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Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Energiespeicher sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Energiespeichers. Insbesondere betrifft die Erfindung Antriebsenergiespeicher für Kraftfahrzeuge, wie z.B. Hochvolt-Batterien mit einer Spannung von mehr als 24 V, bevorzugt mindestens 60 V. Bevorzugte Spannungsbereiche sind 60 V bis 1000 V, insbesondere 300 V bis 400 V.
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Aus
DE 555 827 A sind mit einer Gummischicht ummantelte Bleche zum Einbau in Batteriezellen von Kraftfahrzeugen bekannt, die senkrecht zur Fahrtrichtung so eingebaut werden, dass von außen auf den Antriebsenergiespeicher einwirkende Kräfte mit Hilfe der Bleche auf mehrere Batteriezellen verteilt werden.
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Aus
DE 10 2010 019 708 A1 sind Zellverbinder für Batteriezellen von Antriebsenergiespeichern für Kraftfahrzeuge bekannt, die Bewegungen von Batteriezellenpolen kompensieren, welche mit Hilfe der Zellverbinder verbunden sind.
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Aus
DE 10 2011 112 598 A1 ist ein Batterietrog mit einem Troggehäuse zur Lagerung einer Vielzahl von Batteriezellen für den Antriebsenergiespeicher eines Elektrofahrzeuges bekannt. Bei diesem Batterietrog können die Batteriezellen mittels einer Zellverspannung mit Spannelementen mechanisch verspannt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Energiespeicher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 hinsichtlich seiner Herstellungs- und Reparaturmöglichkeiten zu verbessern. Insbesondere sollen die in
DE 10 2011 112 598 A1 beschriebenen Antriebsenergiespeicher verbessert werden. Sämtliche in dieser Druckschrift beschriebenen Merkmale sollen daher auch als Bestandteil dieser Offenbarung gelten.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den unabhängigen Ansprüchen. Weitere praktische Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten und miteinander verschalteten Batteriezellen, die in Zellreihen angeordnet sind. Dabei sind mehrere Zellreihen gemeinsam mit Hilfe einer Spannvorrichtung von außen gegeneinander verspannt. Ferner ist mindestens eine Zellreihe, die mit Hilfe der Spannvorrichtung gemeinsam mit anderen Zellreihen verspannt ist, mit mindestens einer eine Vorspannung erzeugenden Umreifung versehen. Als Spanneinrichtung sollen insbesondere zwei oder mehr Elemente angesehen werden, mit deren Hilfe mehrere Zellreihen gegeneinander verpresst werden können, beispielsweise zwei parallel zueinander angeordnete Spannplatten, mit welchen von außen Spannkräfte in benachbart angeordnete Zellreihen eingeleitet werden können. Ebenfalls als Spanneinrichtung angesehen werden sollen Spannrahmen, welche mehrere Zellreihen umschließen und mittels welchen diese in einer oder in mehreren Richtungen verspannt werden können. Ein erfindungsgemäßer Energiespeicher hat den Vorteil, dass alle mit Hilfe einer Umreifung umschlossenen Zellreihen unabhängig von der Spannvorrichtung auch dann noch vorgespannt blieben, wenn die Spannvorrichtung gelöst oder entfernt wird. Dies ermöglicht es, einzelne Zellreihen eines Energiespeichers kurzfristig einfach, sicher und kostengünstig auszutauschen. Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Energiespeichers ist auch für die Herstellung von Energiespeichern insofern von Vorteil, als die Zellreihen mit Hilfe der Umreifung unabhängig von ihren Fertigungsungenauigkeiten auf ein bestimmtes, vorgegebenes Längen- und/oder Breitenmaß vorgespannt werden können. Dadurch kann die größte Verstellposition der Spanneinrichtung präzise auf das jeweilige Außenmaß der vorgespannten Zellreihen abgestimmt werden. Dies wiederum führt zu einer Beschleunigung der manuellen oder automatisierten Montage, da die „Leerwege“, d.h. der jeweils erste Verfahrweg der Spanneinrichtung, bis es zu einer Kompression der Zellreihe kommt, minimiert werden.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Anwendung von Spannvorrichtungen zum Verspannen von mehreren Zellreihen von außen insbesondere in Verbindung mit solchen Batteriezellen zum Einsatz kommen, welche einen gewickelten Aufbau der Elektrodenschichten aufweisen. Bei einem gewickelten Aufbau der Elektrodenschichten ist es insofern essentiell, einem zyklischen Ausdehnen und Zusammenziehen der Batteriezellen beim Laden und Entladen entgegenzuwirken, als damit eine verminderte Lebensdauer vermieden wird. Batteriezellen mit einem gewickelten Aufbau der Elektrodenschichten weisen üblicherweise eine prismatische Form auf.
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In einer praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichers umfasst die Umreifung ein mindestens eine Zellreihe umschließendes Band. Mit der Bezeichnung „Band“ sind sowohl seilartige als auch gurtartig ausgebildete Bänder gemeint.
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Die Verwendung gurtartiger Bänder, deren Breite ein Vielfaches der Dicke beträgt, hat den Vorteil, dass mit nur einem oder zwei Bändern bereits eine geeignete Vorspannung erzielt werden kann, ohne dass das Band eine "schneidende" Wirkung auf die Außenseiten von Batteriezelle einer Zellreihe ausübt und die Batteriezellen dadurch schädigen könnte. Ferner ist der Platzbedarf von Bändern sehr gering, sodass durch die Umreifung des erfindungsgemäßen Energiespeichers nahezu kein zusätzlicher Platzbedarf entsteht. Bevorzugt sind Bänder, deren Breite ein Vielfaches der Dicke beträgt, insbesondere mindestens das 5-fache, mindestens das 10-fache oder mindestens das 20-fache der Dicke.
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Die Dicke eines Bandes beträgt vorzugsweise weniger als 5 mm. Besonders bevorzugt beträgt die Dicke weniger als 2 mm und weiter bevorzugt weniger als 1 mm.
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Als Bänder für einen erfindungsgemäßen Energiespeicher besonders geeignet sind Klebebänder, insbesondere solche, die aufgrund ihrer Materialkennwerte geeignet sind, Kräfte von mehreren kN bei möglichst geringer Dehnung aufzunehmen. Klebebänder haben den Vorteil, dass diese durch einfaches Umwickeln von Zellreihen mit diesen verbunden werden können. Ebenfalls geeignet sind Bänder, welche auf andere Art und Weise mit den Zellreihen und/oder zu einem "Bandring" verbunden werden können, um eine Vorspannung auf die Zellreihen auszuüben. Diesbezüglich wird beispielhaft auf die Verwendung von Umreifungsbändern verwiesen. Unabhängig davon, welcher Typ von Band verwendet wird, ist es bevorzugt, wenn mit dem Band oder den mehreren Bändern Kräfte von mindestens 2 kN, bevorzugt mindestens 4 kN und besonders bevorzugt mindestens 10 kN oder mindestens 20 kN aufnehmbar sind. Bei Verwendung von Umreifungsbändern können zur Erzielung von hohen Stückzahlen in vorteilhafter Weise aus dem Stand der Technik bekannte Umreifungsmaschinen zum Einsatz kommen, wie sie aus der Verpackungstechnik bekannt sind. Mit derartigen Umreifungsmaschinen kann die Vorspannung der Umreifung vollautomatisch erzielt werden.
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Die Umreifung eines erfindungsgemäßen Energiespeichers kann auch eine Stelleinrichtung zur nachträglichen Veränderung der Länge und/oder eine Kontrollvorrichtung zur Anzeige des Spannungsniveaus der Umreifung umfassen.
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Mit einer Stelleinrichtung kann die Vorspannung nachträglich verändert werden, ohne dass die Umreifung dazu entfernt werden muss.
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Mit einer Kontrollvorrichtung kann ohne weitere Hilfsmittel erkannt werden, um eine Umreifung ihre Funktion noch ausreichend erfüllt. Eine solche Kontrollvorrichtung kann beispielsweise in Form einer Farbcodierung vorgesehen sein, wobei mit grün eine ausreichende Vorspannung und mit rot eine nicht ausreichend Vorspannung angezeigt wird. Die Vorspannung kann insbesondere durch Messung des Kraftniveaus in der Umreifung kontrolliert und überwacht werden. So kann im Falle eines Austauschs von Zellreihen unmittelbar erkannt werden, wenn einzelne Umreifungen kurzfristig ersetzt werden müssen, um einer Schädigung der Batteriezellen aufgrund unzureichender Vorspannung entgegenzuwirken.
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Der Austausch einzelner Zellreihen eines erfindungsgemäßen Energiespeichers gestaltet sich besonders einfach, wenn die Pole benachbarter Batteriezellen mindestens einer Zellreihe mit in Verbindungsrichtung der Pole elastisch ausgebildeten Zellverbindern verbunden sind. Mit elastisch ausgebildet ist in diesem Zusammenhang gemeint, dass Abstandsveränderungen zweier über Zellverbinder miteinander verbundener Pole durch die Zellverbinder aufgenommen werden können, ohne dass die Zellverbinder oder die Pole Schaden nehmen. Ferner soll die von den Zellverbindern auf die Pole ausgeübte Kraft möglichst gering sein. Bevorzugt sind Zellverbinder, die eine Längenveränderung von bis zu 0,2 mm, besonders bevorzugt bis 0,3 mm und weiter bevorzugt bis 0,5 mm pro Zelle ausgleichen können, ohne dass dabei die auf die Pole ausgeübten Kräfte 100 N überschreiten. Der Ausgleich erfolgt vorzugsweise durch elastische Verformung. Zellverbinder mit einem entsprechenden Längenausgleich sind im Stand der Technik in verschiedenen Varianten ausführlich beschrieben. Diesbezüglich wird insbesondere auf die
DE 10 2010 019 708 A1 verwiesen. Unabhängig von den in diesem Dokument beschriebenen Gestaltungsmöglichkeiten von Zellverbindern kann eine elastische Ausbildung von Zellverbindern durch die Ausbildung von Schlitzen in Bereichen eines Zellverbinders erfolgen, die besonders elastisch sein sollen. Die Schlitze müssen dazu so angeordnet werden, dass eine elastische Verformung des Zellverbinders in Verbindungsrichtung der Pole begünstigt wird. Ebenfalls möglich ist es, als Zellverbinder eine oder mehrere Folien so anzuordnen und mit den Polen von zwei benachbarten Batteriezellen zu verbinden, dass die Folie sich bei Annäherung der Pole (ggf. weiter) auffaltet. In diesem Fall müssen die Folien mit den Polen so verbunden werden, dass diese beim größtmöglichen Abstand der Pole während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des Energiespeichers noch gestaucht oder maximal so weit gestreckt ist, dass ein Reißen und ein dadurch resultierendes Versagen des Zellverbinders ausgeschlossen ist.
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Wie eingangs bereits erwähnt, bezieht sich ein erfindungsgemäßer Energiespeicher insbesondere auf Antriebsenergiespeicher, bevorzugt für Kraftfahrzeuge. Solche Antriebsenergiespeicher weisen regelmäßig eine Spannung von mehr als 24 V und insbesondere mindestens 60 V auf. Unter Hochvoltbatterien werden sämtliche als Energiespeicher von Kraftfahrzeugen einsetzbare Batterien verstanden, deren Spannung im Bereich zwischen 24 V und 1000 V liegt, insbesondere im Bereich zwischen 60 V und 1000 V. Die vorliegende Erfindung wurde insbesondere in Verbindung mit Hochvoltbatterien gemacht, deren Spannung 300 V bis 400 V beträgt.
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Als Spannvorrichtung eines erfindungsgemäßen Energiespeichers besonders geeignet sind Gehäuse mit seitlichen Trogwänden, welche dazu dienen, eine Vielzahl von benachbart zueinander angeordneten Zellreihen gemeinsam zu verspannen. Bei solchen Energiespeichern sind die Zellreihen regelmäßig in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Optional kann zwischen zwei seitlichen Trogwänden ein Trogmittelsteg angeordnet sein. In diesem Fall sind rechts und links des Trogmittelstegs Zellreihe angeordnet, wobei sich die Trogwände über mehrere, benachbart rechts und links des Trogmittelstegs zueinander angeordneten Zellreihen erstrecken. Mit den Trogwänden werden daher jeweils mehrere Zellreihen in ihrer Längserstreckungsrichtung gegen den Trogmittelsteg verspannt. Der erfindungsgemäße Energiespeicher hat den Vorteil, dass sämtliche Polverbindungen innerhalb einer Zellreihe nach der erstmaligen Herstellung eines erfindungsgemäßen Energiespeichers miteinander verbunden bleiben können, insbesondere auch dann, wenn die Spannvorrichtung geöffnet wird, um beispielsweise eine defekte Zellreihe eines erfindungsgemäßen Energiespeichers durch eine funktionsfähige zu ersetzen. Dies ist zum einen dann möglich, wenn die Zellreihen mit einer eine Vorspannung erzeugenden Umreifung versehen sind, welche verhindert, dass sich der Abstand von über Zellverbinder miteinander verbundenen Polen einer Zellreihe beim Öffnen einer Spannvorrichtung überhaupt vergrößert und wenn die Umreifung einer Änderung des Abstands von über Zellverbinder miteinander verbundenen Polen so weit entgegenwirkt, dass aufgrund der Ausbildung der Zellverbinder die durch die Abstandsänderung der Pole verursachten, auf die Pole wirkenden Querkräfte ein zulässiges Kraftniveau nicht überschreiten.
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Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einem wie vorstehend beschriebenen Energiespeicher. Auf die diesbezüglichen vorstehend bereits genannten Vorteile wird hiermit noch einmal verwiesen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Energiespeichers, gemäß welchem in mindestens einer Zellreihe nebeneinander angeordnete Batteriezellen zunächst mit Hilfe einer Umreifung vorgespannt werden, anschließend ein oder mehrere Einheiten von mit einer Umreifung vorgespannten Zellreihen in ein Gehäuse eingesetzt werden und die ein oder mehreren Zellreihen und optional weitere Zellreichen anschließend in dem Gehäuse nochmals mit einer weiteren Spanneinrichtung gemeinsam verspannt werden. Bei Anwendung dieses Verfahrens können die Pole von Batteriezellen innerhalb einer Batteriezelle einfach und kostengünstig fest miteinander verschweißt werden, insbesondere wenn die Vorspannung ausreichend groß ist und/oder wenn die verwendeten Zellverbinder die bei einer etwaigen Lösung der Spanneinrichtung durch die Vorspannung zugelassenen Abstandsänderungen der Pole von den Zellverbindern ausgeglichen so kompensiert werden, dass auf die Zellpole kein unzulässig hohen Querkräfte einwirken.
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Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsenergiespeichers in einer perspektivischen Darstellung,
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2 den in 1 gezeigten Antriebsenergiespeicher mit installierten Zell- und Zellreihenverbindern,
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3 eine Zellreihe des in den 1 und 2 gezeigten Antriebsenergiespeichers in einer Montagevorrichtung zur Anordnung einer Umreifung,
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4 die in 3 gezeigte Zellreihe nach der Installation von zwei Umreifungen ohne die Monatagevorrichtung,
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5 eine vergrößerte Darstellung der in den 1, 2 und 4 erkennbaren Zellverbinder,
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6 den in 2 dargestellten Antriebsenergiespeicher mit einer entfernten Trogwand,
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7 den in 6 gezeigten Antriebsenergiespeicher mit zwei entfernten Zellreihenverbindern und
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8 den in 7 gezeigten Antriebsenergiespeicher mit einer demontierten Zellreihe.
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Als ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Energiespeichers ist nachfolgend ein Antriebsenergiespeicher eines Kraftfahrzeuges im Detail beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel und die in den 1 bis 8 gezeigten technischen Details beschränken nicht den in den Ansprüchen definierten Schutzumfang der Erfindung.
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1 zeigt einen Antriebsenergiespeicher 10 mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten und miteinander verschalteten Batteriezellen 12, welche innerhalb eines die Batteriezellen 12 umgebenden Gehäuses 14 angeordnet sind. Die Geometrie der einzelnen Batteriezellen ist in einer vergrößerten Ansicht auch in 3 dargestellt.
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Das Gehäuse 14 weist eine rechteckige Grundform auf und umfasst zwei parallel zueinander verlaufende Trogwände 16 sowie zwei mit den Trogwänden 16 verbundene Seitenwände 18. Mittig zwischen den Trogwänden 16 ist ein sogenannter Trogmittelsteg 20 angeordnet. Wie in 1 erkennbar ist, sind jeweils 12 Batteriezellen in einer sogenannten Zellreihe 22 zwischen einer Trogwand 16 und dem Trogmittelsteg 20 angeordnet. Der in 1 dargestellte Antriebsenergiespeicher umfasst insgesamt 14 Zellreihen 22 mit jeweils zwölf Batteriezellen 12.
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Die Batteriezellen 12 weisen eine prismatische Grundform auf. Die Elektrodenschichten innerhalb der Batteriezellen 12 sind gewickelt. Da sich die Batteriezellen beim Laden und Entladen ausdehnen bzw. zusammenziehen, ist es zur Erhöhung der Lebensdauer vorteilhaft, wenn die Batteriezellen 12 vorgespannt sind, um einer Ausdehnung entgegenzuwirken. Dies wird in der gezeigten Ausführungsform durch Verspannung der Batteriezellen mit Hilfe der Trogwände 16 gegen den Trogmittelsteg 20 erreicht. Bei den gezeigten Batteriezellen 12 handelt es sich um solche im sogenannten PHEV2-Format.
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Wie in 4 ansatzweise erkennbar ist, sind je zwei Batteriezellen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel parallel geschaltet.
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Die Batteriezellen 12 sind innerhalb einer Zellreihe 22 über sogenannte Zellverbinder 24 (vgl. 2) elektrisch verschaltet. Die Verschaltung kann auf geeignete Art und Weise erfolgen, insbesondere in lösbarer Form (z.B. verschraubt) oder in nicht-lösbarer Form (z.B. verschweißt). In der gezeigten Ausführungsform ist als nicht-lösbare Verschaltung eine Verschweißung der Batteriepole (nicht gezeigt) mit den Zellverbindern 24 vorgesehen. Derartig verbundene Batteriepole werden auch als Schweißpole bezeichnet.
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Wie ebenfalls aus 2 ersichtlich ist, erfolgt die elektrische Verschaltung zwischen den Zellreihen 22 über die schematisch dargestellten Zellreihenverbinder 26. Die Zellreihenverbinder 26 sind in der gezeigten Ausführungsform über lösbare Schraubverbindungen an die jeweils äußersten Zellverbinder 24 der Zellreihen 22 angebunden.
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In den 3 bis 5 sind einige technische Details der Erfindung dargestellt. 3 zeigt zunächst die Anordnung einer aus zwölf Batteriezellen 12 bestehenden Zellreihe 22 in einer Montagevorrichtung 28. Die Montagevorrichtung 28 umfasst eine Grundplatte 30 sowie einen mit der Grundplatte 30 verbundenen Spannrahmen 32. Der Spannrahmen 32 ermöglicht es, die Zellreihe 22 mit einer Vorspannung zu versehen. Dabei ist der Spannrahmen 32 so konzipiert, dass oberhalb und unterhalb des Spannrahmens 32 Seitenflächen der Batteriezellen 12 und an den äußeren Batteriezellen 12 zusätzlich die äußeren Stirnflächen nicht von dem Spannrahmen 32 überdeckt sind. Dies ermöglicht es, in diesen umlaufenden Bereichen eine wie in 4 dargestellte Umreifung 34 oberhalb und unterhalb des Spannrahmens 32 anzuordnen, während die Batteriezellen 12 mit Hilfe des Spannrahmens 32 unter Vorspannung gehalten werden. Nachdem die in 4 dargestellten Umreifungen 34 oberhalb und unterhalb des Spannrahmens 32 angeordnet sind, kann der Spannrahmen 32 entfernt werden. Die Umreifungen 34, bei welchen es sich in der gezeigten Ausführungsform um Klebebänder handelt, sind hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften so ausgelegt, dass sie die zuvor mit dem Spannrahmen 32 ausgeübte Vorspannung vollständig oder zumindest teilweise erhalten.
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In der in 4 gezeigten Ausführungsform sind nach Entfernung des Spannrahmens 32 im Bereich der Stirnflächen der äußeren Batteriezellen 12 zusätzliche Klebebandstreifen 36 so angeordnet worden, dass an die Trogwände 16 beziehungsweise den Trogmittelsteg 20 angrenzenden Flächen der Batteriezellen vollflächig mit Klebeband bedeckt sind. Zur Erhaltung der von dem Spannrahmen 32 erzeugten Vorspannung sind die Klebebandstreifen 36 ohne Bedeutung.
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Bei dem in 4 erkennbaren Klebeband handelt es sich um ein sogenanntes Kevlar-Tape mit einer Dicke von 0,5 mm.
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Zur Veranschaulichung der räumlichen Ausdehnung der in 4 dargestellten Zellreihe 22 werden nachfolgend die ungefähren Maße dieser Zellreihe 22 angegeben. Die Batteriezellen 12 weisen eine Höhe von ca. 90 mm auf. Die Länge der aus insgesamt zwölf Batteriezellen 12 bestehenden Zellreihe 22 beträgt ca. 320 mm. Daraus ergibt sich eine anteilige Breite einer Batteriezelle 12 von ca. 27 mm.
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In 4 sind auch die Zellverbinder 24 erkennbar, welche je zwei Batteriezellen 12 parallel zueinander verschalten, indem sie die Pole zweier benachbarter Batteriezellen 12 miteinander verbinden. Die Zellverbinder 24 sind über eine mittig an der Oberseite der Zellreihe 22, sich über deren gesamte Länge erstreckende flexible Leiterplatte 38 verschaltet. In der gezeigten Ausführungsform sind die Zellverbinder 24 in die flexible Leiterplatte 38 einlaminiert. Die flexible Leiterplatte 38 enthält Niedervolt-Messleitungen (nicht dargestellt) für Spannung und Temperatur einer Zellreihe 22. Die Leiterplatte 38 führt zu einem Stecker 40, der mit dem Batterie-Management-System beziehungsweise Zellcontroller (nicht dargestellt) verbunden ist.
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5 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Zellverbinders 24, der als ein ebenes Bauteil ausgebildet ist. Der Zellverbinder umfasst Schweißpunkte 42 zur Anbindung an nicht dargestellte Pole (Zellterminal), einen Anbindungspunkt 44 für Spannungs-Senseleitung sowie Anbindungspunkte 46 für einen Folienleiter. Darüber hinaus sind jeweils zwischen zwei Anbindungspunkten v-förmige Bereiche mit Schlitzstrukturen 48 an dem Zellverbinder 24 ausgebildet, um die mechanische Nachgiebigkeit, d.h. die Elastizität des Zellverbinders 24 in Verbindungsrichtung zwischen den Schweißpunkten 42, zu erhöhen. Die Schlitzstrukturen 48 können insbesondere mittels Laserverfahren in den Zellverbinder 24 eingebracht werden. In der gezeigten Ausführungsform sind die Schlitzstrukturen 48 so ausgelegt, dass der Abstand zweier Schweißpunkte 42 auf dem Zellterminal um 0,2 mm variieren kann, ohne dass dabei eine Kraft von mehr als 100 N auf die Pole einer Batteriezelle (in 5 nicht dargestellt) einwirken.
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Anhand der 6 bis 8 wird nachfolgend die Möglichkeit einer einfachen Entnahme einer bereits montierten Zellreihe 22 des Antriebsenergiespeichers 10 beschrieben, beispielsweise um eine defekte Zellreihe 22 durch eine funktionsfähige zu ersetzen.
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Dies erfolgt am Beispiel der von unten aus betrachtet zweiten Zellreihe 22 rechts des Trogmittelstegs 20. Als erster Schritt wird ein nicht dargestellter Deckel des Antriebsenergiespeichers 10 abgenommen, damit die in 6 dargestellte Zellebene von oben frei zugänglich wird.
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Zum Austausch muss dann, wie in 6 dargestellt, die rechte Trogwand 16 entfernt werden. Dabei wird die durch die rechte Trogwand 16 erzeugte Vorspannung auf die Zellreihen 22 rechts der Trogmittelwand 20 "entfernt". Die Vorspannung wird allerdings vollständig oder teilweise durch die Umreifungen 34 übernommen, welche an jeder der Zellreihen 22 angeordnet sind. Sofern die Vorspannung nur teilweise erhalten wird, sind die Umreifungen 34 so dimensioniert, dass der Abstand zwischen zwei Zellpolen maximal so groß ist, dass die Zellverbinder 24 oder der Pole diese Abstandsänderung vollständig kompensieren können, ohne dass es zu einer Schädigung oder funktionalen Beeinträchtigung der Zellverbinder 24 kommt.
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Im nächsten Schritt werden, wie in 7 dargestellt ist, die Zellreihenverbinder 26 gelöst und entfernt, welche die zu entfernende beziehungsweise auszutauschende Zellreihe 22 elektrisch kontaktieren.
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Die Bereiche, in welchen sich die entfernten Zellreihenverbinder 26 befanden, sind in 7 gestrichelt gekennzeichnet und mit dem Bezugszeichen 50 versehen. Anschließend kann die Zellreihe, welche elektrisch nicht mehr mit Zellreihenverbindern 26 mit anderen Zellreihen 22 verbunden ist, einfach entfernt und durch eine andere ersetzt werden.
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Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebsenergiespeicher
- 12
- Batteriezelle
- 14
- Gehäuse
- 16
- Trogwand
- 18
- Seitenwand
- 20
- Trogmittelsteg
- 22
- Zellreihe
- 24
- Zellverbinder
- 26
- Zellreihenverbinder
- 28
- Montagevorrichtung
- 30
- Grundplatte
- 32
- Spannrahmen
- 34
- Umreifung
- 36
- Klebebandstreifen
- 38
- flexible Leiterplatte
- 40
- Stecker
- 42
- Schweißpunkt
- 44
- Anbindungspunkt für Spannungs-Senseleitung
- 46
- Anbindungspunkt für Folienleiter
- 48
- Schlitzstruktur
- 50
- Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 555827 A [0002]
- DE 102010019708 A1 [0003, 0016]
- DE 102011112598 A1 [0004, 0005]
