DE102019128790A1

DE102019128790A1 - Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen

Info

Publication number: DE102019128790A1
Application number: DE102019128790.1A
Authority: DE
Inventors: Manuel Lorenz; Andreas Ring; Andre Heckert; Philipp Schmidt; Markus Glaser; Konrad Liebig; Andreas Ganser; Alexander Muck
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2021-04-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Speichereinrichtung (1) zum Speichern von elektrischer Energie, mit entlang einer Stapelrichtung (2) aufeinanderfolgenden Speicherzellen (4), mit einer zwei Endplatten (7, 8) und ein mit den Endplatten (7, 8) verbundenes Zugelement (9) aufweisenden Verspanneinrichtung (5), mittels welcher die entlang der Stapelrichtung (2) zwischen den Endplatten (7, 8) angeordneten Speicherzellen (4) entlang der Stapelrichtung (2) miteinander verspannt sind, und mit einer zum Temperieren der Speicherzellen (4) ausgebildeten Temperiereinrichtung (18), wobei das Zugelement (9) ein funktionaler Bestandteil der Temperiereinrichtung (18) ist und dadurch einen von einem Temperiermittel durchströmbaren Kanal (19), und einen Anschluss (20) aufweist, über welchen das Temperiermittel in den Kanal (19) einleitbar und/oder aus dem Kanal (19) abführbar ist, und wobei dem Anschluss (20) ein von dem den Anschluss (20) durchströmenden Temperiermittel durchströmbarer Anschlussstutzen (21) zugeordnet ist, welcher entlang der Stapelrichtung (2) zumindest teilweise zwischen wenigstens zwei der Speicherzellen (4) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die DE 10 2014 218 330 A1 offenbart ein Energiebereitstellungsmodul für eine in einem Fahrzeug angeordnete Spannungsversorgungsvorrichtung, wobei das Energiebereitstellungsmodul aus einer Vielzahl baulich eigenständig ausgeführter Energiebereitstellungszellen aufgebaut ist. Die Energiebereitstellungszellen sind mittels einer Verspanneinrichtung miteinander verspannt und dadurch aneinander gehalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Speichereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, so dass eine besonders hohe mechanische Festigkeit der Speichereinrichtung realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Speichereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen, weist mehrere, entlang einer Stapelrichtung aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander angeordnete und dadurch wenigstens oder genau einen Zellstapel bildende Speicherzellen zum Speichern der elektrischen Energie auf. Die Speichereinrichtung ist beispielsweise eine Energiebereitstellungseinrichtung beziehungsweise ein Energiebereitstellungsmodul, die beziehungsweise das die in den Speicherzellen gespeicherte elektrische Energie bereitstellen kann. Hierdurch kann beispielsweise wenigstens eine elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs mit in der Speichereinrichtung, insbesondere in den Speicherzellen, gespeicherter elektrischer Energie versorgt werden, wodurch die elektrische Maschine beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit beispielsweise als Elektromotor betrieben werden kann. Dadurch kann das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden, so dass das Kraftfahrzeug beispielsweise als ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, insbesondere als ein batterieelektrisches Fahrzeug, ausgebildet sein kann. Die Speichereinrichtung ist insbesondere als Hochvolt-Komponente ausgebildet, so dass die Speichereinrichtung eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebs- oder Nennspannung, aufweist beziehungsweise bereitstellt, die größer als 50 Volt (V), insbesondere größer als 60 V, ist und vorzugsweise mehrere 100 V beträgt. Hierdurch können besonders große elektrische Leistungen zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Die Speichereinrichtung ist beispielsweise eine Batterie, insbesondere eine Hochvolt-Batterie (HV-Batterie), oder aber Bestandteil beziehungsweise ein Modul eines Energiespeichers, insbesondere einer solchen Batterie.
Da beispielsweise das Kraftfahrzeug mit Hilfe von in der beispielsweise als Batterie ausgebildeten Speichereinrichtung gespeicherter elektrischer Energie, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann, wird die Speichereinrichtung auch als Traktionsspeicher, insbesondere Traktionsbatterie, bezeichnet.
Die Speichereinrichtung weist ferner zumindest eine Verspanneinrichtung auf, welche zwei Endplatten und wenigstens ein auch als Zuganker bezeichnetes und mit den Endplatten verbundenes Zugelement umfasst. Beispielsweise ist das Zugelement mit den Endplatten stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt. Mittels der Verspanneinrichtung sind die entlang der Stapelrichtung zwischen den Endplatten angeordneten Speicherzellen entlang der Stapelrichtung miteinander verspannt und dadurch aneinander gehalten. Hierzu ist das Zugelement entlang der Stapelrichtung gespannt beziehungsweise verspannt, so dass in dem beziehungsweise über das Zugelement eine Zugkraft wirkt. Diese Zugkraft wird über das Zugelement von einer der Endplatten auf die jeweils andere Endplatte beziehungsweise umgekehrt übertragen, so dass die auch als Druckplatten bezeichneten Endplatten mittels der als Verspannkraft fungierenden Zugkraft entlang der Stapelrichtung gegen die beziehungsweise in Richtung der Speicherzellen gezogen und somit gegen die Speicherzellen gespannt werden. Hierdurch werden entlang der Stapelrichtung zwischen den Endplatten angeordnete Speicherzellen entlang der Stapelrichtung zusammengedrückt und somit aneinander gehalten. Da die Verspannkraft zum Verspannen der Speicherzellen in dem Zugelement als Zugkraft wirkt, ist das Zugelement, insbesondere ausschließlich, auf Zug belastet.
Die Speichereinrichtung umfasst ferner eine zum Temperieren, das heißt zum Kühlen und/oder Erwärmen, der Speicherzellen ausgebildete Temperiereinrichtung, wobei zumindest das Zugelement ein funktionaler Bestandteil der Temperiereinrichtung ist. Dies bedeutet, dass die Verspanneinrichtung, insbesondere das Zugelement, zumindest teilweise in die Temperiereinrichtung integriert ist beziehungsweise umgekehrt, derart, dass zumindest das Zugelement in die Temperiereinrichtung integriert ist beziehungsweise umgekehrt. Hierdurch weist das Zugelement wenigstens einen von einem Temperiermittel zum Temperieren der Speicherzellen durchströmbaren Kanal auf. Das Temperiermittel ist beispielsweise ein Fluid, insbesondere ein Gas wie beispielsweise Luft oder eine Flüssigkeit, und kann den auch als Temperierkanal bezeichneten Kanal und somit das Zugelement durchströmen.
Das Zugelement, insbesondere an sich, weist wenigstens einen Anschluss auf, über welchen das Temperiermittel in den Kanal einleitbar und/oder aus dem Kanal abführbar ist. Dies bedeutet, dass der Anschluss beispielsweise ein Zuleitungsanschluss ist oder als ein Zuleitungsanschluss fungieren kann, über welchen das Temperiermittel in den Kanal und somit in das Zugelement einleitbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist der Anschluss beispielsweise ein Abführanschluss beziehungsweise der Anschluss kann als Abführanschluss fungieren, über welchen das Temperiermittel aus dem Kanal und aus dem Zugelement abführbar beziehungsweise ausleitbar ist. Insbesondere umfasst der Anschluss eine auch als Durchströmöffnung bezeichnete Öffnung, welche von dem Temperiermittel durchströmbar ist. Wird somit beispielsweise das Temperiermittel über den Anschluss aus dem Kanal abgeführt, so strömt das Temperiermittel aus dem Kanal durch die Öffnung hindurch und dabei über die Öffnung aus dem Kanal heraus. Wird beispielsweise der Kanal über den Anschluss mit dem Temperiermittel versorgt, so dass das Temperiermittel über den Anschluss in den Kanal eingeleitet wird, so strömt beispielsweise das von einer Quelle bereitgestellte Temperiermittel durch die Öffnung hindurch und dadurch in den Kanal ein. Somit ist es insbesondere vorgesehen, dass der Anschluss beziehungsweise die Öffnung einerseits beziehungsweise einenends in den Kanal und andererseits beziehungsweise andernends an eine Umgebung des Zugelements, insbesondere an sich, mündet.
Um beispielsweise die Speicherzellen mittels des Temperiermittels zu erwärmen, weist das Temperiermittel beispielsweise dann, wenn es über den Anschluss in den Kanal einströmt und dabei den Anschluss durchströmt, eine höhere Temperatur als die Speicherzellen auf. In der Folge kann ein Wärmeübergang von dem Temperiermittel über das Zugelement an die Speicherzellen erfolgen, wodurch die Speicherzellen erwärmt und das Temperiermittel gekühlt wird.
Um demgegenüber beispielsweise die Speicherzellen mittels des Temperiermittels zu kühlen, weist das Temperiermittel beispielsweise dann, wenn es über den Anschluss in den Kanal eingeleitet wird und somit den Anschluss durchströmt, eine geringere Temperatur als die Speicherzellen auf. In der Folge kann beispielsweise über das Zugelement ein Wärmeübergang von den Speicherzellen an das den Kanal durchströmende Temperiermittel erfolgen, wodurch die Speicherzellen gekühlt und insbesondere das Temperiermittel erwärmt werden beziehungsweise wird.
Um nun eine besonders hohe mechanische Festigkeit der beispielsweise als Modul, insbesondere Zellmodul, ausgebildeten Speichereinrichtung realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Speichereinrichtung wenigstens oder genau einen dem Anschluss zugeordneten Anschlussstutzen aufweist, welcher von dem den Anschluss durchströmenden Temperiermittel durchströmbar ist. Der Anschlussstutzen ist beispielsweise einstückig mit dem Zugelement, das heißt einstückig mit wenigstens einer Komponente des Zugelements, ausgebildet, oder aber der Anschlussstutzen ist separat von dem Zugelement ausgebildet und mit dem Zugelement verbunden. Beispielsweise kann der Anschlussstutzen stoffschlüssig mit dem Zugelement verbunden, insbesondere mit dem Zugelement verschweißt und/oder verklebt, sein.
Wird beispielsweise das den Kanal durchströmende Temperiermittel über den Anschluss des Zugelements aus dem Kanal abgeführt, so strömt das Temperiermittel aus dem Kanal durch den Anschluss hindurch und daraufhin durch den Anschlussstutzen hindurch, so dass beispielsweise der Anschlussstutzen in Strömungsrichtung des über den Anschluss aus dem Kanal ausströmenden und daraufhin den Anschlussstutzen durchströmenden Temperiermittels stromab des Anschlusses, insbesondere der Öffnung, angeordnet ist. Wird beispielsweise das Temperiermittel über den Anschluss in den Kanal eingeleitet, so strömt das Temperiermittel beispielsweise, insbesondere von der Quelle, zunächst durch den Anschlussstutzen und daraufhin durch den Anschluss, so dass beispielsweise dann der Anschlussstutzen in Strömungsrichtung des über den Anschlussstutzen und den Anschluss in den Kanal einströmenden Temperiermittels stromauf des Anschlusses, insbesondere der Öffnung, angeordnet ist. Somit ist beispielsweise der Anschlussstutzen über den Anschluss mit dem Temperiermittel aus dem Kanal versorgbar und/oder der Anschluss ist mit dem Temperiermittel über den Anschlussstutzen versorgbar.
Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der vorzugsweise eigensteife Anschlussstutzen, welcher auch einfach als Stutzen bezeichnet wird, entlang der vorzugsweise geraden beziehungsweise geradlinigen und somit entlang einer gerade verlaufenden Stapelrichtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, zwischen wenigstens zwei der Speicherzellen des Zellstapels angeordnet ist. Somit ist der Anschlussstutzen nicht etwa außerhalb des Zellstapels beziehungsweise des Zellmoduls angeordnet, sondern der Anschlussstutzen ist zumindest teilweise innerhalb des Zellstapels beziehungsweise des Zellmoduls angeordnet und taucht sozusagen durch den Zellstapel beziehungsweise durch das Zellmodul hindurch. Hierdurch kann das mittels des Temperiermittels temperierbare und somit kühlbare und/oder erwärmbare Zugelement besonders effektiv und insbesondere über seine zumindest nahezu gesamte Breite an die auch als Druckplatten bezeichneten Endplatten angebunden, insbesondere stoffschlüssig angebunden und dabei beispielsweise angeklebt und/oder angeschweißt, werden, so dass eine besonders hohe mechanische Festigkeit einer die Verspanneinrichtung und die mittels der Verspanneinrichtung miteinander verspannten Speicherzellen umfassenden Baueinheit dargestellt werden kann. In der Folge kann eine besonders hohe mechanische Festigkeit der Speichereinrichtung beziehungsweise des Zellmoduls insgesamt geschaffen werden.
Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass beispielsweise dann, wenn der Anschluss und somit der Anschlussstutzen außerhalb des Zellstapels und dabei beispielsweise im Bereich einer der Druckplatten angeordnet werden, diese Anordnung des Anschlusses und des Anschlussstutzens eine Anbindung des Zugelements an die entsprechende Endplatte unvorteilhaft beeinträchtigen könnte. Dies kann nun durch die Erfindung vermieden werden. Insbesondere kann durch die Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen eine höhere Zugkraft über das Zugelement zwischen den Endplatten übertragen werden, so dass eine besonders hohe Festigkeit beziehungsweise Steifigkeit der Speichereinrichtung dargestellt werden kann. Außerdem ist es beispielsweise möglich, dass weitere beziehungsweise mehrere Anschlüsse von mehreren, von dem Temperiermittel durchströmbaren und somit zu temperierenden Zugelementen der Verspanneinrichtung zusammengeschlossen beziehungsweise miteinander verbunden werden, so dass auf bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Temperierung der Speicherzellen darstellbar ist. Außerdem kann durch die Anordnung des Anschlussstutzens in dem Zellstapel im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen eine Verkürzung eines Strömungswegs des Temperiermittels erreicht werden. Des Weiteren kann eine Parallelisierung des Strömungswegs erreicht werden. Hierdurch kann ein Druckverlust des Temperiermittels beim Temperieren der Speicherzellen besonders gering gehalten werden, so dass ein besonders effektiver und effizienter Betrieb der Temperiereinrichtung und somit der Speichereinrichtung insgesamt darstellbar ist. Um eine besonders hohe mechanische Festigkeit auf besonders bauraumgünstige Weise zu realisieren, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass sich der Anschlussstutzen von einer dem Zellstapel entlang einer senkrecht zur Stapelrichtung verlaufenden und auch als Erstreckungsrichtung bezeichneten Richtung zugewandten Oberfläche des Zugelements schräg oder vorzugsweise senkrecht zur Stapelrichtung weg und in Richtung einer der Oberfläche abgewandten Seite des Zellstapels erstreckt. Mit anderen Worten erstreckt sich der Anschlussstutzen von der Oberfläche weg in den Zellstapel hinein. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Anschlussstutzen vollständig auf Seiten der Oberfläche angeordnet ist, so dass eine der Oberfläche und somit dem Zellstapel abgewandte Elementseite des Zugelements vollständig frei von dem Anschluss ist.
Um dabei eine besonders hohe mechanische Festigkeit sowie eine vorteilhafte Führung des Temperiermittels ermöglichen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Anschlussstutzen auf der der Oberfläche und insbesondere entlang der Richtung abgewandten Seite des Zellstapels aus dem Zellstapel herausragt und dadurch den Zellstapel, insbesondere entlang der Richtung, überragt. Dadurch kann beispielsweise der Anschlussstutzen besonders vorteilhaft mit einem vorzugsweise biegeschlaffen beziehungsweise formlabilen Leitungselement zum Führen des Temperiermittels mechanisch und/oder fluidisch verbunden werden, ohne die mechanische Festigkeit beziehungsweise Steifigkeit der Speichereinrichtung hierdurch negativ zu beeinträchtigen.
Alternativ ist es denkbar, dass der Anschlussstutzen nicht aus dem Zellstapel herausragt sondern beispielsweise auf der Seite bündig mit dem Zellstapel abschließt oder gegenüber dem Zellstapel in Richtung der Oberfläche zurückversetzt ist und somit beispielsweise in den Zellstapel versenkt ist. Dann tauch beispielsweise das Leitungselement beziehungsweise ein mechanisch und/oder fluidisch mit dem Anschlussstutzen verbindbares Gegenstück des Leitungselements in den Zellstapel ab, wenn das Leitungselement, insbesondere über das Gegenstück, mit dem Anschlussstutzen verbunden wird oder ist.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Anschlussstutzen an seinem der dem Zellstapel entlang der Richtung zugewandten Oberfläche des Zugelements gegenüberliegenden Ende endet. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass sich der Anschlussstutzen von der Oberfläche bis zu dem Ende vollständig geradlinig erstreckt, so dass eine besonders vorteilhafte Stabilität beziehungsweise Festigkeit oder Steifigkeit der Speichereinrichtung dargestellt werden können.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Anschlussstutzen an sich, das heißt für sich allein betrachtet, einstückig ausgebildet ist. Hierdurch kann eine besonders hohe Stabilität dargestellt werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist entlang der Stapelrichtung zwischen den wenigstens zwei Speicherzellen wenigstens oder genau eine von den Speicherzellen unterschiedliche, zusätzlich zu den Speicherzellen vorgesehene Zwischendruckplatte angeordnet. Durch Verwendung der Zwischendruckplatte können beispielsweise die Speicherzellen besonders fest miteinander verspannt und somit aneinander gespannt werden, ohne dass es zu einer übermäßigen Belastung der Speicherzellen kommt.
Beispielsweise ist eine erste der wenigstens zwei Speicherzellen, insbesondere entlang der Stapelrichtung und/oder direkt, an einer ersten Stirnseite der Zwischendruckplatte, insbesondere direkt, abgestützt, so dass beispielsweise die erste Speicherzelle die erste Stirnseite direkt berührt beziehungsweise kontaktiert. Dabei ist die erste Stirnseite beispielsweise entlang der Stapelrichtung der ersten Speicherzelle zugewandt. Die Zwischendruckplatte weist dabei beispielsweise eine der ersten Stirnseite entlang der Stapelrichtung abgewandte zweite Stirnseite auf, an welcher beispielsweise die zweite der wenigstens zwei Speicherzellen, insbesondere direkt, abgestützt ist, insbesondere derart, dass beispielsweise die zweite Speicherzelle die zweite Stirnseite direkt berührt beziehungsweise kontaktiert. Dadurch können die Speicherzellen besonders bauraumgünstig und besonders fest miteinander verspannt werden, so dass eine besonders hohe mechanische Stabilität darstellbar ist.
Um dabei eine besonders hohe mechanische Festigkeit der Speichereinrichtung insgesamt realisieren zu können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Anschlussstutzen durch die Zwischendruckplatte hindurchverläuft und dabei vorzugsweise die Zwischendruckplatte, insbesondere vollständig, durchdringt.
Der Anschlussstutzen kann dabei auf der der Oberfläche und insbesondere entlang der Richtung abgewandten Seite des Zellstapels aus der Zwischendruckplatte und/oder dem Zellstapel herausragen und dadurch und dadurch die Zwischendruckplatte und/oder den Zellstapel, insbesondere entlang der Richtung, überragen.
Alternativ ist es denkbar, dass der Anschlussstutzen nicht aus der Zwischendruckplatte und/oder dem Zellstapel herausragt, sondern beispielsweise auf der Seite bündig mit der Zwischendruckplatte und/oder dem Zellstapel abschließt oder gegenüber der Zwischendruckplatte und/oder dem Zellstapel in Richtung der Oberfläche zurückversetzt ist und somit beispielsweise in die Zwischendruckplatte und/oder den Zellstapel versenkt ist. Dann tauch beispielsweise das Leitungselement beziehungsweise das mechanisch und/oder fluidisch mit dem Anschlussstutzen verbindbares Gegenstück des Leitungselements in die Zwischendruckplatte und/oder den Zellstapel ab, wenn das Leitungselement, insbesondere über das Gegenstück, mit dem Anschlussstutzen verbunden wird oder ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Zugelement mit der Zwischendruckplatte, insbesondere mit einer dem Zugelement entlang einer senkrecht zur Stapelrichtung verlaufenden Richtung zugewandten Seite der Zwischendruckplatte, vorzugsweise stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt und/oder verklebt, ist. Hierdurch kann eine besonders hohe mechanische Stabilität realisiert werden.
Um eine besonders hohe mechanische Festigkeit beziehungsweise Stabilität realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Zugelement mit zumindest einem Teil der Speicherzellen, insbesondere mit allen Speicherzellen, des Zellstapels stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt, ist. Insbesondere ist das Zugelement beispielsweise mit jeweiligen, dem Zugelement entlang einer senkrecht zur Stapelrichtung verlaufenden Richtung zugewandten Seiten zumindest einiger der Speicherzellen, insbesondere aller Speicherzellen, des Zellstapels stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt.
Um des Weiteren eine besonders vorteilhafte Kühlung sowie eine besonders hohe mechanische Festigkeit realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Zugelement in Einbaulage der Speichereinrichtung auf einer in Fahrzeughochrichtung nach oben oder unten weisenden Seite der Speicherzellen angeordnet ist. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Zugelement in Einbaulage der Speichereinrichtung unter den Speicherzellen beziehungsweise unterhalb der Speicherzellen und somit auf einer in Fahrzeughochrichtung nach unten weisenden Seite der Speicherzellen angeordnet ist. Die Speichereinrichtung nimmt dabei ihre Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs ein, wobei beispielsweise dann, wenn das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand auf einer horizontalen Ebene steht, die Fahrzeughochrichtung mit der vertikalen Richtung zusammenfällt und somit senkrecht zur horizontalen Ebene verläuft.
Zur Erfindung soll auch ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug gehören, welches wenigstens eine erfindungsgemäße Speichereinrichtung umfasst. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Speichereinrichtung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit der dazugehörigen Zeichnung. Dabei zeigt:

1 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug; und
2 eine schematische und geschnittene Seitenansicht der Speichereinrichtung.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine Speichereinrichtung 1 zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom für ein Kraftfahrzeug, welches beispielsweise als Kraftwagen und vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug ist als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet. Insbesondere ist das Kraftfahrzeug als ein batterieelektrisches Fahrzeug ausgebildet. Das Kraftfahrzeug umfasst wenigstens eine elektrische Maschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Daher wird die elektrische Maschine auch als Traktionsmaschine bezeichnet. Die Speichereinrichtung 1 umfasst mehrere, entlang einer in 1 durch einen Doppelpfeil 2 veranschaulichten Stapelrichtung aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander angeordnete und wenigstens oder genau einen Zellstapel 3 bildende Speicherzellen 4, mittels welchen die elektrische Energie gespeichert werden kann. Die Speicherzellen 4 sind jeweilige Einzelzellen beziehungsweise werden auch als Einzelzellen bezeichnet, da die Speicherzellen 4 separat voneinander ausgebildete und an sich einzelne beziehungsweise lose Komponenten sind. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, umfasst die Speichereinrichtung 1 eine auch als Rahmen oder Zellrahmen bezeichnete Verspanneinrichtung 5, mittels welcher die Speicherzellen 4 entlang der Stapelrichtung miteinander verspannt und dadurch aneinander gehalten sind.
Die Speichereinrichtung 1 kann die in den Speicherzellen 4 gespeicherte elektrische Energie bereitstellen, so dass beispielsweise die elektrische Maschine mit der in der Speichereinrichtung 1 gespeicherten elektrischen Energie versorgt werden kann. Hierdurch kann die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben werden, mittels welchem das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, 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 1 und insbesondere den Speicherzellen 4 zugeführt und in den Speicherzellen 4 gespeichert werden.
Die Speichereinrichtung 1 ist vorzugsweise eine Hochvolt-Komponente, welche eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebs- oder Nennspannung, aufweist beziehungsweise bereitstellt. Die elektrische Spannung, insbesondere die elektrische Betriebs- oder Nennspannung, ist größer als 50 V, insbesondere größer als 60 V und beträgt vorzugsweise mehrere 100 V. Dadurch können besonders hohe elektrische Leistungen zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden.
Die jeweilige Speicherzelle 4 weist beispielsweise wenigstens oder genau zwei Stromabgriffe 6 auf, welche auch als Terminals bezeichnet werden. Insbesondere ist es denkbar, dass die von dem Generator bereitgestellte elektrische Energie über die Stromabgriffe 6 in die Speicherzellen 4 eingespeichert werden kann und/oder die in den Speicherzellen 4 gespeicherte elektrische Energie kann von den Speicherzellen 4 über die Stromabgriffe 6 bereitgestellt werden. Insbesondere die Speichereinrichtung 1 als eine Hochvolt-Batterie (HV-Batterie) ausgebildet, so dass beispielsweise die jeweilige Speicherzelle 4 als jeweilige Batteriezelle ausgebildet ist. Insbesondere kann die Speichereinrichtung 1 als eine Lithium-Ionen-Batterie ausgebildet sein, so dass die jeweilige Speicherzelle 4 beispielsweise als eine Lithium-Ionen-Zelle ausgebildet sein kann.
Die Verspanneinrichtung 5 umfasst zwei auch als Druckplatten bezeichnete Endplatten 7 und 8, welche entlang der Stapelrichtung voneinander beabstandet sind. Dabei sind die Speicherzellen 4 beziehungsweise ist der Zellstapel 3 entlang der Stapelrichtung (Doppelpfeil 2) zwischen den Endplatten 7 und 8 angeordnet. Darüber hinaus umfasst die Verspanneinrichtung 5 ein erstes Zugelement in Form eines ersten Zugankers 9, welcher besonders gut aus 2 erkennbar ist. Die Verspanneinrichtung 5 umfasst außerdem ein zweites Zugelement in Form eines zweiten Zugankers 10, ein drittes Zugelement in Form eines dritten Zugankers 11 und ein viertes Zugelement in Form eines vierten Zugankers 12. Die Zuganker 11 und 12 sind beispielsweise auf einer linken Seite 13 des Zellstapels 3 angeordnet. Dabei kann auf einer rechten Seite 14 des Zellstapels 3 wenigstens ein fünftes und/oder wenigstens ein sechstes, auch als Zuganker bezeichnetes Zugelement der Verspanneinrichtung 5 angeordnet sein, so dass beispielsweise auf der jeweiligen Seite 13 beziehungsweise 14 wenigstens oder genau zwei Zugelemente beziehungsweise Zuganker angeordnet sein können. Beispielsweise sind die Zugelemente separat voneinander ausgebildet und zumindest mittelbar miteinander verbunden. Dabei können die vorigen und folgenden Ausführungen zu einem der Zugelemente ohne Weiteres auch auf das jeweilige andere Zugelement übertragen werden und umgekehrt. Die Seite 14 ist dabei der Seite 13 in Querrichtung der Speichereinrichtung 1 abgewandt, wobei die Querrichtung durch einen Doppelpfeil 15 veranschaulicht ist. In Einbaulage der Speichereinrichtung 1 fällt die Querrichtung beispielsweise mit der Fahrzeugquerrichtung und dabei mit der Fahrzeuglängsrichtung zusammen, wobei die Speichereinrichtung 1 ihre Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs einnimmt.
Während der Zuganker 10 auf einer in Einbaulage der Speichereinrichtung 1 in Fahrzeughochrichtung nach oben weisenden und auch als Oberseite bezeichneten, oberen Seite 16 des Zellstapels 3 angeordnet ist, ist der Zuganker 9 auf einer in Einbaulage der Speichereinrichtung 1 in Fahrzeughochrichtung nach unten weisenden und auch als Unterseite bezeichneten unteren Seite 17 des Zellstapels 3 angeordnet. Dabei ist die Unterseite in Fahrzeughochrichtung der Oberseite abgewandt.
Die Zugelemente sind separat von den Endplatten 7 und 8 ausgebildet und, insbesondere direkt, mit den Endplatten 7 und 8 verbunden, insbesondere verschweißt. Des Weiteren sind die Zugelemente entlang der Stapelrichtung gespannt, so dass in den Zugelementen und über die Zugelement jeweils wenigstens eine entlang der Stapelrichtung verlaufende Zugkraft wirkt. Die jeweilige Zugkraft wird über das jeweilige Zugelement von einer der Endplatten 7 und 8 auf die jeweils andere Endplatte 8 beziehungsweise 7 übertragen beziehungsweise umgekehrt, so dass die Endplatten 7 und 8 mittels der jeweiligen, als Verspannkraft fungierenden Zugkraft gegen den Zellstapel 3 gespannt sind beziehungsweise gespannt werden. Die in den Zugelementen wirkende Zugkraft wirkt über die Endplatten 7 und 8 als Druckkraft auf die Speicherzellen 4, welche mittels der Druckkraft entlang der Stapelrichtung zusammengedrückt und dadurch aneinander gehalten und miteinander verspannt sind beziehungsweise werden. Daher werden die Endplatten 7 und 8 auch als Druckplatten bezeichnet.
Um einen effizienten und effektiven Betrieb der Speichereinrichtung 1 auch bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen gewährleisten zu können, umfasst die Speichereinrichtung 1 eine Temperiereinrichtung 18, mittels welcher die Speicherzellen 4 temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden können. Dabei ist zumindest der Zuganker 9 ein funktionaler Bestandteil der Temperiereinrichtung 18. Mit anderen Worten ist zumindest der Zuganker 9 in die Temperiereinrichtung 18 integriert, insbesondere derart, dass der Zuganker 9 wenigstens einen von einem Temperiermittel zum Temperieren der Speicherzellen 4 durchströmbaren und in 2 besonders schematisch dargestellten Kanal 19 aufweist. Das Temperiermittel ist vorzugsweise ein Fluid, insbesondere ein Gas wie beispielsweise Luft oder eine Flüssigkeit, wobei die Speicherzellen 4 im Rahmen eines Wärmeaustausches zwischen den Speicherzellen 4 und dem Temperiermittel mittels des Temperiermittels temperiert werden können. Vorzugsweise umfasst die Flüssigkeit zumindest oder ausschließlich Wasser.
Der Zuganker 9 weist wenigstens oder genau zwei Anschlüsse auf, welche beispielsweise in Querrichtung der Speichereinrichtung 1 nebeneinander und in Längsrichtung der Speichereinrichtung 1 auf der gleichen Höhe angeordnet sind, so dass in 2 nur einer der Anschlüsse des Zugankers 9 erkennbar und in 2 mit 20 bezeichnet ist. Der zweite Anschluss des Zugankers 9 ist bezogen auf die Bildebene von 2 beziehungsweise entlang einer senkrecht zu der Bildebene von 2 verlaufenden Richtung hinter dem Anschluss 20 und somit auf einer von einem Betrachter der 2 abgewandten Seite des Anschlusses 20 angeordnet. Die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem Anschluss 20 können ohne Weiteres auch auf den anderen Anschluss des Zugankers 9 übertragen werden und umgekehrt. Einer der Anschlüsse des Zugankers 9 ist beispielsweise ein Zuleitungsanschluss, welcher von dem beispielsweise von einer Quelle bereitgestellten Temperiermittel durchströmbar ist, so dass über den Zuleitungsanschluss das von der Quelle bereitgestellte Temperiermittel in den auch als Temperierkanal bezeichneten Kanal 19 eingeleitet werden kann. Der andere Anschluss ist beispielsweise als ein Abführanschluss ausgebildet, über welchen das Temperiermittel, insbesondere nachdem es den Kanal 19 durchströmt und die Speicherzellen 4 temperiert hat, aus dem Kanal 19 abgeführt beziehungsweise ausgeleitet werden kann.
Besonders gut aus einer Zusammenschau von 1 und 2 ist erkennbar, dass dem Anschluss 20 ein erster Anschlussstutzen 21 und dem anderen Anschluss ein zweiter Anschlussstutzen 22 zugeordnet ist. Der jeweilige Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 ist beispielsweise mit dem jeweiligen Anschluss, dem der jeweilige Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 zugeordnet ist, fluidisch verbunden, so dass das Temperiermittel, welches den jeweiligen Anschluss des Zugankers 9 durchströmt, auch durch den jeweiligen Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 hindurchströmt, der dem jeweiligen Anschluss des Zugankers 9 zugeordnet ist. Beispielsweise sind die Anschlussstutzen 21 und 22 einstückig mit dem Zuganker 9 ausgebildet, oder aber die Anschlussstutzen 21 und 22 sind separat voneinander und separat von dem Zuganker 9 ausgebildet und mit dem Zuganker 9 verbunden, insbesondere verschweißt und/oder verklebt. Insbesondere weist der jeweilige Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 einen Anschlusskanal auf, welcher von dem den jeweiligen Anschlussstutzen durchströmenden Temperiermittel durchströmbar ist. Am Beispiel des Anschlusses 20 ist erkennbar, dass der Anschluss 20 beispielsweise eine auch als Durchströmöffnung bezeichnete Öffnung 23 aufweist, welche von dem Temperiermittel durchströmbar ist. Die Öffnung 23 mündet einerseits in den Kanal 19 und andererseits in den Anschlussstutzen 21 beziehungsweise in den Anschlusskanal des Anschlussstutzens 21. Somit kann beispielsweise dann, wenn das Temperiermittel über den Anschlussstutzen 21 in den Kanal 19 eingeleitet wird, das von der Quelle bereitgestellte Temperiermittel zunächst den Anschlusskanal des Anschlussstutzens 21 und somit den Anschlussstutzen 21 durchströmen und dann aus dem Anschlusskanal des Anschlussstutzens 21 beziehungsweise aus dem Anschlussstutzen 21 ausströmen, die Öffnung 23 des Anschlusses 20 durchströmen und dadurch über den Anschluss 20 beziehungsweise die Öffnung 23 in den Kanal 19 einströmen und daraufhin den Kanal 19 durchströmen. Wird jedoch beispielsweise der Anschlussstutzen 21 genutzt, um das Temperiermittel aus dem Kanal 19 abzuführen, so kann beispielsweise das Temperiermittel aus dem Kanal 19 zunächst die Öffnung 23 und somit den Anschluss 20 durchströmen und somit über den Anschluss 20 beziehungsweise über die Öffnung 23 aus dem Kanal 19 ausströmen und in den Anschlussstutzen 21 beziehungsweise in dessen Anschlusskanal einströmen und daraufhin den Anschlussstutzen 21 beziehungsweise dessen Anschlusskanal durchströmen. Über den Anschlussstutzen 21 wird dann das Temperiermittel beispielsweise zurück zu der Quelle geführt.
Um nun eine besonders hohe mechanische Festigkeit, das heißt eine besonders hohe mechanische Stabilität der Speichereinrichtung 1 realisieren zu können, sind die Anschlussstutzen 21 und 22 nicht etwa jeweils vollständig außerhalb des Zellstapels 3 angeordnet, sondern der jeweilige Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 ist entlang der Stapelrichtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, in dem Zellstapel 3 und dabei zwischen den wenigstens zwei der Speicherzellen 4 angeordnet. Die wenigstens zwei der Speicherzellen 4, die sich entlang der Stapelrichtung unmittelbar beziehungsweise direkt an dem jeweiligen Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 anschließen, sind in 2 mit A und B bezeichnet, so dass die Anschlussstutzen 21 und 22 entlang der Stapelrichtung zwischen den Speicherzellen A und B angeordnet sind.
Aus 2 sind Schweißnähte 24 und 25 erkennbar. Der Zuganker 9 ist dabei mittels und entlang der Schweißnaht 24 mit der Endplatte 7 verbunden und somit an die Endplatte 7 angebunden. Mittels und entlang der Schweißnaht 25 ist der Zuganker 9 mit der Endplatte 8 und dadurch an die Endplatte 8 angebunden. Da nun die Anschlussstutzen 21 und 22 zwischen den Speicherzellen A und B und dabei beispielsweise bezogen auf die Stapelrichtung mittig in dem Zellstapel 3, das heißt in der Mitte des Zellstapels 3, angeordnet sind, sind die Anschlussstutzen 21 und 22 nicht im Bereich der Endplatten 7 und 8 angeordnet, so dass die Endplatten 7 und 8 vorzugsweise über ihre gesamte, in Querrichtung der Speichereinrichtung 1 verlaufende Breite mit den Endplatten 7 und 8 verbunden, insbesondere verschweißt, sein können. Somit erstrecken sich die Schweißnähte 24 und 25 vorzugsweise über die gesamte, in Querrichtung der Speichereinrichtung 1 verlaufende Breite des Zugankers 9 und/oder der Endplatten 7 und 8.
Des Weiteren ist es vorgesehen, dass sich der jeweilige Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 von einer den Zellstapel 3 entlang einer senkrecht zur Stapelrichtung verlaufenden und in 2 durch einen Pfeil 26 veranschaulichten Richtung zugewandten Oberfläche 27 des Zugankers 9 schräg oder vorliegend senkrecht zur Stapelrichtung weg und in Richtung einer der Oberfläche 27 entlang der beziehungsweise in die durch den Pfeil 26 veranschaulichten Richtung abgewandten Seite in Form der oberen Seite 16 des Zellstapels 3 erstreckt. Dabei ragt der jeweilige Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 auf der oberen Seite 16 aus dem Zellstapel 3 heraus, insbesondere derart, dass der jeweilige Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 den Zellstapel 3 auf der Seite 16 und in die durch den Pfeil 26 veranschaulichte Richtung überragt. Bezogen auf die Einbaulage der Speichereinrichtung 1 verläuft die durch den Pfeil 26 veranschaulichte Richtung parallel zur Fahrzeughochrichtung. Außerdem verläuft die durch den Pfeil 26 veranschaulichte Richtung in Hochrichtung der Speichereinrichtung 1, deren Hochrichtung in 2 durch einen Doppelpfeil 28 veranschaulicht ist. In Einbaulage der Speichereinrichtung 1 fällt die Hochrichtung der Speichereinrichtung 1 mit der Fahrzeughochrichtung zusammen.
Der jeweilige Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 endet an seinem Ende E1, welches der Oberfläche 27, die dem Zellstapel 3 entlang der beziehungsweise in die Richtung, die durch den Pfeil 26 veranschaulicht ist, zugewandt ist, gegenüberliegt. Das Ende E1 ist beispielsweise bei alleiniger Betrachtung des vorzugsweise einstückig ausgebildeten Anschlussstutzens 21 beziehungsweise 22 ein freies Ende des Anschlussstutzens 21 beziehungsweise 22, wobei beispielsweise der Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 an seinem Ende E1 mit wenigstens einem beispielsweise von dem Temperiermittel durchströmbaren und insbesondere biegeschlaffen Leitungselement fluidisch und/oder mechanisch verbunden werden kann, wobei beispielsweise das Leitungselement separat von dem Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 ausgebildet ist.
Dabei erstreckt sich der jeweilige Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 von der Oberfläche 27 bis zu dem Ende E1 vollständig geradlinig. An seinem anderen, dem Ende E1 gegenüberliegenden Ende E2 des jeweiligen Anschlussstutzens 21 beziehungsweise 22 ist der Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 beispielsweise mit dem Zuganker 9 verbunden, insbesondere einstückig mit dem Zuganker 9 ausgebildet. Somit endet beispielsweise der Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 einenends an dem Ende E1 und andernends an dem Ende E2 und dabei an der Oberfläche 27 beziehungsweise an dem Zuganker 9. Somit kann beispielsweise das Temperiermittel aus dem Kanal 19 in den Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 einströmen beziehungsweise das den Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 durchströmende Temperiermittel kann an dem jeweiligen Ende E2 aus dem jeweiligen Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 ausströmen und in den Kanal 19 einströmen.
Um eine besonders hohe mechanische Festigkeit beziehungsweise Stabilität realisieren zu können, ist entlang der Stapelrichtung zwischen den wenigstens zwei Speicherzellen A und B wenigstens eine von den Speicherzellen 4 unterschiedliche, zusätzlich zu den Speicherzellen 4 vorgesehen Zwischendruckplatte 29 angeordnet, gegen die beispielsweise die Speicherzellen 4 mittels der Zugelemente gespannt sind. Dabei ist besonders gut aus 1 und 2 erkennbar, dass die Anschlussstutzen 21 und 22, insbesondere in Hochrichtung der Speichereinrichtung 1, durch die Zwischendruckplatte 29 hindurchverlaufen.
Des Weiteren ist erkennbar, dass die untere Seite 17 vollständig frei von den Anschlussstutzen 21 und 22 ist, so dass auf der unteren Seite 17 keine Anschlüsse, die von dem Temperiermittel durchströmbar sind, angeordnet sind. Die Zuganker 11 und 12 sowie die gegebenenfalls vorgesehenen fünften und sechsten Zugelemente sind seitliche Zuganker. Hierdurch können die Speicherzellen 4 besonders gut miteinander verspannt werden.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Zugelemente an die Speicherzellen 4 angeklebt sind. Hierzu ist beispielsweise der Zuganker 9 an eine jeweilige, dem Zuganker insbesondere in Hochrichtung der Speichereinrichtung 1 zugewandte Unterseite 30 der jeweiligen Speicherzelle 4 angeklebt. Alternativ oder zusätzlich ist der Zuganker 10 an eine jeweilige, den Zuganker 10 insbesondere in Hochrichtung der Speichereinrichtung 1 zugewandte Oberseite 31 der jeweiligen Speicherzelle 4 angeklebt. Alternativ oder zusätzlich sind die seitlichen Zugelemente an eine jeweilige, dem jeweiligen seitlichen Zugelement insbesondere in Querrichtung der Speichereinrichtung 1 zugewandte linke beziehungsweise rechte Seite der jeweiligen Speicherzelle 4 angeklebt. Dadurch keine eine besonders hohe mechanische Festigkeit dargestellt werden.
Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist auf der Oberseite des Zellstapels 3 beziehungsweise der Speicherzellen 4 genau ein Zugelement in Form des Zugankers 10 angeordnet. Jedoch können auf der Oberseite mehrere Zugelemente, beispielsweise wenigstens oder genau drei Zugelemente, angeordnet sein. Die seitlichen Zugelemente und/oder das Zugelement oder die Zugelemente auf der Oberseite weisen vorliegend keine Temperierfunktion auf und sind daher nicht in die Temperiereinrichtung 18 integriert, was jedoch der Fall sein könnte. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass auch wenigstens eines der seitlichen Zugelemente und/oder das auf der Oberseite angeordnete Zugelement in die Temperiereinrichtung 18 integriert ist, so dass die vorigen und folgenden Ausführungen zum Zuganker 9 ohne Weiteres auf die anderen Zugelemente übertragen werden können und umgekehrt. Dadurch kann eine besonders hohe Kühl- und/oder Heizleistung zum Kühlen und/oder Heizen, das heißt zum Temperieren der Speicherzellen 4 dargestellt werden. Mit anderen Worten kann dadurch eine besonders hohe Temperierleistung zum Temperieren der Speicherzellen 4 dargestellt werden.
Die Anschlussstutzen 21 und 22 sind beispielsweise jeweilige Abgänge, da die Anschlussstutzen 21 und 22, insbesondere ihre Längserstreckungsrichtungen, schräg oder senkrecht zu einer insbesondere gedachten Ebene verlaufen, in welcher der Zuganker 9 verläuft. Vorliegend verläuft die jeweilige Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Anschlussstutzens 21 beziehungsweise 22 zumindest im Wesentlichen in Hochrichtung der Speichereinrichtung 1.
Besonders gut aus 1 ist erkennbar, dass die Zwischendruckplatte 29 beispielsweise je Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22 eine insbesondere als Durchgangsöffnung ausgebildete Ausnehmung 32 beziehungsweise 33 aufweist, welche von dem jeweiligen Anschlussstutzen 21 beziehungsweise 22, insbesondere vollständig, durchdrungen ist. Somit tauchen sozusagen die Anschlussstutzen 21 und 22, insbesondere ausgehend von der Oberfläche 27, durch den Zellstapel 3 hindurch. Hierdurch kann das gekühlte Zugelement in Form des Zugankers 9 effektiv und insbesondere über seine gesamte Breite an die Druckplatten angebunden, insbesondere angeschweißt, werden. Dadurch keine eine besonders große Zugkraft über die Zugelemente zwischen den Druckplatten übertragen werden.
Bezogen auf die Stapelrichtung, welche mit der Längserstreckungsrichtung des Zugankers 9 zusammenfällt, sind die Anschlussstutzen 21 und 22 beispielsweise mittig an den Zuganker 9 angebunden. Durch diese mittige Anbindung der Anschlussstutzen 21 und 22 können im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen eine Verkürzung und Parallelisierung des Strömungswegs für das Temperiermittel erreicht werden. Hierdurch kann der Druckverlust des Temperiermittels bei der Temperierung im Vergleich zu bisherigen Lösungen reduziert werden.
Ferner ist es denkbar, dass das jeweilige Zugelement stoffschlüssig mit der Zwischendruckplatte 29 verbunden, insbesondere verschweißt und/oder verklebt ist. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise der Zuganker 9 stoffschlüssig mit einer Unterseite 34 der Zwischendruckplatte 29 verbunden, wobei beispielsweise die Unterseite 34, insbesondere in Hochrichtung der Speichereinrichtung 1 und dabei vorzugsweise nach unten hin, der Oberfläche 27 beziehungsweise dem Zuganker 9 zugewandt ist. Durch eine Anbindung der Zugelemente an die einfach auch als Zellen bezeichneten Speicherzellen 4 und/oder an die Zwischendruckplatte 29 können eine besonders gute mechanische Anbindung sowie eine besonders vorteilhafte thermische Anbindung erzielt werden. Eine elektrische Isolation, insbesondere der Zugelemente gegenüber den Speicherzellen und/oder der Zwischendruckplatte, kann beispielsweise durch wenigstens ein oder mehrere Isolationselemente realisiert werden, wobei das jeweilige Isolationselement beispielsweise als eine Folie oder als eine Beschichtung, insbesondere als ein Lack, ausgebildet sein kann.
Bezugszeichenliste

1: Speichereinrichtung
2: Doppelpfeil
3: Zellstapel
4: Speicherzellen
5: Verspanneinrichtung
6: Stromabgriff
7: Endplatte
8: Endplatte
9: Zuganker
10: Zuganker
11: Zuganker
12: Zuganker
13: Seite
14: Seite
15: Doppelpfeil
16: Seite
17: Seite
18: Temperiereinrichtung
19: Kanal
20: Anschluss
21: Anschlussstutzen
22: Anschlussstutzen
23: Öffnung
24: Schweißnaht
25: Schweißnaht
26: Pfeil
27: Oberfläche
28: Doppelpfeil
29: Zwischendruckplatte
30: Unterseite
31: Oberseite
32: Ausnehmung
33: Ausnehmung
34: Unterseite
A: Speicherzelle
B: Speicherzelle
E1: Ende
E2: Ende

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014218330 A1 [0002]

Claims

Speichereinrichtung (1) zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug, mit mehreren, entlang einer Stapelrichtung (2) aufeinanderfolgend angeordneten und wenigstens einen Zellstapel (3) bildenden Speicherzellen (4) zum Speichern der elektrischen Energie, mit einer zwei Endplatten (7, 8) und wenigstens ein mit den Endplatten (7, 8) verbundenes Zugelement (9) aufweisenden Verspanneinrichtung (5), mittels welcher die entlang der Stapelrichtung (2) zwischen den Endplatten (7, 8) angeordneten Speicherzellen (4) entlang der Stapelrichtung (2) miteinander verspannt und dadurch aneinander gehalten sind, und mit einer zum Temperieren der Speicherzellen (4) ausgebildeten Temperiereinrichtung (18), wobei zumindest das Zugelement (9) ein funktionaler Bestandteil der Temperiereinrichtung (18) ist und dadurch wenigstens einen von einem Temperiermittel zum Temperieren der Speicherzellen (4) durchströmbaren Kanal (19), und wenigstens einen Anschluss (20) aufweist, über welchen das Temperiermittel in den Kanal (19) einleitbar und/oder aus dem Kanal (19) abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Anschluss (20) wenigstens ein von dem den Anschluss (20) durchströmenden Temperiermittel durchströmbarer Anschlussstutzen (21) zugeordnet ist, welcher entlang der Stapelrichtung (2) zumindest teilweise zwischen wenigstens zwei der Speicherzellen (4) angeordnet ist.
Speichereinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Anschlussstutzen (21) von einer dem Zellstapel (3) entlang einer senkrecht zur Stapelrichtung (2) verlaufenden Richtung (26) zugewandten Oberfläche (27) des Zugelements (9) schräg oder senkrecht zur Stapelrichtung (2) weg und in Richtung einer der Oberfläche (27) abgewandten Seite (16) des Zellstapels (3) erstreckt.
Speichereinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (21) auf der Seite (16) aus dem Zellstapel (3) herausragt und dadurch den Zellstapel (3) überragt.
Speichereinrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (21) an seinem der dem Zellstapel (3) entlang der Richtung (26) zugewandten Oberfläche (27) des Zugelements (9) gegenüberliegenden Ende (E1) endet, wobei sich der Anschlussstutzen (21) von der dem Zellstapel (3) entlang der senkrecht zur Stapelrichtung (2) verlaufenden Richtung (26) zugewandten Oberfläche (27) des Zugelements (9) schräg oder senkrecht zur Stapelrichtung (2) weg und in Richtung der der Oberfläche (27) abgewandten Seite (16) des Zellstapels (3) bis zu dem Ende (E1) vollständig geradlinig erstreckt.
Speichereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (21) an sich einstückig ausgebildet ist.
Speichereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Stapelrichtung (2) zwischen den wenigstens zwei Speicherzellen (4) wenigstens eine von den Speicherzellen (4) unterschiedliche, zusätzlich zu den Speicherzellen (4) vorgesehene Zwischendruckplatte (29) angeordnet ist.
Speichereinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (21) durch die Zwischendruckplatte (29) hindurch verläuft.
Speichereinrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (9) mit der Zwischendruckplatte (29), insbesondere mit einer dem Zugelement (9) entlang einer senkrecht zur Stapelrichtung (2) verlaufenden Richtung (28) zugewandten Seite (34) der Zwischendruckplatte (29), vorzugsweise stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt und/oder verklebt, ist.
Speichereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (9) mit zumindest einem Teil der Speicherzellen (4), insbesondere mit allen Speicherzellen (4), des Zellstapels (3) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt, ist.
Speichereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (9) in Einbaulage der Speichereinrichtung (1) auf einer in Fahrzeughochrichtung nach oben oder unten weisenden Seite (16, 17) der Speicherzellen (4) angeordnet ist.