DE102019123420A1 - Contact platform for a prismatic battery cell and battery cell - Google Patents

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Korbinian Antwerpen
Seokyoon Yoo
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontaktierplattform (15) für eine prismatische Batteriezelle (1) einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, welche zum Anordnen an einem Zellgehäuse (2) der Batteriezelle (1) ausgebildet ist und zum elektrischen Kontaktieren zumindest einer Zusatzkomponente (10) der Batteriezelle (1) ausgebildet ist, aufweisend:
- zumindest ein Kontaktelement (17) aus einem elektrisch leitfähigen Material zum elektrischen Verbinden mit zumindest einem Anschluss (14) der zumindest einen Zusatzkomponente (10), und
- eine Aufnahmeeinrichtung (16) aus einem elektrisch isolierenden Material zum Anbringen an einer Gehäusewand (5) des Zellgehäuses (2), wobei die Aufnahmeeinrichtung (16) zum Halten des zumindest einen Kontaktelementes (17) und zum elektrischen Isolieren des zumindest einen Kontaktelementes (17) gegenüber dem Zellgehäuse (2) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Batteriezelle (1).

Figure DE102019123420A1_0000
The invention relates to a contacting platform (15) for a prismatic battery cell (1) of a traction battery of an electrically drivable motor vehicle, which is designed to be arranged on a cell housing (2) of the battery cell (1) and to electrically contact at least one additional component (10) of the battery cell (1) is designed, having:
- At least one contact element (17) made of an electrically conductive material for electrical connection to at least one connection (14) of the at least one additional component (10), and
- A receiving device (16) made of an electrically insulating material for attachment to a housing wall (5) of the cell housing (2), the receiving device (16) for holding the at least one contact element (17) and for electrically insulating the at least one contact element (17) ) is formed opposite the cell housing (2). The invention also relates to a battery cell (1).
Figure DE102019123420A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktierplattform für eine prismatische Batteriezelle einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, welche zum Anordnen an einem Zellgehäuse der Batteriezelle und zum elektrischen Kontaktieren zumindest einer Zusatzkomponente der Batteriezelle ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Batteriezelle mit einer solchen Kontaktierplattform.The invention relates to a contacting platform for a prismatic battery cell of a traction battery of an electrically drivable motor vehicle, which is designed to be arranged on a cell housing of the battery cell and to electrically contact at least one additional component of the battery cell. The invention also relates to a battery cell with such a contacting platform.

Vorliegend richtet sich das Interesse auf prismatische Batteriezellen, welche insbesondere in Traktionsbatterien elektrisch antreibbarer Kraftfahrzeuge eingesetzt werden. Solche Traktionsbatterien können mehrere Batteriezellen aufweisen, welche zu Zellstapeln gestapelt und zu Batteriemodulen verschaltet sind. Auch können die Batteriezellen mit Zusatzkomponenten, beispielsweise mit einer Messtechnik oder einer Heizeinrichtung zum Heizen eines galvanischen Elementes der Batteriezelle, ausgestattet werden. Solche Zusatzkomponenten zu kontaktieren, beispielsweise um sie mit elektrischer Energie zu versorgen, ist üblicherweise sehr aufwändig.In the present case, the interest is directed towards prismatic battery cells, which are used in particular in traction batteries for electrically driven motor vehicles. Such traction batteries can have several battery cells, which are stacked to form stacks of cells and connected to form battery modules. The battery cells can also be equipped with additional components, for example with measurement technology or a heating device for heating a galvanic element of the battery cell. Contacting such additional components, for example in order to supply them with electrical energy, is usually very complex.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, wie Zusatzkomponenten von Batteriezellen auf besonders einfache Weise kontaktiert werden können.It is the object of the present invention to provide a solution as to how additional components of battery cells can be contacted in a particularly simple manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kontaktierplattform sowie eine Batteriezelle mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.According to the invention, this object is achieved by a contacting platform and a battery cell having the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims, the description and the figures.

Eine erfindungsgemäße Kontaktierplattform für eine prismatische Batteriezelle einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs dient zum Applizieren bzw. Anordnen an einem Zellgehäuse der Batteriezelle und zum elektrischen Kontaktieren zumindest einer Zusatzkomponente der Batteriezelle. Die Kontaktierplattform weist zumindest ein Kontaktelement aus einem elektrisch leitfähigen Material zum elektrischen Verbinden mit zumindest einem Anschluss der zumindest einen Zusatzkomponente auf. A contacting platform according to the invention for a prismatic battery cell of a traction battery of an electrically drivable motor vehicle is used for applying or arranging to a cell housing of the battery cell and for electrically contacting at least one additional component of the battery cell. The contact platform has at least one contact element made of an electrically conductive material for electrical connection to at least one connection of the at least one additional component.

Außerdem weist die Kontaktierplattform eine Aufnahmeeinrichtung aus einem elektrisch isolierenden Material zum Anbringen an einer Gehäusewand des Zellgehäuses auf, wobei die Aufnahmeeinrichtung zum Halten des zumindest einen Kontaktelementes und zum elektrischen Isolieren des zumindest einen Kontaktelementes gegenüber dem Zellgehäuse ausgebildet ist.In addition, the contact platform has a receiving device made of an electrically insulating material for attachment to a housing wall of the cell housing, the receiving device being designed to hold the at least one contact element and to electrically isolate the at least one contact element from the cell housing.

Eine erfindungsgemäße prismatische Batteriezelle für eine Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs umfasst eine erfindungsgemäße Kontaktierplattform. Außerdem weist die Batteriezelle ein flachquaderförmiges Zellgehäuse und zumindest eine Zusatzkomponenten auf. Die Kontaktierplattform ist insbesondere an einer Gehäusewand in Form von einem Gehäusedeckel des Zellgehäuses zwischen Zellterminals der Batteriezelle angeordnet und dort befestigt. Die Zusatzkomponente kann beispielsweise eine Messsensorik und/oder eine Heizeinrichtung für die Batteriezelle sein. Vorzugsweise ist die zumindest eine Zusatzkomponente als eine Heizeinrichtung aufweisend zwei flächige Heizelemente ausgebildet, wobei die Heizelemente an einander gegenüberliegenden Gehäusemantelwänden des Zellgehäuses angeordnet sind. Die Kontaktierplattform weist zumindest zwei Kontaktelemente auf, welche elektrisch mit den Anschlüssen der Heizelemente verbunden sind. Die flächigen Heizelemente können beispielsweise Heizfolien sein, welche jeweils einen über die Anschlüsse der Heizelemente bestrombaren Heizwiderstand bzw. Heizdraht aufweisen. Die Anschlüsse der Heizflächen sind insbesondere als flexible Anschlussfahnen ausgebildet, welche über einen Rand der Gehäusemantelwände des Zellgehäuses in Richtung des Gehäusedeckels biegbar sind und dort mit den Kontaktelementen elektrisch und mechanisch verbunden sind.A prismatic battery cell according to the invention for a traction battery of an electrically drivable motor vehicle comprises a contacting platform according to the invention. In addition, the battery cell has a flat, cuboid cell housing and at least one additional component. The contacting platform is arranged in particular on a housing wall in the form of a housing cover of the cell housing between the cell terminals of the battery cell and is fastened there. The additional component can be, for example, a measuring sensor system and / or a heating device for the battery cell. The at least one additional component is preferably designed as a heating device having two flat heating elements, the heating elements being arranged on mutually opposite housing jacket walls of the cell housing. The contacting platform has at least two contact elements which are electrically connected to the connections of the heating elements. The flat heating elements can, for example, be heating foils which each have a heating resistor or heating wire that can be energized via the connections of the heating elements. The connections of the heating surfaces are designed in particular as flexible connection lugs which can be bent over an edge of the housing jacket walls of the cell housing in the direction of the housing cover and there are electrically and mechanically connected to the contact elements.

Das prismatische Zellgehäuse der Batteriezelle weist mehrere Gehäusewände auf, welche einen Gehäuseinnenraum umschließen. In diesem Gehäuseinnenraum ist ein galvanisches Element der Batteriezelle angeordnet. Die Gehäusewände können beispielsweise ein Gehäuseboden, ein Gehäusedeckel und Gehäusemantelwände sein. An dem Gehäusedeckel sind die Zellterminals der Batteriezeller angeordnet, welche elektrisch mit Elektroden des galvanischen Elementes in dem Gehäuseinneren verbunden sind und über welche das galvanische Element mit zumindest einem zellexternen Anschluss, beispielsweise einem Zellterminal einer anderen Batteriezelle, elektrisch verbunden werden kann.The prismatic cell housing of the battery cell has several housing walls which enclose a housing interior. A galvanic element of the battery cell is arranged in this housing interior. The housing walls can be, for example, a housing base, a housing cover and housing jacket walls. The cell terminals of the battery cells are arranged on the housing cover and are electrically connected to electrodes of the galvanic element in the interior of the housing and via which the galvanic element can be electrically connected to at least one cell-external connection, for example a cell terminal of another battery cell.

Die Kontaktierplattform ist dazu vorgesehen, eine zusätzliche Kontaktierungsmöglichkeit für insbesondere nicht serienmäßig vorgesehene Zusatzkomponenten der Batteriezelle bereitzustellen. Diese Zusatzkomponente ist insbesondere an dem Zellgehäuse angeordnet und dient beispielsweise der Überwachung der Batteriezelle oder der Beheizung der Batteriezelle. Die Kontaktierplattform ist dabei zusätzlich zu den Zellterminals der Batteriezelle an dem Zellgehäuse anordenbar und befestigbar. Die Zellgehäuse der Batteriezellen können bedarfsgerecht je nach Ausstattung der Batteriezelle mit der Kontaktierplattform bestückt werden. Im Falle, dass die Kontaktierplattform an dem Gehäusedeckel des Zellgehäuses der Batteriezelle zwischen den Zellterminals angeordnet ist, entspricht eine Breite der Kontaktierplattform höchstens einer Breite des Gehäusedeckels, sodass die Kontaktierplattform nicht an Rändern des Gehäusedeckels übersteht. Auch eine Höhe der Kontaktierplattform entspricht insbesondere höchstens einer Höhe der Zellterminals der Batteriezelle, sodass die Kontaktierplattform nicht über die Zellterminals hinausragt. Durch die Kontaktierplattform werden also Außenabmessungen der Batteriezelle in vorteilhafter Weise nicht vergrößert.The contacting platform is provided to provide an additional contacting option for additional components of the battery cell that are not provided as standard. This additional component is arranged in particular on the cell housing and is used, for example, to monitor the battery cell or to heat the battery cell. The contacting platform can be arranged and fastened to the cell housing in addition to the cell terminals of the battery cell. The cell housings of the battery cells can be equipped with the contacting platform as required, depending on the equipment of the battery cell. In the event that the contact platform is arranged on the housing cover of the cell housing of the battery cell between the cell terminals, a width corresponds to Contacting platform at most a width of the housing cover, so that the contacting platform does not protrude at the edges of the housing cover. A height of the contacting platform also corresponds in particular at most to a height of the cell terminals of the battery cell so that the contacting platform does not protrude beyond the cell terminals. The external dimensions of the battery cell are therefore advantageously not increased by the contacting platform.

Die Kontaktierplattform ist dazu vorgesehen, die zumindest eine Zusatzkomponente der Batteriezelle, beispielsweise zur Energieversorgung der Zusatzkomponente und/oder zur Datenübertragung, zu kontaktieren. Dazu weist die Kontaktierplattform das zumindest eine Kontaktelement, vorzugsweise zumindest zwei Kontaktelemente, auf. Eine Anzahl an Kontaktelementen wird in Abhängigkeit von einer Anzahl der Zusatzkomponenten bzw. einer Anzahl an Anschlüssen der Zusatzkomponenten bereitgestellt. Die Kontaktelemente können als plattenförmige Kontaktelemente bzw. Kontaktplatten ausgebildet sein und mit den Anschlüssen der Zusatzkomponente elektrisch verbunden werden. Beispielsweise können mittels der Kontaktierplattformen mehrerer Batteriezellen die Zusatzkomponenten der Batteriezellen miteinander und/oder mit einer Energieversorgungseinrichtung und/oder mit einem Steuergerät zur Datenauswertung verschaltet werden. Dazu können die Kontaktelemente einer Kontaktierplattform zusätzlich mit Verbindungselementen, beispielsweise Stromschienen, verbunden werden, welche beispielsweise wiederum mit den Kontaktelementen anderer Kontaktierplattformen und/oder der Energieversorgungseinrichtung verbunden werden. Die Kontaktelemente sind insbesondere aus einem temperaturstabilen Material gebildet, sodass sie beispielsweise durch Laserschweißen mit den Anschlüssen der Zusatzkomponente und/oder den Verbindungselementen elektrisch und mechanisch verbindbar sind.The contacting platform is provided to contact the at least one additional component of the battery cell, for example for supplying energy to the additional component and / or for data transmission. For this purpose, the contact platform has the at least one contact element, preferably at least two contact elements. A number of contact elements is provided as a function of a number of additional components or a number of connections of the additional components. The contact elements can be designed as plate-shaped contact elements or contact plates and can be electrically connected to the connections of the additional component. For example, the additional components of the battery cells can be interconnected with one another and / or with an energy supply device and / or with a control device for data evaluation by means of the contacting platforms of several battery cells. For this purpose, the contact elements of a contacting platform can additionally be connected to connecting elements, for example busbars, which, for example, are in turn connected to the contact elements of other contacting platforms and / or the energy supply device. The contact elements are formed in particular from a temperature-stable material so that they can be electrically and mechanically connected to the connections of the additional component and / or the connecting elements, for example by laser welding.

Außerdem weist die Kontaktierplattform die Aufnahmeeinrichtung auf, welche aus einem elektrisch isolierenden Material bzw. einem Isolationsmaterial, beispielweise einem Kunststoff, ausgebildet ist. Die Aufnahmeeinrichtung kann beispielsweise durch Spritzgießen gefertigt werden und einen Aufnahmerahmen für das zumindest eine Kontaktelement bilden. Die Aufnahmeeinrichtung hält das zumindest eine Kontaktelement und isoliert das zumindest einen Kontaktelement von dem metallischen Zellgehäuse. Dadurch kann eine unerwünschte elektrische Verbindung zwischen der mit dem zumindest einen Kontaktelement verbundenen Zusatzkomponente und dem Zellgehäuse verhindert werden. Die Aufnahmeeinrichtung kann dabei mehrteilig oder einteilig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Aufnahmeeinrichtung einteilig und plattenförmig ausgebildet, wobei die Kontaktelemente an einer Oberseite der plattenförmigen Aufnahmeeinrichtung befestigt sind und eine Unterseite der plattenförmigen Aufnahmeeinrichtung zum Anlegen an der Gehäusewand des Zellgehäuses ausgebildet ist. Zum Befestigen der Kontaktierplattform an dem Zellgehäuse kann die Aufnahmeeinrichtung an die Gehäusewand des Zellgehäuses angeklebt werden.In addition, the contacting platform has the receiving device, which is formed from an electrically insulating material or an insulating material, for example a plastic. The receiving device can be manufactured, for example, by injection molding and can form a receiving frame for the at least one contact element. The receiving device holds the at least one contact element and isolates the at least one contact element from the metallic cell housing. As a result, an undesired electrical connection between the additional component connected to the at least one contact element and the cell housing can be prevented. The receiving device can be designed in several parts or in one part. The receiving device is preferably designed in one piece and plate-shaped, the contact elements being fastened to an upper side of the plate-shaped receiving device and an underside of the plate-shaped receiving device being designed to be placed against the housing wall of the cell housing. To fasten the contact platform to the cell housing, the receiving device can be glued to the housing wall of the cell housing.

Durch die Kontaktierplattform können für eine Batteriezelle, je nach Ausstattung der Batteriezelle mit Zusatzkomponenten, auf einfache Weise Zusatzkontaktmöglichkeiten zum Kontaktieren der Zusatzkomponente bereitgestellt werden.The contacting platform allows additional contact options for contacting the additional components to be provided in a simple manner for a battery cell, depending on the equipment of the battery cell with additional components.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die plattenförmige Aufnahmeeinrichtung an einer Oberseite zumindest eine Vertiefung zum Aufnehmen des zumindest einen plattenförmigen Kontaktelements auf. Abmessungen der Vertiefung können beispielsweise Abmessungen der Kontaktplatte entsprechen, sodass die Kontaktplatte passgenau in der Vertiefung angeordnet und dort befestigt werden kann. Das zumindest eine Kontaktelement kann beispielsweise in die Vertiefung eingeklebt werden. Durch die Vertiefungen können die Kontaktelemente in das Isolationsmaterial der Aufnahmeeinrichtung eingebettet werden, sodass die Kontaktierplattform eine hohe mechanische Stabilität aufweist.In an advantageous embodiment of the invention, the plate-shaped receiving device has at least one recess on an upper side for receiving the at least one plate-shaped contact element. Dimensions of the recess can correspond to dimensions of the contact plate, for example, so that the contact plate can be arranged in the recess with an accurate fit and fastened there. The at least one contact element can be glued into the recess, for example. The contact elements can be embedded in the insulation material of the receiving device through the recesses, so that the contact platform has a high mechanical stability.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die plattenförmige Aufnahmeeinrichtung eine Durchgangsöffnung zum fluchtenden Anordnen mit einer Entgasungsöffnung in der Gehäusewand des Zellgehäuses der Batteriezelle auf. Die Entgasungsöffnung ist beispielsweise im Gehäusedeckel zwischen den Zellterminals angeordnet und dient zum Auslassen eines Heißgases aus dem Gehäuseinnenraum im Falle eines zellinternen Kurzschlusses. Damit das Heißgas zuverlässig entweichen kann, soll ein Strömungspfad des Heißgases nicht durch die Kontaktierplattform blockiert werden. Daher weist die Aufnahmeeinrichtung in einem Bereich abseits des zumindest einen Kontaktelementes die Durchgangsöffnung auf, welche überlappend mit der Entgasungsöffnung des Zellgehäuses angeordnet wird. Beispielsweise kann die Durchgangsöffnung zwischen zumindest zwei in Längsrichtung der plattenförmigen Aufnahmeeinrichtung zueinander beabstandeten Kontaktelementen angeordnet sein.In a further development of the invention, the plate-shaped receiving device has a through opening for alignment with a degassing opening in the housing wall of the cell housing of the battery cell. The degassing opening is arranged, for example, in the housing cover between the cell terminals and is used to let a hot gas out of the housing interior in the event of a short circuit within the cell. So that the hot gas can reliably escape, a flow path for the hot gas should not be blocked by the contacting platform. The receiving device therefore has the through opening in an area away from the at least one contact element, which is arranged so as to overlap with the degassing opening of the cell housing. For example, the through opening can be arranged between at least two contact elements spaced apart from one another in the longitudinal direction of the plate-shaped receiving device.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die plattenförmige Aufnahmeeinrichtung an einer Unterseite nutartige Vertiefungen zum Aufnehmen von Schweißnähten des Zellgehäuses für ein vollflächiges Anlegen der plattenförmigen Aufnahmeeinrichtung an der Gehäusewand des Zellgehäuses aufweist. Solche Schweißnähte können beispielsweise am Rand des Gehäusedeckels, an welchem der Gehäusedeckel mit den Gehäusemantelwänden verschweißt ist, auftreten. Auch können die Schweißnähte im Bereich der Entgasungsöffnung und im Bereich einer Befüllöffnung, über welche der Gehäuseinnenraum mit dem flüssigen Elektrolyten befüllt wird, auftreten. Um ein vollflächiges Anliegen der Kontaktierplattform an der Gehäusewand zu ermöglichen und um die Kontaktierplattform spielfrei an der Gehäusewand positionieren zu können, weist die Unterseite der Kontaktierplattform zumindest im Bereich der Schweißnähte die nutartigen Vertiefungen auf. Beim Anordnen der Kontaktierplattform am dem Zellgehäuse werden die Schweißnähte des Zellgehäuses in den Vertiefungen der Aufnahmeeinrichtung angeordnet.It proves to be advantageous if the plate-shaped receiving device has groove-like depressions on an underside for receiving weld seams of the cell housing for a full-surface application of the plate-shaped receiving device to the housing wall of the cell housing. Such weld seams can occur, for example, on the edge of the housing cover on which the housing cover is welded to the housing jacket walls. The weld seams in the area of the vent opening and in the Area of a filling opening through which the interior of the housing is filled with the liquid electrolyte. In order to enable the contact platform to rest over the entire surface of the housing wall and to be able to position the contact platform on the housing wall without play, the underside of the contact platform has the groove-like depressions at least in the area of the weld seams. When the contacting platform is arranged on the cell housing, the weld seams of the cell housing are arranged in the recesses of the receiving device.

Auch kann vorgesehen sein, dass an einer Oberseite der plattenförmigen Aufnahmeeinrichtung zumindest zwei Versteifungsrippen zum Verhindern einer Verformung der Kontaktierplattform angeordnet sind. Die Versteifungsrippen sorgen für eine hohe Stabilität der Kontaktierplattform. Außerdem können an diesen Versteifungsrippen die Zusatzkomponenten befestigt werden. Im Falle von Heizfolien können diese beispielsweise über den Rand der Gehäusemantelwand geklappt werden, sodass die Heizfolie im eingeklappten Bereich mit der Oberseite der Aufnahmeeinrichtung überlappt. In diesem eingeklappten Bereich kann die Heizfolie an der Versteifungsrippe, beispielsweise durch Ankleben, befestigt werden.It can also be provided that at least two stiffening ribs are arranged on an upper side of the plate-shaped receiving device to prevent deformation of the contacting platform. The stiffening ribs ensure high stability of the contact platform. In addition, the additional components can be attached to these stiffening ribs. In the case of heating foils, these can be folded over the edge of the housing jacket wall, for example, so that the heating foil overlaps the upper side of the receiving device in the folded-in area. In this folded-in area, the heating foil can be attached to the stiffening rib, for example by gluing.

Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Kontaktierplattform vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Batteriezelle.The embodiments presented with reference to the contacting platform according to the invention and their advantages apply accordingly to the battery cell according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be explained in more detail using a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawings.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Perspektivdarstellung einer Ausführungsform einer Batteriezelle;
  • 2 eine Seitenansicht der Batteriezelle;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Kontaktierplattform; und
  • 4 eine weitere schematische Perspektivdarstellung der Batteriezelle mit V erbi nd ungselementen.
Show it:
  • 1 a schematic perspective illustration of an embodiment of a battery cell;
  • 2 a side view of the battery cell;
  • 3rd a schematic representation of an embodiment of a contacting platform; and
  • 4th a further schematic perspective illustration of the battery cell with connecting elements.

In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt eine prismatische Batteriezelle 1, welche mit einer Vielzahl von weiteren Batteriezellen 1 zu Zellstapeln gestapelt und zu Batteriemodulen verschaltet werden kann. Mehrere Batteriemodule können wiederum zu einer Traktionsbatterie für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug verschaltet werden. Die Batteriezelle 1 weist ein prismatisches, flachquaderförmiges Zellgehäuse 2 sowie Zellterminals 3a, 3b auf, welche mit Elektroden eines galvanischen Elements in einem Gehäuseinnenraum des Zellgehäuses 2 elektrisch verbunden sind. Der Gehäuseinnenraum wird von Gehäusewänden des Zellgehäuses 2 in Form von einem Gehäuseboden 4, einem Gehäusedeckel 5 und Gehäusemantelwänden 6, 7, 8, 9 umschlossen. Die Gehäusemantelwände 6, 7, 8, 9 sind eine Frontwand 6, zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 7, 8 sowie eine der Frontwand 6 gegenüberliegende Rückwand 9. Die Gehäusemantelwände 6, 7, 8, 8 sowie der Gehäuseboden 4 bilden ein Gehäuseunterteil, welches von dem Gehäusedeckel 5 bedeckt und abgeschlossen werden kann. An dem Gehäusedeckel 5 sind die Zellterminals 3a, 3b angeordnet. Das Zellgehäuse 2 ist aus einem Metall, beispielsweise Aluminium, gebildet. Außerdem weist die Batteriezelle 2, wie in 2 gezeigt, eine Zusatzkomponente 10 auf, welche hier als eine Heizeinrichtung 11 zum Beheizen des galvanischen Elementes in dem Gehäuseinnenraum des Zellgehäuses 2 ausgebildet ist. 1 shows a prismatic battery cell 1 , which with a large number of additional battery cells 1 can be stacked to form stacks of cells and interconnected to form battery modules. Several battery modules can in turn be interconnected to form a traction battery for an electrically drivable motor vehicle. The battery cell 1 has a prismatic, flat cuboid cell housing 2 as well as cell terminals 3a , 3b on, which with electrodes of a galvanic element in a housing interior of the cell housing 2 are electrically connected. The interior of the housing is made up of the housing walls of the cell housing 2 in the form of a case back 4th , a housing cover 5 and housing jacket walls 6th , 7th , 8th , 9 enclosed. The housing jacket walls 6th , 7th , 8th , 9 are a front wall 6th , two opposite side walls 7th , 8th as well as one of the front wall 6th opposite rear wall 9 . The housing jacket walls 6th , 7th , 8th , 8th as well as the case back 4th form a lower housing part, which is separated from the housing cover 5 can be covered and completed. On the housing cover 5 are the cell terminals 3a , 3b arranged. The cell housing 2 is formed from a metal such as aluminum. It also has the battery cell 2 , as in 2 shown, an additional component 10 on which here as a heater 11 for heating the galvanic element in the interior of the cell housing 2 is trained.

Die Heizeinrichtung 11 weist hier zwei flächige Heizelemente 12 auf. Die flächigen Heizelemente 12 sind an Außenseiten der Frontwand 6 und der Rückwand 9 des Zellgehäuses 3 angeordnet. Die Heizelemente 12 können beispielsweise jeweils eine Heizfolie 13 mit einem integrierten Heizwiderstand 13a aufweisen. Der Heizwiderstand 13a kann sich im angeordneten Zustand der Heizfolien 13 an den Außenseiten der Gehäusemantelwände 6, 9 mäanderförmig über die Außenseiten erstrecken. Die Heizelemente 12 weisen Anschlüsse 14 auf, über welche die Heizwiderstände 13a bestrombar sind. Dazu müssen die Anschlüsse 14 elektrisch mit einer Energieversorgungseinrichtung, beispielsweise den Zellterminals 3a, 3b der Batteriezelle 1 oder einem Modulanschluss des Batteriemoduls, verbunden werden.The heating device 11 has two flat heating elements here 12th on. The flat heating elements 12th are on the outside of the front wall 6th and the back wall 9 of the cell housing 3rd arranged. The heating elements 12th can, for example, each have a heating foil 13th with an integrated heating resistor 13a exhibit. The heating resistor 13a can be in the arranged state of the heating foils 13th on the outside of the housing jacket walls 6th , 9 Meander over the outsides. The heating elements 12th have connections 14th on which the heating resistors 13a can be energized. To do this, the connections 14th electrically with an energy supply device, for example the cell terminals 3a , 3b the battery cell 1 or a module connection of the battery module.

Zum Kontaktieren der Zusatzkomponente 10 weist die Batteriezelle 1 eine Kontaktierplattform 15 auf, wie sie sowohl in einer Explosionsdarstellung als auch im zusammengesetzten Zustand in 3 gezeigt ist. Die Kontaktierplattform 15 ist an einer Gehäusewand des Zellgehäuses 2 anordenbar und dort befestigbar. In 1 ist die Kontaktierplattform 15 im befestigten, beispielsweise verklebten Zustand, an dem Zellgehäuse 2 gezeigt. Die Kontaktierplattform 15 ist hier an dem Gehäusedeckel 5 zwischen den Zellterminals 3a, 3b der Batteriezelle 1 angeordnet und steht weder seitlich am Gehäusedeckel 5 noch über die Zellterminals 3a, 3b über. Die Kontaktierplattform 15 weist eine Aufnahmeeinrichtung 16 aus einem Isolationsmaterial, beispielsweise Kunststoff, sowie hier zwei Kontaktelemente 17 auf. Die Kontaktelemente 17 sind aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet und hier in rechteckförmigen Vertiefungen 18 in einer Oberseite 19 der plattenförmigen Aufnahmeeinrichtung 16 angeordnet. Die Kontaktierplattform 15 wird an dem Zellgehäuse 2 angeordnet, indem die eine Unterseite 20 der Aufnahmeeinrichtung 16 an dem Gehäusedeckel 5 positioniert wird. Im angeordneten Zustand der Kontaktierplattform 15 am Zellgehäuse 2 können die Anschlüsse 14 der Zusatzkomponente 10 mit den Kontaktelementen 17 elektrisch verbunden werden. Dazu werden die Anschlüsse 14, welche als flexible Anschlussfahnen ausgebildet sein können, wie in 2 gezeigt, in Richtung des Gehäusedeckels 5 geklappt, sodass sie mit den Kontaktelementen 17 überlappen. Durch Laserschweißen können die Anschlüsse 14 dann mit den Kontaktelementen 17 verbunden werden.For contacting the additional component 10 indicates the battery cell 1 a contact platform 15th as shown both in an exploded view and in the assembled state in 3rd is shown. The contact platform 15th is on a housing wall of the cell housing 2 can be arranged and fastened there. In 1 is the contact platform 15th in the fastened, for example glued, state on the cell housing 2 shown. The contact platform 15th is here on the housing cover 5 between the cell terminals 3a , 3b the battery cell 1 arranged and is neither on the side of the housing cover 5 via the cell terminals 3a , 3b over. The contact platform 15th has a receiving device 16 made of an insulation material, for example plastic, as well as two contact elements here 17th on. The contact elements 17th are made of an electrically conductive material and here in rectangular recesses 18th in a top 19th the plate-shaped receiving device 16 arranged. The contact platform 15th is attached to the cell housing 2 arranged by the one bottom 20th the receiving facility 16 on the housing cover 5 is positioned. In the arranged state of the contact platform 15th on the cell housing 2 can connect the connections 14th the additional component 10 with the contact elements 17th be electrically connected. These are the connections 14th , which can be designed as flexible connection lugs, as in 2 shown, in the direction of the housing cover 5 folded so that they are with the contact elements 17th overlap. The connections 14th then with the contact elements 17th get connected.

In 4 ist die Batteriezelle 2 mit Verbindungselementen 21, 22 gezeigt. Die Verbindungselemente 21 sind als Stromschienen ausgebildet, welche elektrisch mit den Zellterminals 3a, 3b verbunden sind. Über diese Verbindungselemente 21 können die galvanischen Elemente mehrerer Batteriezellen 1 zum Verschalten der Batteriezellen 1 seriell und/oder parallel miteinander verbunden werden. Auch die Verbindungselemente 22 sind hier als Stromschienen ausgebildet. Über die Verbindungselemente 22 können die Zusatzkomponenten 10 mehrerer Batteriezellen 1 seriell und/oder parallel miteinander verschaltet werden. Die Verschaltung aus Zusatzkomponenten 10 kann dann an eine Energieversorgungseinrichtung, beispielsweise an einen Modulanschluss des Batteriemoduls, angeschlossen werden, um die Zusatzkomponenten 10, beispielsweise zum Bestromen der Heizwiderstände 13a, mit Energie zu versorgen.In 4th is the battery cell 2 with fasteners 21 , 22nd shown. The fasteners 21 are designed as busbars, which are electrically connected to the cell terminals 3a , 3b are connected. About these fasteners 21 can use the galvanic elements of several battery cells 1 for interconnecting the battery cells 1 connected in series and / or in parallel. The fasteners too 22nd are designed here as busbars. About the fasteners 22nd can use the additional components 10 multiple battery cells 1 connected in series and / or in parallel with one another. The interconnection of additional components 10 can then be connected to an energy supply device, for example to a module connection of the battery module, in order to connect the additional components 10 , for example to energize the heating resistors 13a to provide energy.

Außerdem ist in 4 gezeigt, dass die Heizfolie 13 einen Umklappbereich 23 aufweist, welcher über den Rand der Gehäusemantelwand 6 geklappt ist, sodass er mit der Oberseite 19 der Aufnahmeeinrichtung 16 überlappt. An dieser Oberseite 19 weist die Aufnahmeeinrichtung 16 außerdem Versteifungsrippen 24 (siehe 1 und 3) auf, an welchen die Umklappbereiche 23 der Heizfolie 13 befestigt sind. Darüber hinaus ist in der plattenförmigen Aufnahmeeinrichtung 16 eine Durchgangsöffnung 25 angeordnet, welche hier zwischen den Vertiefungen 18 für die Kontaktelemente 17 ausgebildet ist. Diese Durchgangsöffnung 25 wird fluchtend zu einer Entgasungsöffnung in dem Zellgehäuse 2 angeordnet, sodass ein Heißgas im Fehlerfall aus dem Zellgehäuse 2 entweichen kann.In addition, in 4th shown that the heating foil 13th a fold-over area 23 has, which over the edge of the housing jacket wall 6th is folded so that it is upside down 19th the receiving facility 16 overlaps. On this top 19th instructs the receiving device 16 also stiffening ribs 24 (please refer 1 and 3rd ) on which the folding areas 23 the heating foil 13th are attached. In addition, is in the plate-shaped receiving device 16 a through opening 25th arranged, which here between the wells 18th for the contact elements 17th is trained. This through opening 25th becomes aligned with a vent opening in the cell housing 2 arranged so that a hot gas from the cell housing in the event of a fault 2 can escape.

Claims (10)

Kontaktierplattform (15) für eine prismatische Batteriezelle (1) einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, welche zum Anordnen an einem Zellgehäuse (2) der Batteriezelle (1) ausgebildet ist und zum elektrischen Kontaktieren zumindest einer Zusatzkomponente (10) der Batteriezelle (1) ausgebildet ist, aufweisend: - zumindest ein Kontaktelement (17) aus einem elektrisch leitfähigen Material zum elektrischen Verbinden mit zumindest einem Anschluss (14) der zumindest einen Zusatzkomponente (10), und - eine Aufnahmeeinrichtung (16) aus einem elektrisch isolierenden Material zum Anbringen an einer Gehäusewand (5) des Zellgehäuses (2), wobei die Aufnahmeeinrichtung (16) zum Halten des zumindest einen Kontaktelementes (17) und zum elektrischen Isolieren des zumindest einen Kontaktelementes (17) gegenüber dem Zellgehäuse (2) ausgebildet ist.Contacting platform (15) for a prismatic battery cell (1) of a traction battery of an electrically drivable motor vehicle, which is designed to be arranged on a cell housing (2) of the battery cell (1) and designed to electrically contact at least one additional component (10) of the battery cell (1) is, having: - At least one contact element (17) made of an electrically conductive material for electrical connection to at least one connection (14) of the at least one additional component (10), and - A receiving device (16) made of an electrically insulating material for attachment to a housing wall (5) of the cell housing (2), the receiving device (16) for holding the at least one contact element (17) and for electrically insulating the at least one contact element (17) ) is formed opposite the cell housing (2). Kontaktierplattform (15) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (16) plattenförmig, insbesondere aus einem Kunststoff, ausgebildet ist.Contacting platform (15) according to Claim 1 , characterized in that the receiving device (16) is plate-shaped, in particular made of a plastic. Kontaktierplattform (15) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die plattenförmige Aufnahmeeinrichtung (16) an einer Oberseite (19) zumindest eine Vertiefung (18) zum Aufnehmen des zumindest einen plattenförmigen Kontaktelementes (17) aufweist.Contacting platform (15) according to Claim 2 , characterized in that the plate-shaped receiving device (16) has at least one recess (18) on an upper side (19) for receiving the at least one plate-shaped contact element (17). Kontaktierplattform (15) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die plattenförmige Aufnahmeeinrichtung (16) eine Durchgangsöffnung (25) zum fluchtenden Anordnen mit einer Entgasungsöffnung in der Gehäusewand (5) des Zellgehäuses (2) der Batteriezelle (1) aufweist, wobei die Durchgangsöffnung (25) insbesondere zwischen zumindest zwei in Längsrichtung der plattenförmigen Aufnahmeeinrichtung (16) zueinander beabstandeten Kontaktelementen (17) angeordnet ist.Contacting platform (15) according to Claim 2 or 3rd , characterized in that the plate-shaped receiving device (16) has a through opening (25) for alignment with a degassing opening in the housing wall (5) of the cell housing (2) of the battery cell (1), the through opening (25) in particular between at least two is arranged in the longitudinal direction of the plate-shaped receiving device (16) spaced contact elements (17). Kontaktierplattform (15) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die plattenförmige Aufnahmeeinrichtung (16) an einer Unterseite (20) nutartige Vertiefungen zum Aufnehmen von Schweißnähten des Zellgehäuses (2) für ein vollflächiges Anlegen der plattenförmigen Aufnahmeeinrichtung (16) an der Gehäusewand (5) des Zellgehäuses (2) aufweist.Contacting platform (15) according to one of the Claims 2 to 4th , characterized in that the plate-shaped receiving device (16) has groove-like depressions on an underside (20) for receiving weld seams of the cell housing (2) for a full-surface application of the plate-shaped receiving device (16) to the housing wall (5) of the cell housing (2) . Kontaktierplattform (15) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Oberseite (19) der plattenförmigen Aufnahmeeinrichtung (16) zumindest zwei Versteifungsrippen (24) zum Verhindern einer Verformung der Kontaktierplattform (15) angeordnet sind.Contacting platform (15) according to one of the Claims 2 to 5 , characterized in that on an upper side (19) of the plate-shaped receiving device (16) at least two stiffening ribs (24) are arranged to prevent deformation of the contact platform (15). Batteriezelle (1) für eine Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs mit einem flachquaderförmigen Zellgehäuse (2), zumindest einer Zusatzkomponente (10) und einer Kontaktierplattform (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche an einer Gehäusewand in Form von einem Gehäusedeckel (5) des Zellgehäuses (2) zwischen Zellterminals (3a, 3b) der Batteriezelle (1) angeordnet und dort befestigt ist.Battery cell (1) for a traction battery of an electrically drivable motor vehicle with a flat cuboid cell housing (2), at least one additional component (10) and a contacting platform (15) according to one of the preceding claims, which is attached to a housing wall in the form of a housing cover (5) of the Cell housing (2) is arranged between cell terminals (3a, 3b) of the battery cell (1) and fastened there. Batteriezelle (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Zusatzkomponente (10) als eine Heizeinrichtung (11) aufweisend zwei flächige Heizelemente (12) ausgebildet ist, wobei die Heizelemente (12) an einander gegenüberliegenden Gehäusemantelwänden (6, 9) des Zellgehäuses (2) angeordnet sind und die Kontaktierplattform (15) zumindest zwei Kontaktelemente (17) aufweist, welche elektrisch mit den Anschlüssen (14) der Heizelemente (12) verbunden sind.Battery cell (1) Claim 7 , characterized in that the at least one additional component (10) is designed as a heating device (11) having two flat heating elements (12), the heating elements (12) being arranged on opposing housing jacket walls (6, 9) of the cell housing (2) and the contacting platform (15) has at least two contact elements (17) which are electrically connected to the connections (14) of the heating elements (12). Batteriezelle (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (14) der Heizelemente (12) als flexible Anschlussfahnen ausgebildet sind, welche über einen Rand der Gehäusemantelwände (6, 9) des Zellgehäuses (2) in Richtung des Gehäusedeckels (5) gebogen sind und dort mit den Kontaktelementen (17) elektrisch und mechanisch verbunden sind.Battery cell (1) Claim 8 , characterized in that the connections (14) of the heating elements (12) are designed as flexible connection lugs which are bent over an edge of the housing jacket walls (6, 9) of the cell housing (2) in the direction of the housing cover (5) and there with the Contact elements (17) are electrically and mechanically connected. Batteriezelle nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe der Kontaktierplattform (15) höchstens einer Höhe der Zellterminals (3a, 3b) der Batteriezelle (1) entspricht und/oder eine Breite der Kontaktierplattform (15) höchstens einer Breite des Gehäusedeckels (5) entspricht.Battery cell according to one of the Claims 7 to 9 , characterized in that a height of the contact platform (15) corresponds at most to a height of the cell terminals (3a, 3b) of the battery cell (1) and / or a width of the contact platform (15) corresponds to at most a width of the housing cover (5).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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