DE102015222171A1 - Spacer for a battery cell for forming a distance between the battery cell and another battery cell - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Distanzhalter (1) für eine Batteriezelle (10), insbesondere für eine Lithiumionen-Batteriezelle, zur Ausbildung einer Distanz zwischen der Batteriezelle (10) und einer weiteren Batteriezelle (10) beschrieben, wobei die Batteriezelle (10) ein Gehäuse mit zumindest vier Seitenflächen (6a–d) aufweist, wobei der Distanzhalter (1) ausgebildet ist eine Batteriezelle (10) aufzunehmen, sodass die Batteriezelle (10) zumindest teilweise an einer ersten Seitenfläche (6a) und zumindest teilweise an einer dieser gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche (6c) des Gehäuses der Batteriezelle (10) und zumindest teilweise an zumindest einer weiteren Gehäusefläche des Gehäuses der Batteriezelle (10) von dem Distanzhalter (1) umgeben ist, und wobei der Distanzhalter (1) zumindest an einer dritten Seitenfläche (6c) des Gehäuses der Batteriezelle (10) zumindest teilweise in einem Bereich, insbesondere in einem Randbereich, in Form eines Umgriffs (19) ausgebildet ist unter Aussparung eines weiteren Bereichs, insbesondere eines mittigen Bereichs, der dritten Seitenfläche (6c) des Gehäuses der Batteriezelle (10).A spacer (1) for a battery cell (10), in particular for a lithium-ion battery cell, for forming a distance between the battery cell (10) and a further battery cell (10) is described, wherein the battery cell (10) has a housing with at least four side surfaces (6a-d), wherein the spacer (1) is adapted to receive a battery cell (10), so that the battery cell (10) at least partially on a first side surface (6a) and at least partially on one of these opposite second side surface (6c ) of the housing of the battery cell (10) and at least partially on at least one further housing surface of the housing of the battery cell (10) of the spacer (1) is surrounded, and wherein the spacer (1) at least on a third side surface (6c) of the housing of Battery cell (10) at least partially in a region, in particular in an edge region, in the form of a Umgriffs (19) is formed under recess a further region, in particular a central region, of the third side surface (6c) of the housing of the battery cell (10).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Distanzhalter für eine Batteriezelle zur Ausbildung einer Distanz zwischen der Batteriezelle und einer weiteren Batteriezelle, auf eine Batterie sowie auf eine Verwendung des Distanzhalters oder der Batterie nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The present invention relates to a spacer for a battery cell for forming a distance between the battery cell and another battery cell, to a battery and to a use of the spacer or the battery according to the preamble of the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Eine Batteriezelle ist ein elektrochemischer Energiespeicher, der bei seiner Entladung die gespeicherte chemische Energie durch eine elektrochemische Reaktion in elektrische Energie umwandelt. Es zeichnet sich ab, dass in der Zukunft sowohl bei stationären Anwendungen, wie Windkraftanlagen, in Kraftfahrzeugen, die als Hybrid- oder Elektrokraftfahrzeuge ausgelegt sind, wie auch bei Elektronikgeräten neue Batteriesysteme zum Einsatz kommen werden, an die sehr hohen Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit, Sicherheit, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer gestellt werden. Aufgrund ihrer großen Energiedichte sowie ihrer geringen Selbstentladung werden insbesondere Lithiumionen-Batterien als Energiespeicher für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge verwendet.A battery cell is an electrochemical energy storage device that, when discharged, converts the stored chemical energy into electrical energy through an electrochemical reaction. It is becoming apparent that in the future, both in stationary applications, such as wind turbines, in motor vehicles, which are designed as hybrid or electric motor vehicles, as well as electronic devices, new battery systems will be used, to the very high demands in terms of reliability, safety, Performance and life are made. Due to their high energy density and their low self-discharge, in particular lithium ion batteries are used as energy storage for electrically powered vehicles.
Für Hochleistungsenergiesysteme, beispielsweise zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, werden mehrere Batteriezellen mechanisch zu Modulen zusammengefügt, und beispielsweise miteinander parallel- oder in Reihe geschaltet. Aus solchen Batteriemodulen werden beispielsweise Batteriepacks aufgebaut. Eine Batterie umfasst beispielsweise ein oder mehrere Batteriemodule oder Batteriepacks. Oftmals ist eine der Elektroden mit dem Batteriezellgehäuse elektrisch leitfähig verbunden, sodass an dem Batteriezellgehäuse ein Potential anliegt. Hierdurch kann beispielsweise eine Korrosion des Batteriezellgehäuses verhindert werden. Die Gehäuse der Batteriezellen müssen dann beispielswiese mit einer Isolierung zu angrenzenden Batteriezellen oder zur Fahrzeugmasse hin versehen sein, um das Risiko eines Kurzschlusses zu verhindern. Derzeit werden Batteriezellen beispielsweise durch polymerbasierte Werkstoffe elektrisch voneinander isoliert. Diese umfassen beispielsweise Klebebänder, Schrumpfschläuche oder Isolationslacke. For high power energy systems, for example, for use in motor vehicles, a plurality of battery cells are mechanically assembled into modules, and for example connected in parallel or in series. From such battery modules, for example, battery packs are constructed. A battery includes, for example, one or more battery modules or battery packs. Often one of the electrodes is electrically conductively connected to the battery cell housing, so that a potential is applied to the battery cell housing. As a result, for example, corrosion of the battery cell housing can be prevented. The housings of the battery cells must then be provided, for example, with insulation to adjacent battery cells or to the vehicle ground in order to prevent the risk of a short circuit. Currently, battery cells are electrically isolated from each other, for example, by polymer-based materials. These include, for example, adhesive tapes, shrink tubing or insulation coatings.
In der
Die
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß werden ein Distanzhalter für eine Batteriezelle zur Ausbildung einer Distanz zwischen der Batteriezelle und einer weiteren Batteriezelle, eine Batterie sowie die Verwendung des Distanzhalters oder der Batterie mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche bereitgestellt.According to the invention a spacer for a battery cell for forming a distance between the battery cell and another battery cell, a battery and the use of the spacer or the battery with the characterizing features of the independent claims are provided.
Der Distanzhalter ist dazu ausgelegt, eine Batteriezelle mit einem Gehäuse mit zumindest vier Seitenflächen aufzunehmen, sodass diese zumindest teilweise an einer ersten und an einer zweiten Seitenfläche des Gehäuses, welche sich gegenüberliegen, sowie zumindest teilweise an zumindest einer weiteren Gehäusefläche von dem Distanzhalter umgeben ist. Zudem umgreift der Distanzhalter eine dritte Seitenfläche des Gehäuses der Batteriezelle zumindest teilweise in einem Bereich, insbesondere in einem Randbereich, in Form eines Umgriffs unter Aussparung eines weiteren Bereichs, insbesondere eines mittigen Bereichs, der dritten Seitenfläche des Gehäuses der Batteriezelle. Ein zumindest teilweises umfassen einer Gehäusefläche der Batteriezelle durch den Distanzhalter heißt, dass die Gehäusefläche vollflächig von dem Distanzhalter umgeben ist oder alternativ, dass der Distanzhalter Ausnehmungen umfasst, sodass der Distanzhalter nur Bereiche der Gehäusefläche umgibt.The spacer is adapted to receive a battery cell with a housing having at least four side surfaces, so that it is at least partially surrounded on a first and on a second side surface of the housing, which are opposite, and at least partially on at least one further housing surface of the spacer. In addition, the spacer engages around a third side surface of the housing of the battery cell at least partially in a region, in particular in an edge region, in the form of a Umgriffs recess of another area, in particular a central region, the third side surface of the housing of the battery cell. An at least partially comprising a housing surface of the battery cell through the spacer means that the housing surface is completely surrounded by the spacer or alternatively, that the spacer comprises recesses, so that the spacer surrounds only areas of the housing surface.
Mit dem Begriff umgeben ist gemeint, dass der Distanzhalter an der jeweiligen Gehäusefläche bzw. dem jeweiligen Bereich der Gehäusefläche der Batteriezelle, insbesondere direkt anliegt, sodass die jeweilige Gehäusefläche bzw. der jeweilige Bereich der Gehäusefläche von dem Distanzhalter eingefasst ist. Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Distanzhalter ist, dass dieser eine Distanz zwischen der Batteriezelle, welche dieser umgibt und einer weiteren Batteriezelle ausbildet, sodass die Batteriezellen durch den Distanzhalter auf Abstand voneinander gehalten werden. Im Inneren einer Batteriezelle sind zumindest zwei Elektroden angeordnet, welche durch einen Separator voneinander getrennt sind. Batteriezellen werden oftmals miteinander verspannt. Die so erzeugten oftmals sehr großen Verspannkräfte können zu einer sehr starken Belastung und somit beispielsweise zu einer abnehmenden Porosität des Separators führen. Zudem kommt es beispielsweise zu lokalen Überlastungen der Elektroden und es bilden sich beispielsweise poröse dendritische Lithiumablagerungen, welche bis hin zu einem internen Kurzschluss führen können. Der Distanzhalter wirkt dem entgegen und gewährleistet, dass bestimmte Verspannwerte bzw. Flächenpresswerte nicht überschritten werden. Dadurch kann die Spannkraft, die bei der mechanischen Verspannung der Batteriezellen in diese eingeleitet wird um sie mechanisch zu fixieren, begrenzt werden, wodurch die Batteriezellen weniger stark belastet sind. Aufgrund dessen sind die Bauteile im Inneren der Batteriezellen, wie beispielsweise der Separator oder die Elektroden, länger funktionsfähig und somit langlebiger. Zudem wird die Sicherheit der Batteriezellen erhöht, da Kurzschlüsse aufgrund zu hoher Belastungen und einer damit einhergehenden Degradation der Bauteile der Batteriezellen verhindert werden. Desweiteren vorteilhaft ist, dass die Batteriezelle durch den Distanzhalter einen mechanischen Schutz erfährt, sodass diese nicht so einfach beschädigt werden kann, beispielsweise durch stoßartige Kräfte, welche von außen auf die Batteriezelle einwirken. Entsprechende stoßartige Kräfte erfährt beispielsweise eine in ein Batteriesystem eines Fahrzeugs eingebaute Batteriezelle beispielsweise bei einem Aufprall, verursacht beispielsweise durch einen Unfall, oder bei der Fortbewegung auf unebenen Fahrbahnen. Mittels des Distanzhalters wird das Innenleben der Batteriezelle somit geschützt und die Gefahr einer Batteriezellschädigung erheblich reduziert, was zusätzliche Sicherheit für Insassen eines Fahrzeuges bietet. Hierbei ist es in einer Ausführungsform vorteilhaft, wenn der Distanzhalter viele Gehäuseflächen umgibt und wenn dieser die jeweiligen Gehäuseflächen vollflächig umgibt, da die Batteriezelle auf diese Weise den größtmöglichen mechanischen Schutz erfährt. In einer alternativen Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn der Distanzhalter möglichst nur die sich gegenüberliegende erste und zweite Seitenfläche, sowie eine weitere Gehäusefläche nur teilweise umgibt, da auf diese Weise Materialkosten und Gewicht eingespart werden.Surrounded by the term is meant that the spacer on the respective housing surface or the respective region of the housing surface of the battery cell, in particular directly rests, so that the respective housing surface or the respective region of the housing surface is bordered by the spacer. An advantage of the inventive spacer is that it forms a distance between the battery cell, which surrounds this and another battery cell, so that the battery cells are held by the spacer at a distance from each other. Inside a battery cell at least two electrodes are arranged, which separated by a separator. Battery cells are often clamped together. The often very large clamping forces thus generated can lead to a very high load and thus, for example, to a decreasing porosity of the separator. In addition, for example, it comes to local overloading of the electrodes and it form, for example, porous dendritic lithium deposits, which can lead to an internal short circuit. The spacer counteracts this and ensures that certain bracing values or surface pressure values are not exceeded. As a result, the clamping force, which is introduced in the mechanical tension of the battery cells in this mechanically fixed to be limited, whereby the battery cells are less heavily loaded. Because of this, the components inside the battery cells, such as the separator or the electrodes, are longer functional and thus more durable. In addition, the safety of the battery cells is increased because short circuits due to excessive loads and a concomitant degradation of the components of the battery cells are prevented. Furthermore, it is advantageous that the battery cell undergoes mechanical protection through the spacer, so that it can not be easily damaged, for example, by impact-like forces acting on the battery cell from the outside. Corresponding shock-like forces, for example, undergoes a battery cell installed in a battery system of a vehicle, for example in the event of an impact, caused, for example, by an accident or when traveling on uneven road surfaces. By means of the spacer, the inner life of the battery cell is thus protected and the risk of battery cell damage significantly reduced, which provides additional security for occupants of a vehicle. In this case, it is advantageous in one embodiment if the spacer surrounds a large number of housing surfaces and if it surrounds the respective housing surfaces over the entire surface, since in this way the battery cell experiences the greatest possible mechanical protection. In an alternative embodiment, it is advantageous if the spacer only partially surrounds the opposing first and second side surfaces, as well as a further housing surface, since in this way material costs and weight are saved.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des vorliegenden Distanzhalters ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further advantageous embodiments of the present spacer will become apparent from the dependent claims.
In einer Ausführungsform ist die zumindest eine weitere Gehäusefläche des Gehäuses der Batteriezelle eine Bodenfläche und/oder eine Deckelfläche. Vorteilhaft hierbei ist, dass Material des Distanzhalters eingespart wird, da diese Gehäuseflächen flächenmäßig kleiner sind als beispielsweise die größeren Seitenflächen des Gehäuses einer prismatischen Batteriezelle. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die zumindest eine weitere Gehäusefläche des Gehäuses der Batteriezelle eine vierte Seitenfläche. Vorteilhaft hierbei ist, dass der Distanzhalter die Batteriezelle dann auf der ersten, der zweiten und der vierten Seitenfläche des Gehäuses der Batteriezelle zumindest teilweise umgibt, sowie teilweise auf der dritten Seitenfläche des Gehäuses in Form eines Umgriffs. Somit können mehrere Batteriezellen mit Distanzhaltern aneinandergereiht werden, beispielsweise beim Aufbau eines Batteriemoduls, ohne, dass sich zwei Batteriezellen berühren können, bzw. sich kein trennendes Element zwischen diesen befindet. Hierbei sind die Distanzhalter alle in der gleichen Orientierung hintereinander angeordnet, sodass der Umgriff des Distanzhalters, welcher an der dritten Seitenfläche des Gehäuses der sich in diesem befindlichen Batteriezelle angeordnet ist an die Fläche eines weiteren Distanzhalters, welche eine vierte Seitenfläche einer weiteren Batteriezelle umgibt, angrenzt. Auf diese Weise bilden die aneinander gereihten Distanzhalter jeweils ein trennendes Element zwischen den einzelnen Batteriezellen. So kann eine Belastung durch zu hohe Verspannkräfte besonders gut gemindert werden und zudem dafür gesorgt werden, dass sich die Batteriezellen aufgrund des vorgegebenen mechanischen Rahmens durch den Distanzhalter dennoch nicht durch ein Aufquellen, beispielsweise durch Lade- und Entladevorgängen oder durch Alterserscheinungen, verformen.In one embodiment, the at least one further housing surface of the housing of the battery cell is a bottom surface and / or a lid surface. The advantage here is that the material of the spacer is saved, since these housing surfaces are smaller in area than, for example, the larger side surfaces of the housing of a prismatic battery cell. In a particularly preferred embodiment, the at least one further housing surface of the housing of the battery cell is a fourth side surface. The advantage here is that the spacer at least partially surrounds the battery cell on the first, the second and the fourth side surface of the housing of the battery cell, and partially on the third side surface of the housing in the form of a wrap. Thus, multiple battery cells can be strung together with spacers, for example when building a battery module, without that two battery cells can touch, or there is no separating element between them. In this case, the spacers are all arranged one behind the other in the same orientation, so that the embracing of the spacer, which is arranged on the third side surface of the housing of the battery cell located in this battery cell adjacent to the surface of a further spacer, which surrounds a fourth side surface of another battery cell , In this way, the juxtaposed spacers each form a separating element between the individual battery cells. Thus, a load can be particularly well mitigated by excessive clamping forces and also ensure that the battery cells due to the given mechanical frame by the spacer still not by a swelling, for example by loading and unloading or by signs of aging, deform.
In einer besonders vorteilhaften und bevorzugten Ausführungsform ist der Distanzhalter elektrisch isolierend ausgeführt. Das Material des Distanzhalter umfasst hierbei beispielsweise einen Kunststoff, bevorzugt ein Polyolefin, insbesondere ein Polyethylen, ein Polypropylen, ein Polyethylenterephthalat oder ein Polykarbonat.In a particularly advantageous and preferred embodiment, the spacer is made electrically insulating. The material of the spacer in this case comprises, for example, a plastic, preferably a polyolefin, in particular a polyethylene, a polypropylene, a polyethylene terephthalate or a polycarbonate.
Dies bietet den großen Vorteil, dass die Isolierung der einzelnen Batteriezellen entfallen kann. Der Distanzhalter übernimmt somit die Funktion der elektrischen Isolierung sowie die Einhaltung der nötigen Distanz zwischen aneinander angrenzenden Batteriezellen, beispielsweise in einem Batteriemodul. Dadurch, dass die Batteriezellen somit nicht mehr elektrisch isoliert werden müssen, beispielsweise mit Schrumpfschläuchen oder Lacken, und der stattdessen elektrisch isolierende Distanzhalter auf der dritten Seitenfläche als Umgriff ausgeführt ist und nicht vollflächig, entfällt beinahe eine ganze zu isolierende Fläche. This offers the great advantage that the isolation of the individual battery cells can be omitted. The spacer thus assumes the function of electrical insulation and compliance with the necessary distance between adjacent battery cells, for example in a battery module. The fact that the battery cells thus no longer need to be electrically insulated, for example, with shrink tubing or paints, and the instead electrically insulating spacers on the third side surface is designed as Umgriff and not the entire surface, almost eliminates a whole area to be isolated.
Dadurch werden Raum und Kosten für das Isolationsmaterial eingespart. Durch die Funktion des Distanzhalters als Isolation wird eine Bauteil- und Prozessreduzierung erreicht, durch die weitere Kosten eingespart werden. Die Arbeitsschritte zur Aufbringung der Isolation auf die Batteriezelle entfallen, wodurch Zeit und Arbeitszeitkosten eingespart werden und wodurch die Montage der Isolation in Form des Distanzhalters vereinfacht ist. Desweiteren vorteilhaft ist, dass eine Isolation der Kühlplatte, welche zumeist direkt an den Batteriezellen anliegt und diese beispielsweise während des Betriebs kühlt, entfällt. Hierbei ist das Isolationsmaterial des Distanzhalters an der an die Kühlplatte angrenzenden Stelle beispielsweise verdickt ausgeführt. This saves space and costs for the insulation material. By the function of the spacer as insulation a component and process reduction is achieved, through which further costs are saved. The steps for applying the insulation to the battery cell omitted, thereby saving time and labor costs and whereby the mounting of the insulation in the form of the spacer is simplified. Furthermore, it is advantageous that an insulation of the cooling plate, which is usually applied directly to the battery cells and this cools, for example, during operation, is eliminated. In this case, the insulation material of the spacer is made thickened at the location adjacent to the cooling plate, for example.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Distanzhalter einstückig gefertigt, insbesondere durch ein Spritzgussverfahren, durch Thermoformen oder ein Tiefziehverfahren. Mittels eines Spritzgussverfahrens können beispielsweise Kunststoffbauteile mit komplexer Geometrie und hoher Genauigkeit in kurzen Taktzeiten hergestellt werden. Spritzgussverfahren sind sehr wirtschaftliche Verfahren, insbesondere bei der Herstellung großer Stückzahlen.In a further embodiment, the spacer is made in one piece, in particular by an injection molding process, by thermoforming or a deep-drawing process. By means of an injection molding process, for example, plastic components with complex geometry and high accuracy can be produced in short cycle times. Injection molding processes are very economical processes, especially in the production of large quantities.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wirkt über den Distanzhalter eine Kraft auf die Batteriezelle, sodass die Batteriezelle mechanisch verspannt ist. Über die Lebensdauer einer Batteriezelle erhöht sich deren Innendruck und es kommt beispielsweise zu einem Aufquellen der Batteriezelle, was unter anderem auf das Aufquellen des aktiven Materials der Elektroden beispielsweise bei Ladevorgängen und/oder auf eine Gasbildung im Inneren der Batteriezelle zurückzuführen ist. Dies kann zu einem erheblichen Leistungsverlust der Batteriezelle führen. Um dem entgegenzuwirken werden die Batteriezellen, welche beispielsweise zu Modulen zusammengefügt sind, vorteilhaft mechanisch miteinander verspannt und auf diese Weise fixiert. Durch ein Verspannen der Batteriezellen miteinander wird desweiteren eine gewisse Längentoleranz sowie eine mechanische Stabilität der Batteriezellen im Modul erreicht. Zudem kann die Batteriezelle so während des Handlings bei der Montage der Batteriemodule nicht verrutschen, wodurch die Montage vereinfacht ist und präziser erfolgen kann. Somit übernimmt der Distanzhalter die Funktion des Einhaltens einer Distanz zwischen den Batteriezellen sowie die Verspannung der Batteriezellen, wobei bestimmte Verspannwerte bzw. Flächenpresswerte aufgrund des Aufbaus des Distanzhalters dennoch nicht überschritten werden, sodass die Komponenten der Batteriezellen nicht überlastet werden.In a further preferred embodiment, a force acts on the battery cell via the spacer, so that the battery cell is mechanically braced. Over the life of a battery cell increases their internal pressure and it comes, for example, to a swelling of the battery cell, which is due among other things to the swelling of the active material of the electrodes, for example during charging and / or gas formation inside the battery cell. This can lead to a considerable loss of power of the battery cell. In order to counteract this, the battery cells, which are assembled, for example, into modules, are advantageously clamped together mechanically and fixed in this way. By clamping the battery cells together, a certain length tolerance and mechanical stability of the battery cells in the module are furthermore achieved. In addition, the battery cell can not slip during handling during assembly of the battery modules, whereby the assembly is simplified and can be done more precisely. Thus, the spacer takes over the function of maintaining a distance between the battery cells and the tension of the battery cells, with certain bracing values or surface pressures due to the construction of the spacer still not be exceeded, so that the components of the battery cells are not overloaded.
Desweiteren wird eine Batterie beschrieben mit zumindest zwei Batteriezellen, welche über zumindest einen erfindungsgemäßen Distanzhalter auf Distanz voneinander gehalten werden.Furthermore, a battery is described with at least two battery cells, which are held by at least one spacer according to the invention at a distance from each other.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind zumindest zwei Distanzhalter mechanisch miteinander verbunden, beispielsweise über den Umgriff. Vorteilhaft hierbei ist, dass statt einzelner Distanzhalter eine Zellmodulbox bzw. eine Zellstackbox erhalten wird. Ein Distanzhalter ist über den Umgriff, welcher nur in Randbereichen an der dritten Seitenfläche der Batteriezelle anliegt, mit einer Distanzhalterseitenfläche eines weiteren Distanzhalters, wobei diese Distanzhalterseitenfläche an der vierten Seitenfläche einer weiteren Batteriezelle anliegt, verbunden. Dadurch ist der Batteriezelle an der dritten Seitenfläche des Gehäuses etwas Raum gegeben, beispielsweise zur Ausdehnung, wobei der Raum der Materialdicke des Distanzhalters
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die mechanische Verbindung über ein Schweißverfahren, insbesondere über ein Ultraschallschweißverfahren, hergestellt. Vorteilhaft bei einem Schweißverfahren ist, dass eine dichte und stabile und langlebige Verbindung zwischen den zu verschweißenden Bauteilen erreicht wird. Vorteilhaft bei einem Ultraschallschweißverfahren ist, dass durch schnelle Prozesszeiten eine hohe Wirtschaftlichkeit erreicht wird, sowie eine homogene Verfestigung in der Fügezone der entsprechenden Bauteile, wodurch exakte Schweißnähte mit sehr guter Qualität erhalten werden. In an advantageous embodiment, the mechanical connection is produced via a welding method, in particular via an ultrasonic welding method. An advantage of a welding process is that a dense and stable and durable connection between the components to be welded is achieved. An advantage of an ultrasonic welding process is that high efficiency is achieved by fast process times, as well as a homogeneous solidification in the joining zone of the corresponding components, whereby exact welds are obtained with very good quality.
Desweiteren ist es vorteilhaft, wenn die mechanische Verbindung eine umlaufende Verbindung ist, sodass die Distanzhalter an einer Verbindungslinie durchgehend miteinander verbunden sind. Vorteilhaft hierbei ist, dass die so gebildete Zellmodulbox bzw. Zellstackbox dichte und elektrisch voneinander isolierte Kammern ausbildet. Dadurch ist zum einen die Sicherheit durch die Dichtigkeit und die dadurch sichergestellte elektrische Isolierung der einzelnen Kammern sehr hoch, da ein Kurzschluss durch miteinander in Kontakt kommende Batteriezellen nahezu ausgeschlossen werden kann. Zudem kann Flüssigkeit beispielsweise durch ein Leck in der Zellmodulbox bzw. Zellstackbox nicht von einer Kammer zur anderen gelangen, sondern ist in seiner Ausbreitung gehindert, wodurch die Sicherheit ebenfalls erhöht ist. Zudem bleibt die Form der Zellmodulbox bzw. der Zellstackbox beispielsweise bei Stößen oder anderen externen oder internen Einflüssen auf die Batterie besser erhalten, da sie durch die umlaufende Verbindung stabiler ist. Alternativ sind die Distanzhalter nur teilweise an einer Verbindungslinie miteinander verbunden, sodass keine umlaufende durchgehende Verbindung entsteht, sondern die Verbindung nur bereichsweise entlang der Verbindungslinie ausgebildet ist.Furthermore, it is advantageous if the mechanical connection is a peripheral connection, so that the spacers are connected to one another at a connecting line throughout. The advantage here is that the cell module box or cell stack box formed in this way forms dense and electrically isolated chambers. As a result, on the one hand, the safety through the tightness and thus ensured electrical insulation of the individual chambers is very high, since a short circuit can be almost excluded by coming into contact with battery cells. In addition, liquid can not pass from one chamber to another, for example due to a leak in the cell module box or cell stack box, but is prevented from spreading, as a result of which safety is also increased. In addition, the shape of the cell module box or the cell stack box, for example, better preserved in shock or other external or internal influences on the battery, as it is more stable due to the peripheral compound. Alternatively, the spacers are only partially connected to each other at a connecting line, so that no circumferential continuous connection is formed, but the connection only partially formed along the connecting line.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Batteriezellen neben dem Distanzhalter von einem zusätzlichen Bauteil, insbesondere einem Zwischenstück, auf Distanz voneinander gehalten werden. Vorteilhaft hierbei ist, dass die Materialdicke des Distanzhalters aufgrund des zusätzlichen Bauteils sehr dünn ausgeführt sein kann, wodurch Platz und Materialkosten des Distanzhalters eingespart werden. In a further embodiment, it is provided that the battery cells are held apart from the spacer by an additional component, in particular an intermediate piece. The advantage here is that the material thickness of the spacer can be made very thin due to the additional component, whereby space and material costs of the spacer can be saved.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigt: Embodiments of the present invention are illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description of the figures. It shows:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Der Distanzhalter
In
In
In
Desweiteren sind auch Varianten des Distanzhalters
In
Auf diese Weise wird eine ausreichende Isolation der Batteriezellen
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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