DE102017005400A1 - Energy storage arrangement and motor vehicle - Google Patents

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Jürgen Stegmaier
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Abstract

Energiespeicheranordnung (2) umfassend mehrere Energiespeicherelemente (6), wobei jedes Energiespeicherelement (6) in einem mehreckigen Gehäusebauteil (5, 13), welches das Energiespeicherelement (6) zumindest seitlich einhaust, angeordnet ist, wobei die separaten Gehäusebauteile (5, 13) zur Bildung eines Verbundes (12, 14) untereinander im Bereich (15) aneinander anliegender Bauteilwände (7, 8) über Verbindemittel verbunden sind.Energy storage arrangement (2) comprising a plurality of energy storage elements (6), wherein each energy storage element (6) in a polygonal housing component (5, 13) which einhaust the energy storage element (6) at least laterally disposed, wherein the separate housing components (5, 13) for Forming a composite (12, 14) with each other in the region (15) adjacent to each other component walls (7, 8) are connected via connecting means.

Description

Die Erfindung betrifft eine Energiespeicheranordnung umfassend mehrere Energiespeicherelemente.The invention relates to an energy storage arrangement comprising a plurality of energy storage elements.

In Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb werden häufig Energiespeicherelemente wie Batterien bzw. Akkumulatoren zur Speicherung der für den Antrieb des Fahrzeugs benötigten Energie verwendet. Um die Energiespeicherelemente während des Betriebs des Kraftfahrzeugs oder bei einem Unfall vor Beschädigungen zu schützen, werden diese üblicherweise in einem Gehäuse angeordnet. Zusätzlich zur Wahrung der mechanischen Stabilität einer Energiespeicheranordnung kann das Gehäuse auch einen Schutz der Energiespeicherelemente vor Umwelteinflüssen gewähren. Die Größe eines solchen Gehäuses richtet sich dabei nach der Anzahl der unterzubringenden Energiespeicherelemente sowie nach dem im Fahrzeug zur Verfügung stehenden Einbauraum, weshalb es wünschenswert ist, dass das Gehäuse in verschiedenen Größen ausgeführt werden kann.In vehicles with electric drive energy storage elements such as batteries or accumulators are often used to store the energy required to drive the vehicle. In order to protect the energy storage elements during operation of the motor vehicle or in an accident from damage, they are usually arranged in a housing. In addition to maintaining the mechanical stability of an energy storage arrangement, the housing can also provide protection of the energy storage elements from environmental influences. The size of such a housing depends on the number of energy storage elements to be accommodated and on the installation space available in the vehicle, which is why it is desirable for the housing to be designed in different sizes.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten zur Bildung von Energiespeicheranordnungen in variabler Größe bekannt.Various possibilities for forming energy storage arrangements of variable size are known from the prior art.

So zeigt z. B. die Druckschrift DE 10 2009 035 485 A1 einen Zellenverbund von parallel und/oder seriell miteinander verschaltbaren Einzelzellen, welche über an ihren Gehäuseseiten ausgebildete Pole elektrisch leitend verbunden sind. Jede Zelle ist innerhalb eines seitlich umlaufenden Gehäuserahmens angeordnet, welcher derart ausgebildet ist, dass die einzelnen Zellen mit ihren als Pole ausgebildeten Gehäuseseiten zur elektrischen Kontaktierung untereinander in einer definierten Richtung zu einem Verbund zusammengeschlossen werden können.So z. B. the publication DE 10 2009 035 485 A1 a cell network of parallel and / or serially interconnectable single cells which are electrically connected via formed on their sides of the housing poles. Each cell is arranged within a laterally encircling housing frame, which is designed in such a way that the individual cells, with their housing sides designed as poles, can be connected together in a defined direction to form a bond for making electrical contact with each other.

DE 20 2006 019 128 U1 beschreibt ein Batteriesystem aus mehreren in Reihe geschalteten Batteriezellen, an denen zusätzlich eine Vorrichtung zur Anpassung einer Batteriespannung angeordnet ist, welche in ihrer äußeren Kontur den Batterien des Batteriesystems entspricht. Durch die Vorrichtung wird eine Anhebung oder Absenkung der Batteriespannung vorgenommen, um diese in einem vorgegebenen Bereich zu halten. DE 20 2006 019 128 U1 describes a battery system of a plurality of battery cells connected in series, to which additionally a device for adjusting a battery voltage is arranged, which corresponds in its outer contour to the batteries of the battery system. By the device, an increase or decrease of the battery voltage is made to keep them in a predetermined range.

DE 10 2005 042 169 A1 offenbart Lithiumpolymerbatterien, welche derart gestaltet sind, dass sie über von ihren Polen gebildete Steckverbindungen zu Verbünden zusammengeschlossen werden können. Die einzelnen Batterien können dabei gerade oder mit einem vorgegebenen Krümmungsradius gefertigt sein, so dass Verbünde in verschiedenen Geometrien gebildet werden können. DE 10 2005 042 169 A1 discloses lithium polymer batteries which are designed so that they can be joined together via interconnections formed by their poles to form networks. The individual batteries can be made straight or with a predetermined radius of curvature, so that composites can be formed in different geometries.

In DE 10 2014 209 287 A1 wird ein Energiespeicher beschrieben, welcher eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten und miteinander verschalteten Batteriezellen umfasst, wobei die Batteriezellen zu Zellreihen miteinander verschaltet sind. Die Zellreihen können jeweils mit mindestens einer eine Vorspannung erzeugenden Umreifung versehen sein. Mehrere Zellreihen sind zur Bildung des Energiespeichers mit Hilfe einer gemeinsamen Spannvorrichtung von außen gegeneinander verspannt.In DE 10 2014 209 287 A1 an energy storage device is described, which comprises a plurality of juxtaposed and interconnected battery cells, wherein the battery cells are connected to cell rows with each other. The cell rows may each be provided with at least one strapping generating a bias voltage. Several cell rows are clamped to form the energy storage by means of a common clamping device from the outside against each other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine stabile und größenanpassbare Energiespeicheranordnung aus mehreren Energiespeicherelementen anzugeben.The invention has for its object to provide a stable and size-adjustable energy storage arrangement of a plurality of energy storage elements.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jedes Energiespeicherelement in einem mehreckigen Gehäusebauteil, welches das Energiespeicherelement zumindest seitlich einhaust, angeordnet ist, wobei die separaten Gehäusebauteile zur Bildung eines Verbundes untereinander im Bereich aneinander anliegender Bauteilwände über Verbindemittel verbunden sind.To achieve this object, the invention provides that each energy storage element in a polygonal housing component, which houses the energy storage element at least laterally, is arranged, wherein the separate housing components are interconnected to form a composite with each other in the area abutting component walls via connecting means.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass jedes Energiespeicherelement in einem Gehäusebauteil angeordnet ist, welches durch die seitliche Einhausung des Energiespeicherelements bereits zu deren Schutz vor mechanischen Beschädigungen beiträgt. Durch das Verbinden mehrerer modularer Gehäusebauteile miteinander wird dadurch eine hohe Stabilität der auf diese Weise gebildeten modularen Energiespeicheranordnung erreicht. Abhängig von der benötigten Kapazität der Energiespeicheranordnung sowie des zur Verfügung stehenden Bauraums können auf diese Weise stabile Verbünde in beliebiger und anpassbarer Größe gebildet werden. Neben der Anzahl der in den Gehäusebauteilen des Verbundes angeordneten Energiespeicherelemente kann auch die Form des Verbundes angepasst werden, so dass bei einer gleichen Anzahl von Energiespeicherelementen insbesondere durch die Form des Verbundes eine Anpassung an einen Einbauraum erfolgen kann. Das in einem mehreckigen Gehäusebauteil angeordnete Energiespeicherelement kann direkt an den Bauteilwänden des Gehäusebauteils anliegen oder es kann ein Abstand zwischen den Bauteilwänden und dem Energiespeicherelement vorgesehen sein. Um einen stabilen Halt des Energiespeicherelements im Gehäusebauteil zu ermöglichen kann vorgesehen sein, dass das Energiespeicherelement am Gehäusebauteil befestigt ist. Bei dem Energiespeicherelement kann es sich beispielsweise um eine Batterie oder einen Akkumulator handeln, welche jeweils eine oder mehrere Zellen umfassen können.The advantage of the solution according to the invention is that each energy storage element is arranged in a housing component, which already contributes to the protection against mechanical damage by the lateral enclosure of the energy storage element. By connecting a plurality of modular housing components together high stability of the modular energy storage device formed in this way is achieved. Depending on the required capacity of the energy storage device and the available space can be formed in this way stable networks in any desired and customizable size. In addition to the number of arranged in the housing components of the composite energy storage elements and the shape of the composite can be adjusted so that with an equal number of energy storage elements in particular by the shape of the composite can be made to adapt to an installation space. The arranged in a polygonal housing component energy storage element may lie directly against the component walls of the housing component or it may be provided a distance between the component walls and the energy storage element. In order to enable a stable hold of the energy storage element in the housing component can be provided that the energy storage element is attached to the housing component. The energy storage element may be, for example, a battery or an accumulator, which may each comprise one or more cells.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Gehäusebauteile jeweils rechteckig, trapezförmig, hexagonal oder dreieckig sind. Gehäusebauteile, welche diese Formen aufweisen, können in besonders einfacher Weise zu verschiedenen Geometrien zusammengefügt werden. Es ist dabei sowohl möglich, dass der Verbund aus Gehäuseelementen besteht, welche jeweils eine gleiche Form aufweisen, als auch dass Gehäusebauteile mit verschiedenen Formen in einem Verbund eingesetzt werden, wodurch sich eine große Gestaltungsmöglichkeit für die Form des gesamten modularen Verbundes aus Gehäusebauteilen ergibt. Es ist auch möglich und bevorzugt, dass die Form der Gehäusebauteile mit der Form der in ihnen angeordneten Energiespeicherelemente korrespondiert.According to the invention, it can be provided that the housing components are each rectangular, trapezoidal, hexagonal or triangular. Housing components which have these shapes can be assembled in a particularly simple manner to different geometries. It is both possible that the composite consists of housing elements, which each have a same shape, as well as that housing components are used with different shapes in a composite, resulting in a great design opportunity for the shape of the entire modular composite of housing components. It is also possible and preferred that the shape of the housing components corresponds to the shape of the energy storage elements arranged in them.

Zur Bildung des Verbundes kann vorgesehen sein, dass die Gehäusebauteile untereinander formschlüssig verbunden sind. Eine solche formschlüssige Verbindung kann über die Verbindemittel im Bereich aneinander anliegender Bauteilwände der Gehäusebauteile erzeugt werden.To form the composite can be provided that the housing components are positively connected with each other. Such a positive connection can be generated via the connecting means in the region of abutting component walls of the housing components.

Für die Verbindemittel kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass sie Nut-Feder-Verbindungen, Steck-Rast-Verbindungen, Verschraubungen, Vernietungen, Verklebungen oder Verschweißungen sind. In einem Verbund benachbart angeordnete Gehäusebauteile können beispielsweise jeweils über wenigstens eine korrespondierende Nut-Feder-Verbindung miteinander formschlüssig verbunden sein. Es können auch Steck-Rast-Verbindungen zwischen den Gehäusebauteilen vorgesehen sein, welche eine Verbindung der Gehäusebauteile über eine einrastende Steckverbindung ermöglichen. Eine lösbare Verbindung der Gehäusebauteile untereinander kann auch durch eine Verschraubung der Gehäusebauteile erreicht werden. Je nach Einsatzzweck des Verbundes oder nach der insgesamt zu erreichenden Stabilität des gesamten Verbundes können die Gehäusebauteile auch vernietet, verklebt oder verschweißt werden, weiterhin können auch mehrere verschiedene Verbindemittel innerhalb eines Verbundes eingesetzt werden, wenn dies erforderlich ist.According to the invention, it can be provided for the connecting means that they are tongue and groove connections, plug-and-detent connections, screw connections, riveting, adhesive bonding or welding. In a composite adjacently arranged housing components, for example, each be positively connected to each other via at least one corresponding tongue and groove connection. It can also be provided plug-locking connections between the housing components, which allow a connection of the housing components via a snap-in connector. A detachable connection of the housing components with each other can also be achieved by a screw connection of the housing components. Depending on the intended use of the composite or on the overall stability of the entire composite to be achieved, the housing components can also be riveted, glued or welded; furthermore, a plurality of different connecting means can be used within a composite if this is necessary.

Für die Gehäusebauteile kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass sie aus wenigstens einem Strangpressprofil, insbesondere einem Aluminiumstrangpressprofil, oder aus Kunststoff, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff, gefertigt sind. Die Gehäusebauteile können dabei entweder einteilig, beispielsweise als Stück eines Strangpressprofils oder als einstückiges Kunststoffteil, gefertigt sein oder sie können aus mehreren, beispielsweise jeweils eine Seite des mehreckigen Gehäusebauteils bildenden Segmenten zusammengesetzt sein. Die Segmente können ihrerseits jeweils aus einem Strangpressprofil oder aus Kunststoff gefertigt sein. Durch die Verwendung von Strangpressprofilen aus Metall oder von insbesondere faserverstärktem Kunststoff kann eine bereits große Stabilität eines einzelnen Gehäusebauteils erzielt werden, die im Verbund noch größer wird.According to the invention, it can be provided for the housing components that they are made of at least one extruded profile, in particular an aluminum extruded profile, or of plastic, in particular of fiber-reinforced plastic. The housing components can either be made in one piece, for example as a piece of an extruded profile or as a one-piece plastic part, or they can be composed of several, for example, each one side of the polygonal housing component forming segments. The segments can in turn each be made of an extruded profile or plastic. By using extruded profiles made of metal or fiber-reinforced plastic in particular an already high stability of a single housing component can be achieved, which is even larger in the composite.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Gehäusebauteile jeweils einen Boden aufweisen oder dass der Verbund einen gemeinsamen Boden aufweist, und/oder dass jedes Gehäusebauteil einen separaten Deckel aufweist oder dass der Verbund einen gemeinsamen Deckel aufweist. Es ist somit möglich, dass jedes Gehäusebauteil einen eigenen Boden aufweist, auf dem beispielsweise das von dem Gehäusebauteil eingehauste Energiespeicherelement angeordnet ist. Alternativ dazu ist es möglich, dass der gesamte Verbund aus Gehäusebauteilen einen gemeinsamen, insbesondere einstückig ausgebildeten und mit dem Verbund verbundenen Boden, aufweist. Auch in diesem Fall können die Energiespeicherelemente jeweils innerhalb eines Gehäusebauteils auf dem gemeinsamen Boden des Verbundes angeordnet werden. Um die Gehäusebauteile nach oben hin zu verschließen, kann entweder auf jedem Gehäusebauteil ein separater Deckel angeordnet sein oder es kann auf dem kompletten Verbund ein gemeinsamer, alle Gehäusebauteile abdeckender Deckel angeordnet sein. Der oder die Böden und/oder der oder die Deckel können beispielsweise aus Metallblech oder aus Kunststoff gefertigt sein und beispielsweise durch Verschraubung, Verklebung oder Verschweißung an den Gehäusebauteilen befestigt werden. Bei gleichzeitigem Vorhandensein eines Bodens und eines Deckels werden diese an gegenüberliegenden Seiten des Gehäusebauteils bzw. des Verbundes angeordnet. Das Innere eines Gehäusebauteils ist in diesem Fall seitlich durch die Bauteilwände des Gehäusebauteils begrenzt.A further embodiment of the invention provides that the housing components each have a bottom or that the composite has a common bottom, and / or that each housing component has a separate cover or that the composite has a common cover. It is thus possible for each housing component to have its own bottom, on which, for example, the energy storage element encased in the housing component is arranged. Alternatively, it is possible that the entire composite of housing components has a common, in particular integrally formed and connected to the composite floor. Also in this case, the energy storage elements can each be arranged within a housing component on the common floor of the composite. To close the housing components at the top, a separate cover can either be arranged on each housing component or a common cover covering all housing components can be arranged on the complete assembly. The one or more floors and / or the one or more covers may be made of sheet metal or plastic, for example, and be fastened for example by screwing, gluing or welding to the housing components. In the simultaneous presence of a bottom and a lid these are arranged on opposite sides of the housing component or the composite. The interior of a housing component is bounded laterally by the component walls of the housing component in this case.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Energiespeicheranordnung eine Batteriewanne umfasst, wobei die Batteriewanne einen Bodenabschnitt sowie mehrere Wandabschnitte umfasst und der Verbund auf dem Bodenabschnitt der Batteriewanne angeordnet ist. Der Bodenabschnitt der Batteriewanne bildet dabei bevorzugt eine ebene Fläche, auf der der von den Gehäusebauteilen gebildete Verbund angeordnet werden kann. Der Bodenabschnitt ist dabei seitlich durch zwei oder mehr Wandabschnitte begrenzt, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass der Bodenabschnitt der Batteriewanne an allen Kanten an einen Wandabschnitt anschließt, so dass durch die seitlich umlaufenden Wandabschnitte eine seitlich geschlossene und nach unten hin durch den Bodenabschnitt begrenzte Wanne gebildet wird. Eine Anordnung des Verbundes erfolgt bevorzugt auf dem Bodenabschnitt innerhalb einer auf diese Weise gebildeten Wanne. Dabei kann sowohl ein Verbund mit gemeinsamen Boden als auch ein Verbund mit je einen Boden aufweisenden Gehäusebauteilen oder ein Verbund ohne Boden in der Batteriewanne angeordnet werden.According to the invention, it can be provided that the energy storage arrangement comprises a battery trough, wherein the battery trough comprises a bottom section and a plurality of wall sections, and the composite is arranged on the bottom section of the battery trough. The bottom portion of the battery tray preferably forms a flat surface on which the composite formed by the housing components can be arranged. The bottom section is bounded laterally by two or more wall sections, it being possible in particular for the bottom section of the battery trough to adjoin a wall section at all edges, so that a laterally closed wall and a trough bounded at the bottom by the bottom section are formed by the laterally encircling wall sections is formed. An arrangement of the composite is preferably carried out on the bottom portion within a well formed in this way. In this case, both a composite with a common bottom and a composite with a bottom housing housing components or a composite without bottom in the battery tray can be arranged.

Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die randseitigen Bauteilwände der randseitigen Gehäusebauteile des Verbundes an die Wandabschnitte der Batteriewanne anschießen. Dies ermöglicht insbesondere die Aufnahme von auf die Batteriewanne einwirkenden Kräften durch die Gehäusebauteile bzw. deren Bauteilwände. Durch die Aufnahme der Kräfte durch den Verbund sowie durch die Weiterleitung der Kräfte zwischen den Gehäusebauteilen des Verbundes werden die in den Gehäusebauteilen angeordneten Energiespeicherelemente vor Beschädigungen geschützt. Bei Energiespeicheranordnungen, welche in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, kann dies beispielsweise zum Schutz der Energiespeicherelemente vor Beschädigungen bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges beitragen. Furthermore, it can be provided according to the invention that the edge-side component walls of the edge-side housing components of the composite attach to the wall sections of the battery trough. In particular, this makes it possible to absorb forces acting on the battery pan through the housing components or their component walls. By absorbing the forces through the composite and by forwarding the forces between the housing components of the composite arranged in the housing components energy storage elements are protected from damage. In energy storage arrangements, which are used in a motor vehicle, this can contribute, for example, to protect the energy storage elements from damage in an accident of the motor vehicle.

Um die Batteriewanne nach oben hin zu verschließen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass an der dem Bodenabschnitt gegenüberliegenden Seite der Batteriewanne ein Deckel befestigt ist. Die Befestigung des Deckels kann dabei insbesondere als abnehmbare Befestigung ausgeführt sein, so dass der Deckel entfernt werden kann, um das Innere der Batteriewanne zugänglich zu machen. Ein solcher die Batteriewanne nach oben hin abschließender Deckel kann zusätzlich oder alternativ zu einem gemeinsamen Deckel oder zu separaten Deckeln der Gehäusebauteile vorgesehen sein. Der eine Batteriewanne nach oben hin abschließende Deckel kann beispielsweise aus Metallblech oder aus Kunststoff gefertigt sein.In order to close the battery tray at the top, it can be provided according to the invention that a lid is fastened to the side of the battery tub opposite the bottom portion. The attachment of the lid can be designed in particular as a removable attachment, so that the lid can be removed to make the interior of the battery tray accessible. Such a lid closing off the battery tray can additionally or alternatively be provided to a common cover or separate covers of the housing components. The one battery tray top closing lid can be made for example of sheet metal or plastic.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Batteriewanne mit dem oder den Böden oder dem oder den Deckeln der Gehäusebauteile wenigstens einen Kühlkanal bildet oder dass die Batteriewanne wenigstens einen Kühlkanal aufweist. Der wenigstens eine Kühlkanal kann von einem Kühlmittel durchströmbar sein, so dass insbesondere Wärme, welche in den Energiespeicherelementen beim Betrieb der Energiespeicheranordnung entsteht, abgeführt werden kann. Beispielsweise kann ein Kühlkanal von der Batteriewanne sowie den separaten Böden der Gehäusebauteile oder von der Batteriewanne und einem gemeinsamen Boden eines Verbundes von Gehäusebauteilen begrenzt werden, so dass die Wärme von Energiespeicherelementen, welche auf den Böden oder dem Boden angeordnet und mit diesem thermisch gekoppelt sind, abgeführt werden kann. Insbesondere beim Einsatz von Gehäusebauteilen, welche keinen Boden aufweisen, kann vorgesehen sein, dass die Batteriewanne wenigstens einen Kühlkanal aufweist, wobei der Kühlkanal beispielsweise innerhalb des z. B. doppelwandigen Bodenabschnitts der Batteriewanne verläuft, so dass die Energiespeicherelemente eines auf dem Bodenabschnitt der Batteriewanne angeordneten Verbundes aus Gehäusebauteilen gekühlt werden können.A further embodiment of the invention provides that the battery trough forms at least one cooling channel with the one or more bottoms or the lid or the covers of the housing components or that the battery trough has at least one cooling channel. The at least one cooling channel can be flowed through by a coolant, so that, in particular, heat which arises in the energy storage elements during operation of the energy storage arrangement can be dissipated. For example, a cooling channel can be delimited by the battery trough and the separate bottoms of the housing components or by the battery trough and a common bottom of a composite of housing components, so that the heat of energy storage elements which are arranged on the floors or the ground and thermally coupled thereto, can be dissipated. In particular, when using housing components, which have no bottom, it can be provided that the battery tray has at least one cooling channel, wherein the cooling channel, for example, within the z. B. double-walled bottom portion of the battery tray, so that the energy storage elements of a arranged on the bottom portion of the battery tray composite can be cooled from housing components.

Für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug ist vorgesehen, dass es eine erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung umfasst. Die Energiespeicheranordnung kann in dem Kraftfahrzeug insbesondere zur Speicherung von für einen elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs benötigter Energie dienen. Eine Energiespeicheranordnung, welche einen Kühlkanal aufweist, kann dabei insbesondere an einen Kühlmittelkreislauf des Kraftfahrzeugs angeschlossen sein, um einen Wärmeabtransport aus der Energiespeicheranordnung durch ein im Kühlkreislauf zirkulierendes Kühlmittel zu ermöglichen.For a motor vehicle according to the invention it is provided that it comprises an energy storage arrangement according to the invention. The energy storage arrangement can serve in the motor vehicle in particular for the storage of energy required for an electric drive of the motor vehicle. An energy storage arrangement, which has a cooling channel, may in particular be connected to a coolant circuit of the motor vehicle in order to enable heat removal from the energy storage arrangement by means of a coolant circulating in the cooling circuit.

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

  • 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Gehäusebauteils,
  • 3 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung,
  • 4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung,
  • 5 eine geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung, sowie
  • 6 eine geschnittene Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung.
Further advantages and details of the invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the drawings. Showing:
  • 1 a side view of a motor vehicle according to the invention,
  • 2 a perspective view of an embodiment of a housing component,
  • 3 a perspective view of an embodiment of an energy storage device according to the invention,
  • 4 a perspective view of another embodiment of an energy storage device according to the invention,
  • 5 a sectional side view of an embodiment of an energy storage device according to the invention, as well as
  • 6 a sectional side view of another embodiment of an energy storage device according to the invention.

Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 weist eine Energiespeicheranordnung 2 auf, welche über elektrische Verbindungsmittel 3 mit einem als Elektromotor ausgeführten Antriebsmotor 4 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden ist. Die Energiespeicheranordnung 2 umfasst dabei mehrere Energiespeicherelemente (nicht dargestellt), welche Energie zum Betrieb des Antriebsmotors 4 speichern.This in 1 illustrated motor vehicle 1 has an energy storage arrangement 2 on which via electrical connection means 3 with a drive motor designed as an electric motor 4 of the motor vehicle 1 connected is. The energy storage arrangement 2 includes several energy storage elements (not shown), which energy to operate the drive motor 4 to save.

In 2 ist ein Gehäusebauteil 5 dargestellt, welches ein Energiespeicherelement 6 seitlich einhaust. Das Gehäusebauteil umfasst vier Bauteilwände 7, 8, wobei die Bauteilwände 7 jeweils eine Nut 9 und die Bauteilwände 8 jeweils eine Feder 10 aufweisen. Die Bauteilwände 7, 8 können beispielsweise als Strangpressprofil aus Metall gefertigt sein oder aus Kunststoff, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff, bestehen und aneinander zur Bildung des Gehäusebauteils 5 befestigt werden, beispielsweise durch Verklebung oder Verschweißung. Alternativ dazu ist das Gehäusebauteil 5 in diesem Ausführungsbeispiel einstückig als Strangpressprofil oder aus Kunststoff gefertigt. Das Gehäusebauteil 5 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen separaten Boden 11 auf, welcher von unten an die Bauteilwände 7, 8 anschließt. Das Energiespeicherelement 6 ist auf dem Boden 11 angeordnet.In 2 is a housing component 5 shown, which is an energy storage element 6 einhaust laterally. The housing component comprises four component walls 7 . 8th , wherein the component walls 7 one groove each 9 and the component walls 8th one spring each 10 exhibit. The component walls 7 . 8th For example, can be made of metal as an extruded profile or made of plastic, in particular of fiber-reinforced plastic, and together to form the housing component 5 be attached, for example by gluing or welding. Alternatively, the housing component 5 manufactured in this embodiment in one piece as an extruded profile or plastic. The housing component 5 has in this embodiment, a separate floor 11 on which from below to the component walls 7 . 8th followed. The energy storage element 6 is on the ground 11 arranged.

In 3 ist eine Energiespeicheranordnung 2 umfassend einen Verbund 12 aus mehreren Gehäusebauteilen 5 dargestellt. Aufgrund der rechteckigen Form der einzelnen Gehäusebauteile 5 können diese z. B. zu einem ebenfalls rechteckigen Verbund 12 verbunden werden. Die Verbindung der einzelnen Gehäusebauteile 5 erfolgt dabei durch eine von den Nuten 9 und den in die Nuten 9 eingeschobenen Federn 10 erzeugte formschlüssige Verbindung im Bereich aneinander anliegender Bauteilwände 7, 8 der einzelnen Gehäusebauteile 5. Abhängig von der Anzahl der verwendeten Gehäusebauteile 5 können Verbünde 12 in beliebiger Größe erzeugt werden, deren Form abhängig von der Anordnung der einzelnen Gehäusebauteile 5 innerhalb des Verbundes 12 anpassbar ist. Jedes der Gehäusebauteile 5 weist einen separaten Boden 11 auf, wodurch der gesamte Verbund 12 nach unten hin durch die Böden 11 begrenzt ist. In jedem der Gehäusebauteile 5 ist ein Energiespeicherelement 6 angeordnet. Die Energiespeicherelemente 6 können über zusätzliche elektrische Verbindemittel (hier nicht dargestellt) miteinander verschaltet und an externe Komponenten, beispielsweise an den Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs, angeschlossen werden.In 3 is an energy storage device 2 comprising a composite 12 from several housing components 5 shown. Due to the rectangular shape of the individual housing components 5 can these z. B. to a likewise rectangular composite 12 get connected. The connection of the individual housing components 5 takes place through one of the grooves 9 and into the grooves 9 inserted springs 10 generated positive connection in the region of adjoining component walls 7 . 8th the individual housing components 5 , Depending on the number of housing components used 5 can associations 12 be produced in any size, the shape of which depends on the arrangement of the individual housing components 5 within the network 12 is customizable. Each of the housing components 5 has a separate floor 11 on, causing the entire composite 12 down through the floors 11 is limited. In each of the housing components 5 is an energy storage element 6 arranged. The energy storage elements 6 can be interconnected via additional electrical connection means (not shown here) and connected to external components, for example to the drive motor of a motor vehicle.

In 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Energiespeicheranordnung 2 mit einem mehrere Gehäusebauteile 13 umfassenden Verbund 14 dargestellt. Die Gehäusebauteile 13 weisen in diesem Beispiel eine sechseckige Form auf und sind im Bereich 15 aneinander anliegender Bauteilwände über Verbindemittel verbunden. Als Verbindemittel kann in diesem Beispiel eine Verschweißung, eine Verklebung, eine Verschraubung oder eine Vernietung der jeweiligen Gehäusebauteile 13 vorgesehen sein. Die Gehäusebauteile 13 umschließen jeweils seitlich mit ihren Bauteilwänden 16 ein Energiespeicherelement 17. Die sechseckige Form der Gehäusebauteile 13 korrespondiert in diesem Ausführungsbeispiel mit der sechseckigen Form der Energiespeicherelemente 17. Durch Hinzufügen weiterer Gehäusebauteile 13 kann der Verbund 14 beliebig vergrößert werden. Abhängig davon, an welcher Stelle die zusätzlichen Gehäusebauteile 13 jeweils angeordnet werden, kann die Form des Verbundes 14 gestaltet werden. Zusätzlich zu Gehäusebauteilen 13 mit sechseckigem Querschnitt können auch anders geformte Gehäusebauteile, beispielsweise dreieckige Gehäusebauteile, ergänzt werden, um beispielsweise einen Verbund 14 mit insgesamt rechteckiger Grundfläche zu erhalten.In 4 is an alternative embodiment of an energy storage device 2 with a multiple housing components 13 comprehensive network 14 shown. The housing components 13 have a hexagonal shape in this example and are in the range 15 connected to each other component walls connected via connecting means. As a connecting means in this example, a welding, bonding, screwing or riveting of the respective housing components 13 be provided. The housing components 13 enclose each side with their component walls 16 an energy storage element 17 , The hexagonal shape of the housing components 13 corresponds in this embodiment, with the hexagonal shape of the energy storage elements 17 , By adding additional housing components 13 can the composite 14 be increased arbitrarily. Depending on where the additional housing components 13 each can be arranged, the shape of the composite 14 be designed. In addition to housing components 13 with hexagonal cross-section also differently shaped housing components, such as triangular housing components, can be supplemented, for example, a composite 14 to get with a total rectangular area.

In 5 ist ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Energiespeicheranordnung 2 dargestellt, bei welcher ein Verbund 12 aus Gehäusebauteilen 5 auf einem Bodenabschnitt 18 einer Batteriewanne 19 angeordnet ist. Der Verbund 12 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen gemeinsamen Boden 20 auf, welcher an die Unterseite aller Gehäusebauteile 5 des Verbundes 12 anschließt. Die randseitigen Bauteilwände 21 der randseitigen Gehäusebauteile 5 schließen direkt an Wandabschnitte 22 der Batteriewanne 19 an. Zwischen dem gemeinsamen Boden 20 und dem Bodenabschnitt 18 der Batteriewanne 19 sind Kühlkanäle 23 ausgebildet, welche von einem Kühlmittel durchströmbar sind. Bei dem Kühlmittel kann es sich beispielsweise um eine Kühlflüssigkeit handeln. Durch eine Zirkulation des Kühlmittels kann von den Energiespeicherelementen 6 ausgehende Wärme über den Gehäuseboden 20 an das in den Kühlkanälen 23 zirkulierende Kühlmittel abgegeben werden. Die auf dem Boden 20 angeordneten Energiespeicherelemente 6 sind dazu mit dem Boden 20 thermisch gekoppelt, um einen möglichst geringen Wärmeübergangswiderstand zu erreichen. Der Verbund 12 der Gehäusebauteile 5 weist einen gemeinsamen Deckel 24 auf, welcher die Gehäusebauteile 5 des Verbundes 12 nach oben hin verschließt. Eine Befestigung des Deckels 24 an den Gehäusebauteilen 5 kann dabei beispielsweise durch eine Verschraubung erfolgen, wodurch ein Abnehmen des Deckels 24 zum Zugänglichmachen der Gehäusebauteile 5 bzw. der Energiespeicherelemente 6 ermöglicht wird. Der Deckel 24 kann beispielsweise aus Metallblech oder aus Kunststoff gefertigt sein. Der Boden 20 sowie die Batteriewanne 19 können beispielsweise aus Metallblech gefertigt sein, wobei insbesondere für den Boden 20 ein Metallblech mit einer guten Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kupferblech, verwendet werden kann.In 5 is a section through an embodiment of an energy storage device 2 represented in which a composite 12 from housing components 5 on a floor section 18 a battery tray 19 is arranged. The composite 12 has a common floor in this embodiment 20 on which to the bottom of all housing components 5 of the network 12 followed. The edge-side component walls 21 the peripheral housing components 5 connect directly to wall sections 22 the battery pan 19 at. Between the common ground 20 and the bottom section 18 the battery pan 19 are cooling channels 23 formed, which can be flowed through by a coolant. The coolant may be, for example, a cooling fluid. By a circulation of the coolant can from the energy storage elements 6 outgoing heat through the case back 20 to the in the cooling channels 23 circulating coolant are discharged. The on the floor 20 arranged energy storage elements 6 are to the ground 20 thermally coupled to achieve the lowest possible heat transfer resistance. The composite 12 the housing components 5 has a common lid 24 on which the housing components 5 of the network 12 closes upwards. An attachment of the lid 24 on the housing components 5 can be done for example by a screw, whereby a removal of the lid 24 for accessing the housing components 5 or the energy storage elements 6 is possible. The lid 24 can be made of sheet metal or plastic, for example. The floor 20 as well as the battery tray 19 For example, can be made of sheet metal, in particular for the ground 20 a metal sheet with a good thermal conductivity, such as copper sheet, can be used.

In 6 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Energiespeicheranordnung 2 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Verbund 12 der Gehäusebauteile 5 keinen Boden auf, so dass die Gehäusebauteile 5 sowie die von ihnen eingehausten Energiespeicherelemente 6 direkt auf dem Bodenabschnitt 18 der Batteriewanne 19 angeordnet sind. Die Energiespeicherelemente 6 sind dabei mit dem Bodenabschnitt 18 der Batteriewanne 19 thermisch gekoppelt. Über in dem Bodenabschnitt 18 vorgesehene Kühlkanäle 25 kann eine Kühlung der Energiespeicherelemente 6 erreicht werden. Um die Energiespeicheranordnung 2 nach oben hin zu verschließen, weisen die einzelnen Gehäusebauteile 5 jeweils einen separaten Deckel 26 auf. Zusätzlich dazu ist die Batteriewanne 19 nach oben hin durch einen Deckel 27 verschlossen. Die Deckel 26 und 27 sind bevorzugt abnehmbar befestigt. Die Deckel 26, 27 können beispielsweise aus Metallblech oder aus Kunststoff gefertigt sein.In 6 is an alternative embodiment of an energy storage device 2 shown. In this embodiment, the composite 12 the housing components 5 no floor on, leaving the housing components 5 as well as their energy storage elements 6 directly on the bottom section 18 the battery pan 19 are arranged. The energy storage elements 6 are with the bottom section 18 the battery pan 19 thermally coupled. Over in the bottom section 18 provided cooling channels 25 can be a cooling of the energy storage elements 6 be achieved. To the energy storage device 2 To close at the top, have the individual housing components 5 each with a separate lid 26 on. In addition to this is the battery tray 19 upwards through a lid 27 locked. The lids 26 and 27 are preferably removably attached. The lids 26 . 27 may be made of sheet metal or plastic, for example.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (11)

Energiespeicheranordnung (2) umfassend mehrere Energiespeicherelemente (6), dadurch gekennzeichnet, dass jedes Energiespeicherelement (6) in einem mehreckigen Gehäusebauteil (5, 13), welches das Energiespeicherelement (6) zumindest seitlich einhaust, angeordnet ist, wobei die separaten Gehäusebauteile (5, 13) zur Bildung eines Verbundes (12, 14) untereinander im Bereich (15) aneinander anliegender Bauteilwände (7, 8) über Verbindemittel verbunden sind.Energy storage arrangement (2) comprising a plurality of energy storage elements (6), characterized in that each energy storage element (6) in a polygonal housing component (5, 13) which houses the energy storage element (6) at least laterally disposed, wherein the separate housing components (5, 13) for forming a composite (12, 14) with each other in the region (15) adjacent to each other component walls (7, 8) are connected via connecting means. Energiespeicheranordnung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusebauteile (5, 13) jeweils rechteckig, trapezförmig, hexagonal oder dreieckig sind.Energy storage arrangement (2) according to Claim 1 , characterized in that the housing components (5, 13) are each rectangular, trapezoidal, hexagonal or triangular. Energiespeicheranordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusebauteile (5, 13) untereinander formschlüssig verbunden sind.Energy storage arrangement (2) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the housing components (5, 13) are positively connected with each other. Energiespeicheranordnung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindemittel Nut-Feder-Verbindungen, Steck-Rast-Verbindungen, Verschraubungen, Vernietungen, Verklebungen oder Verschweißungen sind.Energy storage arrangement (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting means tongue and groove connections, plug-and-detent connections, fittings, riveting, gluing or welding are. Energiespeicheranordnung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäusebauteil (5, 13) aus wenigstens einem Strangpressprofil, insbesondere einem Aluminiumstrangpressprofil, oder aus Kunststoff, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff, gefertigt ist.Energy storage arrangement (2) according to one of the preceding claims, characterized in that a housing component (5, 13) of at least one extruded profile, in particular an extruded aluminum profile, or plastic, in particular made of fiber-reinforced plastic, is made. Energiespeicheranordnung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusebauteile (5, 13) jeweils einen Boden (11) aufweisen oder dass der Verbund (12, 14) einen gemeinsamen Boden (20) aufweist und/oder dass jedes Gehäusebauteil (5, 13) einen separaten Deckel (26) aufweist oder dass der Verbund (12, 14) einen gemeinsamen Deckel (24) aufweist.Energy storage arrangement (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing components (5, 13) each have a bottom (11) or that the composite (12, 14) has a common bottom (20) and / or that each housing component (5, 13) has a separate cover (26) or that the composite (12, 14) has a common cover (24). Energiespeicheranordnung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicheranordnung (2) eine Batteriewanne (19) umfasst, wobei die Batteriewanne (19) einen Bodenabschnitt (18) sowie mehrere Wandabschnitte (22) umfasst und der Verbund (12, 14) auf dem Bodenabschnitt (18) der Batteriewanne (19) angeordnet ist.Energy storage arrangement (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the energy storage arrangement (2) comprises a battery trough (19), wherein the battery trough (19) comprises a bottom section (18) and a plurality of wall sections (22) and the composite (12, 14) is arranged on the bottom portion (18) of the battery trough (19). Energiespeicheranordnung (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die randseitigen Bauteilwände (21) der randseitigen Gehäusebauteile (5, 13) des Verbundes (12, 14) an die Wandabschnitte (22) der Batteriewanne (19) anschließen.Energy storage arrangement (2) according to Claim 7 , characterized in that the edge-side component walls (21) of the peripheral housing components (5, 13) of the composite (12, 14) to the wall sections (22) of the battery tray (19). Energiespeicheranordnung (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Bodenabschnitt (18) gegenüberliegenden Seite der Batteriewanne (19) ein Deckel (27) befestigt ist.Energy storage arrangement (2) according to Claim 7 or 8th , characterized in that on the said bottom portion (18) opposite side of the battery trough (19) a lid (27) is fixed. Energiespeicheranordnung(2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriewanne (19) mit dem oder den Böden (11, 20) oder dem oder den Deckeln (24, 26) der Gehäusebauteile wenigstens einen Kühlkanal (23) bildet oder dass die Batteriewanne (19) wenigstens einen Kühlkanal (25) aufweist.Energy storage arrangement (2) according to one of Claims 7 to 9 , characterized in that the battery trough (19) with the one or more bottoms (11, 20) or the covers (24, 26) of the housing components at least one cooling channel (23) or that the battery trough (19) at least one cooling channel ( 25). Kraftfahrzeug (1) umfassend eine Energiespeicheranordnung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche.Motor vehicle (1) comprising an energy storage arrangement (2) according to one of the preceding claims.
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