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Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher, mit wenigstens einer prismatischen ersten Batteriezelle und wenigstens einer mit der ersten Batteriezelle elektrisch in Reihe geschalteten prismatischen zweiten Batteriezelle, wobei jede der Batteriezellen jeweils ein Batteriezellengehäuse sowie einen ersten elektrischen Pol und einen zweiten elektrischen Pol aufweist.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 10 2014 217 119 A1 bekannt. Diese beschreibt einen Zellenträger zum Aufnehmen einer Vielzahl von Batteriezellen. Der Zellenträger weist eine Vielzahl von Aussparungen auf, die in einem ebenen Körper voneinander beabstandet ausgebildet sind, zur Aufnahme jeweils einer Batteriezelle der Vielzahl von Batteriezellen. Der Zellenträger ist dabei derart ausgebildet, dass die Batteriezellen der Vielzahl von Batteriezellen voneinander elektrisch isoliert werden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Energiespeicher vorzuschlagen, welcher gegenüber bekannten Energiespeichern Vorteile aufweist, insbesondere eine platzsparende Konnektierung der Batteriezellen ermöglicht und thermisch besonders vorteilhaft ist.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einem Energiespeicher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass zwischen der ersten Batteriezelle und der zweiten Batteriezelle ein die Batteriezellen unter Ausbildung wenigstens eines Luftspalts voneinander beabstandender Abstandshalter angeordnet ist, der einen elektrisch leitenden Kontaktbereich aufweist, über den ein mit dem zweiten elektrischen Pol elektrisch verbundener Anschlussbereich des Batteriezellengehäuses der ersten Batteriezelle mit dem ersten elektrischen Pol der zweiten Batteriezelle zur Reihenschaltung elektrisch verbunden ist.
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Der Energiespeicher dient der Zwischenspeicherung von elektrischer Energie. Hierzu verfügt er über die erste Batteriezelle und die zweite Batteriezelle, welche elektrisch in Reihe geschaltet sind. Beispielsweise ist der Energiespeicher Bestandteil eines Kraftfahrzeugs. In diesem Fall dient er vorzugsweise zum Bereitstellen von elektrischer Energie zum Betreiben einer elektrischen Maschine, insbesondere einer Traktionsmaschine des Kraftfahrzeugs. Die Traktionsmaschine wiederum dient zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments.
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Der Energiespeicher kann grundsätzlich über eine beliebige Anzahl an Batteriezellen verfügen, nämlich genau eine erste Batteriezelle und genau eine zweite Batteriezelle oder mindestens eine erste Batteriezelle und mindestens eine zweite Batteriezelle. Das bedeutet, dass schlussendlich mehrere erste Batteriezellen und/oder mehrere zweite Batteriezellen vorliegen können. Insoweit im Rahmen dieser Beschreibung lediglich auf die erste Batteriezelle und die zweite Batteriezelle eingegangen wird, so sind die Ausführungen stets auf alle ersten Batteriezellen beziehungsweise alle zweiten Batteriezellen übertragbar.
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Jede der Batteriezellen verfügt über ein separates Batteriezellengehäuse sowie über den ersten elektrischen Pol und den zweiten elektrischen Pol. Der erste elektrische Pol liegt beispielsweise in Form eines Minuspols und der zweite Pol in Form eines Pluspols vor. Die Batteriezellen, also sowohl die erste Batteriezelle als auch die zweite Batteriezelle, sind prismatisch. Darunter ist zu verstehen, dass die Batteriezellengehäuse der Batteriezellen quaderförmig oder zumindest im Wesentlichen quaderförmig sind. Insoweit sind die prismatischen Batteriezellen zu unterscheiden von Rundzellen, welche im Wesentlichen zylinderförmig sind.
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Je mehr Batteriezellen der Energiespeicher aufweist und je höher deren Packungsdichte ist, umso stärker ausgeprägt ist eine während des Betriebs des Energiespeichers auftretende Wärmeentwicklung. Die in dem Energiespeicher während seines Betriebs anfallende Wärme bewirkt eine Temperaturerhöhung. Um die Temperatur kleiner oder gleich einer Betriebstemperatur des Energiespeichers zu halten, ist es daher notwendig, die Wärme in ausreichendem Maß abzuführen. Hierzu dient der zwischen der ersten Batteriezelle und der zweiten Batteriezelle angeordnete Abstandshalter. Dieser beabstandet die beiden Batteriezellen derart voneinander, dass zwischen ihnen der Luftspalt vorliegt. Durch diesen Luftspalt kann ein Fluid, insbesondere Luft, strömen und so für eine Abfuhr der anfallenden Wärme sorgen.
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Weiterhin wird über den Abstandshalter eine elektrische Konnektierung beziehungsweise Kontaktierung der beiden Batteriezellen, nämlich deren elektrische Reihenschaltung, sichergestellt. Hierzu ist der Abstandshalter mit dem zweiten elektrischen Pol der ersten Batteriezelle einerseits und mit dem ersten elektrischen Pol der zweiten Batteriezelle andererseits elektrisch verbunden, nämlich derart, dass der zweite elektrische Pol der ersten Batteriezelle mit dem ersten elektrischen Pol der zweiten Batteriezelle über den Abstandshalter elektrisch miteinander verbunden sind. Hierdurch wird zum einen eine sehr einfache Montage des Energiespeichers realisiert. Zum anderen sind keine (zusätzlichen) elektrischen Verbindungselemente notwendig, um die beiden Batteriezellen zur Reihenschaltung elektrisch miteinander zu verbinden, sodass schlussendlich keine Versperrung des Luftspalts auftritt und mithin ein effektives Abführen der anfallenden Wärme sichergestellt ist.
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Um die Kontaktierung der Batteriezellen mittels des Abstandshalters weiter zu vereinfachen, weist das Batteriezellengehäuse der ersten Batteriezelle den Anschlussbereich auf, der mit dem zweiten elektrischen Pol der ersten Batteriezelle elektrisch verbunden ist. Das bedeutet, dass ein Teil des Batteriezellengehäuses, nämlich der Anschlussbereich, als Stromanschluss der ersten Batteriezelle dient. Der erste elektrische Pol ist von dem zweiten elektrischen Pol und mithin dem Anschlussbereich elektrisch isoliert an dem Batteriezellengehäuse ausgebildet.
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Nach einem Zusammenführen der Batteriezellen und dem Abstandshalter liegt der Kontaktbereich des Abstandshalters einerseits an dem Batteriezellengehäuse, nämlich insbesondere an dem Anschlussbereich elektrisch leitend an, sodass der Kontaktbereich mit dem Anschlussbereich in elektrischer Verbindung steht. Gleichzeitig liegt der Kontaktbereich elektrisch leitend an dem ersten elektrischen Pol der zweiten Batteriezelle an, sodass der Kontaktbereich zugleich mit dem ersten elektrischen Pol der zweiten Batteriezelle elektrisch verbunden ist. Diese Ausgestaltung unter Verwendung des Abstandshalters ermöglicht eine kompakte Ausgestaltung des Energiespeichers und zudem die vorstehend bereits erwähnte einfache und rasche Montage.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein mit dem ersten elektrischen Pol elektrisch verbundener erster Stromanschluss an einer Deckenplatte des jeweiligen Batteriezellengehäuses angeordnet ist und der Anschlussbereich zumindest eine Bodenplatte des Batteriezellengehäuses umfasst. Die Deckenplatte und die Bodenplatte begrenzen das Batteriezellengehäuse auf gegenüberliegenden Seiten, nämlich vorzugsweise bei bestimmungsgemäßer Anordnung der jeweiligen Batteriezelle die Deckenplatte nach oben und die Bodenplatte nach unten. Die Deckenplatte und die Bodenplatte werden beispielsweise von einem Gehäusemantel des Batteriezellengehäuses miteinander verbunden.
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Besonders bevorzugt sind die Deckenplatte und die Bodenplatte parallel beabstandet zueinander angeordnet. Sie liegen also jeweils zumindest bereichsweise oder sogar vollständig in zwei gedachten Ebenen vor, welche zueinander parallel angeordnet sind. An der Deckenplatte ist der erste Stromanschluss angeordnet beziehungsweise ausgebildet. Beispielsweise steht der erste Stromanschluss in die von der Bodenplatte abgewandte Richtung über die Deckenplatte über. Hierbei ist der erste Stromanschluss quaderförmig oder zumindest nahezu quaderförmig ausgebildet und weist eine der Bodenplatte abgewandte Kontaktfläche auf, welche vorzugsweise vollständig plan ist. Ein derartiger erster Stromanschluss ist sowohl an der ersten Batteriezelle als auch an der zweiten Batteriezelle beziehungsweise dem jeweiligen Batteriezellengehäuse ausgebildet.
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Der Anschlussbereich des jeweiligen Batteriezellengehäuses, welcher mit dem zweiten elektrischen Pol der jeweiligen Batteriezelle verbunden ist, bildet bevorzugt wenigstens einen Teil der Bodenplatte oder die gesamte Bodenplatte. Mit einer derartigen Anordnung des ersten Stromanschlusses und des Anschlussbereichs ist eine besonders einfache Kontaktierung der Batteriezellen mittels des Abstandshalters möglich. Hierzu wird die erste Batteriezelle oberhalb des Abstandshalters und die zweite Batteriezelle unterhalb des Abstandshalters angeordnet, nämlich derart, dass beide Batteriezellen jeweils an dem Abstandshalter anliegen und zwar auf gegenüberliegenden Seiten des Abstandshalters. Die erste Batteriezelle stützt sich insoweit über den Abstandshalter an der zweiten Batteriezelle ab.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass an der Deckenplatte ein mit dem zweiten elektrischen Pol verbundener zweiter Stromanschluss angeordnet ist. Der zweite Stromanschluss ist bevorzugt ebenfalls an sowohl der ersten Batteriezelle als auch der zweiten Batteriezelle ausgebildet. Der zweite Stromanschluss ist besonders bevorzugt analog beziehungsweise identisch zu dem ersten Stromanschluss ausgebildet, sodass insoweit auf die entsprechenden Ausführungen hingewiesen wird, welche zur Weiterbildung des zweiten Stromanschlusses herangezogen werden können.
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Der zweite Stromanschluss ist beabstandet von dem ersten Stromanschluss an der Deckenplatte ausgebildet. Insoweit liegen an jedem der Batteriezellengehäuse der ersten Batteriezelle und der zweiten Batteriezelle sowohl der erste Stromanschluss als auch der zweite Stromanschluss, jeweils an der Deckenplatte, vor. Der zweite Stromanschluss ist elektrisch mit dem zweiten elektrischen Pol verbunden. Dieser ist gleichzeitig mit dem Anschlussbereich des Batteriezellengehäuses elektrisch verbunden. Wird die elektrische Kontaktierung der beiden Batteriezellen mithilfe des Abstandshalters gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung realisiert, ist der zweite Stromanschluss nicht unbedingt notwendig.
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Das Realisieren sowohl des ersten Stromanschlusses als auch des zweiten Stromanschlusses hat jedoch den Vorteil, dass handelsübliche Batteriezellen zur Herstellung des Energiespeichers verwendet werden können, sodass schlussendlich eine äußerst kosteneffektive Herstellung des Energiespeichers möglich ist. Zudem hat das Vorliegen des zweiten Stromanschlusses den Vorteil, dass sich der Abstandshalter an ihm abstützen kann, sodass eine stabile Konstruktion des Energiespeichers vorliegt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Abstandshalter eine Aufnahmewanne für die erste Batteriezelle aufweist und ein die Aufnahmewanne mit ausbildender Randsteg das Batteriezellengehäuse der ersten Batteriezelle zumindest auf gegenüberliegenden Seiten, insbesondere durchgehend, einfasst. Die Aufnahmewanne wird beispielsweise von einer Grundplatte zusammen mit dem Randsteg ausgebildet, wobei der Randsteg von der Grundplatte ausgeht. Der Randsteg schließt zusammen mit der Grundplatte eine in dem Abstandshalter vorliegende Vertiefung ein, nämlich die Grundplatte in Richtung der zweiten Batteriezelle und der Randsteg in hierzu senkrechter Richtung nach außen.
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Der Randsteg weist auf seiner der Grundplatte abgewandten Seite eine freie Kante auf. Der Randsteg dient dem Abstützen der ersten Batteriezelle beziehungsweise seinem Halten in der Aufnahmewand. Zu diesem Zweck ist der Randsteg auf zwei gegenüberliegenden Seiten der ersten Batteriezelle ausgebildet, nämlich derart, dass er an der ersten Batteriezelle anliegt. Besonders bevorzugt ist der Randsteg durchgehend ausgebildet, umgreift also die erste Batteriezelle in einer gedachten Ebene vollständig, wobei die Ebene bevorzugt parallel zu der Grundplatte vorliegt. Hierbei liegt er weiter bevorzugt durchgehend an der ersten Batteriezelle an, sodass die erste Batteriezelle zuverlässig an beziehungsweise in dem Abstandshalter gehalten ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Randsteg von einer die Aufnahmewanne mit ausbildenden Grundplatte ausgeht, auf der sich die erste Batteriezelle abstützt. Auf das Vorliegen der Grundplatte sowie die Ausgestaltung der Aufnahmewanne wurde vorstehend bereits eingegangen. Besonders bevorzugt sind die Grundplatte und der Randsteg einstückig und/oder materialeinheitlich ausgestaltet. Nach Anordnung der ersten Batteriezelle an beziehungsweise auf dem Abstandshalter steht die erste Batteriezelle auf der Grundplatte, insbesondere mit ihrem Anschlussbereich. Entsprechend ist bevorzugt derjenige Bereich des Abstandshalters, an welchem der Anschlussbereich des Batteriezellengehäuses der ersten Batteriezelle anliegt, als Kontaktbereich ausgestaltet. Die Realisierung der Aufnahmewanne mit Randsteg und Grundplatte ermöglicht eine zuverlässige elektrische Kontaktierung der ersten Batteriezelle durch den Kontaktbereich.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass von der Grundplatte ein erster Stützsteg und ein zweiter Stützsteg ausgehen, die sich auf der zweiten Batteriezelle abstützen, insbesondere auf der Deckenplatte der zweiten Batteriezelle. Die beiden Stützstege sind beabstandet voneinander an dem Abstandshalter ausgebildet und erstrecken sich ausgehend von der Grundplatte in Richtung der zweiten Batteriezelle. Besonders bevorzugt sind der erste Stützsteg und der zweite Stützsteg parallel zueinander angeordnet beziehungsweise ausgerichtet. Weiter bevorzugt stehen der erste Stützsteg und der zweite Stützsteg senkrecht auf der Grundplatte. Hierdurch wird ein besonders stabiler Sitz des Abstandshalters auf der zweiten Batteriezelle realisiert.
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Die Stützstege, also sowohl der erste Stützsteg als auch der zweite Stützsteg, weisen auf ihrer der zweiten Batteriezelle zugewandten Seite jeweils eine Stützfläche auf, welche vorzugsweise eben ist. Die Stützfläche liegt insbesondere an einem jeweiligen freien Ende der Stützstege vor, welches auf Seiten der zweiten Batteriezelle vorliegt. Die beiden Stützstege ermöglichen ein verkippsicheres Anordnen des Abstandshalters an beziehungsweise auf der zweiten Batteriezelle, insbesondere auch dann, wenn die erste Batteriezelle sich an dem Abstandshalter und mithin an der zweiten Batteriezelle abstützt.
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Eine bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Randsteg und/oder die Grundplatte und/oder wenigstens einer der Stützstege zumindest bereichsweise den Kontaktbereich ausbilden. Der Kontaktbereich stellt die zuverlässige elektrische Kontaktierung des Anschlussbereichs der ersten Batteriezelle sicher. Der Kontaktbereich kann hierzu grundsätzlich beliebig an dem Abstandshalter vorliegen beziehungsweise beliebige Bereiche des Abstandshalters darstellen. So kann der Kontaktbereich insbesondere als Teil des Randstegs und/oder der Grundplatte und/oder des Stützstegs beziehungsweise der Stützstege vorliegen. Beispielsweise wird der Kontaktbereich von einem Teil des Randstegs, einem Teil der Grundplatte und einem Teil von einem der Stützstege dargestellt.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Abstandshalter den Kontaktbereich und eine mit dem Kontaktbereich verbundenen Isolationsbereich aufweist, wobei der Kontaktbereich aus einem elektrisch leitenden Material und der Isolationsbereich aus elektrisch isolierendem Material besteht. Der Abstandshalter besteht also schlussendlich aus zwei unterschiedlichen Materialien, nämlich dem elektrisch leitenden Material und dem elektrisch isolierenden Material. Unter dem elektrisch leitenden Material und dem elektrisch isolierenden Material sind Materialien zu verstehen, welche unterschiedliche elektrische Leitfähigkeiten aufweisen, wobei die elektrische Leitfähigkeit des elektrisch isolierenden Materials schlechter beziehungsweise niedriger ist als die elektrische Leitfähigkeit des elektrisch leitenden Materials.
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Bevorzugt ist das elektrisch leitende Material derart gewählt, dass die elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Polen der beiden Batteriezellen über den Abstandshalter beziehungsweise den Kontaktbereich denselben oder einen geringeren elektrischen Widerstand aufweist als eine entsprechende Kabelverbindung zwischen den elektrischen Polen. Das elektrisch isolierende Material hingegen ist derart gewählt, dass es bei der in dem Energiespeicher beziehungsweise den Batteriezellen vorliegenden elektrischen Spannungen nicht zu einem Übersprechen kommt, sodass also ein Kurzschluss zwischen elektrischen Polen der Batteriezellen zuverlässig verhindert wird. Beispielsweise besteht der Kontaktbereich aus Metall, wohingegen der Isolationsbereich aus Kunststoff besteht oder zumindest mit einer Isolationsbeschichtung versehen ist.
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Der Abstandshalter ist besonders bevorzugt derart in den Kontaktbereich und den Isolationsbereich aufgeteilt, dass kein elektrisches Kriechen zwischen den Polen auftritt. Mit einer derartigen Ausgestaltung des Abstandshalters ist zum einen eine hohe Betriebssicherheit des Energiespeichers sichergestellt und zum anderen werden die vorstehend bereits erwähnten Vorteile realisiert.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der erste Stützsteg und der zweite Stützsteg zwischen sich den Luftspalt ausbilden. Der Luftspalt wird somit vor allem durch die Erstreckung der beiden Stützstege von der Grundplatte des Abstandshalters definiert. Die Erstreckung der beiden Stützstege ist dabei besonders bevorzugt derart gewählt, dass ein ausreichender Fingerschutz gewährleistet ist, sodass also der Luftspalt kleiner ist als Querschnittsabmessungen eines Fingers einer Durchschnittsperson und diese ihren Finger nicht in den Luftspalt hinein und mithin zwischen die beiden Batteriezellen einbringen kann. Die Ausbildung des Luftspalts zwischen den beiden Stützstegen hat den Vorteil, dass der Luftspalt einen vergleichsweise großen Durchströmungsquerschnitt aufweist und entsprechend eine gute Belüftung der Batteriezellen sichergestellt ist. Zur Realisierung des Luftspalts ist insbesondere die zweite Batteriezelle derart ausgestaltet, dass sie beziehungsweise ihr Batteriezellengehäuse sich nicht zwischen den ersten Stützsteg und den zweiten Stützsteg hinein erstreckt.
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Schließlich kann im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass sich der Abstandshalter an dem ersten Stromanschluss und dem zweiten Stromanschluss abstützt. Die beiden Stromanschlüsse, also der erste Stromanschluss und der zweite Stromanschluss, ragen vorzugsweise von dem Batteriezellengehäuse fort und erstrecken sich - im Falle der zweiten Batteriezelle - in Richtung der ersten Batteriezelle. Der Abstandshalter liegt nun, vorzugsweise mittels einer Grundplatte, auf beiden Stromanschlüssen auf. Dies stellt ein planes und verkippsicheres Abstützen des Abstandshalters auf der zweiten Batteriezelle sicher. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass der Kontaktbereich des Abstandshalters an dem ersten Stromanschluss elektrisch leitend anliegt, sodass der erste Stromanschluss der zweiten Batteriezelle mit dem zweiten elektrischen Pol beziehungsweise dem Anschlussbereich der ersten Batteriezelle elektrisch in Verbindung steht.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Energiespeichers, der wenigstens eine erste Batteriezelle, wenigstens eine zweite Batteriezelle sowie eine zwischen den Batteriezellen angeordneten Abstandshalter aufweist, sowie
- 2 eine schematische Detaildarstellung des Abstandshalters.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Energiespeichers 1, der wenigstens eine prismatische erste Batteriezelle 2 (in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwei erste Batteriezellen 2) sowie wenigstens eine prismatische zweite Batteriezelle 3 (in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwei zweite Batteriezellen 3) aufweist. Nachfolgend wird lediglich auf eine der ersten Batteriezellen 2 und eine der zweiten Batteriezellen 3 eingegangen. Die Ausführungen sind jedoch stets auf die jeweils andere Batteriezelle 2 beziehungsweise 3 übertragbar. Ohnehin ist die erste Batteriezelle 2 identisch zu der zweiten Batteriezelle 3 beziehungsweise umgekehrt ausgebildet, sodass diese beliebig austauschbar sind.
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Die beiden Batteriezellen 2 und 3 weisen jeweils ein Batteriezellengehäuse 4 auf, welches eine Deckenplatte 5, eine Bodenplatte 6 sowie einen Gehäusemantel 7 aufweist. Jede der Batteriezellen 2 und 3 verfügt über zwei elektrische Pole, nämlich einen ersten elektrischen Pol und einen zweiten elektrischen Pol. Der erste elektrische Pol ist mit einem ersten Stromanschluss 8 elektrisch verbunden, wohingegen der zweite elektrische Pol mit einem zweiten Stromanschluss 9 elektrisch verbunden ist. Der zweite Stromanschluss 9 kann alternativ jedoch auch entfallen. Der zweite elektrische Pol ist nämlich zudem mit einem Anschlussbereich 10 des Batteriezellengehäuses 4 elektrisch verbunden. Der Anschlussbereich 10 kann dabei die Bodenplatte 6 und/oder den Gehäusemantel 7 oder zumindest einen Teil des Gehäusemantels 7 umfassen.
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Es ist erkennbar, dass die Batteriezellen 2 und 3 mittels eines Abstandshalters 11 voneinander beabstandet sind, nämlich in vertikaler Richtung. Hierzu steht die erste Batteriezelle 2 in einer Aufnahmewanne 12 des Abstandshalters 11, welche in Richtung der zweiten Batteriezelle 3 von einer hier nicht dargestellten Grundplatte 13 begrenzt ist, von welcher ein Randsteg 14 ausgeht, der die erste Batteriezelle 2 vorzugsweise in einer Richtung vollständig umgreift, nämlich insbesondere in einer gedachten Ebene, welche weiter bevorzugt parallel zu der Grundplatte 13 ausgerichtet ist. Der Randsteg 14 liegt besonders bevorzugt durchgehend an dem Batteriezellengehäuse 4 der ersten Batteriezelle 2 an.
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Die erste Batteriezelle 2 stützt sich über den Abstandshalter 11 an der zweiten Batteriezelle 3 ab. Hierzu verfügt der Abstandshalter 11 über zwei Stützstege 15 und 16, die beabstandet voneinander ausgebildet sind. Besonders bevorzugt verlaufen die Stützstege 15 und 16 parallel zueinander. Auf ihrer der Grundplatte 13 abgewandten Seite verfügen die Stützstege 15 und 16 jeweils über eine Stützfläche 17, welche vorzugsweise vollständig plan ist und zudem plan auf der Deckenplatte 5 der Batteriezelle 3 aufliegt.
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Es ist ohne weiteres ableitbar, dass sich die Stromanschlüsse 8 und 9 der zweiten Batteriezelle 3 beidseits der Stützstege 15 und 16 befinden, also die Stromanschlüsse 8 auf der dem zweiten Stützsteg 16 abgewandten Seite des ersten Stützstegs 15 und die zweiten Stromanschlüsse 9 auf der dem ersten Stützsteg 15 abgewandten Seite des zweiten Stützstegs 16. Beispielsweise ist hierbei der Abstandshalter 11 durch ein Anliegen der Stromanschlüsse 8 und 9 an den Stützstegen 15 und 16 in wenigstens einer Richtung fixiert. Bevorzugt liegt der erste Stromanschluss 8 an dem ersten Stützsteg 15 und der zweite Stromanschluss 9 an dem zweiten Stützsteg 16 an, sodass ein Verrutschen des Abstandshalters 11 bezüglich der zweiten Batteriezelle 3 in der wenigstens einen Richtung zuverlässig unterbunden ist, nämlich durch ein formschlüssiges Halten des Abstandshalters 11 an der zweiten Batteriezelle 3.
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Weil die beiden Stromanschlüsse 8 und 9 beidseits der Stützstege 15 und 16 angeordnet sind, liegt zwischen den Stützstegen 15 und 16 ein Luftspalt 18 vor. Dieser Luftspalt 18 stellt eine hinreichende Belüftung der Batteriezellen 2 und 3 sicher, insbesondere eine ausreichende Wärmeabfuhr während eines Betriebs des Energiespeichers 1. Der Abstandshalter 11 bewirkt insoweit zum einen eine vorteilhafte Temperaturverteilung innerhalb des Wärmespeichers 1.
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Weiterhin soll mittels des Abstandshalters 11 eine elektrische Kontaktierung zwischen den Batteriezellen 2 und 3 sichergestellt werden. Hierzu weist der Abstandshalter 11 einen Kontaktbereich 19 und einen Isolationsbereich 20 auf, welche bevorzugt aus unterschiedlichen Materialien bestehen, jedoch zumindest unterschiedliche elektrische Leitfähigkeiten aufweisen. So ist der Kontaktbereich 19 elektrisch leitend und der Isolationsbereich 20 elektrisch isolierend. Zumindest bestehen die Bereiche 19 und 20 aus entsprechenden Materialien oder weisen solche zumindest auf.
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Der Kontaktbereich 19 und der Isolationsbereich 20 können einstückig und materialeinheitlich ausgestaltet sind. In diesem Fall ist bevorzugt die Leitfähigkeit des Kontaktbereichs durch eine entsprechende Beschichtung hergestellt. Umgekehrt kann selbstverständlich auch das Material selbst leitfähig sein. In diesem Fall wird der Isolationsbereich mit einer isolierenden Schicht versehen.
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Es ist erkennbar, dass der Kontaktbereich 19 von einem Teil des Randstegs 14 und einem Teil des ersten Stützstegs 15 gebildet ist. Zudem ist ein Teil der Grundplatte 13 Teil des Kontaktbereichs 19. Die weiteren Teile der Grundplatte 13, des Randstegs 14 und der Stützstege 15 und 16 bilden hingegen den Isolationsbereich 20 aus. Es ist nun vorgesehen, dass der Kontaktbereich 19 mit dem Anschlussbereich 10 des Batteriezellengehäuses 4 der ersten Batteriezelle 2 in elektrischer Verbindung steht.
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Gleichzeitig sitzt der Kontaktbereich 19 auf dem ersten Stromanschluss 8 der zweiten Batteriezelle 3 auf beziehungsweise stützt sich an diesen ab. Entsprechend ist auch hier eine elektrische Verbindung hergestellt, sodass schlussendlich der zweite Pol der ersten Batteriezelle 2 über den Abstandshalter 11 mit dem ersten elektrischen Pol der zweiten Batteriezelle 3 elektrisch verbunden ist und eine elektrische Reihenschaltung der Batteriezellen 2 und 3 vorliegt.
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Die 2 zeigt eine schematische Detaildarstellung des Abstandshalters 11. Erkennbar ist, dass für jede der ersten Batteriezellen 2 eine separate Aufnahmewanne 12 ausgebildet ist, welche jeweils vollständig von dem Randsteg 14 umgriffen ist. Aufgrund des Randstegs 14 sind die ersten Batteriezellen 2 voneinander beabstandet angeordnet beziehungsweise auf Abstand gehalten, sodass auch eine hinreichende Belüftung zwischen den ersten Batteriezellen 2 und schlussendlich auch zwischen den zweiten Batteriezellen 3 sichergestellt ist.
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Der beschriebene Energiespeicher 1 ermöglicht zum einen eine besonders einfache Montage, weil die Batteriezellen 2 und 3 unter Zuhilfenahme des Abstandshalters 11 lediglich aufeinandergestapelt werden. Zudem wird mithilfe des Abstandshalters 11 eine hervorragende Belüftung und mithin eine zuverlässige Temperierung des Energiespeichers 1 realisiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014217119 A1 [0002]
