DE102018207332A1 - Speicherzelle für eine Speichereinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Speichereinrichtung sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Speicherzelle für eine Speichereinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Speichereinrichtung sowie Kraftfahrzeug Download PDF

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Björn-Ingo Hieronymus Hogg
Thomas Mertens
Rainer Stern
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Speicherzelle (1) für eine zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildete Speichereinrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Zellgehäuse (6), welches einen Aufnahmeraum (7) entlang einer ersten Richtung (8), entlang einer senkrecht zur ersten Richtung (8) verlaufenden zweiten Richtung (9) und entlang einer senkrecht zur ersten Richtung (8) und senkrecht zur zweiten Richtung (9) verlaufenden dritten Richtung (10) jeweils zumindest überwiegend begrenzt, mit in dem in dem Aufnahmeraum (7) angeordneten und wenigstens zwei Elektroden (12, 13) unterschiedlicher Polarität aufweisenden Speichermitteln (11) zum Speichern von elektrischer Energie, und mit wenigstens zwei Anschlusselementen (15, 16), über welche die mittels der Speichermittel (11) gespeicherte elektrische Energie von der Speicherzelle (1) bereitstellbar ist, wobei die Anschlusselemente (15, 16) separat voneinander und separat von dem Zellgehäuse (6) ausgebildet, elektrisch voneinander isoliert und an dem Zellgehäuse (6) gehalten sind, wobei eine erste der Elektroden (12, 13) direkt mit einem ersten der Anschlusselemente (15, 16) und die zweite Elektrode (13) direkt mit dem zweiten Anschlusselement (16) elektrisch kontaktiert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Speicherzelle für eine zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildete Speichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Außerdem betrifft die Erfindung eine Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 9. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
  • Eine solche Speicherzelle für eine zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom ausgebildete Speichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie eine solche Speichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug sind beispielsweise bereits aus der DE 10 2011 015 152 A1 bekannt. Die Speicherzelle weist dabei ein Zellgehäuse auf, welches einen Aufnahmeraum entlang einer ersten Richtung, entlang einer senkrecht zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung und entlang einer senkrecht zur ersten Richtung und senkrecht zur zweiten Richtung verlaufenden dritten Richtung jeweils zumindest überwiegend begrenzt. Die Speicherzelle umfasst darüber hinaus Speichermittel zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom, wobei die Speichermittel in dem Aufnahmeraum angeordnet sind. Die Speichermittel umfassen dabei wenigstens zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität. Außerdem weist die Speicherzelle wenigstens zwei Anschlusselemente auf, über welche die mittels der Speichermittel gespeicherte elektrische Energie von der Speicherzelle bereitgestellt werden kann.
  • Des Weiteren offenbart die DE 10 2009 046 801 A1 eine Batteriezelle, deren Körper eine Grundfläche, eine Deckfläche und wenigstens eine winklig zur Grundfläche angeordnete Seitenfläche aufweist, wobei die maximale Erstreckung der Grundfläche größer ist als die durch die Seitenfläche definierte Höhe des Batteriezellenkörpers.
  • Außerdem ist aus der DE 10 2008 034 854 A1 eine Batterie mit mehreren jeweils ein Zellgehäuse aufweisenden Batteriezellen und einer Kühlplatte zu deren Kühlung bekannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Speicherzelle, eine Speichereinrichtung und ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders kostengünstiger Aufbau der Speicherzelle realisiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Speicherzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Speichereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Speicherzelle für eine zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom ausgebildete Speichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. In seinem vollständig hergestellten Zustand umfasst das Kraftfahrzeug die Speichereinrichtung und beispielsweise wenigstens eine elektrische Maschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug elektrisch angetrieben werden kann. Üblicherweise umfasst die Speichereinrichtung mehrere, elektrisch miteinander verbundene Speicherzellen, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zur jeweiligen Speicherzelle ohne weiteres auch auf die anderen Speicherzellen übertragen werden können und umgekehrt. Um das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine elektrisch anzutreiben, wird die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben. Hierzu wird die elektrische Maschine mit mittels beziehungsweise in der Speichereinrichtung und somit mittels beziehungsweise in der jeweiligen Speicherzelle gespeicherter elektrischer Energie versorgt. Da die elektrische Maschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug elektrisch angetrieben werden kann, auch als Traktionsmaschine bezeichnet wird, wird die Speichereinrichtung auch als Traktionsspeicher bezeichnet. Dabei sind die Speicherzellen der Speichereinrichtung elektrisch miteinander verbunden, um eine besonders große elektrische Spannung, insbesondere eine besonders große elektrische Betriebsspannung, der Speichereinrichtung zu realisieren. In der Folge können besonders große elektrische Leistungen zum elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden.
  • Die Speichereinrichtung ist auch vorzugsweise als Hochvolt-Komponente ausgebildet, sodass die von der elektrischen Speichereinrichtung bereitstellbare elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebsspannung, größer als 50 Volt, vorzugsweise größer als 60 Volt, ist. Vorzugsweise beträgt die von der elektrischen Speichereinrichtung bereitstellbare elektrische Spannung mehrere hundert Volt, sodass besonders große elektrische Leistungen zum elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden kann. Beispielsweise ist die Speichereinrichtung als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie (HV-Batterie), ausgebildet. Dabei ist die jeweilige Speicherzelle als Batteriezelle ausgebildet. Insbesondere kann die Speichereinrichtung als Lithium-Ionen-Batterie ausgebildet sein, sodass die jeweilige Speicherzelle als Lithium-Ionen-Zelle ausgebildet ist.
  • Die jeweilige Speicherzelle weist ein Zellgehäuse auf, welches einen Aufnahmeraum entlang einer ersten Richtung, entlang einer senkrecht zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung und entlang einer senkrecht zur ersten Richtung und senkrecht zur zweiten Richtung verlaufenden dritten Richtung jeweils zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, begrenzt. Somit weist das Zellgehäuse den Aufnahmeraum auf. Die Speicherzelle umfasst darüber hinaus Speichermittel zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom, wobei die Speichermittel in dem Aufnahmeraum angeordnet sind. Die Speichermittel umfassen wenigstens oder genau zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität. Dies bedeutet, dass eine erste der Elektroden eine erste elektrische Polarität aufweist, wobei die zweite Elektrode eine von der ersten Polarität unterschiedliche zweite elektrische Polarität aufweist. Beispielsweise ist die erste Elektrode als eine Kathode ausgebildet, während die zweite Elektrode als eine Anode ausgebildet sein kann. Des Weiteren ist es möglich, dass die Speichermittel einen, insbesondere flüssigen, Elektrolyten aufweisen, in welchem die Elektroden jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, aufgenommen sind. Außerdem können die Speichermittel wenigstens einen auch als Isolator bezeichneten Separator aufweisen, mittels welchem die Elektroden elektrisch voneinander isoliert sind. Die Elektroden können übereinander beziehungsweise aufeinander gestapelt sein und somit einen auch als Stapel bezeichneten Elektrodenstapel bilden. Ferner ist es denkbar, dass die Elektroden, insbesondere mit dem Separator, zu einem auch als Wickel bezeichneten Elektrodenwickel aufgewickelt sind. Insbesondere können die Elektroden, insbesondere um eine Wickelachse, nach Art einer Biskuitrolle zu einem Elektrodenwickel aufgewickelt beziehungsweise aufgerollt sein, sodass dadurch, dass eine Biskuitrolle im Englischen auch als Jelly Roll bezeichnet wird, der Elektrodenwickel dann als Jelly-Roll bezeichnet wird.
  • Die Speicherzelle weist darüber hinaus wenigstens oder genau zwei Anschlusselemente auf, über welche die mittels der Speichermittel gespeicherte elektrische Energie von der Speicherzelle bereitstellbar ist. Mit anderen Worten kann die mittels der Speichermittel gespeicherte elektrische Energie über die Anschlusselemente von der Speicherzelle bereitgestellt und insbesondere von der Speicherzelle abgeführt werden, sodass die mittels der Speichermittel gespeicherte elektrische Energie beispielsweise wenigstens einem elektrischen Verbraucher, insbesondere der elektrischen Maschine, des Kraftfahrzeugs zugeführt werden kann.
  • Um nun einen besonders kostengünstigen Aufbau der Speicherzelle realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Anschlusselemente separat voneinander ausgebildet und elektrisch voneinander isoliert sind. Außerdem sind die Anschlusselemente separat von dem Zellgehäuse ausgebildet und an dem Zellgehäuse gehalten, insbesondere mit dem Zellgehäuse gefügt. Insbesondere können die Anschlusselemente stoffschlüssig mit dem Zellgehäuse verbunden sein, wobei das jeweilige Anschlusselement mit dem Gehäuse verschweißt und/oder verklebt sein kann. Um dabei gleichzeitig die Teileanzahl und somit die Kosten, das Gewicht und den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es ferner erfindungsgemäß vorgesehen, dass die erste Elektrode direkt mit einem ersten der Anschlusselemente elektrisch kontaktiert beziehungsweise verbunden ist, wobei die zweite Elektrode direkt mit dem zweiten Anschlusselement elektrisch kontaktiert beziehungsweise verbunden ist. Unter dem Merkmal, dass die jeweilige Elektrode direkt in dem elektrischen Anschlusselement elektrisch kontaktiert ist, ist zu verstehen, dass die jeweilige Elektrode ohne Verwendung eines jeweiligen, separat von den Elektroden und separat von dem Anschlusselement ausgebildeten, zusätzlichen Zwischenelements mit dem jeweiligen Anschlusselement elektrisch kontaktiert ist, sodass bei der jeweiligen direkten Kontaktierung der jeweiligen Elektrode mit dem jeweiligen Anschlusselement eine elektrische Kontaktierung der jeweiligen Elektrode mit dem jeweiligen Anschlusselement unter Vermittlung eines separat von der jeweiligen Elektrode und separat von dem jeweiligen Anschlusselement ausgebildeten, zusätzlich zu der jeweiligen Elektrode und dem jeweiligen Anschlusselement vorgesehenen Zwischenelement unterbleibt. Hierzu bildet beispielsweise die jeweilige Elektrode eine einstückig mit der Elektrode ausgebildete Fahne, über welche die jeweilige Elektrode direkt mit dem jeweiligen Anschlusselement elektrisch kontaktiert ist. Hierzu berührt beispielsweise die jeweilige Fahne das jeweilige Anschlusselement direkt beziehungsweise unmittelbar. Die Fahne ist beispielsweise einstückig mit einem Grundkörper der jeweiligen Elektrode ausgebildet und steht von dem Grundkörper ab beziehungsweise überragt den Grundkörper, insbesondere dadurch, dass die Fahne entlang wenigstens einer Raumrichtung schmaler als der Grundkörper ist und dabei beispielsweise von dem Grundkörper entlang einer senkrecht zu der Raumrichtung verlaufenden weiteren Raumrichtung absteht. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Speicherzelle können deren Kosten besonders gering gehalten werden, da einerseits die Teileanzahl der Speicherzelle besonders gering gehalten werden kann. Andererseits kann die erfindungsgemäße Speicherzelle besonders einfach und somit kostengünstig hergestellt werden.
  • Um einen besonders einfachen und somit kostengünstigen Aufbau der Speicherzelle und in der Folge der Speichereinrichtung insgesamt realisieren zu können, ist es in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Anschlusselemente seitlich angeordnet sind. Unter diesem Merkmal ist zu verstehen, dass die Anschlusselemente nicht etwa auf einer in Einbaulage der Speicherzelle beziehungsweise der Speichereinrichtung nach oben weisenden Oberseite und auch nicht auf einer in Einbaulage der Speicherzelle beziehungsweise der Speichereinrichtung in Fahrzeughochrichtung nach unten weisenden Unterseite des Zellgehäuses angeordnet sind, sondern das jeweilige Anschlusselement ist auf einer von der Oberseite und von der Unterseite unterschiedlichen Seite des jeweiligen Zellgehäuses angeordnet. Die Speicherzelle beziehungsweise die Speichereinrichtung nimmt ihre Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs ein, welches in seinem vollständig hergestellten Zustand die Speichereinrichtung und somit die Speicherzelle sowie beispielsweise die zuvor genannte elektrische Maschine umfasst.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Anschlusselemente auf voneinander abgewandten beziehungsweise einander gegenüberliegenden Seiten des Zellgehäuses angeordnet sind. Dadurch kann ein besonders einfacher und somit kostengünstiger Aufbau der Speicherzelle und der Speichereinrichtung insgesamt dargestellt werden.
  • Um die Kosten der Speicherzelle und somit der Speichereinrichtung besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Zellgehäuse außenumfangsseitig prismatisch und dabei quaderförmig ausgebildet ist.
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Zellgehäuse eine entlang der ersten Richtung verlaufende erste Erstreckung oder Ausdehnung, eine entlang der zweiten Richtung verlaufende zweite Erstreckung oder Ausdehnung und eine entlang der dritten Richtung verlaufende dritte Erstreckung oder Ausdehnung aufweist, wobei die dritte Erstreckung größer als die erste Erstreckung und die zweite Erstreckung ist. Somit ist die dritte Richtung eine Längserstreckungsrichtung, entlang welcher das Zellgehäuse länglich ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist das Zellgehäuse entlang der dritten Richtung länger beziehungsweise größer als entlang der ersten Richtung und entlang der zweiten Richtung.
  • Um dabei einen besonders kostengünstigen Aufbau der Speicherzelle zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Seiten, auf denen die Anschlusselemente angeordnet sind, entlang der dritten Richtung voneinander abgewandt sind, sodass die Anschlusselemente entlang der dritten Richtung voneinander beabstandet sind.
  • Grundsätzlich ist es denkbar, dass die erste Erstreckung und die zweite Erstreckung gleich groß sind. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch gezeigt, wenn die erste Erstreckung geringer als die zweite Erstreckung ist. Hierdurch ist das Zellgehäuse beziehungsweise die Speicherzelle insgesamt entlang der ersten Richtung flach ausgebildet, sodass ein besonders kostengünstiger Aufbau der Speichereinrichtung gewährleistet werden kann.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Zellgehäuse zwei jeweils einstückig ausgebildete, separat von den Anschlusselementen ausgebildete und entlang der dritten Richtung voneinander beabstandete Seitenwände auf, welche den Aufnahmeraum entlang der dritten Richtung jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, begrenzen. Dies bedeutet beispielsweise, dass der Aufnahmeraum in eine mit der dritten Richtung zusammenfallende erste Begrenzungsrichtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch eine erste der Seitenwände begrenzt ist, wobei der Aufnahmeraum in eine mit der dritten Richtung zusammenfallende und der ersten Begrenzungsrichtung entgegengesetzte zweite Begrenzungsrichtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch die zweite Seitenwand begrenzt ist. Dabei ist das erste Anschlusselement an der ersten Seitenwand gehalten, und das zweite Anschlusselement ist an der zweiten Seitenwand gehalten. Dabei ist es denkbar, dass zumindest eines der Anschlusselemente elektrisch von der Seitenwand isoliert ist, an welcher das zumindest eine Anschlusselement gehalten ist. Insbesondere kann das jeweilige Anschlusselement stoffschlüssig mit der jeweiligen Seitenwand verbunden sein, sodass beispielsweise das jeweilige Anschlusselement mit der zugehörigen, jeweiligen Seitenwand verklebt und/oder verschweißt ist.
  • Ferner ist es denkbar, dass das Zellgehäuse einen Grundkörper aufweist, welcher den Aufnahmeraum entlang der zweiten Richtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, begrenzt. Ferner begrenzt der Grundkörper den Aufnahmeraum entlang der ersten Richtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig. Vorzugsweise ist der Grundkörper separat von den Seitenwänden ausgebildet, wobei die Seitenwände mit dem Grundkörper verbunden sind. Der Grundköper kann dabei einstückig ausgebildet sein. Ferner ist es denkbar, dass der Grundkörper wenigstens oder genau zwei Gehäuseteile aufweist, welche jeweils per se einstückig ausgebildet sind. Die Gehäuseteile sind separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden, wobei die Gehäuseteile stoffschlüssig miteinander verbunden sein können. Insbesondere können die Gehäuseteile miteinander verklebt und/oder verschweißt sein. Hierdurch kann der Aufbau der Speicherzelle besonders kostengünstig ausgestaltet werden.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug. Die Speichereinrichtung umfasst mehrere Speicherzellen, wobei die jeweilige Speicherzelle vorzugsweise als eine erfindungsgemäße Speicherzelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Die jeweilige Speicherzelle weist ein Zellgehäuse auf, welches einen Aufnahmeraum entlang einer ersten Richtung, entlang einer senkrecht zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung und entlang einer senkrecht zur ersten Richtung und senkrecht zur zweiten Richtung verlaufenden dritten Richtung jeweils zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, begrenzt. Des Weiteren weist die jeweilige Speicherzelle in dem Aufnahmeraum angeordnete und wenigstens zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität aufweisende Speichermittel zum Speichern von elektrischer Energie auf. Des Weiteren umfasst die jeweilige Speicherzelle wenigstens oder genau zwei Anschlusselemente, über welche die mittels der Speichermittel gespeicherte elektrische Energie von der Speicherzelle bereitgestellt werden kann.
  • Um nun einen besonders einfachen und kostengünstigen Aufbau der Speichereinrichtung realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die jeweiligen Anschlusselemente der jeweiligen Speicherzelle separat voneinander und separat von dem jeweiligen Zellgehäuse der jeweiligen Speicherzelle ausgebildet, elektrisch voneinander isoliert und an dem jeweiligen Zellgehäuse gehalten sind, wobei eine erste der jeweiligen Elektroden direkt mit einem ersten der jeweiligen Anschlusselemente und die jeweilige zweite Elektrode direkt mit dem jeweiligen zweiten Anschlusselement elektrisch kontaktiert beziehungsweise verbunden ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug weist wenigstens eine erfindungsgemäße Speicherzelle und/oder wenigstens eine erfindungsgemäße Speichereinrichtung auf. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
    • 1 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Speicherzelle gemäß einer ersten Ausführungsform;
    • 2 eine schematische Perspektivansicht der Speicherzelle gemäß einer zweiten Ausführungsform;
    • 3 eine schematische Perspektivansicht der Speicherzelle gemäß einer dritten Ausführungsform;
    • 4 eine weitere schematische Perspektivansicht der Speicherzelle gemäß der dritten Ausführungsform;
    • 5 eine schematische Perspektivansicht der Speicherzelle gemäß einer vierten Ausführungsform;
    • 6 eine schematische Querschnittsansicht der Speicherzelle gemäß 5; und
    • 7 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfah rzeug.
  • In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine Speicherzelle 1 zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug, welches beispielsweise als Kraftwagen und vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildet ist. Die Speicherzelle 1 kann als Speicherzelle einer in 7 in einer schematischen Perspektivansicht gezeigten Speichereinrichtung 2 für das Kraftfahrzeug verwendet werden, wobei in beziehungsweise mittels der Speichereinrichtung 2 elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom gespeichert werden kann. Das Kraftfahrzeug ist als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet und umfasst in seinem vollständig hergestellten Zustand die Speichereinrichtung 2 und wenigstens eine elektrische Maschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug elektrisch angetrieben werden kann. Daher wird die elektrische Maschine auch als Traktionsmaschine bezeichnet. Wie aus 7 erkennbar ist, umfasst die Speichereinrichtung 2 mehrere Speicherzellen 1, welche entlang einer in 7 durch einen Doppelpfeil 3 veranschaulichten Stapelrichtung aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander angeordnet sind und dadurch einen Zellstapel 4 bilden. Mittels beziehungsweise in der jeweiligen Speicherzelle 1 kann elektrische Energie gespeichert werden. Die Speicherzellen 1 sind jeweilige Einzelzellen beziehungsweise werden auch als Einzelzellen bezeichnet, da die Speicherzellen 1 separat voneinander ausgebildete und an sich einzelne beziehungsweise lose Komponenten sind. Die Speichereinrichtung 2 umfasst eine auch als Rahmen oder Zellrahmen bezeichnete Verspanneinrichtung 5, mittels welcher die Speicherzellen 1 entlang der Stapelrichtung miteinander verspannt und dadurch aneinander gehalten sind.
  • Die Speichereinrichtung 2 kann die in den Speicherzellen 1 gespeicherte elektrische Energie bereitstellen, sodass beispielsweise die elektrische Maschine mit der in der Speichereinrichtung 2 gespeicherten elektrischen Energie versorgt werden kann. Hierdurch kann die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben werden, mittels welchem das Kraftfahrzeug elektrisch antreibbar ist. Ferner ist es denkbar, dass die elektrische Maschine in einem Generatorbetrieb und somit als Generator betreibbar ist. In dem Generatorbetrieb wird die elektrische Maschine beispielsweise von wenigstens einem Rad des sich bewegenden Kraftfahrzeugs und somit von kinetischer Energie des Kraftfahrzeugs angetrieben. Mittels des Generators wird zumindest ein Teil der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt, die von dem Generator bereitgestellt wird. Die von dem Generator bereitgestellte elektrische Energie kann beispielsweise der Speichereinrichtung 2 und insbesondere den Speicherzellen 1 zugeführt und in den Speicherzellen 1 gespeichert werden.
  • Die Speichereinrichtung 2 ist vorzugsweise eine Hochvolt-Komponente, welche eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, aufweist beziehungsweise bereitstellt. Die elektrische Spannung, insbesondere die elektrische Betriebsspannung, ist dabei größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt. Vorzugsweise beträgt die elektrische Spannung mehrere 100 Volt. Dadurch können besonders große elektrische Leistungen zum elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Um die große elektrische Spannung zu realisieren, sind die Speicherzellen 1 elektrisch miteinander verbunden.
  • Aus 1 ist erkennbar, dass die jeweilige Speicherzelle 1, welche in 1 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt ist, ein Zellgehäuse 6 aufweist. Das Zellgehäuse 6 begrenzt einen Aufnahmeraum 7 entlang einer in 1 durch einen Doppelpfeil 8 veranschaulichten ersten Richtung, entlang einer senkrecht zur ersten Richtung verlaufenden und in 1 durch einen Doppelpfeil 9 veranschaulichten zweiten Richtung und entlang einer in 1 durch einen Doppelpfeil 10 veranschaulichten dritten Richtung jeweils zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, wobei die dritte Richtung senkrecht zur ersten Richtung und senkrecht zur zweiten Richtung verläuft. Aus einer Zusammenschau von 1 und 7 ist erkennbar, dass die durch den Doppelpfeil 3 veranschaulichte Stapelrichtung mit der durch den Doppelpfeil 8 veranschaulichten ersten Richtung zusammenfällt. In Einbaulage der Speichereinrichtung 2 und somit der jeweiligen Speicherzelle 1 fällt die zweite Richtung mit der Fahrzeughochrichtung zusammen, wobei die Speichereinrichtung 2 und somit die Speicherzelle 1 ihre jeweilige Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs einnehmen. Die Speicherzelle 1 weist darüber hinaus Speichermittel 11 zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom auf, wobei die Speichermittel 11 in dem Aufnahmeraum 7 angeordnet beziehungsweise aufgenommen sind. Wie beispielsweise in Zusammenschau mit 3 erkennbar ist, umfassen die Speichermittel 11 wenigstens oder genau zwei Elektroden 12 und 13 unterschiedlicher Polarität. Dies bedeutet, dass beispielsweise die auch als erste Elektrode bezeichnete Elektrode 12 als eine Kathode ausgebildet ist, während die auch als zweite Elektrode bezeichnete Elektrode 13 als Anode ausgebildet ist. Die Speichermittel 11 umfassen ferner einen insbesondere flüssigen, in dem Aufnahmeraum 7 aufgenommenen Elektrolyten, in welchem die Elektroden 12 und 13 jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, aufgenommen und somit eingetaucht sind. Außerdem können die Speichermittel 11 wenigstens einen auch als Isolator bezeichneten Separator aufweisen, mittels welchem die Elektroden 12 und 13 elektrisch voneinander isoliert sind. Bei dem in 1 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 12 und 13, insbesondere mit dem gegebenenfalls vorgesehenen Separator, beispielsweise um eine Wickelachse zu einem auch als Wickel oder Elektrodenwicklung bezeichneten Elektrodenwickel 14 aufgewickelt.
  • Des Weiteren weist die Speicherzelle 1 wenigstens oder genau zwei Anschlusselemente 15 und 16 auf, über welche die mittels der Speichermittel 11 gespeicherte elektrische Energie von der Speicherzelle 1 bereitgestellt werden kann. Dies bedeutet, dass über die Anschlusselemente 15 und 16 die mittels beziehungsweise in der jeweiligen Speicherzelle 1 gespeicherte elektrische Energie von der jeweiligen Speicherzelle 1 abgeführt und beispielsweise der elektrischen Maschine zugeführt werden kann. Ferner ist es denkbar, dass die von dem Generator bereitgestellte elektrische Energie über die jeweiligen Anschlusselemente 15 und 16 in die jeweilige Speicherzelle 1 eingespeichert werden kann. Die Speichereinrichtung 2 ist dabei beispielsweise als Hochvolt-Batterie (HV-Batterie) ausgebildet, sodass die jeweilige Speicherzelle 1 als Batteriezelle ausgebildet ist. Insbesondere kann die jeweilige Speicherzelle 1 als Lithium-Ionen-Zelle ausgebildet sein.
  • Um nun einen besonders einfachen und somit kostengünstigen Aufbau der Speicherzelle 1 und somit der Speichereinrichtung 2 insgesamt realisieren zu können, sind die Anschlusselemente 15 und 16 separat voneinander ausgebildet. Außerdem sind die Anschlusselemente 15 und 16 separat von dem Zellgehäuse 6 ausgebildet. Die Anschlusselemente 15 und 16 sind darüber hinaus elektrisch voneinander isoliert und dabei an dem Zellgehäuse 6 gehalten. Insbesondere sind die Anschlusselemente 15 und 16 mit dem Zellgehäuse 6, beispielsweise direkt, gefügt. Außerdem ist die Elektrode 12 direkt mit dem Anschlusselemente 15 elektrisch kontaktiert beziehungsweise verbunden, wobei die Elektrode 13 direkt mit dem Anschlusselement 16 elektrisch kontaktiert beziehungsweise verbunden ist. Unter dieser jeweiligen direkten elektrischen Kontaktierung der Elektrode 12 mit dem Anschlusselement 15 beziehungsweise der Elektrode 13 mit dem Anschlusselement 16 ist zu verstehen, dass nicht etwa ein separat von den Elektroden 12 und 13 und separat von den Anschlusselementen 15 und 16 vorgesehenes Verbindungselement zum Einsatz kommt, über welches die jeweilige Elektrode 12 beziehungsweise 13 mit dem jeweils zugehörigen Anschlusselement 15 beziehungsweise 16 elektrisch kontaktiert wäre, sondern die jeweilige Elektrode 12 beziehungsweise 13 ist unmittelbar beziehungsweise direkt und somit ohne Verwendung eines zusätzlichen, separaten Verbindungselements elektrisch mit dem jeweiligen Anschlusselement 15 beziehungsweise 16 verbunden.
  • Hierzu bildet beispielsweise die jeweilige Elektrode 12 beziehungsweise 13 eine jeweilige, aus 3 erkennbare Fahne 17 beziehungsweise 18, welche somit einstückig mit der jeweiligen Elektrode 12 beziehungsweise 13 ausgebildet ist. Insbesondere ist die jeweilige Fahne 17 beziehungsweise 18 einstückig mit einem jeweiligen Grundkörper 19 der jeweiligen Elektrode 12 beziehungsweise 13 ausgebildet, wobei die jeweilige Fahne 17 beziehungsweise 18 beispielsweise von dem jeweiligen Grundkörper 19 absteht. Die jeweilige Fahne 17 beziehungsweise 18 kontaktiert beziehungsweise berührt das jeweilige Anschlusselement 15 beziehungsweise 16 direkt beziehungsweise unmittelbar, sodass die jeweilige Elektrode 12 beziehungsweise 13 über die jeweilige Fahne 17 beziehungsweise 18 direkt mit dem jeweiligen Anschlusselement 15 beziehungsweise 16 elektrisch verbunden ist. Beispielsweise ist die jeweilige Fahne 17 beziehungsweise 18 von innen, das heißt innerhalb des Aufnahmeraums 7 mit dem jeweiligen Anschlusselement 15 beziehungsweise16, insbesondere thermisch, gefügt. Hierbei kann die jeweilige Fahne 17 beziehungsweisel 8 mit dem jeweiligen Anschlusselement 15 beziehungsweise 16 verschweißt sein. Mit anderen Worten kann die jeweilige Elektrode 12 beziehungsweise 13, insbesondere direkt, mit dem jeweiligen Anschlusselement 15 beziehungsweise 16 thermisch gefügt, insbesondere verschweißt, sein, wodurch die jeweilige Elektrode 12 beziehungsweise 13 direkt mit dem jeweiligen Anschlusselement 15 beziehungsweise 16 elektrisch verbunden ist.
  • Aus 7 ist erkennbar, dass die Verspanneinrichtung 5 wenigstens oder genau zwei auch als Druckplatten bezeichnete Endplatten 20 und 21 aufweist, wobei die Speicherzellen 1 des Zellstapels 4 entlang der Stapelrichtung (Doppelpfeil 3) zwischen den Endplatten 20 und 21 angeordnet sind. Darüber hinaus umfasst die Verspanneinrichtung 5 ein erstes Zugelement in Form eines ersten Zugankers 22 und ein zweites Zugelement in Form eines zweiten Zugankers 23. Die Zuganker 22 und 23 sind mit den jeweiligen Endplatten 20 und 21 verbunden und entlang der Stapelrichtung gespannt, sodass in den Zugankern 22 und 23 jeweils wenigstens eine entlang der Stapelrichtung verlaufende Zugkraft wirkt. Die jeweilige Zugkraft wird über die jeweiligen Zuganker 22 und 23 von einer der Endplatten 20 und 21 auf die jeweils andere Endplatte 21 beziehungsweise 20 übertragen beziehungsweise umgekehrt, sodass die Endplatten 20 und 21 mittels der jeweiligen, als Verspannkraft fungierenden Zugkraft gegen den Zellstapel 4 gespannt sind beziehungsweise gespannt werden. Die in den Zugankern 22 und 23 wirkende Zugkraft wirkt über die Endplatten 20 und 21 als Druckkraft auf die Speicherzellen 1, welche mittels der Druckkraft entlang der Stapelrichtung zusammengedrückt und dadurch aneinander gehalten und miteinander verspannt sind beziehungsweise werden. Daher werden die Endplatten 20 und 21 auch als Druckplatten bezeichnet.
  • Um nun einen besonders vorteilhaften und insbesondere einfachen Aufbau der Speichereinrichtung 2 realisieren zu können, sind die Anschlusselemente 15 und 16 seitlich angeordnet und mit den jeweiligen Zugankern 22 und 23 elektrisch verbunden, wodurch die in dem Zellstapel 4 gespeicherte Energie über die Zuganker 22 und 23 von dem Zellstapel 4 bereitstellbar ist beziehungsweise bereitgestellt werden kann. Insbesondere können die Speicherzellen 1 über ihre Anschlusselemente 15 und 16 und die Zuganker 22 und 23 elektrisch miteinander verbunden sein.
  • Dadurch, dass die Anschlusselemente 15 und 16 elektrisch mit den Zugankern 22 und 23 verbunden sind, kann ein zusätzliches, separates Zellkontaktierungssystem vermieden werden, sodass die Teileanzahl, der Bauraumbedarf, das Gewicht und die Kosten der Speichereinrichtung 2 in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können. Beispielsweise ist der Zuganker 22 mit den Anschlusselementen 15 des Zellstapels 4 elektrisch verbunden, wobei der Zuganker 23 mit den Anschlusselementen 16 des Zellstapels 4 elektrisch verbunden ist. Vorzugsweise sind die Zuganker 22 und 23 elektrisch voneinander isoliert.
  • Aus 1 ist erkennbar, dass das Zellgehäuse 6 eine in Einbaulage der Speicherzelle 1 in Fahrzeughochrichtung nach oben weisende Unterseite 24 und eine in Einbaulage der Speicherzelle 1 in Fahrzeughochrichtung nach unten weisende Unterseite 35 aufweist. Unter der seitlichen Anordnung der Anschlusselemente 15 und 16 und der Zuganker 22 und 23 ist zu verstehen, dass das jeweilige Anschlusselement 15 beziehungsweise 16 beziehungsweise der jeweilige Zuganker 22 beziehungsweise 23 auf einer von der Oberseite 34 und von der Unterseite 35 unterschiedlichen Seite des Zellgehäuses 6 beziehungsweise der Speicherzelle 1 angeordnet ist. Die Anschlusselemente 15 und 16 sind dabei auf voneinander abgewandten Seiten 24 und 25 der Speicherzelle 1 beziehungsweise des Zellgehäuses 6 angeordnet, wobei die Seiten 24 und 25 entlang der dritten Richtung aneinander gegenüberliegen beziehungsweise voneinander abgewandt sind.
  • Der Zuganker 22 ist auf Seiten des jeweiligen Anschlusselements 15 angeordnet ist, sodass der Zuganker 22 auf der Seite 24 des jeweiligen Zellgehäuses 6 beziehungsweise der jeweiligen Speicherzelle 1 angeordnet ist. Der Zuganker 23 ist auf Seiten des jeweiligen Anschlusselements 16 angeordnet, sodass der Zuganker 23 auf der Seite 25 des Zellgehäuses 6 beziehungsweise der Speicherzelle 1 angeordnet ist. Um einen besonders einfachen Aufbau zu realisieren, ist das Zellgehäuse 6 außenumfangsseitig prismatisch und dabei quaderförmig ausgebildet. Insbesondere weist das Zellgehäuse 6 außenumfangsseitig eine von einer Würfelform unterschiedliche Form auf. Dabei weist das Zellgehäuse 6, welches vorzugsweise zumindest 90 Prozent, insbesondere zumindest 95 Prozent, des Aufnahmeraums 7 beziehungsweise dessen Volumens, begrenzt, eine entlang der ersten Richtung (Doppelpfeil 8) verlaufende erste Erstreckung, eine entlang der zweiten Richtung (Doppelpfeil 9) verlaufende zweite Erstreckung und eine entlang der dritten Richtung (Doppelpfeil 10) verlaufende dritte Erstreckung auf. Dabei ist die dritte Erstreckung größer als die zweite Erstreckung und größer als die erste Erstreckung. Grundsätzlich ist denkbar, dass die erste Erstreckung und die zweite Erstreckung gleich groß sind. Bei der ersten Ausführungsform ist es auch vorgesehen, dass die zweite Erstreckung größer als die erste Erstreckung ist.
  • Das Zellgehäuse 6 weist entlang der dritten Richtung voneinander beabstandete und vorzugsweise separat voneinander ausgebildete Seitenwände 26 und 27 auf, welche jeweils den Aufnahmeraum 7 entlang der dritten Richtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, begrenzen. Dies bedeutet, dass die Seitenwand 26 den Aufnahmeraum 7 in eine mit der dritten Richtung zusammenfallende und in 1 durch einen Pfeil 28 veranschaulichte erste Begrenzungsrichtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, begrenzt. Die Seitenwand 27 begrenzt den Aufnahmeraum 7 in eine mit der dritten Richtung zusammenfallende und der ersten Begrenzungsrichtung entgegengesetzte zweite Begrenzungsrichtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, wobei die zweite Begrenzungsrichtung in 1 durch einen Pfeil 29 veranschaulicht ist. Beispielsweise wird der Aufnahmeraum 7 entlang der ersten Richtung und entlang der zweiten Richtung nicht durch die Seitenwände 26 und 27 begrenzt, sodass die Seitenwände 26 und 27 beispielsweise entlang der ersten Richtung und entlang der zweiten Richtung vollständig überdeckungsfrei zu dem Aufnahmeraum 7 angeordnet sind. Entlang der ersten Richtung und entlang der zweiten Richtung wird der Aufnahmeraum 7 beispielsweise zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch einen Grundkörper 30 des Zellgehäuses 6 begrenzt. Der Grundkörper 30 weist dabei eine auch als Oberwand bezeichnete und auf der Oberseite 34 angeordnete Deckwand 31 und eine auch als Unterwand bezeichnete und auf der Unterseite 35 angeordnete Grundwand 32 auf. Die Oberwand beziehungsweise die Deckwand 31 begrenzt den Aufnahmeraum 7 entlang der zweiten Richtung und dabei in Fahrzeughochrichtung nach oben zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig. Die Grundwand 32 begrenzt den Aufnahmeraum 7 entlang der zweiten Richtung und dabei in Fahrzeughochrichtung nach unten zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig. Außerdem weist das Zellgehäuse 6 eine Vorderwand 33 und eine Rückwand 36 auf. Die Vorderwand 33 begrenzt den Aufnahmeraum 7 in einer mit der ersten Richtung zusammenfallende und in 1 durch einen Pfeil 37 veranschaulichte dritte Begrenzungsrichtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig. Die Rückwand 36 begrenzt den Aufnahmeraum 7 in eine in 1 durch einen Pfeil 38 veranschaulichte, mit der ersten Richtung zusammenfallende und der dritten Begrenzungsrichtung entgegengesetzte vierte Begrenzungsrichtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig. Die Deckwand 31, die Grundwand 32, die Vorderwand 33 und die Rückwand 36 sind Wände des Zellgehäuses 6, wobei zumindest zwei oder drei der Wände einstückig miteinander ausgebildet sein können. Insbesondere können alle Wände einstückig miteinander ausgebildet sein. Beispielsweise sind die Grundwand 32, die Vorderwand 33 und die Rückwand 36 einstückig miteinander ausgebildet, sodass die Grundwand 32, die Vorderwand 33 und die Rückwand 36 ein erstes, einstückig ausgebildetes Gehäuseteil des Zellgehäuses 6 bilden. Dabei ist beispielsweise die Deckwand 31 einstückig ausgebildet und bildet ein zweites Gehäuseteil, wobei die Gehäuseteile separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden, insbesondere miteinander verklebt und/oder miteinander verschweißt, sein können. Ferner ist es denkbar, dass die Gehäuseteile einstückig miteinander ausgebildet sind, sodass der Grundkörper 30 einstückig ausgebildet ist. Die Seitenwände 26 und 27 sind separat von dem Grundkörper 30 ausgebildet und mit dem Grundkörper 30 verbunden. Insbesondere können die Seitenwände 26 und 27 mit dem Grundkörper 30 verklebt und/oder verschweißt sein. Die Seitenwände 26 und 27 sind Deckel, die beispielsweise den an sich entlang der dritten Öffnung beidseitig offenen Grundkörper 30 jeweils verschließen. Dabei ist das Anschlusselement 15 separat von der Seitenwand 27 ausgebildet und mit dieser verbunden. Das Anschlusselement 16 ist separat von der Seitenwand 26 ausgebildet und mit der Seitenwand 26 verbunden.
    Somit weist das Zellgehäuse 6 beispielsweise genau drei oder genau vier separat voneinander ausgebildete, jeweils einstückig ausgebildete und miteinander verbundene Gehäuseelemente auf. Ein erstes der Gehäuseelemente ist beispielsweise die Seitenwand 26, während ein zweites der Gehäuseelemente die Seitenwand 27 ist. Ein drittes der Gehäuseelemente ist beispielsweise der einstückig ausgebildete Grundkörper 30. Ferner ist es denkbar, dass das dritte Gehäuseelement ein erstes der zuvor genannten Gehäuseteile und das vierte Gehäuseelement das zuvor genannte zweite Gehäuseteil ist.
  • Die jeweilige Wand und/oder die Seitenwand 26 und/oder die Seitenwand 27 können aus einem metallischen Werkstoff gebildet sein. Ferner ist es denkbar, dass das Anschlusselement 15 beziehungsweise 16 aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist. Um eine vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit des jeweiligen Zugankers 22 beziehungsweise 23 realisieren zu können, ist der jeweilige Zuganker 22 beziehungsweise 23 beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Leichtmetall wie beispielsweise Aluminium, gebildet. Die Speicherzelle 1 weist darüber hinaus eine auf der Oberseite 34 angeordnete Bersteinrichtung 39 auf, welche eine Berstmembran 52 und eine durch die Berstmembran 52 verschlossene, auch als Entlüftungsöffnung bezeichnete Durchgangsöffnung 53 umfasst. Die Bersteinrichtung 39 ist an der Deckwand 31 vorgesehen, sodass die Deckwand 31 die Durchgangsöffnung 53 vollständig begrenzt. Die Berstmembran 52 kann separat von der Deckwand 31 ausgebildet und mit der Deckwand 31 verbunden sein. Ferner ist es denkbar, dass die Berstmembran 52 einstückig mit der Deckwand 31 ausgebildet ist. Die Berstmembran 52 zeichnet sich dadurch aus, dass die Berstmembran 52 gegenüber einem die Durchgangsöffnung 53 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, begrenzenden Wandungsbereich des Zellgehäuses 6, insbesondere der Deckwand 31, geringere Wanddicke aufweist, sodass die Berstmembran 52 eine gezielte beziehungsweise gewünschte Soll-Versagensstelle des Zellgehäuses 6 bildet. Überschreitet ein in dem Aufnahmeraum 7 herrschender Druck einen Schwellenwert, so versagt das Zellgehäuse 6 zuerst an der Soll-Versagensstelle, indem die Berstmembran 52 birst. Hierdurch gibt die Berstmembran 52 die Durchgangsöffnung 53 zumindest teilweise frei, sodass ein den in dem Aufnahmeraum 7 herrschender Druck bewirkendes, insbesondere gasförmiges Fluid über die freigegebene Durchgangsöffnung 53 aus dem Aufnahmeraum 7 ausströmen kann. Hierdurch kann verhindert werden, dass das Zellgehäuse 6 unkontrolliert platzt.
  • Die Speicherzelle 1 weist ferner eine Einfüllöffnung 40 auf, welche wie die Berstmembran 52 auf der Oberseite 34 angeordnet ist. Über die Einfüllöffnung 40 kann Elektrolyt in den Aufnahmeraum 7 eingefüllt werden.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Speicherzelle 1. Bei der zweiten Ausführungsform weist das Zellgehäuse 6 genau zwei Gehäuseelemente in Form von Schalenelementen 41 und 42 auf, welche vorliegend als Halbschalen ausgebildet sind. Das Schalenelement 41 begrenzt einen ersten Teil und dabei eine erste Hälfte des Aufnahmeraums 7, während das Schalenelement 42 einen zweiten Teil und dabei die zweite Hälfte des Aufnahmeraums 7 begrenzt. Die Schalenelemente 41 und 42 sind in einer Trennebene 43 zusammengesetzt, wobei die Trennebene 43 senkrecht zur zweiten Richtung verläuft. Insbesondere sind die Schalenelemente 41 und 42 unter Ausbildung wenigstens einer Schweißnaht in der Trennebene 43 miteinander verschweißt und dadurch stoffschlüssig miteinander verbunden.
  • Um das Zellgehäuse 6 gemäß der zweiten Ausführungsform zusammenzubauen, werden die Schalenelemente 41 und 42 entlang der zweiten Richtung zusammengeführt und zusammengesetzt und anschließend mittels wenigstens oder genau einer Schweißnaht miteinander gefügt. Auch bei der zweiten Ausführungsform sind die Anschlusselemente 15 und 16, welche auch als Terminals bezeichnet werden, seitlich angeordnet. Insbesondere sind die Schalenelemente 41 und 42 stumpf zusammengesetzt und somit entlang eines Stumpfstoßes zusammengesetzt und miteinander verschweißt.
  • 3 und 4 zeigen eine dritte Ausführungsform der Speicherzelle 1. Bei der dritten Ausführungsform sind die Elektroden 12 und 13 wie beispielsweise auch bei der zweiten Ausführungsform aufeinander beziehungsweise übereinander gestapelt und bilden somit einen Elektrodenstapel.
  • Besonders gut aus 4 ist die Anbindung der Elektroden 12 und 13 von innen an die Anschlusselemente 15 und 16 erkennbar. Hierbei liegt die jeweilige Fahne 17 beziehungsweise 18 flächig an einer dem Aufnahmeraum 7 zugewandten, jeweiligen Innenseite 44 beziehungsweise 45 des jeweiligen Anschlusselements 15 beziehungsweise 16 an, wobei die jeweilige Fahne 17 beziehungsweise 18 mit der jeweiligen Innenseite 44 beziehungsweise 45, insbesondere stoffschlüssig, verbunden ist. Dabei berührt beispielsweise die jeweilige Fahne 17 beziehungsweise 18 die jeweilige Innenseite 44 beziehungsweise 45 direkt, sodass die jeweilige Fahne 17 beziehungsweise 18 und somit die jeweilige, die jeweilige Fahne 17 beziehungsweise 18 bildende Elektrode 12 beziehungsweise 13 direkt mit dem jeweiligen Anschlusselement 15 beziehungsweise 16 elektrisch kontaktiert ist.
  • Schließlich zeigen 5 und 6 eine vierte Ausführungsform der Speicherzelle 1. Wie aus 5 erkennbar ist, ist in wenigstens eine Wandung des Zellgehäuses 6 wenigstens ein von einem Kühlfluid, insbesondere von einer Kühlflüssigkeit, zum Kühlen der Speicherzelle 1 durchströmbarer Kühlkanal 46 integriert. Der jeweilige Kühlkanal 46 ist beispielsweise in die Deckwand 31, die Grundwand 32, die Vorderwand 33 und/oder die Rückwand 36 integriert. Bei der in 5 gezeigten vierten Ausführungsform sind in das Zellgehäuse 6, das heißt in jeweilige Wandungen des Zellgehäuses 6, vier Kühlkanäle 46 integriert. Dabei sind an den Seitenwänden 26 und 27 jeweilige Anschlüsse 47 und 48 vorgesehen, welche von dem Kühlfluid durchströmbar sind. Der jeweilige Anschluss 47 kann fluidisch mit einer von der Speicherzelle 1 separat ausgebildeten und von dem Kühlfluid durchströmbaren Leitung verbunden werden. Über den jeweiligen Anschluss 47 kann das Kühlfluid beispielsweise in den jeweiligen Kühlkanal 46 eingeleitet werden. Über den jeweiligen Anschluss 48 kann das Kühlfluid beispielsweise aus dem jeweiligen Kühlkanal 46 ausströmen.
  • Aus 6 ist erkennbar, dass der jeweilige Kühlkanal 46 beispielsweise durch Strangpressen hergestellt und dabei durch Strangpressen in das Zellgehäuse 6, insbesondere den Grundkörper 30, integriert ist. Dabei ist der Grundkörper 30 als ein Strangpressprofil ausgebildet, welches mehrere Hohlkammern 49, 50 und 51 aufweist. Die Hohlkammer 50 bildet beispielsweise zumindest einen Teil, insbesondere zumindest einen überwiegenden Teil, des Aufnahmeraums 7, während die Hohlkammer 49 einen ersten der Kühlkanäle 46 und die Hohlkammer 51 einen zweiten der Kühlkanäle 46 bilden. Hierdurch können die Kühlkanäle 46 auf besonders einfache Weise in das Zellgehäuse 6 integriert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Speicherzelle
    2
    Speichereinrichtung
    3
    Doppelpfeil
    4
    Zellstapel
    5
    Verspanneinrichtung
    6
    Zellgehäuse
    7
    Aufnahmeraum
    8
    Doppelpfeil
    9
    Doppelpfeil
    10
    Doppelpfeil
    11
    Speichermittel
    12
    Elektrode
    13
    Elektrode
    14
    Elektrodenwickel
    15
    Anschlusselement
    16
    Anschlusselement
    17
    Fahne
    18
    Fahne
    19
    Grundkörper
    20
    Endplatte
    21
    Endplatte
    22
    Zuganker
    23
    Zuganker
    24
    Seite
    25
    Seite
    26
    Seitenwand
    27
    Seitenwand
    28
    Pfeil
    29
    Pfeil
    30
    Grundkörper
    31
    Deckwand
    32
    Grundwand
    33
    Vorderwand
    34
    Oberseite
    35
    Unterseite
    36
    Rückwand
    37
    Pfeil
    38
    Pfeil
    39
    Bersteinrichtung
    40
    Einfüllöffnung
    41
    Schalenelemente
    42
    Schalenelement
    43
    Trennebene
    44
    Innenseite
    45
    Innenseite
    46
    Kühlkanal
    47
    Anschluss
    48
    Anschluss
    49
    Hohlkammer
    50
    Hohlkammer
    51
    Hohlkammer
    52
    Berstmembran
    53
    Durchgangsöffnung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011015152 A1 [0002]
    • DE 102009046801 A1 [0003]
    • DE 102008034854 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Speicherzelle (1) für eine zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildete Speichereinrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Zellgehäuse (6), welches einen Aufnahmeraum (7) entlang einer ersten Richtung (8), entlang einer senkrecht zur ersten Richtung (8) verlaufenden zweiten Richtung (9) und entlang einer senkrecht zur ersten Richtung (8) und senkrecht zur zweiten Richtung (9) verlaufenden dritten Richtung (10) jeweils zumindest überwiegend begrenzt, mit in dem in dem Aufnahmeraum (7) angeordneten und wenigstens zwei Elektroden (12, 13) unterschiedlicher Polarität aufweisenden Speichermitteln (11) zum Speichern von elektrischer Energie, und mit wenigstens zwei Anschlusselementen (15, 16), über welche die mittels der Speichermittel (11) gespeicherte elektrische Energie von der Speicherzelle (1) bereitstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente (15, 16) separat voneinander und separat von dem Zellgehäuse (6) ausgebildet, elektrisch voneinander isoliert und an dem Zellgehäuse (6) gehalten sind, wobei eine erste der Elektroden (12, 13) direkt mit einem ersten der Anschlusselemente (15, 16) und die zweite Elektrode (13) direkt mit dem zweiten Anschlusselement (16) elektrisch kontaktiert ist.
  2. Speicherzelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente (15, 16) seitlich angeordnet sind.
  3. Speicherzelle (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente (15, 16) auf voneinander abgewandten Seiten (24, 25) des Zellgehäuses (6) angeordnet sind.
  4. Speicherzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellgehäuse (6) außenumfangsseitig quaderförmig ausgebildet ist.
  5. Speicherzelle (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellgehäuse (6) eine entlang der ersten Richtung (8) verlaufende erste Erstreckung, eine entlang der zweiten Richtung (9) verlaufende zweite Erstreckung und eine entlang der dritten Richtung (10) verlaufende dritte Erstreckung aufweist, wobei dritte Erstreckung größer als die erste Erstreckung und die zweite Erstreckung ist.
  6. Speicherzelle (1) nach Anspruch 5 in dessen Rückbezug über Anspruch 4 auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten (24, 25) entlang der dritten Richtung (10) voneinander abgewandt sind, wobei die Anschlusselemente (15, 16) entlang der dritten Richtung (10) voneinander beabstandet sind.
  7. Speicherzelle (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erstreckung geringer als die zweite Erstreckung ist.
  8. Speicherzelle (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellgehäuse (6) zwei jeweils einstückig ausgebildete, separat von den Anschlusselementen (15, 16) ausgebildete und entlang der dritten Richtung (10) voneinander beabstandete Seitenwände (26, 27) aufweist, welche den Aufnahmeraum (7) entlang der dritten Richtung (10) jeweils zumindest teilweise begrenzen, wobei das erste Anschlusselement (15) an einer ersten der Seitenwände (26, 27) und das zweite Anschlusselement (16) an der zweiten Seitenwand (26) gehalten ist.
  9. Speichereinrichtung (1) zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug, mit mehreren Speicherzellen (1), welche jeweils aufweisen: - ein Zellgehäuse (6), welches einen Aufnahmeraum (7) entlang einer ersten Richtung (8), entlang einer senkrecht zur ersten Richtung (8) verlaufenden zweiten Richtung (9) und entlang einer senkrecht zur ersten Richtung (8) und senkrecht zur zweiten Richtung (9) verlaufenden dritten Richtung (10) jeweils zumindest überwiegend begrenzt; - in dem Aufnahmeraum (7) angeordnete und wenigstens zwei Elektroden(12, 13) unterschiedlicher Polarität aufweisende Speichermittel (11) zum Speichern von elektrischer Energie; und - wenigstens zwei Anschlusselemente (15, 16), über welche die mittels der Speichermittel (11) gespeicherte elektrische Energie von der Speicherzelle (1) bereitstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Anschlusselemente (15, 16) der jeweiligen Speicherzelle (1) separat voneinander und separat von dem jeweiligen Zellgehäuse (6) der jeweiligen Speicherzelle (1) ausgebildet, elektrisch voneinander isoliert und an dem jeweiligen Zellgehäuse (6) gehalten sind, wobei eine erste der jeweiligen Elektroden (12, 13) direkt mit einem ersten der jeweiligen Anschlusselemente (15, 16) und die jeweilige zweite Elektrode (13) direkt mit dem jeweiligen zweiten Anschlusselement (16) elektrisch kontaktiert ist.
  10. Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Speichereinrichtung (2) nach Anspruch 9 und/oder mit wenigstens einer Speicherzelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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