DE102015000580B4 - Electric energy storage and motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Elektrischer Energiespeicher (1), umfassend mehrere elektrische Energiespeicherzellen (3), welche reihen- oder stapelartig in einer Gehäusevorrichtung (4) angeordnet sind, wobei zwischen wenigstens zwei elektrischen Energiespeicherzellen (3) wenigstens ein wenigstens einen mechanischen Lastpfad durch den elektrischen Energiespeicher (1) bildendes, plattenartiges mechanisches Stabilisierungselement (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine mechanische Stabilisierungselement (6) wenigstens einen Befestigungsabschnitt (10) zur Befestigung des mechanischen Stabilisierungselements (6) an einem Fahrzeugkarosseriebauteil (8) aufweist.Electrical energy storage device (1), comprising several electrical energy storage cells (3) which are arranged in rows or stacks in a housing device (4), with at least one at least one mechanical load path through the electrical energy storage device (1) between at least two electrical energy storage cells (3) forming, plate-like mechanical stabilizing element (6), characterized in that the at least one mechanical stabilizing element (6) has at least one fastening section (10) for fastening the mechanical stabilizing element (6) to a vehicle body component (8).

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher, umfassend mehrere elektrische Energiespeicherzellen, welche reihen- oder stapelartig in einer Gehäusevorrichtung angeordnet sind, wobei zwischen wenigstens zwei elektrischen Energiespeicherzellen (3) wenigstens ein wenigstens einen mechanischen Lastpfad durch den elektrischen Energiespeicher (1) bildendes, plattenartiges mechanisches Stabilisierungselement (6) angeordnet ist.The invention relates to an electrical energy storage device, comprising a plurality of electrical energy storage cells, which are arranged in rows or stacks in a housing device, wherein between at least two electrical energy storage cells ( 3 ) at least one mechanical load path through the electrical energy store ( 1 ) forming, plate-like mechanical stabilization element ( 6th ) is arranged.

Es ist bekannt, dass, z. B. kraftfahrzeugseitig vorhandene, elektrische Verbraucher, worunter insbesondere auch ein Antriebsaggregat oder Teile dieses bildende elektrische Maschinen zu verstehen sind, über elektrische Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgbar oder versorgt sind. Derartige elektrische Energiespeicher umfassen in der Regel eine Anzahl an elektrisch miteinander verschalteten Energiespeicherzellen, welche reihen- oder stapelartig in einer Gehäusevorrichtung angeordnet sind. Gängig ist z. B. ein mehrere reihen- oder stapelartig in einer Gehäusevorrichtung angeordnete, auf Lithium basierende elektrische Energiespeicherzellen umfassender elektrischer Energiespeicher.It is known that e.g. B. electrical consumers present on the motor vehicle side, including, in particular, a drive unit or parts of electrical machines forming it, can be or are supplied with electrical energy via electrical energy storage devices. Such electrical energy stores generally include a number of electrically interconnected energy storage cells, which are arranged in rows or stacks in a housing device. Common is z. B. a plurality of rows or stacks arranged in a housing device, lithium-based electrical energy storage cells comprising electrical energy storage.

Weiterentwicklungswürdig an entsprechenden elektrischen Energiespeichern, d. h. insbesondere an kraftfahrzeugseitig zu verbauenden oder verbauten elektrischen Energiespeichern, ist insbesondere der Schutz jeweiliger elektrischer Energiespeicherzellen bei, z. B. durch eine Kollision eines mit einem entsprechenden elektrischen Energiespeicher ausgestatteten Kraftfahrzeugs bedingten, hohen mechanischen Belastungen.Appropriate electrical energy storage devices in need of further development, d. H. in particular on electrical energy storage devices to be installed or installed on the motor vehicle side, the protection of the respective electrical energy storage cells is particularly important in, for. B. caused by a collision of a motor vehicle equipped with a corresponding electrical energy storage device, high mechanical loads.

Die gattungsbildende Druckschrift D1 ( DE 10 2013 204 765 A1 ) betrifft eine Speicherzellenbaueinheit für ein Kraftfahrzeug. Das Gehäuse der Speicherzellenbaueinheit weist Zwischenwände auf, die aus Speicherzellen aufgebaute Speicherzellenmodule voneinander trennen.The generic publication D1 ( DE 10 2013 204 765 A1 ) relates to a memory cell module for a motor vehicle. The housing of the memory cell module has partition walls which separate memory cell modules made up of memory cells from one another.

Eine Vorrichtung zur Spannungsversorgung eines Kraftfahrzeugs mit Kraftaufnahmeelementen, die dazu ausgebildet sind, im Crashfall eine auf die Vorrichtung wirkende Kraft aufzunehmen und um die Speicherzellenmodule herum abzuleiten, ist aus der Druckschrift D2 ( DE 20 2012 006 447 U1 ) bekannt.A device for supplying voltage to a motor vehicle with force absorbing elements which are designed to absorb a force acting on the device in the event of a crash and to divert it around the memory cell modules is disclosed in the document D2 ( DE 20 2012 006 447 U1 ) known.

Die Druckschrift D3 ( EP 1 939 027 A1 ) lehrt eine Befestigungsstruktur zum Anbringen von Batterien an einem Elektrofahrzeug. An der Unterseite eines Batteriegehäuses, das die Batterie aufnimmt, sind Stützmittel vorgesehen, die am Fahrzeugkörper angebracht sind. Weitere Möglichkeiten zur Montage von Batterien in Elektrofahrzeugen sind den Druckschriften D4 ( US 4 216 839 A ) und D5 ( DE 11 2005 001 860 T5 ) zu entnehmen.The pamphlet D3 ( EP 1 939 027 A1 ) teaches an attachment structure for attaching batteries to an electric vehicle. At the bottom of a battery case that houses the battery, support means are provided which are attached to the vehicle body. Further possibilities for mounting batteries in electric vehicles are the publications D4 ( U.S. 4,216,839 A ) and D5 ( DE 11 2005 001 860 T5 ) refer to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen, insbesondere im Hinblick auf den Schutz jeweiliger elektrischer Energiespeicherzellen bei hohen mechanischen Belastungen des Energiespeichers, verbesserten elektrischen Energiespeicher anzugeben.The invention is based on the object of specifying an electrical energy store which is improved, in particular with regard to the protection of respective electrical energy storage cells in the event of high mechanical loads on the energy store.

Die Aufgabe wird durch einen elektrischen Energiespeicher der eingangs genannten Art gelöst, welcher sich dadurch auszeichnet, dass das wenigstens eine mechanische Stabilisierungselement (6) wenigstens einen Befestigungsabschnitt (10) zur Befestigung des mechanischen Stabilisierungselements (6) an einem Fahrzeugkarosseriebauteil (8) aufweist.The object is achieved by an electrical energy store of the type mentioned at the beginning, which is characterized in that the at least one mechanical stabilization element ( 6th ) at least one fastening section ( 10 ) for fastening the mechanical stabilization element ( 6th ) on a vehicle body component ( 8th ) having.

Der hierin beschriebe elektrische Energiespeicher (im Weiteren abgekürzt als Energiespeicher bezeichnet) umfasst mehrere elektrische Energiespeicherzellen (im Weiteren abgekürzt als Energiespeicherzellen bezeichnet). Die Energiespeicherzellen weisen typischerweise eine rechteckige bzw. quaderförmige geometrische Gestalt bzw. Grundform auf und sind mit ihren jeweiligen, deren jeweilige Grundform abbildenden Flächen innerhalb einer ein- oder mehrteiligen, typischerweise rahmenartigen, Gehäusevorrichtung, d. h. in einem durch die Gehäusevorrichtung begrenzten Aufnahmeraum zur Aufnahme entsprechender Energiespeicherzellen, in paralleler Ausrichtung zueinander reihen- oder stapelartig angeordnet. Selbstverständlich sind die Energiespeicherzellen miteinander elektrisch verschaltet, woraus sich die elektrischen Eigenschaften des Energiespeichers ergeben. Die elektrochemisch aktiven Bestandteile jeweiliger Energiespeicherzellen können z. B. auf Lithium basieren; mithin kann es sich bei jeweiligen Energiespeicherzellen z. B. um Lithium-Ionen-Zellen handeln.The electrical energy store described herein (hereinafter referred to as energy store for short) comprises a plurality of electrical energy storage cells (hereinafter referred to as energy storage cells for short). The energy storage cells typically have a rectangular or cuboid geometric shape or basic shape and, with their respective surfaces depicting their respective basic shape, are within a one-part or multi-part, typically frame-like, housing device, i.e. H. in a receiving space delimited by the housing device for receiving corresponding energy storage cells, arranged in parallel alignment to one another in rows or stacks. Of course, the energy storage cells are electrically interconnected with one another, from which the electrical properties of the energy storage result. The electrochemically active components of the respective energy storage cells can, for. B. based on lithium; therefore it can be in the case of the respective energy storage cells, for. B. to be lithium-ion cells.

Wesentlich an dem hierin beschriebenen Energiespeicher ist dessen verbesserte Stabilität gegenüber einwirkenden mechanischen Belastungen bzw. Kräften, wie sie, wie eingangs erwähnt, bei in einem Kraftfahrzeug verbauten Zustand des Energiespeichers im Falle einer, insbesondere seitlichen, Kollision des Kraftfahrzeugs auftreten. Die dem Energiespeicher zugehörigen Energiespeicherzellen sind sonach gut vor Beschädigungen durch auf den Energiespeicher einwirkende mechanische Belastungen bzw. Kräfte geschützt.An essential feature of the energy store described here is its improved stability against acting mechanical loads or forces, as they occur, as mentioned at the beginning, when the energy store is installed in a motor vehicle in the event of a collision of the motor vehicle, especially a lateral collision. The energy storage cells belonging to the energy store are therefore well protected from damage by mechanical loads or forces acting on the energy store.

Der beschriebene Schutz der Energiespeicherzellen gegenüber auf den Energiespeicher einwirkenden mechanischen Belastungen bzw. Kräften ergibt sich dadurch, dass zwischen wenigstens zwei Energiespeicherzellen wenigstens ein wenigstens einen mechanischen Lastpfad durch den Energiespeicher bildendes mechanisches Stabilisierungselement (im Weiteren abgekürzt als Stabilisierungselement bezeichnet) angeordnet ist. Zwischen bestimmten benachbart angeordneten Energiespeicherzellen und/oder Gruppen von benachbart angeordneten Energiespeicherzellen ist sonach wenigstens ein mechanisches Stabilisierungselement angeordnet. Typischerweise umfasst der Energiespeicher mehrere entsprechende Stabilisierungselemente, welche in bestimmter Anordnung zwischen den reihen- oder stapelartig angeordneten Energiespeicherzellen angeordnet sind. Die Anordnung und Anzahl jeweiliger Stabilisierungselemente ist grundsätzlich beliebig wählbar. Die Anordnung jeweiliger Stabilisierungselemente kann regelmäßig oder unregelmäßig sein; entsprechend können die Abstände zwischen jeweiligen Stabilisierungselementen regelmäßig oder unregelmäßig sein.The described protection of the energy storage cells against mechanical loads or forces acting on the energy storage device results from the fact that between at least two energy storage cells at least one mechanical load path that forms at least one mechanical load path through the energy storage device Stabilization element (hereinafter referred to as stabilization element for short) is arranged. Accordingly, at least one mechanical stabilization element is arranged between certain energy storage cells arranged next to one another and / or groups of energy storage cells arranged next to one another. The energy store typically comprises a plurality of corresponding stabilization elements which are arranged in a specific arrangement between the energy storage cells arranged in rows or stacks. The arrangement and number of the respective stabilizing elements can basically be selected as desired. The arrangement of the respective stabilizing elements can be regular or irregular; accordingly, the distances between the respective stabilizing elements can be regular or irregular.

Jeweilige Stabilisierungselemente weisen typischerweise eine plattenartige bzw. -förmige und somit typischerweise flächige geometrische Gestalt auf. Die Grundform der Stabilisierungselemente ist typischerweise rechteckig. Jeweilige Stabilisierungselemente und jeweilige Energiespeicherzellen können sonach eine gleiche Grundform aufweisen.Respective stabilizing elements typically have a plate-like or plate-shaped and thus typically flat geometric shape. The basic shape of the stabilizing elements is typically rectangular. Corresponding stabilization elements and respective energy storage cells can therefore have the same basic shape.

Die bedingt durch ihre geometrische Gestalt auf besonders einfache Weise in den Energiespeicher integrierbaren bzw. integrierten Stabilisierungselemente bilden, wie erwähnt, wenigstens einen mechanischen Lastpfad durch den Energiespeicher, so dass auf den Energiespeicher wirkende mechanische Belastungen bzw. Kräfte gezielt durch den Energiespeicher geleitet werden können. Die Energiespeicherzellen werden bei auf den Energiespeicher wirkenden mechanischen Belastungen bzw. Kräften somit kaum bzw. erheblich weniger beansprucht. Die mechanischen Lastpfade ergeben sich durch die konkrete Anordnung und Ausrichtung jeweiliger Stabilisierungselemente relativ zu den Energiespeicherzellen. Die mechanischen Lastpfade dienen insbesondere, jedoch nicht zwingend ausschließlich, zur Aufnahme horizontal wirkender Kräfte und können insofern insbesondere als horizontale mechanische Lastpfade bezeichnet bzw. erachtet werden.The stabilization elements, which can be integrated or integrated into the energy store in a particularly simple manner due to their geometric shape, form, as mentioned, at least one mechanical load path through the energy store, so that mechanical loads or forces acting on the energy store can be directed through the energy store. The energy storage cells are therefore hardly or significantly less stressed in the case of mechanical loads or forces acting on the energy storage device. The mechanical load paths result from the specific arrangement and alignment of the respective stabilization elements relative to the energy storage cells. The mechanical load paths are used in particular, but not necessarily exclusively, to absorb horizontally acting forces and in this respect can in particular be referred to or regarded as horizontal mechanical load paths.

Die Stabilisierungselemente weisen im Vergleich zu den Energiespeicherzellen bessere mechanischen Eigenschaften und somit eine höhere mechanische Stabilität auf. Konkret kann es sich bei entsprechenden Stabilisierungselementen z. B. um Bauteile aus mechanisch hoch beanspruchbaren Metallen, Kunststoffen oder Faserverbundmaterialien handeln. Als geeignete Metalle kommen insbesondere Aluminium oder Titan bzw. Aluminium- oder Titanlegierungen, als geeignete Kunststoffe insbesondere mit geeigneten Verstärkungsfasern, z. B. Glasfasern, gefüllte thermo- oder duroplastische Kunststoffe und als geeignete Faserverbundmaterialien insbesondere aus Glas-, Kohle- , oder Aramidfasern gebildete Fasergelege in einer thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmatrix in Betracht. Metallische Stabilisierungselemente können zumindest abschnittsweise von einem elektrischen isolierenden Material, z. B. in Form einer Kunststoffummantelung, umgeben sein.Compared to the energy storage cells, the stabilization elements have better mechanical properties and thus a higher mechanical stability. Specifically, it can be with appropriate stabilizing elements such. B. are components made of mechanically highly stressable metals, plastics or fiber composite materials. Suitable metals are in particular aluminum or titanium or aluminum or titanium alloys, and suitable plastics are in particular with suitable reinforcing fibers, e.g. B. glass fibers, filled thermoplastic or thermosetting plastics and as suitable fiber composite materials in particular fiber fabrics formed from glass, carbon or aramid fibers in a thermoplastic or thermosetting plastic matrix. Metallic stabilizing elements can be at least partially covered by an electrically insulating material, e.g. B. be surrounded in the form of a plastic sheath.

Die Stabilisierungselemente können zudem wenigstens eine, insbesondere rippenartige, Versteifungsstruktur zur Erhöhung der mechanischen Steifigkeit aufweisen. Bei entsprechenden Versteifungsstrukturen kann es sich z. B. um Ausnehmungen und/oder Verrippungen, allgemein um die mechanische Steifigkeit erhöhende konstruktive Gestaltungen jeweiliger Stabilisierungselemente, handeln.The stabilizing elements can also have at least one, in particular rib-like, stiffening structure to increase the mechanical rigidity. With appropriate stiffening structures, it can be, for. B. to recesses and / or ribs, generally to the mechanical rigidity increasing structural designs of the respective stabilizing elements act.

Die Gehäusevorrichtung kann einen eine Längs- und eine hierzu orthogonal verlaufende Querachse aufweisenden quaderförmigen Aufnahmeraum zur Aufnahme der Energiespeicherzellen aufweisen. Typischerweise handelt es sich bei der Gehäusevorrichtung insgesamt um ein quaderförmiges Bauteil. Das wenigstens eine Stabilisierungselement kann sich in oder parallel zu der Querachse des Aufnahmeraums bzw. der Gehäusevorrichtung erstreckend zwischen zwei Energiespeicherzellen angeordnet sein. Hieraus ergibt sich, dass entsprechende Stabilisierungselemente insbesondere zur Aufnahme von in bzw. parallel zur Querachse und somit in Querrichtung wirkenden mechanischen Belastungen bzw. Kräften, wie sie z. B. bei einer seitlichen Kollision eines mit dem Energiespeicher ausgestatteten Kraftfahrzeugs auftreten können, dienen. Wie weiter unten noch zu erörtern ist, können die Stabilisierungselemente neben der Aufnahme von in bzw. parallel zur Querachse und somit in Querrichtung wirkenden mechanischen Belastungen bzw. Kräften auch zur Aufnahme von vertikal wirkenden mechanischen Belastungen bzw. Kräften dienen.The housing device can have a rectangular receiving space, which has a longitudinal axis and a transverse axis running orthogonally thereto, for receiving the energy storage cells. The housing device is typically a block-shaped component as a whole. The at least one stabilization element can be arranged in or parallel to the transverse axis of the receiving space or the housing device between two energy storage cells. From this it follows that corresponding stabilizing elements in particular for absorbing mechanical loads or forces acting in or parallel to the transverse axis and thus in the transverse direction, as they are e.g. B. can occur in a lateral collision of a motor vehicle equipped with the energy storage device. As will be discussed further below, the stabilizing elements can serve not only to absorb mechanical loads or forces acting in or parallel to the transverse axis and thus in the transverse direction but also to absorb vertically acting mechanical loads or forces.

Im Hinblick auf die beschriebene Ausführungsform der Gehäusevorrichtung mit einem quaderförmigen Aufnahmeraum zur Aufnahme entsprechender Energiespeicherzellen ist zu erwähnen, dass die, wie erwähnt, typischerweise eine rechteckige bzw. quaderförmige geometrische Gestalt bzw. Grundform aufweisenden Energiespeicherzellen in einer solchen Gehäusevorrichtung mit den deren jeweilige Grundform abbildenden Flächen in paralleler Anordnung in Querrichtung reihen- oder stapelartig angeordnet sind.With regard to the described embodiment of the housing device with a cuboid receiving space for receiving corresponding energy storage cells, it should be mentioned that the energy storage cells, as mentioned, typically have a rectangular or cuboid geometric shape or basic shape in such a housing device with the surfaces depicting their respective basic shape are arranged in parallel in the transverse direction in rows or stacks.

Das wenigstens eine Stabilisierungselement oder wenigstens ein Stabilisierungselement kann in Querrichtung um ein gewisses Maß über die Energiespeicherzellen hinausragen, so dass ein Deformationsraum zwischen den in Querrichtung freiliegenden Enden der Energiespeicherzellen und einem an die Gehäusevorrichtung angrenzenden Bauteil, insbesondere einem Fahrzeugkarosseriebauteil oder einem sich in Längsrichtung entlang einer Längsseite der Gehäusevorrichtung erstreckenden weiteren Stabilisierungselement, ausbildbar bzw. im in einem Kraftfahrzeug verbauten Zustand des Energiespeichers ausgebildet ist. Betrachtet man den in einem Kraftfahrzeug verbauten Zustand des Energiespeichers, kann sich das Fahrzeugkarosseriebauteil bei auf ein entsprechendes Fahrzeugkarosseriebauteil, z. B. im Falle einer seitlichen Kollision des Kraftfahrzeugs, wirkenden Kräften im Bereich unmittelbar an jeweiligen Stabilisierungselementen anliegenden Abschnitten an jeweiligen Stabilisierungselementen abstützen, so dass die auf das Fahrzeugkarosseriebauteil wirkenden Kräfte in die Stabilisierungselemente eingeleitet und, wie erwähnt, über die Stabilisierungselemente durch den Energiespeicher geleitet werden. Im Bereich nicht unmittelbar an jeweiligen Stabilisierungselementen anliegender Abschnitte kann das Fahrzeugkarosseriebauteil in entsprechende Deformationsräume verformt, z. B. verbogen, werden, wobei die wirkenden Kräfte zumindest zum Teil als Verformungsarbeit absorbiert werden.The at least one stabilization element or at least one stabilization element can protrude in the transverse direction by a certain amount beyond the energy storage cells, so that a deformation space between the ends of the energy storage cells exposed in the transverse direction and a component adjoining the housing device, in particular a vehicle body component or a further stabilizing element extending in the longitudinal direction along a longitudinal side of the housing device, can be formed or is formed when the energy store is installed in a motor vehicle. If one considers the state of the energy storage device installed in a motor vehicle, the vehicle body component can relate to a corresponding vehicle body component, e.g. B. in the event of a side collision of the motor vehicle, acting forces in the area directly adjacent to the respective stabilizing elements support sections on the respective stabilizing elements, so that the forces acting on the vehicle body component are introduced into the stabilizing elements and, as mentioned, passed through the energy storage device via the stabilizing elements . In the area of sections not directly adjacent to the respective stabilizing elements, the vehicle body component can be deformed into corresponding deformation spaces, e.g. B. bent, the forces acting are at least partially absorbed as deformation work.

Insbesondere für den Fall, dass der Energiespeicher in einem Kraftfahrzeug zu verbauen oder verbaut ist, kann die Gehäusevorrichtung in einem hierfür vorgesehenen Aufnahmeraum einer wannenartigen Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme wenigstens einer entsprechenden Gehäusevorrichtung angeordnet sein. Eine entsprechende wannenartige Aufnahmevorrichtung dient insbesondere dazu, die Gehäusevorrichtung bzw. die darin angeordneten Energiespeicherzellen vor im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs auftretenden mechanischen wie auch klimatischen Belastungen zu schützen. Eine entsprechende wannenartige Aufnahmevorrichtung kann über geeignete Befestigungsabschnitte, z. B. in Form von von Befestigungsschrauben durchsetzbaren Bohrungen, an einer Fahrzeugkarosserie befestigt werden, wodurch gleichermaßen eine Befestigung des Energiespeichers an einer Fahrzeugkarosserie realisiert sein kann.In particular, in the event that the energy storage device is to be built or installed in a motor vehicle, the housing device can be arranged in a receiving space provided for this purpose of a trough-like receiving device for receiving at least one corresponding housing device. A corresponding trough-like receiving device serves in particular to protect the housing device or the energy storage cells arranged therein from mechanical and climatic loads that occur when the motor vehicle is in motion. A corresponding trough-like receiving device can have suitable fastening sections, for. B. in the form of holes penetrable by fastening screws, are attached to a vehicle body, whereby an attachment of the energy store can also be realized on a vehicle body.

Es wurde weiter oben erwähnt, dass die Stabilisierungselemente neben der Aufnahme von in bzw. parallel zur Querachse und somit in Querrichtung wirkenden mechanischen Belastungen bzw. Kräften auch zur Aufnahme von vertikal wirkenden mechanischen Belastungen bzw. Kräfte dienen können. Dies kann z. B. dadurch realisiert sein, dass die wannenartige Aufnahmevorrichtung wenigstens eine profil- oder strebenartige Verstärkungsstruktur aufweist und das wenigstens eine Stabilisierungselement im in die wannenartige Aufnahmevorrichtung aufgenommenen Zustand der Gehäusevorrichtung unter Ausbildung eines vertikalen mechanischen Lastpfades ober- oder unterhalb der profil- oder strebenartigen Verstärkungsstruktur angeordnet ist. Durch die vertikal fluchtende Anordnung der Verstärkungsstruktur respektive der diese bildenden Profile bzw. Streben und der Stabilisierungselemente, d. h. entsprechende Profile bzw. Streben der Verstärkungsstruktur und entsprechende Stabilisierungselemente sind vertikal betrachtet parallel übereinander angeordnet, ist eine lokale Einleitung von vertikal wirkenden Kräften, wie sie z. B. beim Überfahren eines Gegenstands auftreten können, über die Verstärkungsstruktur in die Stabilisierungselemente möglich. Die lokal in die Stabilisierungselemente eingeleiteten Kräfte werden durch die Stabilisierungselemente in vertikaler Richtung durch den Energiespeicher geleitet. Derart sind zusätzlich vertikale mechanische Lastpfade gebildet. Selbstverständlich sind entsprechende horizontale mechanische Lastpfade weiterhin vorhanden.It was mentioned above that the stabilizing elements can serve not only to absorb mechanical loads or forces acting in or parallel to the transverse axis and thus in the transverse direction, but also to absorb vertically acting mechanical loads or forces. This can e.g. B. be realized in that the tub-like receiving device has at least one profile or strut-like reinforcement structure and the at least one stabilizing element is arranged in the state of the housing device received in the tub-like receiving device with the formation of a vertical mechanical load path above or below the profile or strut-like reinforcement structure . Due to the vertically aligned arrangement of the reinforcement structure or the profiles or struts forming it and the stabilizing elements, i. H. Corresponding profiles or struts of the reinforcement structure and corresponding stabilizing elements are arranged parallel one above the other when viewed vertically. B. can occur when driving over an object, possible via the reinforcement structure in the stabilizing elements. The forces introduced locally into the stabilizing elements are passed through the energy storage device in the vertical direction by the stabilizing elements. Vertical mechanical load paths are also formed in this way. Corresponding horizontal mechanical load paths are of course still available.

Es ist denkbar, dass an wenigstens einer Längsseite der Gehäusevorrichtung wenigstens ein sich in Längsrichtung der Gehäusevorrichtung zumindest abschnittsweise entlang der Längsseite erstreckendes weiteres Stabilisierungselement angeordnet ist. Entsprechende weitere Stabilisierungselemente erstrecken sich quer zu den hierin erstgenannten Stabilisierungselementen und umgekehrt. Entsprechende weitere Stabilisierungselemente können über geeignete Befestigungsarten, wie z. B. Kleben-, Klipsen Schrauben, etc., an der Gehäusevorrichtung befestigt sein. Über entsprechende weitere Stabilisierungselemente kann die mechanische Stabilität des Energiespeichers bzw. der Schutz entsprechender Energiespeicherzellen gegenüber mechanischen Belastungen bzw. Kräften weiter erhöht werden. Dies gilt im in einem Kraftfahrzeug verbauten Zustand des Energiespeichers insbesondere für seitliche Kollisionen des Kraftfahrzeugs. Entsprechende weitere Stabilisierungselemente können sich im Sinne einer Seitencrashabstützung des Energiespeichers dabei, z. B. parallel zu einem Schweller, in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erstrecken.It is conceivable that at least one further stabilizing element extending in the longitudinal direction of the housing device at least in sections along the longitudinal side is arranged on at least one longitudinal side of the housing device. Corresponding further stabilizing elements extend transversely to the stabilizing elements mentioned here and vice versa. Corresponding further stabilization elements can be attached using suitable types of fastening, such as. B. gluing, clipping screws, etc., be attached to the housing device. The mechanical stability of the energy store or the protection of corresponding energy storage cells against mechanical loads or forces can be further increased by means of corresponding further stabilization elements. When the energy store is installed in a motor vehicle, this applies in particular to side collisions of the motor vehicle. Corresponding further stabilization elements can be used in the sense of a side crash support of the energy store, for. B. extend parallel to a sill in the longitudinal direction of the motor vehicle.

Auch die weiteren Stabilisierungselemente können im Vergleich zu den Energiespeicherzellen bessere mechanischen Eigenschaften und somit eine höhere mechanische Stabilität aufweisen. Konkret kann es sich auch bei entsprechenden weiteren Stabilisierungselementen z. B. um Bauteile aus mechanisch hoch beanspruchbaren Metallen, Kunststoffen oder Faserverbundmaterialien handeln. Es gelten obige Ausführungen im Zusammenhang mit den Stabilisierungselementen analog.The further stabilization elements can also have better mechanical properties and thus higher mechanical stability compared to the energy storage cells. Specifically, it can also be with corresponding further stabilizing elements such. B. are components made of mechanically highly stressable metals, plastics or fiber composite materials. The above statements apply analogously in connection with the stabilizing elements.

Entsprechende weitere Stabilisierungselemente können ebenfalls wenigstens eine, insbesondere rippenartige, Versteifungsstruktur zur Erhöhung der mechanischen Steifigkeit aufweisen. Bei entsprechenden Versteifungsstrukturen kann es sich ebenso z. B. um Ausnehmungen und/oder Verrippungen, allgemein um die mechanische Steifigkeit erhöhende konstruktive Gestaltungen jeweiliger weiterer Stabilisierungselemente, handeln.Corresponding further stabilizing elements can also have at least one, in particular rib-like, stiffening structure to increase the mechanical rigidity. With appropriate stiffening structures, it can also be such. B. to recesses and / or ribs, generally to the mechanical rigidity increasing structural designs of respective further stabilizing elements act.

Entsprechende weitere Stabilisierungselemente können auch aus Energie absorbierenden Materialien bzw. aus Energie absorbierenden Strukturen gebildet sein bzw. solche umfassen. Derart können auf die weiteren Stabilisierungselemente wirkende mechanische Belastungen bzw. Kräfte von den weiteren Stabilisierungselementen als Verformungsarbeit zumindest zum Teil absorbiert werden. Als entsprechende Energie absorbierende Materialien bzw. Materialstrukturen kommen beispielsweise Leichtbau- oder Schaumstoffmaterialien bzw. Leichtbau oder Schaumstoffstrukturen in Betracht.Corresponding further stabilization elements can also be formed from or comprise energy-absorbing materials or from energy-absorbing structures. In this way, mechanical loads or forces acting on the further stabilization elements can be at least partially absorbed by the further stabilization elements as deformation work. Suitable energy-absorbing materials or material structures are, for example, lightweight construction or foam materials or lightweight construction or foam structures.

In Hinblick auf die weiter oben beschriebene Möglichkeit, wonach entsprechende Stabilisierungselemente um ein gewisses Maß in Querrichtung über die Energiespeicherzellen hinausragen, ist es auch möglich, dass ein Deformationsraum zwischen den in Querrichtung freiliegenden Enden der Energiespeicherzellen und einem sich in Längsrichtung entlang einer Längsseite der Gehäusevorrichtung erstreckenden weiteren Stabilisierungselement ausbildbar ist. Ein entsprechend angeordnetes weiteres Stabilisierungselement kann sich bei auf dieses, z. B. im Falle einer seitlichen Kollision des Kraftfahrzeugs, wirkenden Kräften im Bereich von unmittelbar an jeweiligen sich quer hierzu erstreckenden Stabilisierungselementen anliegenden Abschnitten an jeweiligen sich quer hierzu erstreckenden Stabilisierungselementen abstützen, so dass die auf das weitere Stabilisierungselemente wirkenden Kräfte in die sich quer hierzu erstreckenden Stabilisierungselemente eingeleitet und über die sich quer hierzu erstreckenden Stabilisierungselemente durch den Energiespeicher geleitet werden. Im Bereich nicht unmittelbar an jeweiligen sich quer hierzu erstreckenden Stabilisierungselementen anliegenden Abschnitten kann das weitere Stabilisierungselement in entsprechende Deformationsräume verformt, z. B. verbogen, werden, wobei die wirkenden Kräfte zumindest zum Teil als Verformungsarbeit absorbiert werden.With regard to the possibility described above, according to which corresponding stabilization elements protrude to a certain extent in the transverse direction over the energy storage cells, it is also possible that a deformation space between the ends of the energy storage cells exposed in the transverse direction and one extending in the longitudinal direction along a longitudinal side of the housing device further stabilizing element can be formed. A correspondingly arranged further stabilizing element can be applied to this, for. B. in the case of a lateral collision of the motor vehicle, acting forces in the area of sections directly adjacent to respective stabilizing elements extending transversely thereto are supported on respective stabilizing elements extending transversely to this, so that the forces acting on the further stabilizing elements in the stabilizing elements extending transversely thereto initiated and passed through the energy store via the stabilizing elements extending transversely to this. In the area not directly adjacent to the respective stabilizing elements extending transversely thereto, the further stabilizing element can be deformed into corresponding deformation spaces, e.g. B. bent, the forces acting are at least partially absorbed as deformation work.

Sofern entsprechende weitere Stabilisierungselemente vorhanden sind, kann die Befestigung des Energiespeichers an einem Fahrzeugkarosseriebauteil über die weiteren Stabilisierungselemente erfolgen. Entsprechende weitere Stabilisierungselemente können hierfür wenigstens einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung an einem Fahrzeugkarosseriebauteil aufweisen. Sofern entsprechende weitere Stabilisierungselemente nicht vorhanden sind, erfolgt die Befestigung des Energiespeichers an einem Fahrzeugkarosseriebauteil typischerweise über entsprechende Befestigungsabschnitte an den hierin erstgenannten Stabilisierungselementen.If corresponding further stabilizing elements are present, the energy store can be fastened to a vehicle body component via the further stabilizing elements. Corresponding further stabilizing elements can for this purpose have at least one fastening section for fastening to a vehicle body component. If corresponding further stabilizing elements are not present, the energy store is fastened to a vehicle body component typically via corresponding fastening sections on the stabilizing elements mentioned first.

Es wurde erwähnt, dass jeweilige Energiespeicherzellen typischerweise eine rechteckige bzw. quaderförmige geometrische Gestalt bzw. Grundform aufweisen. Bei entsprechenden Energiespeicherzellen kann es sich sonach um so genannte Pouch-Zellen handeln. Pouch-Zellen zeichnen sich insbesondere durch einen besonders flächigen Aufbau aus und lassen sich einen gehäusevorrichtungsseitig gegebenen Aufnahmeraum optimal ausnutzend in einer entsprechenden Gehäusevorrichtung anordnen. Jeweilige Pouch-Zellen können in rahmenartigen Haltestrukturen gehaltert sein, was vorteilhaft im Hinblick auf deren Anordenbarkeit in der Gehäusevorrichtung sein kann.It was mentioned that the respective energy storage cells typically have a rectangular or cuboid geometric shape or basic shape. Corresponding energy storage cells can therefore be so-called pouch cells. Pouch cells are characterized in particular by a particularly flat structure and can be arranged in a corresponding housing device to make optimal use of a receiving space provided on the housing device side. Respective pouch cells can be held in frame-like holding structures, which can be advantageous with regard to their ability to be arranged in the housing device.

Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend einen erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeicher, wobei der elektrische Energiespeicher über den Befestigungsabschnitt an einem Fahrzeugkarosseriebauteil des Kraftfahrzeugs befestigt ist. Der Energiespeicher dient der elektrischen Versorgung kraftfahrzeugseitiger elektrischer Verbraucher, worunter insbesondere auch kraftfahrzeugseitige Antriebsaggregate oder Teile dieser bildende elektrische Maschinen zu verstehen sind.The invention further relates to a motor vehicle, comprising an electrical energy store according to the invention, the electrical energy store being attached to a vehicle body component of the motor vehicle via the attachment section. The energy store is used for the electrical supply of electrical consumers on the vehicle side, which in particular also includes drive units on the vehicle side or parts of these electrical machines.

Der wenigstens eine Energiespeicher oder wenigstens ein Energiespeicher kann z. B. unterhalb des Fahrer- und/oder Beifahrersitzes angeordnet sein. In diesem Fall kann der Energiespeicher sich mit einer Längsachse parallel zur Längs(mittel)achse des Kraftfahrzeugs erstreckend angeordnet sein. Der bzw. ein Energiespeicher kann in diesem Fall insbesondere im Unterboden des Kraftfahrzeugs, d. h. in einer hierfür vorgesehenen Ausnehmung des Unterbodens, angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend kann der wenigstens eine Energiespeicher oder wenigstens ein Energiespeicher im Bereich eines, insbesondere heckseitigen, Kofferraums angeordnet sein. In diesem Fall kann der Energiespeicher sich mit einer Längsachse quer zur Längs(mittel)achse des Kraftfahrzeugs erstreckend angeordnet sein.The at least one energy store or at least one energy store can, for. B. be arranged below the driver and / or passenger seat. In this case, the energy store can be arranged with a longitudinal axis extending parallel to the longitudinal (central) axis of the motor vehicle. The or an energy store can in this case, in particular, in the underbody of the motor vehicle, i. H. be arranged in a recess provided for this purpose in the underbody. As an alternative or in addition, the at least one energy store or at least one energy store can be arranged in the area of a trunk, in particular at the rear. In this case, the energy store can be arranged with a longitudinal axis extending transversely to the longitudinal (central) axis of the motor vehicle.

Sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit dem Energiespeicher gelten analog für das Kraftfahrzeug.All statements in connection with the energy store apply analogously to the motor vehicle.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

  • 1 - 5 jeweils eine Prinzipdarstellung eines elektrischen Energiespeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 6 eine Prinzipdarstellung einer wannenartigen Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme einer Gehäusevorrichtung eines elektrischen Energiespeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Further advantages, features and details of the invention emerge from the exemplary embodiments described below and with reference to the drawings. Show:
  • 1 - 5 each a schematic diagram of an electrical energy store according to an embodiment of the invention; and
  • 6th a schematic diagram of a trough-like receiving device for receiving a housing device of an electrical energy store according to an embodiment of the invention.

Die 1 - 5 zeigen jeweils Prinzipdarstellungen eines Energiespeichers 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Energiespeicher 1 ist in 1 in einer perspektivischen Darstellung, in 2 in einem in einem Kraftfahrzeug 2 verbauten Zustand in einer quergeschnittenen Darstellung, in 3 in einem in einem Kraftfahrzeug 2 verbauten Zustand in einer längsgeschnittenen Darstellung, in 4 in einer in einer Aufsicht gezeigten Teildarstellung und in 5 in einem weiteren Ausführungsbeispiel wiederum in einer perspektivischen Darstellung gezeigt.The 1 - 5 each show schematic representations of an energy store 1 according to an embodiment of the invention. The energy storage 1 is in 1 in a perspective view, in 2 in one in a motor vehicle 2 installed state in a cross-sectional view, in 3 in one in a motor vehicle 2 installed state in a longitudinal section, in 4th in a partial representation shown in a plan view and in 5 again shown in a perspective illustration in a further exemplary embodiment.

Der Energiespeicher 1 umfasst eine Anzahl an Energiespeicherzellen 3. Die Energiespeicherzellen 3 weisen eine rechteckige bzw. quaderförmige geometrische Gestalt bzw. Grundform auf. Bei entsprechenden Energiespeicherzellen 3 kann es sich sonach um so genannte Pouch-Zellen handeln. Jeweilige Energiespeicherzellen 3 können in rahmenartigen Haltestrukturen (nicht gezeigt) gehaltert sein.The energy storage 1 comprises a number of energy storage cells 3 . The energy storage cells 3 have a rectangular or cuboid geometric shape or basic shape. With corresponding energy storage cells 3 it can therefore be so-called pouch cells. Respective energy storage cells 3 can be held in frame-like holding structures (not shown).

Die Energiespeicherzellen 3 sind mit ihren jeweiligen, deren jeweilige Grundform abbildenden Flächen innerhalb einer ein- oder mehrteiligen rahmenartigen Gehäusevorrichtung 4, d. h. in einem durch die Gehäusevorrichtung 4 begrenzten, eine Längsachse (x-Achse) und eine hierzu orthogonal verlaufende Querachse (y-Achse) aufweisenden quaderförmigen Aufnahmeraum 5 zur Aufnahme entsprechender Energiespeicherzellen 3, in paralleler Ausrichtung zueinander reihen- bzw. stapelartig angeordnet. Die Energiespeicherzellen 3 sind miteinander elektrisch verschaltet, woraus sich die elektrischen Eigenschaften des Energiespeichers 1 ergeben.The energy storage cells 3 are with their respective surfaces depicting their respective basic shape within a one-part or multi-part frame-like housing device 4th , ie in one by the housing device 4th limited, a longitudinal axis (x-axis) and a transverse axis (y-axis) running orthogonally to it having cuboid receiving space 5 to accommodate corresponding energy storage cells 3 , arranged in a row or stack-like manner in parallel alignment to one another. The energy storage cells 3 are electrically interconnected with each other, which gives rise to the electrical properties of the energy storage device 1 surrender.

Bei den elektrochemisch aktiven Bestandteilen jeweiliger Energiespeicherzellen 3 kann es sich um Lithiumverbindungen handeln; die Energiespeicherzellen 3 können insofern als Lithium-Ionen-Zellen bezeichnet bzw. erachtet werden.With the electrochemically active components of the respective energy storage cells 3 it can be lithium compounds; the energy storage cells 3 can in this respect be designated or regarded as lithium-ion cells.

Anhand von 5 ist ersichtlich, dass der Energiespeicher 1 mehrere erste Stabilisierungselemente 6 umfasst, welche in bestimmter Anordnung zwischen den reihen- oder stapelartig angeordneten Energiespeicherzellen 3 angeordnet sind. Jeweilige Stabilisierungselemente 6 werden im Weiteren als erste Stabilisierungselemente bezeichnet. Die Anordnung jeweiliger erster Stabilisierungselemente 6 ist in dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel regelmäßig; entsprechend sind die Abstände zwischen jeweiligen ersten Stabilisierungselementen 6 regelmäßig.Based on 5 it can be seen that the energy storage 1 several first stabilizing elements 6th includes, which in a certain arrangement between the rows or stacked energy storage cells 3 are arranged. Respective stabilizing elements 6th are hereinafter referred to as the first stabilizing elements. The arrangement of the respective first stabilizing elements 6th is in the in 5 embodiment shown regularly; the distances between the respective first stabilizing elements are corresponding 6th regularly.

Jeweilige erste Stabilisierungselemente 6 weisen eine plattenartige bzw. - förmige und somit flächige geometrische Gestalt auf. Die Grundform der ersten Stabilisierungselemente 6 ist rechteckig; Jeweilige erste Stabilisierungselemente 6 und jeweilige Energiespeicherzellen 3 weisen daher (im Wesentlichen) eine gleiche Grundform auf.Respective first stabilizing elements 6th have a plate-like or plate-shaped and thus flat geometric shape. The basic shape of the first stabilizing elements 6th is rectangular; Respective first stabilizing elements 6th and respective energy storage cells 3 therefore (essentially) have the same basic shape.

Die ersten Stabilisierungselemente 6 weisen im Vergleich zu den Energiespeicherzellen 3 bessere mechanischen Eigenschaften und somit eine höhere mechanische Stabilität auf. Dies bedingt sich dadurch, dass die ersten Stabilisierungselemente 6 aus einem mechanisch hoch beanspruchbaren Material, d. h. einem Metall, z. B. Aluminium, gebildet sind. Denkbar wäre es auch, die ersten Stabilisierungselemente 6 aus mechanisch hoch beanspruchbaren Kunststoffen, insbesondere aus mit geeigneten Verstärkungsfasern, z. B. Glasfasern, gefüllte thermo- oder duroplastische Kunststoffe, oder Faserverbundmaterialien, insbesondere aus Glas-, Kohle-, oder Aramidfasern gebildeten Fasergelegen in einer thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmatrix, auszubilden.The first stabilizing elements 6th point in comparison to the energy storage cells 3 better mechanical properties and thus a higher mechanical stability. This is due to the fact that the first stabilizing elements 6th made of a mechanically highly stressable material, ie a metal, e.g. B. aluminum, are formed. It would also be conceivable, the first stabilizing elements 6th made of mechanically highly stressable plastics, in particular made of suitable reinforcing fibers, e.g. B. glass fibers, filled thermoplastic or thermosetting plastics, or fiber composite materials, in particular fiber layers formed from glass, carbon or aramid fibers in a thermoplastic or thermosetting plastic matrix.

Wenngleich in den 1 nicht gezeigt, können die ersten Stabilisierungselemente 6 zudem, insbesondere rippenartige, Versteifungsstrukturen zur Erhöhung der mechanischen Steifigkeit aufweisen. Bei entsprechenden Versteifungsstrukturen kann es sich z. B. um Ausnehmungen und/oder Verrippungen, allgemein um die mechanische Steifigkeit erhöhende konstruktive Gestaltungen jeweiliger erster Stabilisierungselemente 6, handeln.Albeit in the 1 not shown, the first stabilizing elements 6th also have stiffening structures, in particular rib-like, to increase the mechanical rigidity. With appropriate stiffening structures, it can be, for. B. about recesses and / or ribs, generally about the mechanical rigidity increasing structural designs of the respective first stabilizing elements 6th , act.

Durch die beschriebene Anordnung der ersten Stabilisierungselemente 6 ist die mechanische Stabilität des Energiespeichers 1 gegenüber einwirkenden mechanischen Belastungen bzw. Kräften, wie sie bei in einem Kraftfahrzeug 2 verbauten Zustand des Energiespeichers 1 im Falle einer, insbesondere seitlichen, Kollision des Kraftfahrzeugs 2 auftreten. Die dem Energiespeicher 1 zugehörigen Energiespeicherzellen 3 sind sonach gut vor Beschädigungen durch auf den Energiespeicher 1 einwirkende mechanische Belastungen bzw. Kräfte geschützt.By the described arrangement of the first stabilizing elements 6th is the mechanical stability of the energy storage 1 against acting mechanical loads or forces, such as those in a motor vehicle 2 installed state of the energy storage 1 in the event of a collision with the motor vehicle, in particular a side collision 2 occur. The energy storage 1 associated energy storage cells 3 are therefore good from damage due to the energy storage device 1 acting mechanical loads or forces protected.

Die ersten Stabilisierungselemente 6 bilden wenigstens einen mechanischen Lastpfad durch den Energiespeicher 1, so dass auf den Energiespeicher 1 wirkende mechanische Belastungen bzw. Kräfte gezielt durch den Energiespeicher 1 geleitet werden können. Die Energiespeicherzellen 3 werden bei auf den Energiespeicher 1 wirkenden mechanischen Belastungen bzw. Kräften somit kaum bzw. erheblich weniger beansprucht. Die mechanischen Lastpfade ergeben sich durch die konkrete Anordnung und Ausrichtung der ersten Stabilisierungselemente 6 relativ zu den Energiespeicherzellen 3. Die mechanischen Lastpfade dienen insbesondere, jedoch nicht zwingend ausschließlich, zur Aufnahme horizontal wirkender Kräfte und können insofern als horizontale mechanische Lastpfade bezeichnet bzw. erachtet werden.The first stabilizing elements 6th form at least one mechanical load path through the energy store 1 so that on the energy storage 1 acting mechanical loads or forces targeted by the energy storage 1 can be directed. The energy storage cells 3 are on the energy storage 1 acting mechanical loads or forces thus hardly or significantly less stressed. The mechanical load paths result from the specific arrangement and alignment of the first stabilizing elements 6th relative to the energy storage cells 3 . The mechanical load paths are used in particular, but not necessarily exclusively, to absorb horizontally acting forces and to this extent can be referred to or regarded as horizontal mechanical load paths.

Daraus, dass die ersten Stabilisierungselemente 6 sich in bzw. parallel zu der Querachse des Aufnahmeraums 5 der Gehäusevorrichtung 4 erstreckend angeordnet sind, ergibt sich, dass die ersten Stabilisierungselemente 6 insbesondere zur Aufnahme von in bzw. parallel zur Querachse und somit in Querrichtung wirkenden mechanischen Belastungen bzw. Kräften, wie sie z. B. bei einer seitlichen Kollision eines mit dem Energiespeicher 1 ausgestatteten Kraftfahrzeugs 2 auftreten können, dienen.From that the first stabilizing elements 6th in or parallel to the transverse axis of the receiving space 5 the housing device 4th are arranged extending, it results that the first stabilizing elements 6th in particular for the absorption of mechanical loads or forces acting in or parallel to the transverse axis and thus in the transverse direction, as they are, for. B. in the event of a side collision with the energy store 1 equipped motor vehicle 2 may occur, serve.

Wie sich aus 4 ergibt, ragen die ersten Stabilisierungselemente 6 in Querrichtung (vgl. y-Achse) über die Energiespeicherzellen 3 um ein gewisses Maß hinaus, so dass ein Deformationsraum 7 zwischen den in Querrichtung freiliegenden Enden der Energiespeicherzellen 3 und einem an die Gehäusevorrichtung angrenzenden Fahrzeugkarosseriebauteil 8, wie z. B. einem Schweller, ausbildbar bzw. im in einem Kraftfahrzeug 2 verbauten Zustand des Energiespeichers 1 ausgebildet ist.How out 4th results, the first stabilizing elements protrude 6th in the transverse direction (see y-axis) over the energy storage cells 3 to a certain extent, so that a deformation space 7th between the ends of the energy storage cells that are exposed in the transverse direction 3 and a vehicle body component adjoining the housing device 8th such as B. a sill, trainable or in a motor vehicle 2 installed state of the energy storage 1 is trained.

Entsprechend kann sich ein Fahrzeugkarosseriebauteil 8 bei auf dieses, z. B. im Falle einer seitlichen Kollision des Kraftfahrzeugs, wirkenden Kräften (vgl. 4, Pfeil F) im Bereich unmittelbar an jeweiligen ersten Stabilisierungselementen 6 anliegender Abschnitten an jeweiligen ersten Stabilisierungselementen 6 abstützen, so dass die auf das Fahrzeugkarosseriebauteil 8 wirkenden Kräfte in die ersten Stabilisierungselemente 6 eingeleitet und über die ersten Stabilisierungselemente 6 durch den Energiespeicher 1 geleitet werden. Im Bereich nicht unmittelbar an jeweiligen ersten Stabilisierungselementen 6 anliegenden Abschnitten kann das Fahrzeugkarosseriebauteil 8 in entsprechende Deformationsräume 7 verformt, z. B. verbogen, werden, wobei die wirkenden Kräfte zumindest zum Teil als Verformungsarbeit absorbiert werden.A vehicle body component can be correspondingly 8th at this, z. B. in the case of a side collision of the motor vehicle, acting forces (cf. 4th , Arrow F) in the area directly on the respective first stabilizing elements 6th adjoining sections on the respective first stabilizing elements 6th support so that the on the vehicle body part 8th forces acting in the first stabilizing elements 6th initiated and over the first stabilizing elements 6th through the energy storage 1 be directed. In the area not directly on the respective first stabilizing elements 6th adjacent sections can be the vehicle body component 8th in corresponding deformation spaces 7th deformed, e.g. B. bent, the forces acting are at least partially absorbed as deformation work.

Anhand des in 5 gezeigten Ausführungsbeispiels ist ersichtlich, dass an den Längsseiten der Gehäusevorrichtung 4 sich in Längsrichtung der Gehäusevorrichtung 4 entlang deren Längsseiten erstreckende weitere Stabilisierungselemente 9 angeordnet sein können. Entsprechende weitere Stabilisierungselemente 9 werden im Weiteren als zweite Stabilisierungselemente bezeichnet.Using the in 5 The embodiment shown can be seen that on the longitudinal sides of the housing device 4th in the longitudinal direction of the housing device 4th further stabilizing elements extending along their longitudinal sides 9 can be arranged. Corresponding further stabilization elements 9 are hereinafter referred to as second stabilization elements.

Die zweiten Stabilisierungselemente 9 erstrecken sich quer zu den ersten Stabilisierungselementen 6 und umgekehrt. Die zweiten Stabilisierungselemente 9 sind über geeignete Befestigungsarten, wie z. B. Kleben-, Klipsen Schrauben, etc., an der Gehäusevorrichtung 4 befestigt. Über entsprechende zweite Stabilisierungselemente 9 kann die mechanische Stabilität des Energiespeichers 1 bzw. der Schutz entsprechender Energiespeicherzellen 3 gegenüber mechanischen Belastungen bzw. Kräften weiter erhöht werden. Dies gilt im in einem Kraftfahrzeug 2 verbauten Zustand des Energiespeichers 1 insbesondere für seitliche Kollisionen des Kraftfahrzeugs 2.The second stabilizing elements 9 extend transversely to the first stabilizing elements 6th and vice versa. The second stabilizing elements 9 are about suitable types of fastening, such as. B. gluing, clipping screws, etc., on the housing device 4th attached. Via corresponding second stabilizing elements 9 can improve the mechanical stability of the energy storage system 1 or the protection of corresponding energy storage cells 3 against mechanical loads or forces are further increased. This applies in a motor vehicle 2 installed state of the energy storage 1 especially for side collisions of the motor vehicle 2 .

Auch die zweiten Stabilisierungselemente 9 können im Vergleich zu den Energiespeicherzellen 3 bessere mechanischen Eigenschaften und somit eine höhere mechanische Stabilität aufweisen. Mithin können entsprechende zweite Stabilisierungselemente 9 ebenso aus einem mechanisch hoch beanspruchbaren Material, d. h. z. B. aus einem Metall, wie Aluminium, ausgebildet sein.Also the second stabilizing elements 9 can compared to the energy storage cells 3 have better mechanical properties and thus a higher mechanical stability. Corresponding second stabilizing elements can therefore 9 also be made of a mechanically highly stressable material, ie, for example, of a metal such as aluminum.

Gleichermaßen können auch die zweiten Stabilisierungselemente 9 ebenfalls, insbesondere rippenartige, Versteifungsstrukturen 13 zur Erhöhung der mechanischen Steifigkeit aufweisen (vgl. 5).The second stabilizing elements can also do the same 9 likewise, in particular rib-like stiffening structures 13th to increase the mechanical rigidity (cf. 5 ).

Denkbar ist es auch, dass die zweiten Stabilisierungselemente 9 aus Energie absorbierenden Materialien bzw. aus Energie absorbierenden Strukturen gebildet sind bzw. solche umfassen. Derart können auf die zweiten Stabilisierungselemente 9 wirkende mechanische Belastungen bzw. Kräfte von den zweiten Stabilisierungselementen 9 als Verformungsarbeit zumindest zum Teil absorbiert werden.It is also conceivable that the second stabilizing elements 9 are formed from energy-absorbing materials or from energy-absorbing structures or include such. In this way, the second stabilizing elements 9 acting mechanical loads or forces from the second stabilizing elements 9 are at least partially absorbed as deformation work.

In Hinblick auf die mit Bezug auf 5 erläuterte Möglichkeit, wonach jeweilige erste Stabilisierungselemente 6 in Querrichtung um ein gewisses Maß über die Energiespeicherzellen 3 hinausragen, können entsprechende Deformationsräume 7 auch zwischen den in Querrichtung freiliegenden Enden der Energiespeicherzellen 3 und jeweiligen zweiten Stabilisierungselementen 9 ausgebildet sein. Ein zweites Stabilisierungselement 9 kann sich bei auf dieses, z. B. im Falle einer seitlichen Kollision des Kraftfahrzeugs 2, wirkenden Kräften im Bereich von unmittelbar an jeweiligen sich quer hierzu erstreckenden ersten Stabilisierungselementen 6 anliegenden Abschnitten an jeweiligen ersten Stabilisierungselementen 6 abstützen, so dass die auf die zweiten Stabilisierungselemente 9 wirkenden Kräfte in die ersten Stabilisierungselemente 6 eingeleitet und über die ersten Stabilisierungselemente 6 durch den Energiespeicher 1 geleitet werden. Im Bereich nicht unmittelbar an jeweiligen ersten Stabilisierungselementen 6 anliegenden Abschnitten kann das zweite Stabilisierungselement 9 in entsprechende Deformationsräume 7 verformt, z. B. verbogen, werden, wobei die wirkenden Kräfte zumindest zum Teil als Verformungsarbeit absorbiert werden.In terms of referring to 5 explained possibility, after which respective first stabilizing elements 6th in the transverse direction by a certain amount over the energy storage cells 3 can protrude, corresponding deformation spaces 7th also between the ends of the energy storage cells that are exposed in the transverse direction 3 and respective second stabilizing elements 9 be trained. A second stabilizing element 9 can refer to this, z. B. in the event of a side collision of the motor vehicle 2 , forces acting in the area of the respective first stabilizing elements extending transversely thereto 6th adjacent sections on respective first stabilizing elements 6th support so that the on the second stabilizing elements 9 forces acting in the first stabilizing elements 6th initiated and over the first stabilizing elements 6th through the energy storage 1 be directed. In the area not directly on the respective first stabilizing elements 6th adjacent sections can be the second stabilization element 9 in corresponding deformation spaces 7th deformed, e.g. B. bent, the forces acting are at least partially absorbed as deformation work.

Sofern entsprechende zweite Stabilisierungselemente 9 vorhanden sind, kann die Befestigung des Energiespeichers 1 an einem Fahrzeugkarosseriebauteil 8 über die zweiten Stabilisierungselemente 9 erfolgen. Die zweiten Stabilisierungselemente 9 weisen hierfür Befestigungsabschnitte zur Befestigung an einem Fahrzeugkarosseriebauteil 8 auf. Sofern entsprechende zweite Stabilisierungselemente 9 nicht vorhanden sind, erfolgt die Befestigung des Energiespeichers 1 an einem Fahrzeugkarosseriebauteil 8 über entsprechende Befestigungsabschnitte 10 an den ersten Stabilisierungselementen 6 (vgl. insbesondere 2).If appropriate second stabilizing elements 9 are available, the attachment of the energy storage 1 on a vehicle body component 8th via the second stabilizing elements 9 respectively. The second stabilizing elements 9 have fastening sections for this purpose for fastening to a vehicle body component 8th on. If appropriate second stabilizing elements 9 are not available, the energy storage device is attached 1 on a vehicle body component 8th via corresponding fastening sections 10 on the first stabilizing elements 6th (see in particular 2 ).

Die Gehäusevorrichtung 4 kann in einem hierfür vorgesehenen Aufnahmeraum einer wannenartigen Aufnahmevorrichtung 11 zur Aufnahme der Gehäusevorrichtung 4 angeordnet sein (vgl. 2, 3). Die Unterseite einer solchen wannenartigen Aufnahmevorrichtung 11 ist in 6 gezeigt. Die wannenartige Aufnahmevorrichtung 11 dient insbesondere dazu, die Gehäusevorrichtung 4 bzw. die darin angeordneten Energiespeicherzellen 3 vor im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 2 auftretenden mechanischen wie auch klimatischen Belastungen zu schützen. Die wannenartige Aufnahmevorrichtung 11 ist über geeignete Befestigungsabschnitte, z. B. in Form von von Befestigungsschrauben 12 durchsetzbaren Bohrungen (nicht gezeigt), an der Fahrzeugkarosserie, d. h. in den in den 2, 3 gezeigten Ausführungsbeispielen im Bereich des Unterbodens des Kraftfahrzeugs 2, befestigt. Hierdurch ist gleichermaßen eine Befestigung des Energiespeichers 1 an der Fahrzeugkarosserie realisiert.The housing device 4th can in a receiving space provided for this purpose in a trough-like receiving device 11 for receiving the housing device 4th be arranged (cf. 2 , 3 ). The underside of such a tub-like receiving device 11 is in 6th shown. The tub-like receiving device 11 serves in particular to the housing device 4th or the energy storage cells arranged therein 3 before driving the vehicle 2 to protect occurring mechanical as well as climatic loads. The tub-like receiving device 11 is via suitable fastening sections, for. B. in the form of fastening screws 12th enforceable bores (not shown) on the vehicle body, ie in the 2 , 3 Embodiments shown in the area of the underbody of the motor vehicle 2 attached. This also means that the energy store is fastened 1 realized on the vehicle body.

Wie sich insbesondere aus 6 ergibt, weist die wannenartige Aufnahmevorrichtung 11 eine profil- oder strebenartige Verstärkungsstruktur 12 auf. Im ordnungsgemäß in der wannenartigen Aufnahmevorrichtung 11 angeordneten Zustand der Gehäusevorrichtung 4 sind die ersten Stabilisierungselemente 6 unter Ausbildung eines vertikalen mechanischen Lastpfades oberhalb der die profil- oder strebenartige Verstärkungsstruktur 12 bildenden Profile angeordnet (vgl. 3). Durch die vertikal fluchtende Anordnung der die profil- oder strebenartige Verstärkungsstruktur 12 bildenden Profile und der ersten Stabilisierungselemente 6 ist lokal eine Einleitung von vertikal wirkenden Kräften, wie sie z. B. beim Überfahren eines Gegenstands auftreten können, über die Verstärkungsstruktur 12 in die ersten Stabilisierungselemente 6 möglich. Die lokal in die ersten Stabilisierungselemente 6 eingeleiteten Kräfte werden über diese in vertikaler Richtung durch den Energiespeicher 1 geleitet. Derart sind vertikale mechanische Lastpfade gebildet.How in particular from 6th results, has the tub-like receiving device 11 a profile or strut-like reinforcement structure 12th on. Im properly in the tub-like cradle 11 arranged state of the housing device 4th are the first stabilizing elements 6th with the formation of a vertical mechanical load path above the profile-like or strut-like reinforcement structure 12th arranged forming profiles (cf. 3 ). Due to the vertically aligned arrangement of the profile or strut-like reinforcement structure 12th forming profiles and the first stabilizing elements 6th is locally an introduction of vertically acting forces, as z. B. can occur when driving over an object, on the reinforcement structure 12th in the first stabilizing elements 6th possible. The locally in the first stabilizing elements 6th Introduced forces are transmitted through the energy storage device in a vertical direction 1 directed. Vertical mechanical load paths are formed in this way.

Anhand der 2, 3 ist zu erkennen, dass der Energiespeicher 1 unterhalb des Fahrer- und/oder Beifahrersitzes, allgemein unterhalb der Vordersitze 13, angeordnet sein kann. Selbstverständlich ist prinzipiell auch eine Anordnung des Energiespeichers 1 andernorts, d. h. z. B. im Bereich eines Kofferraums, möglich.Based on 2 , 3 can be seen that the energy storage 1 below the driver and / or passenger seat, generally below the front seats 13th , can be arranged. In principle, it goes without saying that the energy store is also arranged 1 elsewhere, that is, for example, in the area of a trunk.

Im Zusammenhang mit 1 ist anzumerken, dass der Energiespeicher 1 oberseitig mit einer nicht näher bezeichneten Abdeckung, in welche von einem Temperiermedium durchströmbare Temperierungskanäle integriert sind, abgedeckt sein kann.In connection with 1 it should be noted that the energy storage 1 The top can be covered with a cover, not designated in any more detail, into which temperature control channels through which a temperature control medium can flow are integrated.

Claims (11)

Elektrischer Energiespeicher (1), umfassend mehrere elektrische Energiespeicherzellen (3), welche reihen- oder stapelartig in einer Gehäusevorrichtung (4) angeordnet sind, wobei zwischen wenigstens zwei elektrischen Energiespeicherzellen (3) wenigstens ein wenigstens einen mechanischen Lastpfad durch den elektrischen Energiespeicher (1) bildendes, plattenartiges mechanisches Stabilisierungselement (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine mechanische Stabilisierungselement (6) wenigstens einen Befestigungsabschnitt (10) zur Befestigung des mechanischen Stabilisierungselements (6) an einem Fahrzeugkarosseriebauteil (8) aufweist.Electrical energy storage device (1), comprising a plurality of electrical energy storage cells (3) which are arranged in rows or stacks in a housing device (4), with at least one at least one mechanical load path through the electrical energy storage device (1) between at least two electrical energy storage cells (3) Forming, plate-like mechanical stabilizing element (6) is arranged, characterized in that the at least one mechanical stabilizing element (6) has at least one fastening section (10) for fastening the mechanical stabilizing element (6) to a vehicle body component (8). Elektrischer Energiespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusevorrichtung (4) einen eine Längs- und eine Querachse aufweisenden quaderförmigen Aufnahmeraum (5) zur Aufnahme der elektrischen Energiespeicherzellen (3) aufweist, wobei das wenigstens eine mechanische Stabilisierungselement (6) sich in oder parallel zu der Querachse erstreckend zwischen den wenigstens zwei elektrischen Energiespeicherzellen (3) angeordnet ist.Electrical energy storage according to Claim 1 , characterized in that the housing device (4) has a rectangular receiving space (5) having a longitudinal and a transverse axis for receiving the electrical energy storage cells (3), the at least one mechanical stabilization element (6) extending in or parallel to the transverse axis is arranged between the at least two electrical energy storage cells (3). Elektrischer Energiespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine mechanische Stabilisierungselement (6) in Querrichtung über die elektrischen Energiespeicherzellen (3) hinausragt, so dass ein Deformationsraum (7) zwischen den in Querrichtung freiliegenden Enden der elektrischen Energiespeicherzellen (3) und einem an die Gehäusevorrichtung (4) angrenzenden Bauteil, insbesondere einem Fahrzeugkarosseriebauteil (8) oder einem weiteren mechanischen Stabilisierungselement (9), ausbildbar ist.Electrical energy storage according to Claim 2 , characterized in that the at least one mechanical stabilization element (6) projects in the transverse direction beyond the electrical energy storage cells (3), so that a deformation space (7) between the ends of the electrical energy storage cells (3) exposed in the transverse direction and one on the housing device (4 ) adjacent component, in particular a vehicle body component (8) or a further mechanical stabilizing element (9), can be formed. Elektrischer Energiespeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusevorrichtung (4) in einem hierfür vorgesehenen Aufnahmeraum einer wannenartigen Aufnahmevorrichtung (11) zur Aufnahme wenigstens einer Gehäusevorrichtung (4) angeordnet ist.Electrical energy store according to one of the preceding claims, characterized in that the housing device (4) is arranged in a receiving space provided for this purpose of a trough-like receiving device (11) for receiving at least one housing device (4). Elektrischer Energiespeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wannenartige Aufnahmevorrichtung (11) wenigstens eine profil- oder strebenartige Verstärkungsstruktur (12) aufweist, wobei das wenigstens eine mechanische Stabilisierungselement (6) im in die wannenartige Aufnahmevorrichtung (11) aufgenommenen Zustand der Gehäusevorrichtung (4) unter Ausbildung eines vertikalen mechanischen Lastpfades ober- oder unterhalb der profil- oder strebenartigen Verstärkungsstruktur (11) angeordnet ist.Electrical energy storage according to Claim 4 , characterized in that the trough-like receiving device (11) has at least one profile-like or strut-like reinforcement structure (12), the at least one mechanical stabilization element (6) in the state of the housing device (4) in the trough-like receiving device (11) forming a vertical mechanical load path above or below the profile or strut-like reinforcement structure (11) is arranged. Elektrischer Energiespeicher nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Längsseite der Gehäusevorrichtung (4) wenigstens ein sich in Längsrichtung der Gehäusevorrichtung (4) zumindest abschnittsweise entlang der Längsseite erstreckendes weiteres mechanisches Stabilisierungselement (9) angeordnet ist.Electrical energy storage according to one of the Claims 2 to 5 , characterized in that at least one further mechanical stabilizing element (9) extending in the longitudinal direction of the housing device (4) at least in sections along the longitudinal side is arranged on at least one longitudinal side of the housing device (4). Elektrischer Energiespeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine mechanische Stabilisierungselement (6), und/oder das wenigstens eine weitere mechanische Stabilisierungselement (9) aus einem Metall, insbesondere Aluminium, einem Kunststoff, insbesondere einem mit Verstärkungsfasern gefüllten Kunststoff, oder einem Faserverbundmaterial gebildet ist.Electrical energy store according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one mechanical stabilization element (6) and / or the at least one further mechanical stabilization element (9) made of a metal, in particular aluminum, a plastic, in particular a plastic filled with reinforcing fibers, or a fiber composite material is formed. Elektrischer Energiespeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine mechanische Stabilisierungselement (6) und/oder das wenigstens eine weitere mechanische Stabilisierungselement (9) wenigstens eine, insbesondere rippenartige, Versteifungsstruktur zur Erhöhung der mechanischen Steifigkeit des Stabilisierungselements (6) oder des weiteren mechanischen Stabilisierungselements (9) aufweist.Electrical energy store according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one mechanical stabilization element (6) and / or the at least one further mechanical stabilization element (9) has at least one, in particular rib-like, stiffening structure to increase the mechanical rigidity of the stabilization element (6) or further comprises mechanical stabilization element (9). Elektrischer Energiespeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Energiespeicherzellen (3) als Pouch-Zellen ausgebildet sind.Electrical energy store according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical energy storage cells (3) are designed as pouch cells. Kraftfahrzeug (2), umfassend wenigstens einen elektrischen Energiespeicher (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der elektrische Energiespeicher (1) über den Befestigungsabschnitt (10) an einem Fahrzeugkarosseriebauteil (8) des Kraftfahrzeugs (2) befestigt ist.Motor vehicle (2), comprising at least one electrical energy store (1) according to one of the preceding claims, wherein the electrical energy store (1) is fastened to a vehicle body component (8) of the motor vehicle (2) via the fastening section (10). Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine elektrische Energiespeicher (1) oder wenigstens ein elektrischer Energiespeicher (1) unterhalb des Fahrer- und/oder Beifahrersitzes angeordnet ist und/oder der wenigstens eine elektrische Energiespeicher (1) oder wenigstens ein elektrischer Energiespeicher (1) im Bereich eines, insbesondere heckseitigen, Kofferraums angeordnet ist.Motor vehicle after Claim 10 , characterized in that the at least one electrical energy store (1) or at least one electrical energy store (1) is arranged below the driver and / or front passenger seat and / or the at least one electrical energy store (1) or at least one electrical energy store (1) is arranged in the area of a trunk, particularly at the rear.
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