DE102016205920A1 - Batteriepack - Google Patents

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DE102016205920A1
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Uwe Hammer
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriepack (10), umfassend einen Rahmen (100) und mehrere Batteriezellen (2), wobei der Rahmen (100) mindestens zwei parallel verlaufende Längsträger (20) und mindestens zwei parallel verlaufende Druckplatten (30) umfasst, und wobei die Längsträger (20) mit den Druckplatten (30) verbunden sind. Dabei steht der Rahmen (100) auf einer Bodenplatte (50) auf, welche rechtwinklig zu den Längsträgern (20) und rechtwinklig zu den Druckplatten (30) verläuft, und welche mit den mindestens zwei Druckplatten (30) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Batteriepack, welches einen Rahmen und mehrere Batteriezellen umfasst, wobei der Rahmen mindestens zwei parallel verlaufende Längsträger und mindestens zwei parallel verlaufende Druckplatten umfasst, und wobei die Längsträger mit den Druckplatten verbunden sind.
  • Stand der Technik
  • 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.
  • 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.
  • Eine gattungsgemäße Batteriezelle ist in der DE 10 2012 217 451 A1 offenbart. Die Batteriezelle weist ein Zellengehäuse auf, welches beispielsweise aus einem Metall gefertigt ist. Das Zellengehäuse ist prismatisch, insbesondere quaderförmig, ausgestaltet und druckfest ausgebildet. Die Batteriezelle weist dabei ein positives Terminal und ein negatives Terminal zur elektrischen Kontaktierung auf.
  • Mehrere Batteriezellen können zusammengefasst und elektrisch miteinander verschaltet werden. Dazu werden die Terminals der Batteriezellen mittels Zellverbinder miteinander verbunden. Miteinander verschaltete Batteriezellen können zu einem Batteriepack zusammengefasst und in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet werden. Die einzelnen Batteriezellen erwärmen sich während des Betriebs. Deshalb umfasst ein Batteriepack in der Regel ein Kühlsystem zur Kühlung der Batteriezellen.
  • Dokument DE 10 2010 046 529 A1 offenbart ein Rahmensystem für Batteriezellen. Das Rahmensystem umfasst dabei zwei Druckplatten, welche mittels Seitenteilen miteinander verbunden sind. Die Druckplatten und die Seitenteile sind dabei miteinander verschraubt. Die von den Druckplatten und den Seitenteilen gebildete Struktur wird von einer Bodenplatte nach unten hin abgeschlossen. In der so enthaltenen Struktur werden Batteriezellen angeordnet. Auf der der Bodenplatte gegenüberliegenden Seite ist eine Kontaktplatte vorgesehen, welche die Batteriezellen abdeckt. Das Rahmensystem und die Batteriezellen bilden ein Batteriemodul.
  • Dokument DE 10 2011 109 213 A1 offenbart eine Batterie, welche mehrere Batteriezellen umfasst. Die Batteriezellen sind dabei zwischen zwei Druckplatten angeordnet. Die Druckplatten sind mit einem U-förmig ausgebildeten Abstandshalter verbunden, welcher die Batteriezellen an drei Seiten umgibt. An der vierten Seite ist eine Wärmeleitplatte vorgehen, welche als Boden der Struktur fungiert und mittels Schrauben mit dem Abstandshalter verbunden ist. Die Wärmeleitplatte ist von einem Kühlmittel durchströmt.
  • Dokument DE 10 2010 012 998 A1 offenbart eine Batterie mit mehreren Batteriezellen. Die einzelnen Batteriezellen sind dabei nebeneinander angeordnet und von zwei Endplatten umgeben. Die Endplatten sind mittels Zuganker zusammengehalten. Die Zuganker sind mittels Verschrauben mit den Endplatten verbunden. Auf diese Art sind die Batteriezellen zwischen den Zugankern und den Endplatten fixiert.
  • Dokument DE 10 2012 218 162 A1 offenbart eine Energiespeichereinrichtung mit mehreren Energiespeichermodulen. Dabei umfasst jedes Energiespeichermodul eine Vielzahl von Batteriezellen. Die Batteriezellen sind dabei zwischen zwei Endplatten, welche auch als Druckplatten bezeichnet werden, angeordnet. Die Endplatten sind mittels Zuganker miteinander verbunden. Jeweils zwei Energiespeichermodule sind mittels Schrauben, welche die Endplatten durchgreifen, miteinander verbindbar.
  • Dokument DE 10 2010 063 057 A1 offenbart ein Batteriesystem mit einer Vielzahl von Batteriezellen. Dabei sind mehrere Batteriezellen nebeneinander angeordnet und zusammengefügt, und auf einer Wärmetauscherplatte, welche von einem flüssigen Kühlmedium durchströmt ist, angeordnet.
  • Dokument DE 10 2013 015 786 A1 offenbart eine Batterie mit einer Anzahl von einzelnen Batteriezellen. Die Einzelzellen sind dabei stirnseitig von je einer Druckplatte umgeben. Seitlich der Batteriezellen sind Positionierungselemente vorgesehen, welche sich länglich an den Batteriezellen vorbei von einer Druckplatte zu der anderen Druckplatte erstrecken. Die Positionierungselemente sind mit den Schrauben mit den Druckplatten verbunden. Unterhalb der Batteriezellen ist eine Wärmeleitplatte vorgesehen, welche als Boden des Zellblocks dient. Die Wärmeleitplatte ist ebenfalls mittels Schrauben mit den Druckplatten verbunden.
  • Dokument DE 10 2011 078 983 A1 offenbart ein Energiespeichermodul, welches mehrere Speicherzellen umfasst. Die Speicherzellen sind dabei zwischen zwei Endplatten angeordnet, und die Endplatten sind an einem gemeinsamen Bodenteil befestigt. Die Endplatten sind mittels zweier Zuganker miteinander verbunden. Die Endplatten und die Zuganker bilden dabei eine rahmenartige Struktur, welche die Einzelzellen umschließt. Die Endplatten sind dabei auf feste Verriegelungsbügel aufgesteckt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es wird ein Batteriepack vorgeschlagen, welches einen Rahmen und mehrere Batteriezellen umfasst. Der Rahmen umfasst dabei mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Längsträger und mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Druckplatten. Dabei sind die Längsträger mit den Druckplatten verbunden und bilden den Rahmen. Vorzugsweise verlaufen die Längsträger zumindest annähernd rechtwinklig zu den Druckplatten. Der so gebildete Rahmen dient zur Aufnahme der Batteriezellen.
  • Erfindungsgemäß steht der Rahmen des Batteriepacks dabei auf einer Bodenplatte auf, welche rechtwinklig zu den Längsträgern und rechtwinklig zu den Druckplatten verläuft. Dabei ist die Bodenplatte mit den mindestens zwei Druckplatten fest verbunden.
  • Vorzugsweise ist mindestens eine Spannschraube vorgesehen, welche eine Spannkraft auf mindestens eine der Batteriezellen ausübt, so dass die Batteriezellen zwischen je zwei gegenüberliegenden Druckplatten kraftschlüssig fixiert sind. Durch Eindrehen der mindestens einen Spannschraube ist die auf die Batteriezelle sowie auf weitere Batteriezellen ausgeübte Spannkraft kontinuierlich einstellbar.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens eine der Druckplatte mindestens ein Spanngewinde auf, wobei die mindestens eine Spannschraube in das Spanngewinde eingedreht ist. Alternativ ist in mindestens einer der Druckplatten mindestens eine Gewindehülse vorgesehen, welche ein Spanngewinde aufweist, wobei die mindestens eine Spannschraube in das Spanngewinde eingedreht ist.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an mindestens einer der Druckplatten ein Spannblock vorgesehen, welcher mindestens ein Spannblockgewinde aufweist, in welches die mindestens eine Spannschraube eingedreht ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der mindestens einen Spannschraube und der nächstgelegenen Batteriezelle eine Druckverteilplatte vorgesehen. Die Druckverteilplatte bewirkt eine annähernd gleichmäßige Verteilung der von der Spannschraube ausgeübten Spannkraft auf eine Oberfläche der Batteriezelle.
  • Vorzugsweise ist zwischen mindestens einer Druckplatte und mindestens einer Batteriezelle vorteilhaft eine Federplatte angeordnet, welche eine Druckkraft auf die Batteriezelle ausübt. Durch entsprechende Auslegung der Federplatte ist die auf die Batteriezelle sowie auf weitere Batteriezellen ausgeübte Druckkraft einstellbar.
  • Bevorzugt sind die Federplatte und die Spannschraube dabei an einander gegenüberliegenden Druckplatten vorgesehen und nehmen jeweils mehrere Batteriezellen zwischen sich auf. Die Batteriezellen sind somit von mindestens einer Spannschraube, welche eine Spannkraft erzeugt, und einer Federplatte, welche eine Druckkraft erzeugt, umgeben. Die Batteriezellen werden somit zwischen den einander gegenüberliegenden Druckplatten eingespannt und kraftschlüssig fixiert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jede der Batteriezellen unmittelbar von zwei Längsträgern umgeben. Dadurch sind die Batteriezellen auch in einer Richtung, welche rechtwinklig zu der von der Spannschraube erzeugten Spannkraft und der von der Federplatte erzeugten Druckkraft verläuft, fixiert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Längsträger mit den Druckplatten mittels Befestigungsschrauben verbunden. Somit entsteht eine verhältnismäßig robuste und trotzdem einfache Verbindung zwischen den Längsträgern und den Druckplatten, und dadurch ein verhältnismäßig stabiler Rahmen. Beim Anziehen der Befestigungsschrauben bewegen sich dann je zwei gegenüberliegende Druckplatten aufeinander zu und unterstützen die Fixierung der dazwischen angeordneten Batteriezellen.
  • Vorteilhaft ist der Rahmen des Batteriepacks von einem topfförmigen Gehäuse umgeben, welches mit den mindestens zwei Druckplatten verbunden ist. Das Gehäuse steht dabei vorzugsweise auf der Bodenplatte auf. Somit sind auch die Batteriezellen des Batteriepacks von der Bodenplatte und von dem topfförmigen Gehäuse umgeben.
  • Ein erfindungsgemäßes Batteriepack findet vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV), in einer stationären Batterie oder in einer Batterie in einer marinen Anwendung.
  • Vorteile der Erfindung
  • Durch die Befestigung der Druckplatten mit der Bodenplatte ist die Stabilität des Rahmens vorteilhaft erhöht, wobei der erforderliche Bauraum annähernd gleich bleibt. Der Rahmen dient auch zum kraftschlüssigen Fixieren und Verspannen der Batteriezellen. So können sich die Batteriezellen im Betrieb entgegen der auf sie einwirkenden Spannkraft ausdehnen. Zusätzlich schützt der stabil ausgeführte Rahmen insbesondere im Falle eines Crashs die Batteriezellen vor Beschädigungen. Hierdurch kann auf die Verwendung eines zusätzlichen stabilen Gehäuses, das diese Aufgabe übernehmen könnte, verzichtet werden, oder das Gehäuse kann leichter ausgeführt werden. Dabei ist die Montage des Rahmens verhältnismäßig einfach. Insbesondere durch die feste Verbindung der Druckplatten mit einer Bodenplatte ist auch der erforderliche Bauraum vorteilhaft reduziert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • 1: eine Draufsicht auf ein Batteriepack gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2: eine Vorderansicht des Batteriepacks von 1,
  • 3: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie E-E aus 1,
  • 4: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie F-F aus 1,
  • 5: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie G-G aus 1,
  • 6: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie H-H aus 1,
  • 7: eine Draufsicht auf ein Batteriepack gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ohne Gehäuse,
  • 8: eine Vorderansicht des Batteriepacks von 7,
  • 9: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie K-K aus 7,
  • 10: eine Draufsicht auf das Batteriepack von 7 mit Gehäuse und
  • 11: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie J-J aus 10.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 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.
  • 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Batteriepack 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Batteriepack 10 umfasst einen Rahmen 100 und eine Vielzahl von Batteriezellen 2. Die einzelnen Batteriezellen 2 sind mittels Stromschienen 65 elektrisch miteinander verschaltet. Die Batteriezellen 2 können dabei seriell sowie auch parallel miteinander verschaltet sein.
  • Der Rahmen 100 umfasst vorliegend fünf parallel verlaufende Längsträger 20 und zwei Druckplatten 30, welche gegenüberliegend angeordnet sind. Die Längsträger 20 verlaufen dabei rechtwinklig zu den Druckplatten 30. Die Längsträger 20 sind mittels in dieser Darstellung nicht sichtbarer Befestigungsschrauben 70 mit den zwei gegenüberliegenden Druckplatten 30 verbunden.
  • Die Batteriezellen 2 sind hintereinander in vier Parallelsträngen angeordnet, wobei jeder Parallelstrang von den zwei Druckplatten 30 und je zwei Längsträgern 20 umgeben ist. Jede Batteriezelle 2 befindet sich somit zwischen zwei Längsträgern 20.
  • 2 zeigt eine Vorderansicht das Batteriepack 10 von 1 mit einer der beiden Druckplatten 30. Die Druckplatte 30 ist mittels mehrerer Befestigungsschrauben 70 mit den in dieser Darstellung nicht sichtbaren Längsträgern 20 verbunden.
  • An der Druckplatte 30 sind mehrere Spannschrauben 60 angeordnet, welche eine Spannkraft auf die Batteriezellen 2 des Batteriepacks 10 ausüben. Vorliegend sind dabei jeweils vier Spannschrauben 60 einem Parallelstrang aus mehreren Batteriezellen 2 zugeordnet. Zwischen je zwei Längsträgern sind also vier Spannschrauben 60 angeordnet.
  • 3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie E-E aus 1. Diese Darstellung entspricht einem Schnitt durch eine Druckplatte 30. An der Druckplatte 30 sind mehrere Spannblöcke 80 vorgesehen, welcher in dieser Darstellung nur teilweise sichtbar sind. Dabei ist jeder Spannblock 80 einem Parallelstrang aus mehreren Batteriezellen 2 zugeordnet.
  • 4 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie F-F aus 1. Diese Darstellung entspricht einem Schnitt durch einen Längsträger 20. In den Stirnseiten des Längsträgers 20 sind Gewindebohrungen 24 eingebracht, welche zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 70 dienen. Die Gewindebohrungen 24 sind als Sacklöcher ausgebildet.
  • 5 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie G-G aus 1. Zwischen einer äußeren Batteriezelle 2 des Parallelstrangs und der benachbarten Druckplatte 30 ist eine Federplatte 40 angeordnet. Die Federplatte 40 übt eine Druckkraft auf die Batteriezellen 2 des Parallelstrangs in Richtung auf die gegenüberliegende Druckplatte 30 aus. Zwischen der Federplatte 40 und der Batteriezelle 2 ist ferner eine Druckverteilplatte 90 vorgesehen, welche die von der Federplatte 40 ausgeübte Druckkraft gleichmäßig auf eine Oberfläche der Batteriezelle 2 verteilt.
  • 6 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie H-H aus 1. An der Druckplatte 30, welche der in 5 gezeigten Druckplatte 30 gegenüber liegt, ist ein Spannblock 80 vorgesehen. Der Spannblock 80 weist vorliegend vier Spannblockgewinde 81 auf, wobei in dieser Darstellung nur zwei der Spannblockgewinde 81 sichtbar sind. In jedes der Spannblockgewinde 81 ist je eine Spannschraube 60 eingedreht. Die Spannschrauben 60 durchdringen dabei je eine Spannschraubenöffnung 31, welche in der Druckplatte 30 vorgesehen sind.
  • Die Batteriezellen 2 jedes Parallelstrangs sind somit zwischen den beiden in 5 und in 6 gezeigten, gegenüber liegenden Druckplatten 30 kraftschlüssig fixiert und verspannt. Die von der Federplatte 40 ausgeübte Druckkraft und die von den Spannschrauben 60 ausgeübte Spannkraft wirken dabei beidseitig auf die Batteriezellen 2 des Parallelstrangs ein.
  • Die Anzahl der Parallelstränge sowie die Anzahl der in einem Parallelstrang angeordneten Batteriezellen 2 hängen von der Anzahl der benötigten Batteriezellen 2 und der gewünschten Bauform des Batteriepacks 10 ab. Unabhängig von der Bauform sind immer gleichartige Bauteile verwendbar. Lediglich die Länge der Längsträger 20 ist an die Anzahl der Batteriezellen 2 im Parallelstrang anzupassen.
  • Wird der Längsträger 20 als Strangpressprofil hergestellt, so ist dessen Herstellung zunächst unabhängig von dessen Länge. In der Regel werden Strangpressprofile mit einer Länge von sechs Metern hergestellt. Die benötigte Länge des Längsträges 20 wird dann beispielsweise mittels Sägen erzeugt. Anschließend werden noch die Gewindebohrungen 24 eingebracht. Dies ermöglicht es, verschiedenartige Batteriepacks 10 mit weitgehend gleichen Bauteilen herstellen zu können, wodurch sich die Kosten zusätzlich senken lassen.
  • 7 zeigt eine Draufsicht auf ein Batteriepack 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Dabei ist ein Gehäuse 55 des Batteriepacks 10 nicht dargestellt. Das Batteriepack 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ähnlich aufgebaut wie das Batteriepack 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und umfasst einen Rahmen 100 sowie eine Vielzahl von Batteriezellen 2.
  • Abweichend von dem Batteriepack 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Rahmen 100 des Batteriepacks 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegend nur drei parallel verlaufende Längsträger 20 und zwei Druckplatten 30, welche gegenüberliegend angeordnet sind. Die Längsträger 20 sind ebenfalls mittels in dieser Darstellung nicht sichtbarer Befestigungsschrauben 70 mit den zwei gegenüberliegenden Druckplatten 30 verbunden.
  • Der Rahmen 100 des Batteriepacks 10 steht auf einer Bodenplatte 50 auf, welche rechtwinklig zu den Längsträgern 20 und rechtwinklig zu den Druckplatten 30 verläuft. Die Bodenplatte 50 ist dabei mit den zwei Druckplatten 30 fest verbunden, vorliegend verschweißt. Die Bodenplatte 50 weist mehrere Befestigungsösen 57 auf, welche zur Befestigung des Batteriepacks 10 in einem Fahrzeug dienen.
  • 8 zeigt eine Vorderansicht des Batteriepacks von 7 mit einer der beiden Druckplatten 30. An der Druckplatte 30 sind ebenfalls mehrere Spannschrauben 60 angeordnet, welche eine Spannkraft auf die Batteriezellen 2 des Batteriepacks 10 ausüben. Vorliegend sind dabei jeweils vier Spannschrauben 60 einem Parallelstrang aus mehreren Batteriezellen 2 zugeordnet. Zwischen je zwei Längsträgern sind also vier Spannschrauben 60 angeordnet.
  • 9 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie K-K aus 7. Diese Darstellung entspricht einem Schnitt durch einen Längsträger 20, in dessen Stirnseiten Gewindebohrungen 24 eingebracht sind, welche zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 70 dienen.
  • 10 zeigt eine Draufsicht auf das Batteriepack 10 von 7. Dabei ist auch das Gehäuse 55 des Batteriepacks 10 dargestellt. Das Gehäuse 55 ist topfförmig ausgestaltet und umgibt der Rahmen 100. Das Gehäuse 55 weist mehrere Befestigungsöffnungen 51 auf, durch welche hier nicht dargestellte Schrauben in die Druckplatten 30 eingedreht sind. Das Gehäuse 55 ist somit mit den Druckplatten 30 verbunden.
  • 11 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie J-J aus 10. Die Druckplatten 30 weisen Gewindeöffnungen 37 auf. Hier nicht dargestellte Schrauben durchdringen die Befestigungsöffnungen 51 des Gehäuses 55 und sind in die Gewindeöffnungen 37 der Druckplatten 30 eingedreht. Das Gehäuse 55 ist somit mit den Druckplatten 30 verbunden.
  • Die Batteriezellen 2 des hier dargestellten Parallelstrangs sind zwischen zwei gegenüberliegenden Druckplatten 30 angeordnet. Dabei sind an einer der beiden Druckplatten 30 vier Spannschrauben 60 vorgesehen, wobei in der gezeigten Darstellung nur zwei der besagten vier Spannschrauben 60 sichtbar sind, und an der dieser Druckplatte 30 gegenüberliegenden Druckplatte 30 ist eine Federplatte 40 vorgesehen.
  • In der Druckplatte 30, an welcher die Spannschrauben 60 vorgesehen sind, sind Gewindehülsen 85 angebracht. Die Gewindehülsen 85 umfassen im Inneren je ein Spanngewinde, in welches die Spannschrauben 60 eingedreht sind. Alternativ könnten auch in die Druckplatte 30 Spanngewinde eingebracht sein, in welche die Spannschrauben 60 eingedreht sind.
  • Durch Eindrehen der Spannschrauben 60 erzeugen diese eine Spannkraft auf die Batteriezellen 2. Die Federplatte 40 erzeugt eine Druckkraft auf die Batteriezellen 2. Die Batteriezellen 2 des Parallelstrangs sind somit zwischen den einander gegenüberliegenden Druckplatten 30 eingespannt und kraftschlüssig fixiert.
  • Zwischen der Federplatte 40 und der benachbart gelegenen Batteriezelle 2 ist ferner eine Druckverteilplatte 90 vorgesehen, welche die von der Federplatte 40 ausgeübte Druckkraft gleichmäßig auf eine Oberfläche der Batteriezelle 2 verteilt.
  • Auch zwischen den Spannschrauben 60 und der benachbart gelegenen Batteriezelle 2 ist eine Druckverteilplatte 90 vorgesehen, welche die von der Federplatte 40 ausgeübte Druckkraft gleichmäßig auf eine Oberfläche der Batteriezelle 2 verteilt.
  • 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.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012217451 A1 [0004]
    • DE 102010046529 A1 [0006]
    • DE 102011109213 A1 [0007]
    • DE 102010012998 A1 [0008]
    • DE 102012218162 A1 [0009]
    • DE 102010063057 A1 [0010]
    • DE 102013015786 A1 [0011]
    • DE 102011078983 A1 [0012]

Claims (10)

  1. Batteriepack (10), umfassend einen Rahmen (100) und mehrere Batteriezellen (2), wobei der Rahmen (100) mindestens zwei parallel verlaufende Längsträger (20) und mindestens zwei parallel verlaufende Druckplatten (30) umfasst, und wobei die Längsträger (20) mit den Druckplatten (30) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (100) auf einer Bodenplatte (50) aufsteht, welche rechtwinklig zu den Längsträgern (20) und rechtwinklig zu den Druckplatten (30) verläuft, und welche mit den mindestens zwei Druckplatten (30) verbunden ist.
  2. Batteriepack (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Spannschraube (60) vorgesehen ist, welche eine Spannkraft auf mindestens eine Batteriezelle (2) ausübt, so dass die Batteriezellen (2) zwischen je zwei gegenüberliegenden Druckplatten (30) kraftschlüssig fixiert sind.
  3. Batteriepack (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Druckplatte (30) mindestens ein Spanngewinde aufweist, oder dass in mindestens einer Druckplatte (30) mindestens eine Gewindehülse (85) vorgesehen ist, welche ein Spanngewinde aufweist, und dass die mindestens eine Spannschraube (60) in das Spanngewinde eingedreht ist.
  4. Batteriepack (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Druckplatte (30) ein Spannblock (80) vorgesehen ist, welcher mindestens ein Spannblockgewinde (81) aufweist, in welches die mindestens eine Spannschraube (60) eingedreht ist.
  5. Batteriepack (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mindestens einen Spannschraube (60) und der nächstgelegenen Batteriezelle (2) eine Druckverteilplatte (90) vorgesehen ist.
  6. Batteriepack (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens einer Druckplatte (30) und mindestens einer Batteriezelle (2) eine Federplatte (40) angeordnet ist, welche eine Druckkraft auf die Batteriezelle (2) ausübt.
  7. Batteriepack (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Batteriezellen (2) unmittelbar von zwei Längsträgern (20) umgeben ist.
  8. Batteriepack (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (20) mit den Druckplatten (30) mittels Befestigungsschrauben (70) verbunden sind.
  9. Batteriepack (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (100) von einem topfförmigen Gehäuse (55) umgeben ist, welches mit den mindestens zwei Druckplatten (30) verbunden ist.
  10. Verwendung eines Batteriepacks (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV), in einer stationären Batterie oder in einer Batterie in einer marinen Anwendung.
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