%, vorzugsweise wenigstens 60%, bevorzugt wenigstens 80% auf, wobei die Bruchdehnung vorzugsweise nach der Norm ISO-1798 gemessen wird. i. Das poröse Material weist eine Zugfestigkeit von wenigstens 100 kPa, vorzugsweise wenigstens 150 kPa, bevorzugt wenigstens 200 kPa auf, wobei die Zugfestigkeit vorzugsweise nach der Norm EN ISO 1926 gemessen wird. j. Das poröse Material weist eine Entflammbarkeit von maximal 100 mm/min auf, wobei die Entflammbarkeit vorzugsweise nach der Norm FMVSS 302 oder der Norm DIN 75200 gemessen wird. k. Eine Zellstruktur des porösen Materials ist an der Außenseite des Körpers (1) und/oder an der Innenseite der Aufnahme (3) freigelegt und/oder geöffnet. l. Das poröse Material ist brand- oder flammhemmend und/oder bildet brand- oder flammhemmende Verbrennungsprodukte und/oder umfasst brand- oder flammhemmende Einschlüsse, vorzugsweise Stickstoff. m. Das poröse Material ist flexibel und/oder elastisch und/oder formstabil. n. Das poröse Material ist derart konfiguriert, um elektromagnetische Strahlung abzuschirmen, vorzugsweise durch wenigstens einen Strahlung abschirmenden Zuschlagstoff. Casing ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the porous material has at least one of the following features: a. The porous material is a plastic, preferably a polyolefin, preferably polyethylene. b. The porous material is crosslinked, preferably physically crosslinked and / or chemically crosslinked. c. The porous material is foamed and / or foamy and / or a foam. d. The porous material comprises a closed cell structure. e. The porous material has a pore size in the range of 0.1 mm to 1.0 mm, preferably in the range of 0.2 mm to 0.5 mm, preferably in the range of 0.3 mm to 0.4 mm. f. The porous material has a thermal conductivity in the range of 0.01 W / mK to 0.10 W / mK, preferably in the range of 0.02 W / mK to 0.05 W / mK, preferably in the range of 0.03 W / mK up to 0.04 W / mK. G. The porous material has a density in the range from 10 kg / m 3 to 100 kg / m 3 , preferably in the range from 20 kg / m 3 to 60 kg / m 3 , preferably in the range from 25 kg / m 3 to 50 kg / m 3 , wherein the density is preferably measured according to the standard EN ISO 845. H. The porous material has an elongation at break of at least 50%, preferably at least 60%, preferably at least 80%, wherein the elongation at break is preferably measured according to the standard ISO-1798. i. The porous material has a tensile strength of at least 100 kPa, preferably at least 150 kPa, preferably at least 200 kPa, wherein the tensile strength is preferably measured according to the standard EN ISO 1926. j. The porous material has a flammability of at most 100 mm / min, the flammability is preferably measured according to the standard FMVSS 302 or the standard DIN 75200. k. A cell structure of the porous material is on the outside of the body ( 1 ) and / or on the inside of the receptacle ( 3 ) exposed and / or opened. l. The porous material is fire or flame retardant and / or forms fire or flame retardant combustion products and / or includes fire or flame retardant inclusions, preferably nitrogen. m. The porous material is flexible and / or elastic and / or dimensionally stable. n. The porous material is configured to shield electromagnetic radiation, preferably by at least one radiation shielding additive. Gehäuse (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (3) wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist: a. Die Aufnahme (3) ist zur Anordnung wenigstens eines Energiespeicherelements (2) ausgebildet. b. Die Aufnahme (3) erstreckt sich als Durchbruch durch wenigstens einen Körper (11) aus porösem Material. c. Die Aufnahme (3) ist vorzugsweise reversibel verschließbar oder verschlossen, wenigstens einseitig, vorzugsweise beidseitig, bevorzugt durch wenigstens einen Körper (12, 13) aus porösem Material und/oder einen Deckel (6). d. Die Aufnahme (3) definiert ein in Wesentlichen quaderförmiges oder würfelförmiges Volumen zur Anordnung des wenigstens einen Energiespeicherelements (2). e. Eine Innenkontur der Aufnahme (3) ist an eine Außenkontur des wenigstens einen Energiespeicherelements (2) angepasst. Casing ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the receptacle ( 3 ) has at least one of the following features: a. The recording ( 3 ) is for arranging at least one energy storage element ( 2 ) educated. b. The recording ( 3 ) extends as a breakthrough through at least one body ( 11 ) of porous material. c. The recording ( 3 ) is preferably reversibly closed or closed, at least on one side, preferably on both sides, preferably by at least a body ( 12 . 13 ) of porous material and / or a lid ( 6 ). d. The recording ( 3 ) defines a substantially cuboidal or cube-shaped volume for arranging the at least one energy storage element ( 2 ). e. An inner contour of the receptacle ( 3 ) is connected to an outer contour of the at least one energy storage element ( 2 ) customized. Gehäuse (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) einen Rahmen (4) aufweist, der vorzugsweise wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist: a. Der Rahmen (4) umgibt den wenigstens einen Körper (11, 12, 13) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig. b. Der Rahmen (4) bildet eine Aufnahme (43) für den wenigstens einen Körper (11, 12, 13), wobei die Aufnahme (43) vorzugsweise verschließbar oder verschlossen, bevorzugt reversibel verschließbar oder verschlossen ist, besonders bevorzugt durch einen Deckel (6). c. Eine Innenkontur des Rahmens (4) ist an eine Außenkontur des wenigstens einen Körpers (11, 12, 13) angepasst, wobei der Rahmen (4) vorzugsweise ein quaderförmiges oder würfelförmiges Volumen definiert. d. Der Rahmen (4) umfasst wenigstens zwei miteinander verbindbare Rahmenteile (41, 42), die im verbundenen Zustand eine Aufnahme (43) für den wenigstens einen Körper (11, 12, 13) bilden. e. Wenigstens ein Rahmenteil (41, 42) ist aus einem faserverstärkten Kunststoff, vorzugweise aus einem mit Kohlefaser, Glasfaser und/oder Aramidfaser verstärkten Kunststoff ausgebildet. f. Wenigstens ein Rahmenteil (41, 42) ist im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet, wobei die Dicke des plattenförmigen Rahmenteils vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm bis 2 mm, bevorzugt im Bereich von 0,5 mm bis 1,5 mm liegt. g. Wenigstens ein Rahmenteil (41), vorzugsweise eine Bodenplatte, umfasst wenigstens eine Befestigungsöffnung (44) zur Befestigung des Gehäuses (1) an einer Fahrzeugstruktur, wobei vorzugsweise mindestens zwei Befestigungsöffnungen (44) an entgegen gesetzten Seiten des Rahmenteils (41) angeordnet sind, wobei bevorzugt mindestens vier Befestigungsöffnungen (44) an den vier Seiten des Rahmenteils (41) angeordnet sind, wobei die Befestigungsöffnung (44) besonders bevorzugt als Langloch ausgebildet ist. h. Wenigstens ein Rahmenteil (41), vorzugsweise eine Bodenplatte, umfasst wenigstens eine Halterung (45) für wenigstens ein anderes Rahmenteil (42), wobei vorzugsweise mehrere Rahmenteile (42) in der Halterung (45) derart anordenbar sind, dass die Rahmenteile (41, 42) gemeinsam eine Aufnahme (43) bilden. i. Der Rahmen (4) ist derart konfiguriert, um elektromagnetische Strahlung abzuschirmen, vorzugsweise durch Strahlung abschirmende Einschlüsse, bevorzugt durch kohlefaserverstärkte Kunststoffe. j. Der Rahmen (4) umfasst wenigstens ein Druckausgleichselement, vorzugsweise um den Druck innerhalb und außerhalb des Rahmens auszugleichen. Casing ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 1 ) a frame ( 4 ), which preferably has at least one of the following features: a. The frame ( 4 ) surrounds the at least one body ( 11 . 12 . 13 ) at least partially, preferably completely. b. The frame ( 4 ) forms a picture ( 43 ) for the at least one body ( 11 . 12 . 13 ), the recording ( 43 ) is preferably closable or closed, preferably reversibly closed or closed, particularly preferably by a lid ( 6 ). c. An inner contour of the frame ( 4 ) is to an outer contour of the at least one body ( 11 . 12 . 13 ), the frame ( 4 ) preferably defines a cuboidal or cube-shaped volume. d. The frame ( 4 ) comprises at least two interconnectable frame parts ( 41 . 42 ), which, when connected, have a receptacle ( 43 ) for the at least one body ( 11 . 12 . 13 ) form. e. At least one frame part ( 41 . 42 ) is made of a fiber-reinforced plastic, preferably made of a reinforced with carbon fiber, glass fiber and / or aramid fiber plastic. f. At least one frame part ( 41 . 42 ) is substantially plate-shaped, wherein the thickness of the plate-shaped frame part is preferably in the range of 0.1 mm to 2 mm, preferably in the range of 0.5 mm to 1.5 mm. G. At least one frame part ( 41 ), preferably a bottom plate, comprises at least one attachment opening ( 44 ) for fastening the housing ( 1 ) on a vehicle structure, wherein preferably at least two attachment openings ( 44 ) on opposite sides of the frame part ( 41 ) are arranged, wherein preferably at least four mounting holes ( 44 ) on the four sides of the frame part ( 41 ) are arranged, wherein the attachment opening ( 44 ) is particularly preferably designed as a slot. H. At least one frame part ( 41 ), preferably a bottom plate, comprises at least one holder ( 45 ) for at least one other frame part ( 42 ), wherein preferably several frame parts ( 42 ) in the holder ( 45 ) can be arranged such that the frame parts ( 41 . 42 ) together a recording ( 43 ) form. i. The frame ( 4 ) is configured to shield electromagnetic radiation, preferably radiation shielding inclusions, preferably carbon fiber reinforced plastics. j. The frame ( 4 ) comprises at least one pressure compensation element, preferably to balance the pressure inside and outside the frame. Energiespeichervorrichtung mit einem Gehäuse (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Energiespeicherelement (2) in dem Gehäuse (1) angeordnet ist. Energy storage device with a housing ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one energy storage element ( 2 ) in the housing ( 1 ) is arranged. Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicherelement (2) wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist: a. Das Energiespeicherelement (2) umfasst wenigstens eine Energiespeicherzelle (21), vorzugsweise eine Batteriezelle, bevorzugt eine Sekundärbatterie- oder Akkuzelle, bzw. Becherzelle. b. Das Energiespeicherelement (2) umfasst wenigstens eine Lithium-Eisenphosphat-Akkuzelle, wobei die Lithium-Eisenphosphat-Akkuzelle Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) vorzugsweise als Kathodenmaterial umfasst. c. Das Energiespeicherelement (2) ist im Wesentlichen in den wenigstens einen Körper (11, 12, 13) eingebettet. d. Das Energiespeicherelement (2) ist kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder spielfrei in der Aufnahme (3) angeordnet. e. Das Energiespeicherelement (2) füllt die Aufnahme (3) im Wesentlichen vollständig aus. f. Das Energiespeicherelement (2) ist zumindest teilweise, vorzugsweise um wenigstens einen Umfang, bevorzugt vollständig von dem wenigstens einen Körper (11) umgeben. g. Das Energiespeicherelement (2) oder wenigstens eine Energiespeicherzelle (21) kontaktiert den wenigstens einen Körper (11) wenigstens an einem Teil seines Umfangs, vorzugsweise an wenigstens einem Teil seiner Mantelfläche. h. Das Energiespeicherelement (2) oder wenigstens eine Energiespeicherzelle (21) ist zylindrisch, quaderförmig oder würfelförmig ausgebildet, wobei der Pluspol und der Minuspol vorzugsweise an verschiedenen Enden des Energiespeicherelements (2) ausgebildet sind. i. Das Energiespeicherelement (2) umfasst einen Arbeitstemperaturbereich von –30°C bis + 60°C, vorzugsweise von 0°C bis + 40°C, bevorzugt von +15°C bis +25°C. j. Das Energiespeicherelement (2) oder wenigstens eine Energiespeicherzelle (21) ist herausnehmbar in der Aufnahme (3) angeordnet. k. Das Energiespeicherelement (2) weist ein Übermaß gegenüber der Aufnahme (3) auf, so dass das Energiespeicherelement (2) durch elastische Verformung des Körpers (11) in die Aufnahme (3) einsetzbar ist und/oder das Energiespeicherelement (2) kraftschlüssig in der Aufnahme (3) festgelegt ist. l. Das Energiespeicherelement (2) umfasst wenigstens zwei Energiespeicherzellen (21), die vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Energiespeicherzellen (21) vorzugsweise über ein Verbindungselement (22) verbunden sind. m. Das Energiespeicherelement (2) umfasst eine Vielzahl von vorzugsweise parallel angeordneten Energiespeicherzellen (21), die zu einem Paket mit vorzugsweise wenigstens zwei Reihen und wenigstens zwei Spalten von Energiespeicherzellen (21) verbunden sind, wobei bevorzugt wenigstens einige Energiespeicherzellen (21) der äußeren Reihen und/oder Spalten des Pakets den wenigstens einen Körper (11) an einem Teil ihres Umfangs kontaktieren. Energy storage device according to claim 6, characterized in that the energy storage element ( 2 ) has at least one of the following features: a. The energy storage element ( 2 ) comprises at least one energy storage cell ( 21 ), preferably a battery cell, preferably a secondary battery or battery cell, or cup cell. b. The energy storage element ( 2 ) comprises at least one lithium iron phosphate battery cell, the lithium iron phosphate battery cell comprising lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) preferably as the cathode material. c. The energy storage element ( 2 ) is essentially in the at least one body ( 11 . 12 . 13 ) embedded. d. The energy storage element ( 2 ) is non-positively and / or positively and / or cohesively and / or free of play in the recording ( 3 ) arranged. e. The energy storage element ( 2 ) fills the recording ( 3 ) substantially completely. f. The energy storage element ( 2 ) is at least partially, preferably at least one circumference, preferably completely of the at least one body ( 11 ) surround. G. The energy storage element ( 2 ) or at least one energy storage cell ( 21 ) contacts the at least one body ( 11 ) at least on a part of its circumference, preferably on at least part of its lateral surface. H. The energy storage element ( 2 ) or at least one energy storage cell ( 21 ) is cylindrical, cuboid or cube-shaped, wherein the positive pole and the negative terminal preferably at different ends of the energy storage element ( 2 ) are formed. i. The energy storage element ( 2 ) comprises a working temperature range of -30 ° C to + 60 ° C, preferably from 0 ° C to + 40 ° C, preferably from + 15 ° C to + 25 ° C. j. The energy storage element ( 2 ) or at least one energy storage cell ( 21 ) is removable in the receptacle ( 3 ) arranged. k. The energy storage element ( 2 ) shows an excess of admission ( 3 ), so that the energy storage element ( 2 ) by elastic Deformation of the body ( 11 ) into the recording ( 3 ) and / or the energy storage element ( 2 ) frictionally in the receptacle ( 3 ). l. The energy storage element ( 2 ) comprises at least two energy storage cells ( 21 ), which are preferably arranged substantially parallel to one another, wherein the energy storage cells ( 21 ) preferably via a connecting element ( 22 ) are connected. m. The energy storage element ( 2 ) comprises a plurality of energy storage cells (preferably arranged in parallel) ( 21 ) leading to a packet with preferably at least two rows and at least two columns of energy storage cells ( 21 ), wherein preferably at least some energy storage cells ( 21 ) of the outer rows and / or columns of the package the at least one body ( 11 ) contact part of its circumference. Verwendung der Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7 als Energiespeichervorrichtung für Kraftfahrzeuge, vorzugsweise im Rennsportbereich. Use of the energy storage device according to one of claims 6 or 7 as an energy storage device for motor vehicles, preferably in the racing sector. Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung, vorzugsweise der Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, umfassend die Schritte: a. Schritt 1: Bereitstellen eines porösen Materials. b. Schritt 2: Herausarbeiten wenigstens eines Körpers (11, 12, 13) zur Ausbildung wenigstens einer Aufnahme (3) für wenigstens ein Energiespeicherelement (2) aus dem porösen Material durch ein Abtragsverfahren, vorzugsweise durch ein Trennverfahren und/oder Erosionsverfahren, bevorzugt durch ein Schneidverfahren und/oder ein Fräsverfahren. c. Schritt 3: Verbinden des wenigstens einen Körpers (11, 12, 13) mit einem Rahmen (4) zu einem Gehäuse (1), vorzugsweise durch Verkleben. d. Schritt 4: Anordnen wenigstens eines Energiespeicherelements (2) in der Aufnahme (3). A method of manufacturing an energy storage device, preferably the energy storage device according to any one of claims 6 to 8, comprising the steps of: a. Step 1: Provide a porous material. b. Step 2: Working out at least one body ( 11 . 12 . 13 ) for training at least one photograph ( 3 ) for at least one energy storage element ( 2 ) from the porous material by a removal method, preferably by a separation method and / or erosion method, preferably by a cutting method and / or a milling method. c. Step 3: Connecting the at least one body ( 11 . 12 . 13 ) with a frame ( 4 ) to a housing ( 1 ), preferably by gluing. d. Step 4: arranging at least one energy storage element ( 2 ) in the recording ( 3 ). Verfahren nach Anspruch 9, ferner gekennzeichnet durch wenigstens einen der folgenden Schritte: a. Herstellen des Rahmens (4) aus einer Vielzahl von Rahmenteilen (41, 42), vorzugsweise vor Schritt 3, umfassend die Teilschritte: i. Positionieren von Seitenteilen (42) gegenüber einer Bodenplatte (41), wobei die Seitenteile (42) und/oder die Bodenplatte (41) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff bestehen. ii. Verbinden der Seitenteile (42) mit der Bodenplatte (41), vorzugsweise durch Verkleben. b. Verbinden des wenigstens einen Energiespeicherelements (2) mit einer Elektronik (5) der Energiespeichervorrichtung, vorzugsweise als Schritt 5. c. Verschließen der Aufnahme (3), vorzugsweise durch einen Deckel (6), bevorzugt als Schritt 6. The method of claim 9, further characterized by at least one of the following steps: a. Making the frame ( 4 ) of a plurality of frame parts ( 41 . 42 ), preferably before step 3, comprising the substeps: i. Positioning side panels ( 42 ) opposite a bottom plate ( 41 ), the side parts ( 42 ) and / or the bottom plate ( 41 ) consist of carbon fiber reinforced plastic. ii. Connecting the side parts ( 42 ) with the bottom plate ( 41 ), preferably by gluing. b. Connecting the at least one energy storage element ( 2 ) with electronics ( 5 ) of the energy storage device, preferably as step 5. c. Closing the recording ( 3 ), preferably by a lid ( 6 ), preferably as step 6.
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