Die Erfindung betrifft eine Batterie nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a battery according to the features of the preamble of claim 1.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 10 2012 222 689 A1 beschrieben, ein Energiespeicher mit Zellaufnahme bekannt. Der Energiespeicher umfasst wenigstens eine elektrochemische Zelle mit einem Zellraum zum zumindest teilweisen Aufnehmen einer Anode und einer Kathode und einem den Zellraum zumindest teilweise von der äußeren Umgebung trennenden Zellgehäuse. Es ist eine Zellaufnahme zum Aufnehmen wenigstens einer Zelle vorgesehen. Die Zellaufnahme ist zumindest teilweise aus einem wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Material ausgebildet. Des Weiteren ist die Zellaufnahme das Zellgehäuse stirnseitig und zumindest teilweise wandseitig kontaktierend angeordnet.From the prior art, as in the DE 10 2012 222 689 A1 described an energy storage with cell uptake known. The energy store comprises at least one electrochemical cell with a cell space for at least partially accommodating an anode and a cathode and a cell housing which at least partially separates the cell space from the external environment. A cell receptacle is provided for receiving at least one cell. The cell receptacle is formed at least partially from a thermally conductive and electrically insulating material. Furthermore, the cell receptacle is arranged on the cell housing at the end and at least partially contacting the wall side.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Batterie anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved battery.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Batterie mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by a battery with the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Eine Batterie umfasst zumindest einen aus einer Mehrzahl von Einzelzellen gebildeten Zellblock. Erfindungsgemäß sind zur Befestigung des zumindest einen Zellblocks in einem Batteriegehäuse Elastomerelemente vorgesehen, mittels welchen der zumindest eine Zellblock gegenüber dem Batteriegehäuse thermisch isoliert ist.A battery comprises at least one cell block formed from a plurality of individual cells. According to the invention, elastomer elements are provided for fastening the at least one cell block in a battery housing, by means of which the at least one cell block is thermally insulated from the battery housing.
Durch die Befestigung des zumindest einen Zellblocks mittels Elastomerelementen im Batteriegehäuse wird ein Wärmefluss zwischen den Einzelzellen und einer äußeren Umgebung der Batterie unterbrochen oder zumindest erheblich reduziert. Dadurch bleibt die Batterie länger auf einem vorteilhaften Betriebstemperaturniveau, in welchem eine maximale Energieausbeute der Batterie ermöglicht ist. Dadurch werden eine vorzeitige Alterung oder ein Defekt aufgrund zu hoher Temperaturen und eine verringerte Leistung und Kapazität aufgrund zu niedriger Temperaturen vermieden. Zudem ist auf diese Weise ein geringerer Energieeinsatz zur Beheizung der Batterie erforderlich, so dass bei einer Verwendung der Batterie als Traktionsbatterie in einem Fahrzeug, bei welchem beispielsweise eine Heizeinrichtung der Batterie mit elektrischer Energie der Batterie betrieben wird, eine Reichweite des Fahrzeugs erhöht ist.By attaching the at least one cell block by means of elastomer elements in the battery housing, a heat flow between the individual cells and an external environment of the battery is interrupted or at least considerably reduced. As a result, the battery remains longer at an advantageous operating temperature level, in which a maximum energy yield of the battery is possible. This avoids premature aging or failure due to high temperatures and reduced power and capacity due to low temperatures. In addition, a lower energy input for heating the battery is required in this way, so that when using the battery as a traction battery in a vehicle in which, for example, a heater of the battery is operated with electrical energy of the battery, a range of the vehicle is increased.
Des Weiteren kann mittels dieser Befestigung über Elastomerelemente zusätzlich eine elektrische Isolierung des zumindest einen Zellblocks gegenüber dem Batteriegehäuse und vorteilhafterweise zudem eine schwingungsgedämpfte Lagerung des zumindest einen Zellblocks im Batteriegehäuse erreicht werden. D. h. der zumindest eine Zellblock wird mittels der Elastomerelemente zweckmäßigerweise mechanisch fest, aber schwingungsgedämpft in einer vorgegebenen Position im Batteriegehäuse gehalten. Durch diese gedämpfte Lagerung des Zellblocks erfolgt keine direkte Kraftübertragung von auf die Batterie einwirkenden mechanischen Einflüssen auf den Zellblock und dessen Einzelzellen, sondern diese mechanischen Einflüsse werden durch die Elastomerelemente gedämpft.Furthermore, an electrical insulation of the at least one cell block relative to the battery housing and advantageously also a vibration-damped mounting of the at least one cell block in the battery housing can be achieved by means of this attachment via elastomer elements. Ie. the at least one cell block is held by means of the elastomer elements expediently mechanically fixed, but vibration damped in a predetermined position in the battery case. As a result of this damped storage of the cell block, there is no direct force transmission of mechanical influences acting on the battery on the cell block and its individual cells, but these mechanical influences are damped by the elastomer elements.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
1 schematisch eine perspektivische Darstellung eines Zellblocks einer Batterie, 1 schematically a perspective view of a cell block of a battery,
2 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform zweier Zellblockendplatten zweier in einem Batteriegehäuse angeordneter benachbarter Zellblöcke einer Batterie, 2 1 is a schematic perspective view of an embodiment of two cell block end plates of two adjacent cell blocks of a battery arranged in a battery housing;
3 schematisch eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform zweier Zellblockendplatten zweier in einem Batteriegehäuse angeordneter benachbarter Zellblöcke einer Batterie, 3 1 is a perspective view of a further embodiment of two cell block end plates of two adjacent cell blocks of a battery arranged in a battery housing;
4 schematisch eine Schnittdarstellung der Ausführungsform gemäß 3, 4 schematically a sectional view of the embodiment according to 3 .
5 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Batterie, und 5 schematically a perspective view of a battery, and
6 schematisch eine Schnittdarstellung der Batterie aus 5. 6 schematically a sectional view of the battery 5 ,
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
In den 1 bis 5 ist eine vorteilhafte Befestigung zumindest eines Zellblocks 1 in einem Batteriegehäuse 2 einer Batterie 3 dargestellt. Die Batterie 3 ist in 5 perspektivisch und in 6 in einer Schnittdarstellung gezeigt, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich wesentliche Bestandteile der Batterie 3 dargestellt sind und diese Darstellung schematisch stark vereinfacht ist.In the 1 to 5 is an advantageous attachment of at least one cell block 1 in a battery case 2 a battery 3 shown. The battery 3 is in 5 in perspective and in 6 shown in a sectional view, for reasons of clarity, only essential components of the battery 3 are shown and this representation is greatly simplified schematically.
Bei der Batterie 3 handelt es sich um einen elektrochemischen Energiespeicher, wobei die Batterie 3 beispielsweise als eine Batterie 3 für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug ausgebildet ist, insbesondere als eine Traktionsbatterie, d. h. als eine Batterie 3 zur Speicherung elektrischer Energie, welche insbesondere für eine Energieversorgung zumindest eines elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs vorgesehen ist. Die Batterie 3 ist dabei vorzugsweise als eine so genannte Hochvolt-Batterie oder HV-Batterie ausgebildet. Das Fahrzeug, für welches eine solche Traktionsbatterie vorgesehen ist, ist beispielsweise als ein Elektrofahrzeug oder als ein Hybridfahrzeug ausgebildet.At the battery 3 it is an electrochemical energy storage, the battery 3 for example as a battery 3 is designed for a vehicle not shown in detail, in particular as a traction battery, ie as a battery 3 for storing electrical energy, which is provided in particular for a power supply of at least one electric drive motor of the vehicle. The battery 3 is preferably designed as a so-called high-voltage battery or HV battery. The vehicle for which such a traction battery is provided is designed, for example, as an electric vehicle or as a hybrid vehicle.
Die Batterie 3 weist mindestens einen Zellblock 1 auf, welcher aus einer Mehrzahl von Einzelzellen 4 gebildet ist. 1 zeigt einen solchen Zellblock 1. Die Einzelzellen 4 des Zellblocks 1 sind zweckmäßigerweise elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschaltet. Die in den 5 und 6 dargestellte Batterie 3 weist eine Mehrzahl solcher Zellblöcke 1 auf, von denen hier zwei Zellblöcke 1 gezeigt sind. Die Zellblöcke 1 der Batterie 3 sind zweckmäßigerweise elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschaltet.The battery 3 has at least one cell block 1 on, which consists of a plurality of individual cells 4 is formed. 1 shows such a cell block 1 , The single cells 4 of the cell block 1 are suitably electrically connected in series and / or parallel to each other. The in the 5 and 6 illustrated battery 3 has a plurality of such cell blocks 1 on, of which here two cell blocks 1 are shown. The cell blocks 1 the battery 3 are suitably electrically connected in series and / or parallel to each other.
Derartige Batterien 3 weisen bei einem Betrieb in einem vorgegebenen Betriebstemperaturfenster eine maximale Energieausbeute auf. Ist die Temperatur der Batterie 3 während ihres Betriebs zu hoch, kann dies zu einer vorzeitigen Alterung der Batterie 3 und/oder zu einem Defekt der Batterie 3 führen. Ist die Temperatur der Batterie 3 während ihres Betriebs zu niedrig, weist die Batterie 3 eine verringerte Leistung und/oder Kapazität auf. Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn die Batterie 3 möglichst lange in ihrem vorgegebenen Betriebstemperaturfenster verbleibt. Wird dies durch eine thermische Isolierung erreicht, ist zudem eine geringere Heizenergie zur Erwärmung der Batterie 3 erforderlich. Wird eine Heizeinrichtung der Batterie 3 mit elektrischer Energie der Batterie 3 betrieben, ist auf diese Weise der Energieverbrauch der Batterie 3 für den Betrieb der Heizeinrichtung verringert, so dass bei einem Einsatz der Batterie 3 als Traktionsbatterie in einem Fahrzeug mehr elektrische Energie zum Betrieb des zumindest einen Antriebsmotors des Fahrzeugs zur Verfügung steht und somit eine größere elektrisch betriebene Reichweite des Fahrzeugs erreicht wird.Such batteries 3 have a maximum energy yield when operating in a given operating temperature window. Is the temperature of the battery 3 Too high during operation may cause premature aging of the battery 3 and / or a defect of the battery 3 to lead. Is the temperature of the battery 3 too low during operation indicates the battery 3 a reduced power and / or capacity. Therefore, it is particularly advantageous when the battery 3 remains as long as possible in their predetermined operating temperature window. If this is achieved by a thermal insulation, is also a lower heating energy for heating the battery 3 required. Will a heater of the battery 3 with electrical energy of the battery 3 operated, this is the energy consumption of the battery 3 reduced for the operation of the heater, so when using the battery 3 As a traction battery in a vehicle more electrical energy for operating the at least one drive motor of the vehicle is available and thus a larger electrically operated range of the vehicle is achieved.
Es gibt Ausführungsformen von Batterien 3, bei welchen die Zellblöcke 1 der Batterie 3 über Befestigungsstellen fest im Batteriegehäuse 2 verschraubt sind. Dadurch sind die Einzelzellen 4 jedoch mit dem Batteriegehäuse 2 und über das Batteriegehäuse 2 mit einer äußeren Umgebung der Batterie 3 thermisch gekoppelt. Auf diese Weise wird Wärme der Einzelzellen 4 direkt über die Befestigungen zum Batteriegehäuse 2 und über dieses an die äußere Umgebung weitergeleitet. In den 1 bis 5 sind Ausführungsbeispiele einer Batterie 3 gezeigt, bei welcher diese Nachteile vermieden werden. Die hier dargestellte und im Folgenden näher beschriebene Befestigung eines oder mehrerer Zellblöcke 1 im Batteriegehäuse 2 führt zu einer Unterbrechung oder zumindest zu einer erheblichen Verringerung der Wärmeübertragung von den Einzelzellen 4 auf das Batteriegehäuse 2 und über dieses an die äußere Umgebung, so dass der oben geschilderte vorteilhafte Zustand, die Batterie 3 möglichst lange in ihrem vorgegebenen Betriebstemperaturfenster zu halten und die erforderliche Heizenergie zur Erwärmung der Batterie 3 zu reduzieren, erreicht wird.There are embodiments of batteries 3 in which the cell blocks 1 the battery 3 via fixing points firmly in the battery housing 2 are bolted. As a result, the individual cells 4 however, with the battery case 2 and over the battery case 2 with an external environment of the battery 3 thermally coupled. In this way, heat of the individual cells 4 directly over the attachments to the battery case 2 and via this to the outside environment. In the 1 to 5 are exemplary embodiments of a battery 3 shown in which these disadvantages are avoided. The attachment of one or more cell blocks shown here and described in more detail below 1 in the battery case 2 leads to an interruption or at least to a significant reduction in heat transfer from the individual cells 4 on the battery case 2 and about this to the external environment, so that the above-described advantageous state, the battery 3 To keep as long as possible in their predetermined operating temperature window and the required heating energy to heat the battery 3 is achieved.
Um dies zu ermöglichen, sind zur Befestigung des zumindest einen Zellblocks 1 oder der Mehrzahl von Zellblöcken 1 im Batteriegehäuse 2 Elastomerelemente 5 vorgesehen, mittels welchen der jeweilige Zellblock 1 gegenüber dem Batteriegehäuse 2 thermisch isoliert ist. In weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispielen könnten alternativ zu den Elastomerelementen 5 beispielsweise auch andere Elemente verwendet werden, welche thermisch isolierende und vorteilhafterweise zusätzlich elastische Eigenschaften und des Weiteren zweckmäßigerweise elektrisch isolierende Eigenschaften aufweisen.To make this possible, are for attaching the at least one cell block 1 or the plurality of cell blocks 1 in the battery case 2 elastomeric elements 5 provided by means of which the respective cell block 1 opposite the battery case 2 is thermally insulated. In further embodiments, not shown here, alternative to the elastomer elements 5 For example, other elements are used, which thermally insulating and advantageously additionally elastic properties and further expediently have electrically insulating properties.
Mittels der in den dargestellten Ausführungsbeispielen verwendeten Elastomerelemente 5 ist der zumindest eine Zellblock 1 oder sind die Mehrzahl von Zellblöcken 1 gegenüber dem Batteriegehäuse 2 thermisch und vorzugsweise zudem elektrisch isoliert gelagert. Dabei wirken die Elastomerelemente 5 als Puffer, d. h. als Elastomerpuffer, so dass der zumindest eine Zellblock 1 oder die Mehrzahl von Zellblöcken 1 durch eine Verspannung über die Elastomerelemente 5 mechanisch fest, aber schwingungsgedämpft im Batteriegehäuse 2 befestigt und in Position gehalten ist/sind. D. h. der Zellblock 1 oder die Zellblöcke 1 ist/sind elastisch am Batteriegehäuse 2 befestigt.By means of the elastomer elements used in the illustrated embodiments 5 is the at least one cell block 1 or are the majority of cell blocks 1 opposite the battery case 2 thermally and preferably also stored electrically isolated. In this case, the elastomer elements act 5 as a buffer, ie as an elastomer buffer, so that the at least one cell block 1 or the plurality of cell blocks 1 by a tension over the elastomeric elements 5 mechanically strong, but vibration damped in the battery case 2 attached and held in position is / are. Ie. the cell block 1 or the cell blocks 1 is / are elastic on the battery case 2 attached.
Durch diese Kopplung des Zellblocks 1 oder der Zellblöcke 1 über die Elastomerelemente 5 mit dem Batteriegehäuse 2 wird die Wärmeübertragung zwischen den Einzelzellen 4 und dem Batteriegehäuse 2 erheblich verringert, wodurch die Batterie 3 länger in ihrem vorgegebenen Betriebstemperaturfenster verbleibt und keine oder eine wesentlich verringerte Heizleistung zur Erwärmung der Batterie 3 erforderlich ist. Dadurch steht, wie oben bereits beschrieben, eine größere Energiemenge der als Traktionsbatterie ausgebildeten Batterie 3 zum Antrieb des Fahrzeugs zur Verfügung, wodurch dessen elektrische Reichweite gesteigert ist.Through this coupling of the cell block 1 or the cell blocks 1 over the elastomeric elements 5 with the battery case 2 is the heat transfer between the individual cells 4 and the battery case 2 significantly reduces the battery 3 remains longer in their predetermined operating temperature window and no or significantly reduced heating power to heat the battery 3 is required. As a result, as already described above, there is a larger amount of energy of the battery designed as a traction battery 3 to drive the vehicle available, whereby its electrical range is increased.
Des Weiteren ist der Zellblock 1 oder sind die Zellblöcke 1 mittels der Elastomerelemente 5 flexibel, d. h. elastisch und somit gedämpft im Batteriegehäuse 2 gelagert, so dass eine direkte Kraftübertragung auf die Batterie 3 einwirkender mechanischer Einflüsse, beispielsweise Stöße und/oder Erschütterungen, auf den Zellblock 1 oder die Zellblöcke 1 und somit auf die Einzelzellen 4 vermieden ist. Dadurch ist die Gefahr von Beschädigungen der Einzelzellen 4 durch derartige mechanische Einflüsse erheblich reduziert. Des Weiteren können, wie im Folgenden noch beschrieben wird, zusätzlich Querstreben 6 vorgesehen sein, durch welche beispielsweise bei einer Kollision des Fahrzeugs ein zusätzlicher Schutz des zumindest einen Zellblocks 1 oder der Zellblöcke 1 und somit der Einzelzellen 4 erreicht wird.Furthermore, the cell block 1 or are the cell blocks 1 by means of the elastomeric elements 5 flexible, ie elastic and thus damped in the battery case 2 stored, allowing a direct power transfer to the battery 3 acting mechanical influences, such as shocks and / or shocks on the cell block 1 or the cell blocks 1 and thus on the single cells 4 is avoided. Thereby is the risk of damage to the individual cells 4 Significantly reduced by such mechanical influences. Furthermore, as will be described below, additional transverse struts can be used 6 be provided, through which, for example, in a collision of the vehicle, an additional protection of at least one cell block 1 or the cell blocks 1 and thus the single cells 4 is reached.
Wie in 1 gezeigt, sind an Stirnseiten des Zellblocks 1 Zellblockendplatten 7 angeordnet. Diese Zellblockendplatten 7 können beispielsweise als so genannte Druckbrillen ausgebildet sein, mittels welchen die Einzelzellen 4 des Zellblocks 1 miteinander verspannt sind, beispielsweise über hier nicht dargestellte Zuganker, Spannbänder und/oder Verbindungsplatten. An einer Unterseite des Zellblocks 1 ist eine Zellblockbodenplatte 8 angeordnet, welche beispielsweise als eine Temperiervorrichtung ausgebildet ist, zum Beispiel als eine Temperierplatte zum Erwärmen und/oder Kühlen der Einzelzellen 4. Derartige Temperiervorrichtungen weisen beispielsweise eine von einem Temperiermedium durchströmbare Kanalstruktur auf und/oder sind als elektrische Temperiervorrichtungen ausgebildet, zum Beispiel als eine Heizplatte oder als ein Peltierelement, oder weisen beispielsweise eine Mehrzahl von Peltierelementen auf.As in 1 are shown on end faces of the cell block 1 Zellblockendplatten 7 arranged. These cell block endplates 7 For example, they can be designed as so-called pressure goggles, by means of which the individual cells 4 of the cell block 1 clamped together, for example, not shown here tie rods, straps and / or connecting plates. At a bottom of the cell block 1 is a cell block bottom plate 8th arranged, which is designed for example as a tempering, for example as a tempering for heating and / or cooling of the individual cells 4 , Such temperature control devices have, for example, a channel structure through which a temperature control medium flows and / or are designed as electrical temperature control devices, for example as a heating plate or as a Peltier element, or have, for example, a plurality of Peltier elements.
Zur Anordnung der Elastomerelemente 5 weisen die Zellblockendplatten 7 in einem oberen und unteren Randbereich an einer von den Einzelzellen 4 ihres Zellblocks 1 abgewandten Außenseite eine Endplattenaufnahmeausformung 9 auf, welche zweckmäßigerweise korrespondierend zu einer Außenform der Elastomerelemente 5 ausgebildet ist. In den hier dargestellten Ausführungsformen sind die Elastomerelemente 5 jeweils als eine runde Vollmaterialstange oder als ein Hohlzylinder, d. h. als eine Hohlstange, ausgebildet. Derartige Elastomerelemente 5 werden in der Werkzeugbautechnik als Federelemente verwendet.For the arrangement of the elastomeric elements 5 have the cell block end plates 7 in an upper and lower edge area on one of the single cells 4 her cell block 1 facing away from an Endplattenaufnahmausformung 9 on, which expediently corresponds to an outer shape of the elastomeric elements 5 is trained. In the embodiments shown here are the elastomeric elements 5 each as a round solid rod or as a hollow cylinder, ie as a hollow rod formed. Such elastomeric elements 5 are used in the tooling technology as spring elements.
Korrespondierend zu einem im Wesentlichen runden Querschnitt der Elastomerelemente 5 sind die Endplattenaufnahmeausformungen 9 an den Zellblockendplatten 7 daher ebenfalls abgerundet ausgebildet, in den dargestellten Ausführungsformen im Wesentlichen in Form einer Rinne mit einem im Wesentlichen teilkreisförmigen, insbesondere viertelkreisförmigen, Querschnitt. Wie in den 5 und 6 gezeigt, sind in der Batterie 3 zweckmäßigerweise die Zellblöcke 1 derart nebeneinander angeordnet, dass jeweils zwei Zellblockendplatten 7 jeweils zweier benachbarter Zellblöcke 1 nebeneinander angeordnet sind, wobei die von den Einzelzellen 4 des jeweiligen Zellblocks 1 abgewandten Außenseiten der benachbarten Zellblockendplatten 7 einander zugewandt sind. Dadurch bilden die benachbarten Endplattenaufnahmeausformungen 9 benachbarter Zellblockendplatten 7 jeweils zweier nebeneinander angeordneter Zellblöcke 1 am oberen Randbereich und am unteren Randbereich jeweils eine gemeinsame Aufnahmeausformung zur Aufnahme jeweils zumindest eines Elastomerelementes 5. Diese gemeinsamen Aufnahmeausformungen weisen jeweils einen im Wesentlichen teilkreisförmigen, insbesondere halbkreisförmigen, Querschnitt auf. Wie insbesondere in den 2, 3 und 5 gezeigt, sind in den hier dargestellten Beispielen in diesen gemeinsamen Aufnahmeausformungen jeweils zwei Elastomerelemente 5 angeordnet. In anderen Ausführungsbeispielen können lediglich ein Elastomerelement 5 pro gemeinsamer Aufnahmeausformung oder mehr als zwei Elastomerelemente 5 vorgesehen sein, beispielsweise abhängig von einer Länge der Elastomerelemente 5.Corresponding to a substantially round cross-section of the elastomeric elements 5 are the end plate receiving formations 9 at the cell block endplates 7 therefore also rounded, in the illustrated embodiments substantially in the form of a groove with a substantially part-circular, in particular quarter-circular, cross-section. As in the 5 and 6 shown are in the battery 3 expediently the cell blocks 1 arranged side by side so that in each case two Zellblockendplatten 7 each two adjacent cell blocks 1 are arranged side by side, wherein the individual cells 4 of the respective cell block 1 opposite outer sides of the adjacent Zellblockendplatten 7 facing each other. As a result, the adjacent end plate receiving formations form 9 adjacent cell block endplates 7 each two juxtaposed cell blocks 1 at the upper edge region and at the lower edge region in each case a common Aufnahmeausformung for receiving in each case at least one elastomeric element 5 , These common receiving formations each have a substantially part-circular, in particular semicircular, cross-section. As in particular in the 2 . 3 and 5 In the examples shown here, two elastomer elements each are shown in these common receiving formations 5 arranged. In other embodiments, only one elastomer element 5 per common receiving formation or more than two elastomeric elements 5 be provided, for example, depending on a length of the elastomeric elements 5 ,
Hier nicht näher dargestellte äußere Zellblockendplatten einer solchen Reihe nebeneinander angeordneter Zellblöcke 1, neben welchen keine Zellblockendplatte 7 eines benachbarten weiteren Zellblocks 1 angeordnet ist, sind zweckmäßigerweise anders ausgebildet als die hier dargestellten Zellblockendplatten 7, da vorzugsweise deren Endplattenaufnahmeausformungen 9 den im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt der hier dargestellten, durch jeweils zwei Zellblockendplatten 7 gebildeten gemeinsamen Aufnahmeausformung aufweisen, um auch an diesen äußeren Zellblockendplatten 7 eine sichere Anordnung der Elastomerelemente 5 zu ermöglichen. Weist die Batterie 3 nur einen Zellblock 1 auf, oder sind die Zellblöcke 1 nicht, wie in den 5 und 6 gezeigt, nebeneinander und mit ihren Zellblockendplatten 7 benachbart zueinander angeordnet, so sind die Zellblockendplatten 7 des einen Zellblocks 1 oder der auf andere Weise angeordneten Zellblöcke 1 zweckmäßigerweise ebenfalls derart ausgebildet, wie zu den äußeren Zellblockendplatten der Reihe nebeneinander angeordneter Zellblöcke 1 beschrieben. D. h. bei diesen Zellblöcken 1 weisen dann zweckmäßigerweise beide Zellblockendplatten 7 die Endplattenaufnahmeausformungen 9 mit dem im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt auf, welcher in den hier dargestellten Beispielen durch die gemeinsame Aufnahmeausformung zweier benachbarter Zellblockendplatten 7 gebildet wird.Not shown here outer cell block end plates of such a series of juxtaposed cell blocks 1 , next to which there is no cell block end plate 7 a neighboring cell block 1 is arranged, are expediently designed differently than the Zellblockendplatten shown here 7 because preferably their Endplattenaufnahmeausformungen 9 the substantially semicircular cross-section of the illustrated here, by two Zellblockendplatten 7 formed common Aufnahmeausformung also to these outer Zellblockendplatten 7 a secure arrangement of the elastomeric elements 5 to enable. Indicates the battery 3 only one cell block 1 on, or are the cell blocks 1 not like in the 5 and 6 shown side by side and with their cell block endplates 7 arranged adjacent to each other, so are the Zellblockendplatten 7 of the one cell block 1 or the otherwise arranged cell blocks 1 expediently also designed such as to the outer Zellblockendplatten the series of juxtaposed cell blocks 1 described. Ie. in these cell blocks 1 then expediently have both Zellblockendplatten 7 the end plate receiving formations 9 with the substantially semicircular cross-section, which in the examples illustrated here by the common Aufnahmeausformung two adjacent Zellblockendplatten 7 is formed.
In 2 ist die Verspannung zweier benachbarter Zellblockendplatten 7 von zwei nebeneinander angeordneten Zellblöcken 1 mittels der Elastomerelemente 5 am Batteriegehäuse 2 dargestellt, wobei hier aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eine Gehäusebodenplatte 2.1 des Batteriegehäuses 2 dargestellt ist. Zur Anordnung des jeweiligen unteren Elastomerelementes 5 auf der Gehäusebodenplatte 2.1 weist die Gehäusebodenplatte 2.1 Gehäuseaufnahmeausformungen 10 auf, welche rinnenförmig ausgebildet sind, d. h. einen im Wesentlichen teilkreisförmigen, beispielsweise im Wesentlichen halbkreisförmigen, Querschnitt aufweisen.In 2 is the tension of two adjacent Zellblockendplatten 7 of two juxtaposed cell blocks 1 by means of the elastomeric elements 5 on the battery case 2 shown here, for reasons of clarity, only a housing bottom plate 2.1 of the battery case 2 is shown. For arrangement of the respective lower elastomeric element 5 on the case bottom plate 2.1 has the housing bottom plate 2.1 Gehäuseaufnahmeausformungen 10 on, which are channel-shaped, ie a substantially have part-circular, for example, substantially semicircular, cross-section.
In den jeweiligen Gehäuseaufnahmeausformungen 10 der Gehäusebodenplatte 2.1 des Gehäuses 2 sind in den dargestellten Beispielen zwei Elastomerelemente 5 hintereinander angeordnet. Auf diese Elastomerelemente 5 sind die beiden benachbarten Zellblockendplatten 7 der beiden in den 5 und 6 dargestellten nebeneinander angeordneten Zellblöcke 1 mit ihren unteren Endplattenaufnahmeausformungen 9 aufgesetzt, die die gemeinsame untere Aufnahmeausformung bilden. In der durch die beiden Zellblockendplatten 7 ausgebildeten gemeinsamen oberen Aufnahmeausformung ist ein weiteres Elastomerelement 5 oder sind zwei Elastomerelemente 5 hintereinander angeordnet. Auf dieses obere Elastomerelement 5 oder die beiden oberen Elastomerelemente 5 ist eine Spannplatte 11 aufgesetzt, welche, analog zur Gehäusebodenplatte 2.1, eine rinnenförmige Spannplattenaufnahmeausformung 12 aufweist. Diese Spannplattenaufnahmeausformung 12 weist somit ebenfalls einen im Wesentlichen teilkreisförmigen Querschnitt auf.In the respective housing receiving formations 10 the housing bottom plate 2.1 of the housing 2 In the examples shown are two elastomeric elements 5 arranged one behind the other. On these elastomeric elements 5 are the two adjacent cell block endplates 7 the two in the 5 and 6 represented juxtaposed cell blocks 1 with their lower end plate receiving formations 9 put on, which form the common lower Aufnahmeausformung. In through the two Zellblockendplatten 7 formed common upper Aufnahmeausformung is another elastomeric element 5 or are two elastomeric elements 5 arranged one behind the other. On this upper elastomeric element 5 or the two upper elastomeric elements 5 is a clamping plate 11 attached, which, analogous to the housing bottom plate 2.1 , a trough-shaped clamping plate receiving formation 12 having. This clamping plate receiving molding 12 thus also has a substantially part-circular cross-section.
Die Spannplatte 11 ist derart auf das Elastomerelement 5 oder die Elastomerelemente 5 aufgesetzt, dass das Elastomerelement 5 oder die Elastomerelemente 5 in der rinnenförmigen Spannplattenaufnahmeausformung 12 angeordnet ist/sind. Die Verspannung gegen die Gehäusebodenplatte 2.1 des Batteriegehäuses 2 erfolgt zweckmäßigerweise mittels einer hier nicht näher dargestellten Spannschraube. Zu deren Aufnahme weisen die Spannplatte 11, die Gehäusebodenplatte 2.1 und, wenn vorhanden, die Querstrebe 6 entsprechende Schraubenöffnungen 13 auf. Die jeweilige Spannschraube wird zweckmäßigerweise mit einem vorgegebenen Drehmoment angezogen, um eine vorgegebene Vorspannung der Elastomerelemente 5 zu erzeugen. Nach dem Verspannen wird die jeweilige Spannschraube zweckmäßigerweise mit einem Sicherungselement, zum Beispiel mit einer Schraubensicherung, gegen ein Lösen gesichert.The clamping plate 11 is so on the elastomeric element 5 or the elastomeric elements 5 put on that the elastomeric element 5 or the elastomeric elements 5 in the gutter-shaped chipboard receiving formation 12 is / are arranged. The tension against the housing bottom plate 2.1 of the battery case 2 Appropriately, by means of a clamping screw not shown here. To record them, the clamping plate 11 , the housing bottom plate 2.1 and, if present, the crossbar 6 corresponding screw holes 13 on. The respective clamping screw is suitably tightened with a predetermined torque to a predetermined bias of the elastomeric elements 5 to create. After bracing the respective clamping screw is advantageously secured with a securing element, for example with a screw lock against loosening.
In 3 ist eine im Vergleich zu 2 etwas abgewandelte Ausführungsform der Verspannung der Zellblöcke 1 an der Gehäusebodenplatte 2.1 des Batteriegehäuses 2 dargestellt. Hierbei wird ein mechanisch fester und steifer Verbund ausgebildet, indem zwischen den benachbarten Zellblockendplatten 7 nebeneinander angeordneter Zellblöcke 1 die bereits erwähnte Querstrebe 6 angeordnet ist. Dadurch wird ein Kraftpfad der Verspannung über einen direkten Kraftfluss erzeugt. Die Vorspannung der Elastomerelemente 5 wird dabei über die Maßkette der in Kraftflussrichtung hintereinander angeordneten Bauteile eingestellt. D. h. im dargestellten Beispiel wird, wie in den 3 und 4 gezeigt, die Spannschraube zweckmäßigerweise derart angezogen, bis die Spannplatte 11 auf einer Oberseite der zwischen den oberen Elastomerelementen 5 hindurchragenden Querstrebe 6 aufliegt und eine Unterseite der durch die unteren Elastomerelemente 5 hindurchragenden Querstrebe 6 auf der Gehäusebodenplatte 2.1 des Batteriegehäuses 2 aufliegt. Dabei sind in 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit die Spannplatte 11 und die Spannschrauben nicht dargestellt, und in 4 ist eine Schnittdarstellung mit Spannplatte 11, aber ohne Spannschraube dargestellt.In 3 is one compared to 2 slightly modified embodiment of the strain of the cell blocks 1 on the housing bottom plate 2.1 of the battery case 2 shown. Here, a mechanically strong and rigid composite is formed by between the adjacent Zellblockendplatten 7 juxtaposed cell blocks 1 the already mentioned cross strut 6 is arranged. As a result, a force path of the tension is generated via a direct power flow. The bias of the elastomeric elements 5 is set via the dimensional chain of the power flow direction in succession arranged components. Ie. in the example shown, as in the 3 and 4 shown, the clamping screw suitably tightened in such a way until the clamping plate 11 on an upper side between the upper elastomeric elements 5 protruding cross strut 6 rests and a bottom of the lower elastomeric elements 5 protruding cross strut 6 on the case bottom plate 2.1 of the battery case 2 rests. Here are in 3 for reasons of clarity, the clamping plate 11 and the clamping screws not shown, and in 4 is a sectional view with clamping plate 11 , but shown without clamping screw.
Das Anordnen einer solchen Querstrebe 6, welche sich quer zur Anordnungsrichtung der Zellblöcke 1 zwischen nebeneinander angeordneten Zellblöcken 1 hindurch erstreckt, hat zudem den Vorteil einer Versteifung der Batterie 3. Eine seitlich, d. h. in Richtung einer aus dem Zellblockverbund herausragenden Stirnseite der Querstrebe 6, auf die Batterie 3 aufgebrachte Krafteinwirkung, beispielsweise aufgrund einer Kollision des Fahrzeugs, wird mittels der Querstrebe 6 durch die Batterie 3, insbesondere durch das Batteriegehäuse 2, hindurchgeleitet, ohne auf die Zellblöcke 1 und deren Einzelzellen 4 einzuwirken. Dadurch wird die Gefahr einer Beschädigung der Einzelzellen 4 vermieden oder zumindest erheblich reduziert.The arrangement of such a cross strut 6 , which are transverse to the arrangement direction of the cell blocks 1 between adjacent cell blocks 1 extends, also has the advantage of stiffening the battery 3 , A laterally, ie in the direction of an outstanding from the cell block composite front side of the cross member 6 , on the battery 3 applied force, for example, due to a collision of the vehicle is by means of the crossbar 6 through the battery 3 , in particular by the battery case 2 , passed through without looking at the cell blocks 1 and their individual cells 4 act. This will increase the risk of damaging the individual cells 4 avoided or at least significantly reduced.
In den 5 und 6 ist die Batterie 3 mit mehreren nebeneinander angeordneten und auf die oben beschriebene Weise am Batteriegehäuse 2 befestigten Zellblöcken 1 dargestellt, wobei hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nur zwei Zellblöcke 1 vollständig dargestellt sind. An diese Reihe der beiden Zellblöcke 1 schließt sich links und rechts jeweils zumindest ein weiterer Zellblock 1 an, von welchen hier lediglich die an den jeweils dargestellten Zellblock 1 angrenzende Zellblockendplatte 7 dargestellt ist. Von dem Batteriegehäuse 2 ist in den 5 und 6 aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich die Gehäusebodenplatte 2.1 dargestellt. Im dargestellten Beispiel ist lediglich zwischen den beiden dargestellten Zellblöcken 1 eine Querstrebe 6 angeordnet. In anderen Ausführungsformen kann beispielsweise zwischen jedem Paar nebeneinander angeordneter Zellblockendplatten 7 jeweils eine Querstrebe 6 angeordnet sein oder zwischen mehreren, jedoch nicht allen Paaren nebeneinander angeordneter Zellblockendplatten 7 ist jeweils eine Querstrebe 6 angeordnet. Die Spannschrauben zum Verspannen der jeweiligen Elastomerelemente 5 sind hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.In the 5 and 6 is the battery 3 with several juxtaposed and in the manner described above on the battery case 2 attached cell blocks 1 shown here, for reasons of clarity, only two cell blocks 1 are completely shown. To this row of the two cell blocks 1 At least one additional cell block closes on the left and right 1 of which here only the cell block shown in each case 1 adjacent cell block end plate 7 is shown. From the battery case 2 is in the 5 and 6 for reasons of clarity, only the housing bottom plate 2.1 shown. In the example shown, only between the two cell blocks shown 1 a crossbar 6 arranged. For example, in other embodiments, between each pair of juxtaposed cell block endplates 7 one crossbar each 6 be arranged or between several, but not all pairs of juxtaposed Zellblockendplatten 7 is in each case a cross strut 6 arranged. The clamping screws for clamping the respective elastomer elements 5 are not shown here for reasons of clarity.
Wie bereits beschrieben, sind in den dargestellten Beispielen die Zellblockendplatten 7 zur Aufnahme der Elastomerelemente 5 entsprechend ausgebildet, d. h. sie weisen die Endplattenaufnahmeausformungen 9 auf. Alternativ zu dieser Ausbildung der Zellblockendplatten 7 können hier nicht näher dargestellte Adapterelemente vorgesehen sein, welche an den Zellblockendplatten 7 angeordnet sind und derartige Aufnahmeausformungen zur Aufnahme der Elastomerelemente 5 aufweisen. Auf diese Weise können bereits vorhandene Zellblockendplatten 7 nachgerüstet werden und dadurch weiterhin verwendet werden.As already described, in the illustrated examples, the cell block end plates are 7 for receiving the elastomeric elements 5 formed accordingly, ie they have the Endplattenaufnahmeausformungen 9 on. As an alternative to this training of Zellblockendplatten 7 can be provided here not shown adapter elements, which at the Zellblockendplatten 7 are arranged and such receiving formations for receiving the elastomeric elements 5 exhibit. In this way, already existing cell block end plates 7 be retrofitted and thereby continue to be used.
Die Endplattenaufnahmeausformungen 9 an den Zellblockendplatten 7 oder die entsprechenden Aufnahmeausformungen an den Adapterelementen sind derart ausgebildet, dass die Kraftübertragung zwischen dem jeweiligen Zellblock 1 über die Elastomerelemente 5 zum Batteriegehäuse 2, um die Zellblöcke 1 auf diese Weise am Batteriegehäuse 2 zu befestigen, über einen möglichst geringen Bauraum erfolgt. Im hier dargestellten Beispiel sind die benachbarten Zellblockendplatten 7 nebeneinander angeordneter Zellblöcke 1 aufgrund der in den Zellblockendplatten 7 ausgebildeten Endplattenaufnahmeausformungen 9, in welchen die Elastomerelemente 5 angeordnet sind, sehr dicht nebeneinander angeordnet. Es ist somit lediglich dieser Bauraum für die Elastomerelemente 5 und gegebenenfalls für die jeweilige Querstrebe 6 erforderlich, falls die Querstrebe 6 vorgesehen ist. Eine wesentliche Verbreiterung der Zellblockanordnung nebeneinander angeordneter Zellblöcke 1 ist somit nicht erforderlich.The Endplattenaufnahmeausformungen 9 at the cell block endplates 7 or the corresponding receiving formations on the adapter elements are designed such that the power transmission between the respective cell block 1 over the elastomeric elements 5 to the battery case 2 to the cell blocks 1 in this way on the battery case 2 to attach, takes place over the smallest possible space. In the example shown here are the adjacent cell block end plates 7 juxtaposed cell blocks 1 due to in the cell block endplates 7 formed Endplattenaufnahmeausformungen 9 in which the elastomeric elements 5 are arranged very close to each other. It is therefore only this space for the elastomeric elements 5 and optionally for the respective cross strut 6 required if the crossbar 6 is provided. A substantial broadening of the cell block arrangement of juxtaposed cell blocks 1 is not required.
In einer hier nicht dargestellten Ausführungsform ist zur weiteren thermischen Isolation der Batterie 3, insbesondere von deren Einzelzellen 4, gegenüber der äußeren Umgebung zwischen dem zumindest einen Zellblock 1 und dem Batteriegehäuse 2 zumindest ein thermisches Isolationselement angeordnet, welches beispielsweise aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Nitrilkautschuk oder Kork, insbesondere Presskork, ausgebildet ist. Der Kautschuk ist zweckmäßigerweise als flexibler und geschlossenzelliger Schaum ausgebildet. Zweckmäßigerweise sind mehrere solcher thermischen Isolationselemente vorgesehen, um deren Anordnung zu erleichtern und den Zellblock 1 oder die Zellblöcke 1 vorzugsweise im Wesentlichen vollständig zu umhüllen.In an embodiment not shown here is for further thermal insulation of the battery 3 , in particular of their individual cells 4 , to the external environment between the at least one cell block 1 and the battery case 2 at least one thermal insulation element arranged, which is formed for example of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), nitrile rubber or cork, in particular press cork. The rubber is expediently designed as a flexible and closed-cell foam. Conveniently, a plurality of such thermal insulation elements are provided to facilitate their arrangement and the cell block 1 or the cell blocks 1 preferably to envelop substantially completely.
Die thermischen Isolationselemente können beispielsweise als Einlegeteile ausgebildet sein, welche an einen freien Bauraum zwischen dem Batteriegehäuse 2 und dem Zellblock 1 oder den Zellblöcken 1 angepasst sind. Diese thermischen Isolationselemente können beispielsweise während der Montage der Batterie 3 eingelegt werden oder sind mit dem Batteriegehäuse 2 fest verbunden, beispielsweise verklebt. Bei einer solchen festen Verbindung, beispielsweise Verklebung, mit dem Batteriegehäuse 2 ist verhindert, dass sich im Batteriegehäuse 2 bildendes Kondensat und/oder aus den Einzelzellen 4 austretendes Elektrolyt zwischen die thermischen Isolationselemente und das Batteriegehäuse 2 eindringen und zu Beschädigungen an den Isolationselementen und/oder am Batteriegehäuse 2 führen kann.The thermal insulation elements may for example be formed as inserts, which in a free space between the battery case 2 and the cell block 1 or the cell blocks 1 are adjusted. These thermal insulation elements, for example, during assembly of the battery 3 be inserted or are with the battery case 2 firmly connected, for example glued. In such a solid connection, such as bonding, with the battery case 2 prevents it from getting in the battery case 2 forming condensate and / or from the individual cells 4 leaking electrolyte between the thermal insulation elements and the battery case 2 penetrate and damage to the insulation elements and / or the battery case 2 can lead.
In einer anderen Ausführungsform sind diese thermischen Isolationselemente als eine direkte Umhüllung um den Zellblock 1 oder die Zellblöcke 1 ausgebildet, wobei bei mehreren Zellblöcken 1 für jeden Zellblock 1 eine eigene Umhüllung vorgesehen sein kann oder eine gemeinsame Umhüllung für mehrere oder alle Zellblöcke 1 der Batterie 3. Die Isolationselemente sind zur Ausbildung dieser Umhüllung zweckmäßigerweise als Halbschalen ausgebildet, die dann den Zellblock 1 oder die Zellblöcke 1 direkt thermisch isolieren.In another embodiment, these thermal isolation elements are considered to be a direct enclosure around the cell block 1 or the cell blocks 1 formed, with multiple cell blocks 1 for every cell block 1 a separate enclosure may be provided or a common enclosure for multiple or all cell blocks 1 the battery 3 , The insulation elements are expediently designed to form this envelope as half shells, which then the cell block 1 or the cell blocks 1 directly thermally isolate.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
11
-
Zellblockcell block
-
22
-
Batteriegehäusebattery case
-
2.12.1
-
GehäusebodenplatteHousing bottom plate
-
33
-
Batteriebattery
-
44
-
Einzelzellesingle cell
-
55
-
Elastomerelementelastomer element
-
66
-
Querstrebecrossmember
-
77
-
ZellblockendplatteZellblockendplatte
-
88th
-
ZellblockbodenplatteCell block floor panel
-
99
-
EndplattenaufnahmeausformungEndplattenaufnahmeausformung
-
1010
-
GehäuseaufnahmeausformungGehäuseaufnahmeausformung
-
1111
-
Spannplattechipboard
-
1212
-
SpannplattenaufnahmeausformungSpannplattenaufnahmeausformung
-
1313
-
Schraubenöffnungscrew opening
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
DE 102012222689 A1 [0002] DE 102012222689 A1 [0002]
