DE102016203009A1 - battery system - Google Patents

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Carsten Prause
Andreas Gleiter
Markus Zink
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem (50), umfassend ein Batteriegehäuse, welches einen Grundkörper (70), eine Deckplatte (86) und eine Bodenplatte (84) aufweist, wobei die Bodenplatte (84) eine erste offene Stirnseite (74) des Grundkörpers (70) verschließt, und die Deckplatte (86) eine zweite offene Stirnseite (76) des Grundkörpers (70) verschließt, und mehrere Batteriezellen (2), welche zu einem Zellblock (60) verbunden sind. Dabei ist der Grundkörper (70) rohrförmig ausgebildet und umgibt einen Aufnahmeraum (62), in welchem der Zellblock (60) aufgenommen ist.The invention relates to a battery system (50), comprising a battery housing, which has a main body (70), a cover plate (86) and a bottom plate (84), wherein the bottom plate (84) has a first open end side (74) of the main body (70 ), and the cover plate (86) closes a second open end face (76) of the base body (70), and a plurality of battery cells (2) which are connected to a cell block (60). Here, the base body (70) is tubular and surrounds a receiving space (62) in which the cell block (60) is received.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem, umfassend ein Batteriegehäuse, welches einen Grundkörper, eine Deckplatte und eine Bodenplatte aufweist, wobei die Bodenplatte eine erste offene Stirnseite des Grundkörpers verschließt, und wobei die Deckplatte eine zweite offene Stirnseite des Grundkörpers verschließt, und mehrere Batteriezellen, welche zu einem Zellblock verbunden sind.The invention relates to a battery system, comprising a battery housing, which has a base body, a cover plate and a bottom plate, wherein the bottom plate closes a first open end side of the base body, and wherein the cover plate closes a second open end side of the base body, and a plurality of battery cells, which connected to a cell block.

Stand der TechnikState of the art

Elektrische Energie ist mittels Batterien speicherbar. Batterien wandeln chemische Reaktionsenergie in elektrische Energie um. Hierbei werden Primärbatterien und Sekundärbatterien unterschieden. Primärbatterien sind nur einmal funktionsfähig, während Sekundärbatterien, die auch als Akkumulator bezeichnet werden, wieder aufladbar sind. Eine Batterie umfasst dabei eine oder mehrere Batteriezellen.Electrical energy can be stored by means of batteries. Batteries convert chemical reaction energy into electrical energy. Here, a distinction is made between primary batteries and secondary batteries. Primary batteries are only functional once, while secondary batteries, also referred to as accumulators, are rechargeable. A battery comprises one or more battery cells.

In einem Akkumulator finden insbesondere sogenannte Lithium-Ionen-Batteriezellen Verwendung. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Lithium-Ionen-Batteriezellen kommen unter anderem in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Elektrofahrzeugen (Electric Vehicle, EV), Hybridfahrzeugen (Hybrid Electric Vehicle, HEV) sowie Plug-In-Hybridfahrzeugen (Plug-In-Hybrid Electric Vehicle, PHEV) zum Einsatz. Ferner kommen Lithium-Ionen-Batteriezellen auch in elektrisch angetriebenen Zweirädern zum Einsatz, beispielsweise in E-Bikes, in elektrischen Kleinkrafträdern und auch in Elektrorollern.In particular, so-called lithium-ion battery cells are used in an accumulator. These are characterized among other things by high energy densities, thermal stability and extremely low self-discharge. Lithium-ion battery cells are used, inter alia, in motor vehicles, in particular in electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HEV) and plug-in hybrid electric vehicles (PHEV). Furthermore, lithium-ion battery cells are also used in electrically driven two-wheelers, for example in e-bikes, in electric mopeds and also in electric scooters.

Mehrere Batteriezellen werden dabei zu einem Zellblock verbunden und elektrisch miteinander verschaltet. Durch Serienschaltung mehrerer Batteriezellen ist die Ausgangsspannung des Zellblocks vorgebbar. Durch Parallelschaltung mehrerer in Serie geschalteter Batteriezellen ist die Kapazität des Zellblocks, beziehungsweise die in dem Zellblock speicherbare Energie, vorgebbar. Der Zellblock ist in einem Batteriegehäuse angeordnet, welches Kontakte zum Anschluss des Zellblocks aufweist. Ein gattungsgemäßes Batteriesystem umfasst ein solches Batteriegehäuse und einen solchen darin angeordneten Zellblock.Several battery cells are connected to a cell block and electrically interconnected. By series connection of several battery cells, the output voltage of the cell block can be specified. By connecting several series-connected battery cells in parallel, the capacity of the cell block, or the energy storable in the cell block, can be predetermined. The cell block is arranged in a battery housing, which has contacts for connection of the cell block. A generic battery system comprises such a battery housing and such a cell block arranged therein.

Das Batteriegehäuse wird an die Anzahl der darin angeordneten Batteriezellen angepasst. Wenn ein Batteriesystem einen Zellblock mit einer größeren Kapazität, also mit einer größeren Anzahl von Batteriezellen, benötigt, so wird ein entsprechend großes Batteriegehäuse verwendet.The battery case is adapted to the number of battery cells arranged therein. If a battery system requires a cell block with a larger capacity, that is to say with a larger number of battery cells, a correspondingly large battery housing is used.

Aus der WO 2014/119287 A1 ist ein Batterieblock bekannt, der ein Batteriegehäuse umfasst, welches einen Grundkörper, einen Deckel und einen Boden aufweist, wobei der Deckel eine erste offene Stirnseite des Grundkörpers verschließt, und der Boden eine zweite offene Stirnseite des Grundkörpers verschließt. In dem Batteriegehäuse sind dabei mehrere Batteriezellen angeordnet.From the WO 2014/119287 A1 a battery pack is known which comprises a battery housing, which has a base body, a lid and a bottom, wherein the lid closes a first open end side of the base body, and the bottom closes a second open end side of the base body. In the battery case several battery cells are arranged.

Aus der US 2012/0231318 A1 ist ein Batteriemodul bekannt, das eine Vielzahl von Batteriezellen umfasst. Dabei sind mehrere Batteriezellen parallel zu einer Zellgruppe verschaltet, und mehrere Zellgruppen sind seriell verschaltet. Die Zellgruppen sind dabei in Rahmenelementen gehalten, die bevorzugt aus Kunststoff gefertigt sind.From the US 2012/0231318 A1 For example, a battery module is known that includes a plurality of battery cells. In this case, several battery cells are connected in parallel to a cell group, and several cell groups are connected in series. The cell groups are held in frame members, which are preferably made of plastic.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird ein Batteriesystem vorgeschlagen, das ein Batteriegehäuse und mehrere in dem Batteriegehäuse angeordnete Batteriezellen umfasst. Das Batteriegehäuse weist einen Grundkörper mit zwei offenen Stirnseiten, eine Deckplatte und einer Bodenplatte auf. Dabei verschließt die Bodenplatte die erste offene Stirnseite des Grundkörpers, und die Deckplatte verschließt die zweite offene Stirnseite des Grundkörpers. Die Batteriezellen sind, vorzugsweise mechanisch und elektrisch, zu einem Zellblock verbunden.A battery system is proposed, which comprises a battery housing and a plurality of battery cells arranged in the battery housing. The battery housing has a base body with two open end faces, a cover plate and a bottom plate. In this case, the bottom plate closes the first open end of the body, and the cover plate closes the second open end of the body. The battery cells are connected, preferably mechanically and electrically, to a cell block.

Erfindungsgemäß ist der Grundkörper rohrförmig ausgebildet und umgibt einen Aufnahmeraum, in welchem der Zellblock aufgenommen ist. Der Grundkörper weist somit eine verhältnismäßig einfache geometrische Form auf. Insbesondere ist der Grundkörper als Endlosprofil herstellbar und kann auf die erforderliche Länge gekürzt, beziehungsweise abgelängt, werden. Die erforderliche Länge des Grundkörpers hängt dabei von der Anzahl der Batteriezellen ab, die in dem Aufnahmeraum angeordnet sind, während der Querschnitt des Grundkörpers gleich bleibt.According to the invention, the base body is tubular and surrounds a receiving space in which the cell block is accommodated. The main body thus has a relatively simple geometric shape. In particular, the base body can be produced as an endless profile and can be shortened to the required length or cut to length. The required length of the body depends on the number of battery cells, which are arranged in the receiving space, while the cross section of the body remains the same.

Vorzugsweise umgibt der Grundkörper genau einen Aufnahmeraum. Der Zellblock ist somit in einem einzigen Aufnahmeraum angeordnet, und damit sind auch alle Batteriezellen des Zellblocks in demselben Aufnahmeraum angeordnet. Dadurch weist der Grundkörper eine besonders einfache geometrische Form auf.Preferably, the body surrounds exactly one receiving space. The cell block is thus arranged in a single receiving space, and thus all battery cells of the cell block are arranged in the same receiving space. As a result, the main body has a particularly simple geometric shape.

Bevorzugt ist der Grundkörper einstückig ausgebildet. Dadurch ist der Grundkörper auf besonders einfache Art, insbesondere als Endlosprofil, herstellbar.Preferably, the base body is integrally formed. As a result, the basic body can be produced in a particularly simple manner, in particular as an endless profile.

Besonders bevorzugt weist der Grundkörper einen rechteckigen Querschnitt auf. Besonders bevorzugt weist auch der Aufnahmeraum einen rechteckigen Querschnitt auf. Ein solcher rechteckiger Querschnitt des Grundkörper sowie des Aufnahmeraum gestattet ein verhältnismäßig einfaches Einführen des Zellblocks in den Aufnahmeraum.Particularly preferably, the base body has a rectangular cross-section. Particularly preferably, the receiving space has a rectangular cross section on. Such a rectangular cross-section of the base body and the receiving space allows a relatively simple insertion of the cell block in the receiving space.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Grundkörper des Batteriegehäuses im Strangpressverfahren oder im Stranggussverfahren oder durch Extrusion hergestellt und entsprechend abgelängt. Durch das Strangpressverfahren, das Stranggussverfahren sowie durch Extrusion sind Endlosprofile, beziehungsweise Profile mit gewünschter Länge, mit konstantem Querschnitt herstellbar. Durch Ablängen des Profils kann der Grundkörper derart ausgestaltet werden, das der Aufnahmeraum eine für den Zellblock passendes Volumen aufweist.According to an advantageous embodiment of the invention, the main body of the battery case is produced by extrusion or by continuous casting or by extrusion and cut to length accordingly. By the extrusion process, the continuous casting process as well as by extrusion endless profiles, or profiles of desired length, can be produced with a constant cross-section. By cutting the profile to length, the main body can be configured such that the receiving space has a volume suitable for the cell block.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Zellblock innerhalb des Batteriegehäuses zumindest teilwiese von einem Füllmaterial umgeben. Bei dem Füllmaterial handelt es sich beispielsweise um Schaumstoff. Das Füllmaterial füllt noch vorhandene Freiräume zwischen dem Grundkörper und dem Zellblock innerhalb des Aufnahmeraums aus und verhindert so Bewegungen des Zellblocks relativ zu dem Batteriegehäuse. Auch dämpft das als Schaumstoff ausgebildete Füllmaterial auf den Zellblock einwirkende Vibrationen und Stöße.According to an advantageous development of the invention, the cell block within the battery housing is at least partially surrounded by a filling material. The filler is, for example, foam. The filling material fills existing free spaces between the base body and the cell block within the receiving space and thus prevents movements of the cell block relative to the battery case. Also formed as a foam filling material attenuates acting on the cell block vibrations and shocks.

Vorteilhaft sind die Batteriezellen des Zellblocks seriell und parallel elektrisch verschaltet. Durch die serielle Verschaltung mehrerer Batteriezellen ist die Ausgangsspannung des Zellblocks vorgebbar. Durch die parallele Verschaltung mehrerer in Serie geschalteter Batteriezellen ist die Kapazität des Zellblocks vorgebbar. Advantageously, the battery cells of the cell block are electrically connected in series and in parallel. Due to the serial connection of several battery cells, the output voltage of the cell block can be specified. Due to the parallel connection of several series-connected battery cells, the capacity of the cell block can be specified.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind in der Deckplatte elektrische Kontakte zum Anschluss des Zellblocks vorgesehen. Zu den besagten elektrischen Kontakten gehören insbesondere ein negatives Terminal und ein positives Terminal. Über diese Terminals kann eine von dem Zellblock zur Verfügung gestellte Spannung abgegriffen werden. Ferner können die Batteriezellen des Zellblocks über die Terminals auch geladen werden. Aber auch weitere elektrische Kontakte, beispielsweise zur Überwachung von Batteriezellen, können in der Deckplatte vorgesehen sein.According to a preferred embodiment of the invention, electrical contacts for connection of the cell block are provided in the cover plate. In particular, said electrical contacts include a negative terminal and a positive terminal. Via these terminals, a voltage provided by the cell block can be tapped. Furthermore, the battery cells of the cell block can also be charged via the terminals. But also other electrical contacts, for example for monitoring battery cells, may be provided in the cover plate.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Batteriezellen kreiszylindrisch ausgebildet und weisen Mittelachsen auf, welche parallel zu der Deckplatte sowie parallel zu der Bodenplatte orientiert sind. Die Batteriezellen sind dabei derart zu dem Zellblock mechanisch verbunden, dass die Mittelachsen der Batteriezellen parallel zueinander verlaufen, und der Zellblock ist derart in dem Batteriegehäuse angeordnet, dass die Mittelachsen parallel zu der Deckplatte sowie parallel zu der Bodenplatte verlaufen.According to an advantageous embodiment of the invention, the battery cells are circular-cylindrical and have central axes, which are oriented parallel to the cover plate and parallel to the bottom plate. The battery cells are in this case mechanically connected to the cell block such that the central axes of the battery cells run parallel to one another, and the cell block is arranged in the battery housing such that the central axes run parallel to the cover plate and parallel to the base plate.

Ein erfindungsgemäßes Batteriesystem findet vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug, insbesondere in einem elektrisch angetriebenen Zweirad, beispielsweise in einem E-Bike, in einem elektrischen Kleinkraftrad sowie in einem Elektroroller. Aber auch eine Verwendung des erfindungsgemäßen Batteriesystems in einem vierrädrigen Elektrofahrzeug, insbesondere in einem Hybridfahrzeug sowie in einem Plug-In-Hybridfahrzeug ist denkbar und im Sinne der Erfindung.An inventive battery system is advantageously used in an electric vehicle, in particular in an electrically driven bicycle, for example in an e-bike, in an electric moped and in an electric scooter. But also a use of the battery system according to the invention in a four-wheeled electric vehicle, in particular in a hybrid vehicle and in a plug-in hybrid vehicle is conceivable and within the meaning of the invention.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Batteriesystems ist eine einfache Skalierung und Anpassung an bestehende Anforderungen an das Batteriesystem möglich. Unabhängig von der benötigten Kapazität des Batteriesystems sind weitgehend Gleichteile zum dessen Aufbau vorgesehen. So kann insbesondere für jedes Batteriesystem die gleiche Deckplatte sowie die gleiche Bodenplatte verwendet werden. Lediglich der Grundkörper des Batteriegehäuses ist anzupassen. Der Grundkörper hat dabei einen verhältnismäßig einfachen Aufbau und ist vorteilhaft als Endlosprofil herstellbar. Je nach benötigter Kapazität des Batteriesystems wird lediglich der Grundkörper auf die erforderliche Länge gekürzt, beziehungsweise abgelängt.The inventive design of the battery system is a simple scaling and adaptation to existing requirements for the battery system possible. Regardless of the required capacity of the battery system largely identical parts are provided for its construction. Thus, in particular for each battery system, the same cover plate and the same base plate can be used. Only the main body of the battery case has to be adapted. The body has a relatively simple structure and is advantageously produced as an endless profile. Depending on the required capacity of the battery system, only the base body is shortened to the required length, or cut to length.

Bei der Herstellung des Batteriesystems kann vorteilhaft zuerst die Batteriezellen zu dem Zellblock verbunden und verschaltet werden, und anschließend wird der Zellblock als Einheit in den Grundkörper des Batteriegehäuses durch eine der offenen Stirnseiten eingeführt. Anschließend werden die Deckplatte und die Bodenplatte angebracht, um die offenen Stirnseiten des Batteriegehäuses zu verschließen.In the manufacture of the battery system, it is advantageous to first connect and interconnect the battery cells to the cell block, and then insert the cell block as a unit into the main body of the battery case through one of the open end faces. Subsequently, the cover plate and the bottom plate are attached to close the open end faces of the battery case.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below.

1: einen Grundkörper eines Batteriegehäuses für ein Batteriesystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 1 : a main body of a battery case for a battery system according to a first embodiment,

2: einen Zellblock für das Batteriesystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, 2 a cell block for the battery system according to the first embodiment,

3: eine Explosionsdarstellung des Batteriesystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, 3 FIG. 4 is an exploded view of the battery system according to the first embodiment; FIG.

4: eine perspektivische Darstellung des Batteriesystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, 4 FIG. 2 is a perspective view of the battery system according to the first embodiment; FIG.

5: einen Grundkörper eines Batteriegehäuses für ein Batteriesystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 5 : a main body of a battery case for a battery system according to a second embodiment,

6: einen Zellblock für das Batteriesystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, 6 a cell block for the battery system according to the second embodiment,

7: eine Explosionsdarstellung des Batteriesystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel und 7 : An exploded view of the battery system according to the second embodiment and

8: eine perspektivische Darstellung des Batteriesystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. 8th : A perspective view of the battery system according to the second embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, wherein a repeated description of these elements is dispensed with in individual cases. The figures illustrate the subject matter of the invention only schematically.

1 zeigt einen Grundkörper 70 eines Batteriegehäuses 72 für ein Batteriesystem 50 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Grundkörper 70 ist dabei rohrförmig ausgebildet und weist eine erste offene Stirnseite 74 und eine zweite offene Stirnseite 76 auf. Der Grundkörper 70 erstreckt sich entlang seiner Längsachse L, welche die erste Stirnseite 74 und die zweite Stirnseite 76 rechtwinklig schneidet. 1 shows a main body 70 a battery case 72 for a battery system 50 according to a first embodiment. The main body 70 is tubular and has a first open end 74 and a second open end 76 on. The main body 70 extends along its longitudinal axis L, which is the first end face 74 and the second end face 76 cuts at right angles.

Der Grundkörper 70 für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umgibt dabei einen Aufnahmeraum 62, welcher zur Aufnahme eines Zellblocks 60 dient. Der Grundkörper 70 und der Aufnahmeraum 62 weisen, in Richtung der Längsachse L gesehen, einen rechteckigen Querschnitt auf. Das Volumen des Aufnahmeraums 62 ist proportional zu der Länge des Grundkörpers 70. Als Länge des Grundkörpers 70 wird dabei dessen Ausdehnung in Längsrichtung L bezeichnet.The main body 70 for the battery system 50 according to the first embodiment surrounds a receiving space 62 which is for receiving a cell block 60 serves. The main body 70 and the recording room 62 have, seen in the direction of the longitudinal axis L, a rectangular cross section. The volume of the recording room 62 is proportional to the length of the main body 70 , As the length of the main body 70 is its extension in the longitudinal direction L is called.

2 zeigt einen Zellblock 60 für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Zellblock 60 umfasst mehrere Batteriezellen 2, welche mechanisch miteinander verbunden und elektrisch miteinander verschaltet sind. Die Batteriezellen 2 sind vorliegend kreiszylindrisch ausgebildet und weisen jeweils eine Mittelachse M auf. Die Batteriezellen 2 sind derart ausgerichtet, dass ihre Mittelachsen M parallel versetzt zueinander verlaufen. 2 shows a cell block 60 for the battery system 50 according to the first embodiment. The cell block 60 includes several battery cells 2 , which are mechanically interconnected and electrically interconnected. The battery cells 2 are in this case formed circular-cylindrical and each have a central axis M. The battery cells 2 are aligned so that their central axes M parallel to each other.

Der Zellblock 60 für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst vorliegend 195 Batteriezellen 2, von denen jede eine Spannung von etwa 3,7 Volt liefert. Dabei sind jeweils 13 Batteriezellen 2 seriell verschaltet, wodurch der Zellblock 60 eine Ausgangsspannung von etwa 48 Volt liefert. Es sind 15 solcher Serienschaltungen aus je 13 Batteriezellen 2 parallel geschaltet. Somit hat der Zellblock 60 vorliegend eine Kapazität von ungefähr 2 kWh. The cell block 60 for the battery system 50 According to the first embodiment herein comprises 195 battery cells 2 each of which provides a voltage of about 3.7 volts. There are 13 battery cells each 2 connected in series, causing the cell block 60 provides an output voltage of about 48 volts. There are 15 such series circuits each consisting of 13 battery cells 2 connected in parallel. Thus, the cell block has 60 in the present case, a capacity of approximately 2 kWh.

3 zeigt eine Explosionsdarstellung des Batteriesystems 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Zellblock 60 wird durch die erste offene Stirnseite 74 hindurch entlang der Längsachse L des Grundkörpers 70 in den Aufnahmeraum 62 des Grundkörpers 70 eingeschoben. Dabei verlaufen die Mittelachsen M der Batteriezellen 2 rechtwinklig zu der Längsachse L des Grundkörpers 70. 3 shows an exploded view of the battery system 50 according to the first embodiment. The cell block 60 gets through the first open end 74 through along the longitudinal axis L of the main body 70 in the recording room 62 of the basic body 70 inserted. In this case, the center axes M of the battery cells run 2 perpendicular to the longitudinal axis L of the body 70 ,

Zusätzlich wird ein hier nicht dargestelltes Füllmaterial durch die erste offene Stirnseite 74 hindurch entlang der Längsachse L des Grundkörpers 70 in den Aufnahmeraum 62 des Grundkörpers 70 eingeschoben. Das Füllmaterial umgibt den Zellblock 60. Anschließend wird die erste Stirnseite 74 von einer Bodenplatte 84 verschlossen, und die zweite Stirnseite 76 wird von einer Deckplatte 86 verschlossen. In addition, a filling material, not shown here, through the first open end 74 through along the longitudinal axis L of the main body 70 in the recording room 62 of the basic body 70 inserted. The filling material surrounds the cell block 60 , Subsequently, the first end face 74 from a floor plate 84 closed, and the second end face 76 is from a cover plate 86 locked.

Die Deckplatte 86 umfasst dabei hier nicht dargestellte elektrische Kontakte zum Anschluss des Zellblocks 60. Zu den besagten elektrischen Kontakten gehören insbesondere ein negatives Terminal und ein positives Terminal, über welche die von dem Zellblock 60 gelieferte Ausgangsspannung abgegriffen werden kann, und über welche die Batteriezellen 2 des Zellblocks 60 auch geladen werden können. Die Längsachse L schneidet die Bodenplatte 84 und die Deckplatte 86 rechtwinklig.The cover plate 86 includes here not shown electrical contacts for connection of the cell block 60 , In particular, said electrical contacts include a negative terminal and a positive terminal through which the cell block 60 supplied output voltage can be tapped, and on which the battery cells 2 of the cell block 60 can also be loaded. The longitudinal axis L cuts the bottom plate 84 and the cover plate 86 at right angles.

4 zeigt eine perspektivische Darstellung des Batteriesystems 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Grundkörper 70, die Bodenplatte 84 und die Deckplatte 86 bilden das Batteriegehäuse 72, in welchem der Zellblock 60 aufgenommen ist. 4 shows a perspective view of the battery system 50 according to the first embodiment. The main body 70 , the bottom plate 84 and the cover plate 86 form the battery case 72 in which the cell block 60 is included.

Das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist, bedingt durch den hier nicht sichtbaren Zellblock 60, eine Ausgangsspannung von etwa 48 Volt und eine Kapazität von ungefähr 2 kWh auf. Das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dient beispielsweise zum Antrieb eines Kleinkraftrads.The battery system 50 according to the first embodiment has, due to the cell block not visible here 60 , an output voltage of about 48 volts and a capacity of about 2 kWh. The battery system 50 according to the first embodiment is used, for example, to drive a moped.

5 zeigt einen Grundkörper 70' eines Batteriegehäuses 72' für ein Batteriesystem 50' gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Grundkörper 70' ist dabei rohrförmig ausgebildet und weist eine erste offene Stirnseite 74 und eine zweite offene Stirnseite 76 auf. Der Grundkörper 70' erstreckt sich entlang seiner Längsachse L, welche die erste Stirnseite 74 und die zweite Stirnseite 76 rechtwinklig schneidet. 5 shows a main body 70 ' a battery case 72 ' for a battery system 50 ' according to a second embodiment. The main body 70 ' is tubular and has a first open end 74 and a second open front 76 on. The main body 70 ' extends along its longitudinal axis L, which is the first end face 74 and the second end face 76 cuts at right angles.

Der Grundkörper 70' für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umgibt dabei einen Aufnahmeraum 62', welcher zur Aufnahme eines Zellblocks 60' dient. Der Grundkörper 70' und der Aufnahmeraum 62' weisen, in Richtung der Längsachse L gesehen, einen rechteckigen Querschnitt auf. Das Volumen des Aufnahmeraums 62' ist proportional zu der Länge des Grundkörpers 70'. Als Länge des Grundkörpers 70' wird dabei dessen Ausdehnung in Längsrichtung L bezeichnet.The main body 70 ' for the battery system 50 according to the first embodiment surrounds a receiving space 62 ' which is for receiving a cell block 60 ' serves. The main body 70 ' and the recording room 62 ' have, seen in the direction of the longitudinal axis L, a rectangular cross section. The volume of the recording room 62 ' is proportional to the length of the main body 70 ' , As the length of the main body 70 ' is its extension in the longitudinal direction L is called.

Der Grundkörper 70' für das Batteriesystem 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist den gleichen Querschnitt auf wie der Grundkörper 70 für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Grundkörper 70' für das Batteriesystem 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist jedoch eine größere Länge auf als der Grundkörper 70 für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Somit ist das Volumen des Aufnahmeraums 62' des Grundkörpers 70' für das Batteriesystem 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel größer als das Volumen des Aufnahmeraums 62 des Grundkörpers 70 für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.The main body 70 ' for the battery system 50 ' according to the second embodiment has the same cross section as the main body 70 for the battery system 50 according to the first embodiment. The main body 70 ' for the battery system 50 ' according to the second embodiment, however, has a greater length than the main body 70 for the battery system 50 according to the first embodiment. Thus, the volume of the recording room 62 ' of the basic body 70 ' for the battery system 50 ' according to the second embodiment, larger than the volume of the receiving space 62 of the basic body 70 for the battery system 50 according to the first embodiment.

6 zeigt einen Zellblock 60' für das Batteriesystem 50 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Zellblock 60' umfasst mehrere Batteriezellen 2, welche mechanisch miteinander verbunden und elektrisch miteinander verschaltet sind. Die Batteriezellen 2 sind vorliegend kreiszylindrisch ausgebildet und weisen jeweils eine Mittelachse M auf. Die Batteriezellen 2 sind derart ausgerichtet, dass ihre Mittelachsen M parallel versetzt zueinander verlaufen. 6 shows a cell block 60 ' for the battery system 50 according to the second embodiment. The cell block 60 ' includes several battery cells 2 , which are mechanically interconnected and electrically interconnected. The battery cells 2 are in this case formed circular-cylindrical and each have a central axis M. The battery cells 2 are aligned so that their central axes M parallel to each other.

Der Zellblock 60' für das Batteriesystem 50 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst vorliegend 260 Batteriezellen 2, von denen jede eine Spannung von etwa 3,7 Volt liefert. Dabei sind jeweils 13 Batteriezellen 2 seriell verschaltet, wodurch der Zellblock 60' eine Ausgangsspannung von etwa 48 Volt liefert. Es sind 20 solcher Serienschaltungen aus je 13 Batteriezellen 2 parallel geschaltet. Somit hat der Zellblock 60' vorliegend eine Kapazität von ungefähr 3 kWh. The cell block 60 ' for the battery system 50 According to the second embodiment herein comprises 260 battery cells 2 each of which provides a voltage of about 3.7 volts. There are 13 battery cells each 2 connected in series, causing the cell block 60 ' provides an output voltage of about 48 volts. There are 20 such series circuits each consisting of 13 battery cells 2 connected in parallel. Thus, the cell block has 60 ' in the present case, a capacity of approximately 3 kWh.

7 zeigt eine Explosionsdarstellung des Batteriesystems 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Zellblock 60' wird durch die erste offene Stirnseite 74 hindurch entlang der Längsachse L des Grundkörpers 70' in den Aufnahmeraum 62' des Grundkörpers 70' eingeschoben. Dabei verlaufen die Mittelachsen M der Batteriezellen 2 rechtwinklig zu der Längsachse L des Grundkörpers 70'. 7 shows an exploded view of the battery system 50 ' according to the second embodiment. The cell block 60 ' gets through the first open end 74 through along the longitudinal axis L of the main body 70 ' in the recording room 62 ' of the basic body 70 ' inserted. In this case, the center axes M of the battery cells run 2 perpendicular to the longitudinal axis L of the body 70 ' ,

Zusätzlich wird ein hier nicht dargestelltes Füllmaterial durch die erste offene Stirnseite 74 hindurch entlang der Längsachse L des Grundkörpers 70' in den Aufnahmeraum 62' des Grundkörpers 70' eingeschoben. Das Füllmaterial umgibt den Zellblock 60'. Anschließend wird die erste Stirnseite 74 von einer Bodenplatte 84 verschlossen, und die zweite Stirnseite 76 wird von einer Deckplatte 86 verschlossen. In addition, a filling material, not shown here, through the first open end 74 through along the longitudinal axis L of the main body 70 ' in the recording room 62 ' of the basic body 70 ' inserted. The filling material surrounds the cell block 60 ' , Subsequently, the first end face 74 from a floor plate 84 closed, and the second end face 76 is from a cover plate 86 locked.

Die Bodenplatte 84 und die Deckplatte 86 des Batteriesystems 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind dabei baugleich mit der Bodenplatte 84 und der Deckplatte 86 des Batteriesystems 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Längsachse L schneidet die Bodenplatte 84 und die Deckplatte 86 rechtwinklig.The bottom plate 84 and the cover plate 86 of the battery system 50 ' according to the second embodiment are identical to the bottom plate 84 and the cover plate 86 of the battery system 50 according to the first embodiment. The longitudinal axis L cuts the bottom plate 84 and the cover plate 86 at right angles.

8 zeigt eine perspektivische Darstellung des Batteriesystems 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Grundkörper 70', die Bodenplatte 84 und die Deckplatte 86 bilden das Batteriegehäuse 72', in welchem der Zellblock 60' aufgenommen ist. 8th shows a perspective view of the battery system 50 ' according to the second embodiment. The main body 70 ' , the bottom plate 84 and the cover plate 86 form the battery case 72 ' in which the cell block 60 ' is included.

Das Batteriesystem 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist, bedingt durch den hier nicht sichtbaren Zellblock 60', eine Ausgangsspannung von etwa 48 Volt und eine Kapazität von ungefähr 3 kWh auf. Das Batteriesystem 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dient beispielsweise zum Antrieb eines Elektrorollers.The battery system 50 ' according to the second embodiment has, due to the cell block not visible here 60 ' , an output voltage of about 48 volts and a capacity of about 3 kWh. The battery system 50 ' according to the second embodiment is used, for example, to drive an electric scooter.

Das in 4 dargestellte Batteriegehäuse 72 des Batteriesystems 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und das in 8 dargestellte Batteriegehäuse 72' des Batteriesystems 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich lediglich in der Länge ihrer Grundkörper 70, 70'. Die Grundkörper 70, 70' können dabei einfach von dem gleichen Profil abgelängt werden. This in 4 illustrated battery case 72 of the battery system 50 according to the first embodiment and the in 8th illustrated battery case 72 ' of the battery system 50 ' according to the second embodiment differ only in the length of their body 70 . 70 ' , The basic body 70 . 70 ' can be simply cut to length from the same profile.

Die Länge des jeweiligen Grundkörpers 70, 70' wird dabei derart gewählt, dass das Volumen des jeweiligen Aufnahmeraums 62, 62' an das erforderliche Volumen für den einzuschiebenden Zellblock 60, 60' angepasst ist. Das Volumen des jeweiligen Zellblocks 60, 60' ist dabei von der Anzahl der darin enthaltenen Batteriezellen 2 abhängig.The length of the respective body 70 . 70 ' is chosen such that the volume of the respective receiving space 62 . 62 ' to the required volume for the cell block to be inserted 60 . 60 ' is adjusted. The volume of each cell block 60 . 60 ' is the number of battery cells contained therein 2 dependent.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the embodiments described herein and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope given by the claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • US 2012/0231318 A1 [0007] US 2012/0231318 A1 [0007]

Claims (10)

Batteriesystem (50, 50'), umfassend ein Batteriegehäuse (72, 72'), welches einen Grundkörper (70, 70'), eine Deckplatte (86) und eine Bodenplatte (84) aufweist, wobei die Bodenplatte (84) eine erste offene Stirnseite (74) des Grundkörpers (70, 70') verschließt, und die Deckplatte (86) eine zweite offene Stirnseite (76) des Grundkörpers (70, 70') verschließt, und mehrere Batteriezellen (2), welche zu einem Zellblock (60, 60') verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (70, 70') rohrförmig ausgebildet ist und einen Aufnahmeraum (62, 62') umgibt, in welchem der Zellblock (60, 60') aufgenommen ist.Battery system ( 50 . 50 ' ), comprising a battery case ( 72 . 72 ' ), which has a basic body ( 70 . 70 ' ), a cover plate ( 86 ) and a bottom plate ( 84 ), wherein the bottom plate ( 84 ) a first open end face ( 74 ) of the basic body ( 70 . 70 ' ), and the cover plate ( 86 ) a second open end face ( 76 ) of the basic body ( 70 . 70 ' ) and several battery cells ( 2 ) leading to a cell block ( 60 . 60 ' ), characterized in that the basic body ( 70 . 70 ' ) is tubular and a receiving space ( 62 . 62 ' ), in which the cell block ( 60 . 60 ' ) is recorded. Batteriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (70, 70') genau einen Aufnahmeraum (62, 62') umgibt.Battery system according to claim 1, characterized in that the basic body ( 70 . 70 ' ) exactly one recording room ( 62 . 62 ' ) surrounds. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (70, 70') einstückig ausgebildet ist.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the basic body ( 70 . 70 ' ) is integrally formed. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (70, 70') und/oder der Aufnahmeraum (62, 62') einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the basic body ( 70 . 70 ' ) and / or the recording room ( 62 . 62 ' ) have a rectangular cross-section. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (70, 70') im Strangpressverfahren oder im Stranggussverfahren oder durch Extrusion hergestellt und abgelängt ist. Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the basic body ( 70 . 70 ' ) is produced by extruding or by continuous casting or by extrusion and cut to length. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellblock (60, 60') innerhalb des Batteriegehäuses (72, 72') zumindest teilwiese von einem Füllmaterial umgeben ist.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the cell block ( 60 . 60 ' ) inside the battery case ( 72 . 72 ' ) is at least partially surrounded by a filler. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (2) des Zellblocks (60, 60') seriell und parallel verschaltet sind.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cells ( 2 ) of the cell block ( 60 . 60 ' ) are connected in series and in parallel. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Deckplatte (86) elektrische Kontakte zum Anschluss des Zellblocks (60, 60') vorgesehen sind.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that in the cover plate ( 86 ) electrical contacts for connecting the cell block ( 60 . 60 ' ) are provided. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (2) kreiszylindrisch ausgebildet sind und Mittelachsen (M) aufweisen, welche parallel zu der Deckplatte (86) und/oder zu der Bodenplatte (84) orientiert sind.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cells ( 2 ) are circular cylindrical and have central axes (M), which parallel to the cover plate ( 86 ) and / or to the bottom plate ( 84 ) are oriented. Verwendung eines Batteriesystems (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche in einem Elektrofahrzeug, insbesondere in einem elektrisch angetriebenen Zweirad.Use of a battery system ( 50 ) according to one of the preceding claims in an electric vehicle, in particular in an electrically driven two-wheeler.
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