DE102019210189A1

DE102019210189A1 - Energiespeichermodul

Info

Publication number: DE102019210189A1
Application number: DE102019210189.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hirsch; Caroline JANZEN; Thomas Kalmbach; André Loges; Heiko Neff; Eduard Reimer; Dieter Reisinger
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2021-01-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energiespeichermodul (100), insbesondere ein Energiespeichermodul (100) für eine Traktionsbatterie (101) eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges.Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, dass wenigstens ein Energiespeicherzellenstapel (300) des Energiespeichermoduls (100) wenigstens abschnittsweise zur Aufnahme von Zugkräften und/oder Druckkräften im Energiespeichermodul (100) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energiespeichermodul, insbesondere ein Energiespeichermodul für eine Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges. Ferner betrifft die Erfindung eine Zwischenplatte für einen Energiespeicherzellenstapel eines solchen Energiespeichermoduls. Ferner betrifft die Erfindung einen Energiespeicherzellenstapel mit einer solchen Zwischenplatte. Ferner betrifft die Erfindung eine Traktionsbatterie für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug sowie ein Temperiersystem für eine solche Traktionsbatterie.
Um eine höhere Akzeptanz von Elektro- oder Hybridfahrzeugen im Endkundenbereich zu erzielen, ist es besonders wichtig, dass die erforderliche Aufladezeitspanne bis zum vollständigen Wiederaufladen einer Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges möglichst kurz ist. Eine Verkürzung der Aufladezeitspanne ist beispielsweise durch eine erhöhte zugeführte elektrische Leistung über eine entsprechende Aufladestation möglich. Durch diese erhöhte elektrische Leistung erfährt die Traktionsbatterie eine erhöhte thermische Belastung, sodass während des Ladevorgangs eine entsprechende Temperierung der Traktionsbatterie erforderlich ist. Auch im Fahrbetrieb des Elektro- oder Hybridfahrzeugs muss die Traktionsbatterie temperiert, d.h. bedarfsgerecht gekühlt bzw. beheizt werden, um die einzelnen Batteriezellen in einem optimalen Temperaturprofil zu betreiben und somit eine optimale Leistungsfähigkeit und Lebensdauer zu erzielen.
Zur Abführung solcher thermischen Belastungen der Traktionsbatterie ist eine direkte Temperierung eines Energiespeicherzellenstapels der Traktionsbatterie geeignet, bei der der Energiespeicherzellenstapel von einem Temperierfluid direkt benetzt wird. Nachteilig an einer direkten Temperierung ist jedoch, dass durch das Temperierfluid, insbesondere bei Beschleunigungsbewegungen der Traktionsbatterie und/oder bei Fehlfunktionen des Temperiersystems, zu einem erhöhten Innendruck in den Energiespeichermodul führen kann, sodass diese Energiespeichermodule ein entsprechendes Gehäuse mit einer gewissen Gehäusewanddicke benötigen, um diesem Innendruck des Temperierfluids standzuhalten. Dies führt zu einem hohen Gesamtgewicht der Traktionsbatterie, die sich beispielsweise negativ auf die Fahrreichweite des Elektro- oder Hybridfahrzeuges auswirkt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Energiespeichermodul der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere bei einem vorgegebenen Innendruck eines Temperierfluids eine ausreichende mechanischen Widerstandsfähigkeit bei gleichzeitiger Gewichtsreduktion aufweist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, dass wenigstens ein Energiespeicherzellenstapel des Energiespeichermoduls wenigstens abschnittsweise zur Aufnahme von Zugkräften und/oder Druckkräften im Energiespeichermodul ausgebildet ist.
Das erfindungsgemäße Energiespeichermodul, welches insbesondere als Energiespeichermodul für eine Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges ausgebildet ist, weist ein Gehäuse auf. Das Gehäuse umfasst einen Gehäuseinnenraum und eine Gehäuseinnenwandung, wobei die Gehäuseinnenwandung den Gehäuseinnenraum begrenzt. Insbesondere kann die Gehäuseinnenwandung den Gehäuseinnenraum fluiddicht gegenüber einer Umgebung des Energiespeichermoduls abgrenzen.
In dem Gehäuseinnenraum ist wenigstens ein Energiespeicherzellenstapel angeordnet. Das Gehäuse kann wenigstens einen Temperierfluideinlass zum Einströmen eines Temperierfluids aufweisen. Das Gehäuse kann wenigstens einen Temperierfluidauslass zum Ausströmen eines Temperierfluids aufweisen. Das Gehäuse kann von elektrischen Kontaktmitteln zur elektrischen Kontaktierung des Energiespeicherzellenstapels durchsetzt sein, wobei solche elektrischen Kontaktmittel fluiddicht im Gehäuse eingebracht sind und eine elektrische Leistungsübertragung an eine Umgebung des Gehäuses ermöglichen. Das Gehäuse kann vollständig oder abschnittsweise aus Kunststoffmaterial und/oder aus einem metallischen Werkstoff und/oder aus einem Verbundwerkstoff ausgebildet sein.
Es kann vorgesehen sein, dass mehrere Energiespeicherzellenstapel im Gehäuseinnenraum angeordnet sind. Es kann vorgesehen sein, dass Energiespeichermodul mehrere Energiespeicherzellenstapel aufweist und die Traktionsbatterie selbst ausbildet.
Der wenigstens eine Energiespeicherzellenstapel weist mehrere Energiespeicherzellen auf, die entlang einer Stapelachse angeordnet sind. Ferner weist der wenigstens eine Energiespeicherzellenstapel eine Spannvorrichtung zum gegeneinander Verspannen der Energiespeicherzellen entlang der Stapelachse auf.
Wenigstens eine Energiespeicherzelle kann eine bestimmte elektrische Leistung bereitstellen, wobei die Energiespeicherzelle als Akkumulator ausgebildet sein kann, sodass eine Wiederaufladung der Energiespeicherzelle möglich ist. Wenigstens eine Energiespeicherzelle kann als prismatische Energiespeicherzelle ausgebildet sein, die entlang der Stapelachse zwei zueinander beabstandete Großflächen aufweist, wobei diese Großflächen über eine Mantelfläche miteinander verbunden sind. Eine Großfläche kann eine Fläche begrenzen, die größer ist als jede Fläche, die durch Teilflächen der Mantelfläche begrenzt werden. Die zwei Großflächen einer Energiespeicherzelle können im Wesentlichen gleichartig ausgebildet sein. Die Großflächen und die Teilflächen der Mantelfläche können jeweils eine rechteckartige Begrenzungskontur ausbilden. An der Mantelfläche und/oder an einer Teilfläche der Mantelfläche können zwei zueinander beabstandete Polkontakte angeordnet sein, über die die elektrische Leistung der Energiespeicherzelle abgreifbar ist. Die Großflächen und die Mantelflächen können ein Zellengehäuse der Energiespeicherzelle ausbilden, welches ein Innenvolumen der Energiespeicherzelle gegenüber einer Umgebung fluiddicht abgrenzt. Wenigstens eine Energiespeicherzelle kann als Lithium-Ionen-Akkumulator, insbesondere als Lithium-Polymer-Akkumulator, ausgebildet sein.
Die Stapelachse kann parallel zum Flächennormalenvektor wenigstens einer Großfläche ausgerichtet sein. Mehrere Energiespeicherzellen können entlang der Stapelachse so ausgerichtet sein, dass sich die Großflächen zweier benachbarter Energiespeicherzellen gegenüber liegen. Die Stapelachse und die Flächennormalenvektoren der Großflächen aller Energiespeicherzellen eines Energiespeicherzellenstapels können mit einer gemeinsamen Geraden im Raum zusammenfallen.
Die Spannvorrichtung kann wenigstens ein Verspannmittel und/oder wenigstens einen stirnseitigen Spannkörper aufweisen. Das Verspannmittel kann wenigstens teilweise in Form von Spannblechen und/oder Spannbändern vorliegen. Der stirnseitige Spannkörper kann wenigstens teilweise aus einem Kunststoffmaterial und/oder einem metallischen Werkstoff ausgebildet sein. Das Verspannmittel kann aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sein. Der stirnseitige Spannkörper kann beispielsweise eine Spannplatte sein. Der Energiespeicherzellenstapel kann zwei stirnseitige Spannkörper aufweisen, zwischen denen die Energiespeicherzellen angeordnet sind, wobei die stirnseitigen Spannkörper mit dem wenigstens einem Verspannmittel formschlüssig und/oder stoffschlüssig so verbunden sind, dass die Spannvorrichtung ein Verspannen der Energiespeicherzellen entlang der Stapelachse bereitstellt. Ein erster stirnseitiger Spannkörper kann an einer Großfläche einer ersten Energiespeicherzelle berührend anliegen, wohingegen ein zweiter stirnseitiger Spannkörper an einer Großfläche einer letzten Energiespeicherzelle berührend anliegen kann. Die erste Energiespeicherzelle und die letzte Energiespeicherzelle sind die Energiespeicherzellen, die entlang der Stapelachse eine maximale Beabstandung aufweisen.
Die Spannvorrichtung und/oder das Verspannmittel und/oder der stirnseitige Spannkörper kann Strömungsleitstrukturen zur Strömungslenkung des Temperierfluids ausbilden. Die Strömungsleitstrukturen können Strömungsöffnungen und/oder hervorstehende Strömungskörper ausbilden.
Das Energiespeichermodul weist wenigstens einen Temperierfluidpfad zum Führen eines Temperierfluids auf, dessen Wandungen wenigstens abschnittsweise durch die Gehäuseinnenwandung und den wenigstens einen Energiespeicherzellenstapel ausgebildet sind, sodass die Gehäuseinnenwandung und der wenigstens eine Energiespeicherzellenstapel vom Temperierfluid direkt benetzbar sind.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der Temperierfluidpfad wenigstens abschnittsweise durch die Energiespeicherzellen begrenzt wird, sodass die Energiespeicherzellen vom Temperierfluid direkt benetzbar sind. Der Temperierfluidpfad kann mit dem wenigstens einem Temperierfluideinlass und dem wenigstens einen Temperierfluidauslass fluidisch verbunden sein. Durch den Temperierfluidpfad kann eine direkte Temperierung des Energiespeicherzellenstapel und/oder der Energiespeicherzellen bereitgestellt werden. Unter einer Temperierung kann eine Erwärmung oder auch eine Kühlung verstanden werden. Eine Erwärmung kann nötig sein, wenn die Umgebungstemperatur des Energiespeichermoduls unter einen minimalen Temperaturwert sinkt, der für einen störungsfreien Betrieb der Energiespeicherzellen nötig ist. Eine Kühlung kann insbesondere bei Aufladevorgängen, Betriebsvorgängen und/oder Umgebungstemperaturen erforderlich sein, bei denen die Betriebstemperatur der Energiespeicherzellen über einen maximalen Temperaturwert steigt, der für einen störungsfreien Betrieb der Energiespeicherzellen zulässig ist. Für Energiespeicherzellen, die als Lithium-Ionen-Akkumulatoren ausgebildet sein können, sollte die Betriebstemperatur der Energiespeicherzellen beispielsweise ungefähr im Bereich von 5°C bis 35°C liegen.
Als Temperierfluid kann eine Temperierflüssigkeit, insbesondere eine dielektrische und/oder elektrisch nichtleitende Temperierflüssigkeit, eingesetzt werden. Die dielektrische und/oder elektrisch nichtleitende Temperierflüssigkeit kann beispielsweise eine Ölflüssigkeit sein. Das Temperierfluid, insbesondere die Temperierflüssigkeit, kann den Temperierfluidpfad im Wesentlichen vollständig ausfüllen.
Das Energiespeichermodul kann bevorzugt komplett mit dem Temperierfluid, insbesondere der Temperierflüssigkeit, gefüllt sein und beispielsweise eine IPX6K- und/oder IPX9K-dichte Einheit ausbilden.
Zwischen wenigstens zwei benachbarten Energiespeicherzellen ist bezüglich der Stapelachse wenigstens eine Zwischenplatte angeordnet. Die Zwischenplatte kann eine Ausdehnung entlang der Stapelachse aufweisen, die kleiner ist als der Abstand zweier Großflächen einer Energiespeicherzelle entlang der Stapelachse. Die Zwischenplatte kann wenigstens teilweise eine Ausdehnung entlang einer Hochachse aufweisen, die größer ist als die Ausdehnung einer Energiespeicherzelle entlang der Hochachse.
Es kann vorgesehen sein, dass zwischen allen benachbarten Energiespeicherzellen bezüglich der Stapelachse jeweils wenigstens eine Zwischenplatte angeordnet ist. Es kann vorgesehen sein, dass auf jede zweite und/oder vierte Energiespeicherzelle bezüglich der Stapelachse folgend jeweils wenigstens eine Zwischenplatte angeordnet ist.
Die Spannvorrichtung bildet wenigstens einen Verbindungsabschnitt aus, wobei die Gehäuseinnenwandung wenigstens einen Gegenverbindungsabschnitt ausbildet, wobei der Verbindungsabschnitt eine Verbindung mit dem Gegenverbindungsabschnitt ausbildet. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Verspannmittel und/oder wenigstens ein stirnseitigen Spannkörper wenigstens einen Verbindungsabschnitt ausbildet, sodass der Verbindungsabschnitt eine Verbindung mit dem Gegenverbindungsabschnitt ausbildet. Über die Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem Gegenverbindungsabschnitt ist der Energiespeicherzellenstapel des Energiespeichermoduls wenigstens abschnittsweise zur Aufnahme von Zugkräften und/oder Druckkräften im Energiespeichermodul ausgebildet. Hierdurch kann die Wandstärke des Gehäuses reduziert werden, ohne dass die mechanische Widerstandsfähigkeit beinträchtig wird, sodass bei gleichbleibender mechanischer Widerstandsfähigkeit das Gesamtgewicht des Energiespeichermoduls verringert ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Spannvorrichtung, insbesondere das Verspannmittel, von der Zwischenplatte wenigstens teilweise durchsetzt ist. Hierbei können in der Spannvorrichtung und/oder im Verspannmittel entsprechende Durchbrüche ausgebildet sein.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass das Gehäuse einen Gehäusedeckel und eine Gehäuseschale aufweist, wobei die Gehäuseschale einen Gehäuseboden ausbildet, der entlang einer Hochachse beabstandet zum Gehäusedeckel angeordnet ist. Die Gehäuseschale kann mehrere Seitenwände aufweisen, die umlaufend um den Gehäuseboden angeordnet sein können. Der Gehäusedeckel und/oder die der Gehäuseboden können jeweils plattenförmig ausgebildet sein. Die Hochachse kann im Wesentlichen quer zur Stapelachse ausgerichtet sein. Es ist eine Querachse definiert, die quer zur Hochachse und quer zur Stapelachse ausgerichtet ist.
Das Gehäuse kann an einer Außenseite, die dem Gehäuseinnenraum abgewandt ist, wenigstens abschnittsweise Strukturrippen ausbilden. Diese Strukturrippen können die mechanische Widerstandsfähigkeit des Gehäuses verbessern. Die Strukturrippen können entlang der Stapelachse und/oder Querachse und/oder Hochachse verlaufend ausgebildet sein. Es können mehrere Strukturrippen ausgebildet sein. Es können mehrere Strukturrippen ausgebildet sein, die wenigstens abschnittsweise voneinander bezüglich der Stapelachse und/oder Querachse und/oder Hochachse beabstandet ausgebildet sind. Es können mehrere Strukturrippen ausgebildet sein, die einander wenigstens teilweise durchsetzen und/oder wenigstens teilweise miteinander verbunden sind.
Ein Teilabschnitt der Gehäuseinnenwandung ist durch eine Deckelinnenwandung des Gehäusedeckels ausgebildet, wobei ein Teilabschnitt der Gehäuseinnenwandung durch eine Bodeninnenwandung des Gehäusebodens ausgebildet ist.
Die Spannvorrichtung bildet wenigstens einen deckelseitigen Verbindungsabschnitt und wenigstens einen bodenseitigen Verbindungsabschnitt aus. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Verspannmittel und/oder wenigstens ein stirnseitigen Spannkörper wenigstens einen deckelseitigen Verbindungsabschnitt und wenigstens einen bodenseitigen Verbindungsabschnitt ausbilden. Der deckelseitige Verbindungsabschnitt und der bodenseitige Verbindungsabschnitt sind entlang der Hochachse beabstandet zueinander ausgebildet. Der deckelseitige Verbindungsabschnitt und der bodenseitige Verbindungsabschnitt sind wenigstens über einen Materialabschnitt der Zwischenplatte so verbunden, dass die Spannvorrichtung zur Aufnahme von entlang der Hochachse wirkenden Zugkräften ausgebildet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, bildet die Spannvorrichtung einen Zuganker zur Aufnahme von Zugkräften aus.
Die Deckelinnenwandung bildet wenigstens einen deckelseitigen Gegenverbindungsabschnitt aus, wobei die Bodeninnenwandung wenigstens einen bodenseitigen Gegenverbindungsabschnitt ausbildet. Der deckelseitige Verbindungsabschnitt bildet eine Verbindung mit dem deckelseitigen Gegenverbindungsabschnitt aus, wobei der bodenseitige Verbindungsabschnitt eine Verbindung mit dem bodenseitigen Gegenverbindungsabschnitt ausbildet. Hierdurch können Kräfte, die durch den Innendruck des Temperierfluids auf den Boden und den Deckel wirken, durch die Spannvorrichtung aufgenommen werden. Insbesondere werden von entlang der Hochachse wirkenden Kräften von der Spannvorrichtung aufgenommen. Hierdurch kann das Gehäuse, insbesondere der Gehäusedeckel, die Gehäuseschale und/oder der Gehäuseboden mit einer reduzierten Materialstärke ausgebildet werden, sodass das Gesamtgewicht des Energiespeichermoduls reduziert werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine Gehäuseschale mit wenigstens einer Seitenwand aufweist, wobei ein Teilabschnitt der Gehäuseinnenwandung durch eine Seiteninnenwandung der wenigstens einen Seitenwand ausgebildet ist. Die Spannvorrichtung bildet wenigstens einen seitenwandseitigen Verbindungsabschnitt aus, wobei die Seiteninnenwandung wenigstens einen seitenwandseitigen Gegenverbindungsabschnitt ausbildet, wobei der seitenwandseitige Verbindungsabschnitt eine Verbindung mit dem seitenwandseitigen Gegenverbindungsabschnitt ausbildet. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Verspannmittel und/oder wenigstens ein stirnseitigen Spannkörper wenigstens einen seitenwandseitigen Verbindungsabschnitt ausbilden. Hierdurch können Kräfte, die durch den Innendruck des Temperierfluids auf die Seitenwände wirken, durch die Spannvorrichtung aufgenommen werden. Insbesondere kann die Spannvorrichtung so ausgebildet sein, dass sie Kräfte entlang der Querachse aufnimmt. Hierdurch ist es möglich die Seitenwanddicke der jeweiligen Seitenwand zu reduzieren, sodass eine weitere Gewichtsreduzierung des Energiespeichermoduls ermöglicht wird.
Zusätzlich können der seitenwandseitige Verbindungsabschnitt und der seitenwandseitige Gegenverbindungsabschnitt so ausgebildet sein, dass eine starre und/oder fixe Relativpositionierung des Energiespeicherzellenstapels im Energiespeichermodul entlang der Stapelachse ausbildet.
Die wenigstens Spannvorrichtung kann wenigstens zwei seitenwandseitige Verbindungsabschnitte ausbilden, die entlang der Querachse zueinander beabstandet angeordnet sind, um zwei zueinander beabstandete Seitenwände, die entsprechende seitenwandseitige Gegenverbindungsabschnitte ausbilden, zu verbinden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Zwischenplatte wenigstens einen Zwischenverbindungsabschnitt ausbildet und dass die Spannvorrichtung wenigstens einen Gegenzwischenverbindungsabschnitt ausbildet, wobei der Zwischenverbindungsabschnitt eine Verbindung mit dem Gegenzwischenverbindungsabschnitt ausbildet. Hierdurch kann eine starre und/oder fixe Relativpositionierung der Zwischenplatte und/oder der Energiespeicherzellen entlang der Stapelrichtung innerhalb des Energiespeicherzellenstapels. Der Gegenzwischenverbindungsabschnitt kann auch durch das Verspannmittel und/oder den stirnseitigen Spannkörper ausgebildet sein. Hierdurch kann insbesondere in Unfallsituation mit stark einwirkenden Kräften eine sichere Pointierung und Fixierung der Energiespeicherzellen gewährleistet werden.
Zusätzlich kann das Material der Spannvorrichtung zur Aufnahme von Kräften mitwirken, sodass die Zwischenplatte dünnwandiger ausgebildet werden kann.
Die Zwischenplatte kann bevorzugt an Randbereichen, die sich entlang der Hochachse und/oder Querachse erstrecken, wenigstens einen Zwischenverbindungsabschnitt aufweisen. Der Zwischenverbindungsabschnitt kann zueinander beabstandete Rastelemente ausbilden und der Gegenzwischenverbindungsabschnitt kann zu den Rastelementen komplementäre und zueinander beabstandete Gegenrastelemente ausbilden. Die Rastelemente können als Halte-Vertiefungen und/oder Halte-Auskragungen, wie z.B. Ösen oder Pilzzapfen, ausgebildet sein. Die Gegenrastelemente können insbesondere durch das Verspannmittel ausgebildet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der Verbindungsabschnitt eine lösbare Verbindung oder eine unlösbare Verbindung mit dem Gegenverbindungsabschnitt ausbildet, und/oder dass der deckelseitige Verbindungsabschnitt eine lösbare Verbindung oder eine unlösbare Verbindung mit dem deckelseitigen Gegenverbindungsabschnitt ausbildet, und/oder dass der bodenseitige Verbindungsabschnitt eine lösbare Verbindung oder unlösbare Verbindung mit dem bodenseitigen Gegenverbindungsabschnitt ausbildet, und/oder dass der seitenwandseitige Verbindungsabschnitt eine lösbare Verbindung oder eine unlösbare Verbindung mit dem seitenwandseitigen Gegenverbindungsabschnitt ausbildet, und/oder dass der Zwischenverbindungsabschnitt eine lösbare Verbindung oder eine unlösbare Verbindung mit dem Gegenzwischenverbindungsabschnitt ausbildet.
Der Verbindungsabschnitt kann mit dem Gegenverbindungsabschnitt in Eingriff bringbar sein. Der Verbindungsabschnitt kann eine formschlüssige, lösbare Verbindung mit dem Gegenverbindungsabschnitt ausbilden.
Der deckelseitige Verbindungsabschnitt kann mit dem deckelseitigen Gegenverbindungsabschnitt in Eingriff bringbar sein. Der bodenseitige Verbindungsabschnitt kann mit dem bodenseitigen Gegenverbindungsabschnitt in Eingriff bringbar sein. Der deckelseitige Verbindungsabschnitt kann eine formschlüssige, lösbare Verbindung mit dem deckelseitigen Gegenverbindungsabschnitt ausbilden, wobei der bodenseitige Verbindungsabschnitt formschlüssige, lösbare Verbindung mit dem bodenseitigen Gegenverbindungsabschnitt ausbilden kann.
Der seitenwandseitige Verbindungsabschnitt kann mit dem seitenwandseitigen Gegenverbindungsabschnitt in Eingriff bringbar sein. Der seitenwandseitige Verbindungsabschnitt kann eine formschlüssige, lösbare Verbindung mit dem seitenwandseitigen Gegenverbindungsabschnitt ausbilden,
Der Zwischenverbindungsabschnitt kann mit dem Gegenzwischenverbindungsabschnitt in Eingriff bringbar sein. Der Zwischenverbindungsabschnitt kann eine formschlüssige, lösbare Verbindung mit dem Gegenzwischenverbindungsabschnitt ausbilden.
Bei einer lösbaren Verbindung können die Abschnitte, die die Verbindung ausbilden, ohne Beschädigung und/oder Zerstörung wieder voneinander gelöst werden. Eine lösbare Verbindung bietet den Vorteil, dass einzelne Komponenten des Energiespeichermoduls, insbesondere der Energiespeicherzellenstapel, austauschbar sind.
Eine unlösbare Verbindung liegt vor, wenn zur Lösung der Verbindung wenigstens einer der Abschnitte, der die Verbindung ausbildet, beschädigt und/oder zerstört werden muss.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Energiespeicherzellen des Energiespeicherzellenstapels von der Gehäuseinnenwandung des Gehäuses beabstandet angeordnet sind. Insbesondere können alle Energiespeicherzellen des Energiespeicherzellenstapels von der Gehäuseinnenwandung des Gehäuses beabstandet angeordnet sein. Hierdurch wird ein Temperierfluidpfad ausgebildet, der eine maximale Benetzung des Energiespeicherzellenstapels und/oder der Energiespeicherzellen bereitstellt, sodass eine möglichst homogene Temperierung erfolgen kann. Hierdurch können Temperaturgradienten zwischen den Energiespeicherzellen reduziert werden, sodass thermische induzierte Verspannung minimiert werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Zwischenplatte wenigstens einen Haltekragen aufweist, der wenigstens eine Energiespeicherzelle des Energiespeicherzellenstapels wenigstens abschnittsweise umgreift. Der Haltekragen kann sich wenigstens teilweise entlang der Stapelachse erstrecken und wenigstens eine Energiespeicherzelle teilweise so umgreifen, dass eine Verschiebung der Energiespeicherzelle entlang der Querachse und/oder Hochachse verhindert wird. Die Zwischenplatte kann entlang einer Umfangsrichtung und/oder entlang der Querachse und/oder entlang der Hochachse mehrere zueinander beabstandete Haltekragen aufweisen. Die Haltekragen können randseitig und im Vergleich zu der gesicherten Energiespeicherzelle überstehenden entlang der Querachse und/oder entlang der Hochachse ausgebildet sein. Der Haltekrage kann wenigstens abschnittsweise komplementär zum umgreifenden Abschnitt der Energiespeicherzelle ausgebildet sein. Hierdurch kann beispielsweise ein formschlüssiges Umgreifen der Energiespeicherzelle ausgebildet werden. Durch die Haltekragen können die Energiespeicherzellen im Wesentlichen starr bezüglich des Gehäuses und von der Gehäuseinnenwandung des Gehäuses beabstandet angeordnet werden.
Bezüglich der Hochachse kann der wenigstens eine Haltekragen zwischen dem deckelseitigen Verbindungsabschnitt und dem bodenseiteigen Verbindungsabschnitt angeordnet sein. Es kann vorgesehen sein, dass mehrere Haltekragen als Rastelemente ausgebildet sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, die wenigstens eine Zwischenplatte wenigstens einen Haltekragen aufweist, der zwei benachbarte Energiespeicherzellen des Energiespeicherzellenstapels wenigstens abschnittsweise umgreift. Der Haltekragen kann sich wenigstens teilweise entlang der Stapelachse erstrecken und wenigstens zwei benachbarte Energiespeicherzellen teilweise so umgreifen, dass eine Verschiebung zwei benachbarte Energiespeicherzelle entlang der Querachse und/oder Hochachse verhindert wird. Die Zwischenplatte kann entlang der Umfangsrichtung und/oder entlang der Querachse und/oder entlang der Hochachse mehrere zueinander beabstandete Haltekragen aufweisen. Die Haltekragen können bezüglich der Spannvorrichtung und/oder bezüglich der Zwischenplatte randseitig angeordnet sein und im Vergleich zu den gesicherten Energiespeicherzellen überstehenden entlang der Querachse und/oder entlang der Hochachse ausgebildet sein. Der Haltekrage kann wenigstens abschnittsweise komplementär zum umgreifenden Abschnitt der einen Energiespeicherzelle und wenigstens abschnittsweise komplementär zum umgreifenden Abschnitt der anderen Energiespeicherzelle ausgebildet sein. Hierdurch kann beispielsweise ein formschlüssiges Umgreifen der Energiespeicherzellen ausgebildet werden. Durch die Haltekragen können die Energiespeicherzellen im Wesentlichen starr bezüglich des Gehäuses und von der Gehäuseinnenwandung des Gehäuses beabstandet angeordnet werden.
Bezüglich der Hochachse kann der wenigstens eine Haltekragen zwischen dem deckelseitigen Verbindungsabschnitt und dem bodenseiteigen Verbindungsabschnitt angeordnet sein. Es kann vorgesehen sein, dass mehr Haltekragen ausgebildet sind als Rastelemente.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Verbindungsabschnitt mehrere zueinander beabstandete Rastelemente ausbildet und dass der Gegenverbindungsabschnitt zu den Rastelementen komplementäre und zueinander beabstandete Gegenrastelemente ausbildet, und/oder dass der wenigstens eine deckelseitige Verbindungsabschnitt mehrere zueinander beabstandete Rastelemente ausbildet und dass der deckelseitige Gegenverbindungsabschnitt zu den Rastelementen komplementäre und zueinander beabstandete Gegenrastelemente ausbildet, und/oder dass der wenigstens eine bodenseitige Verbindungsabschnitt mehrere zueinander beabstandete Rastelemente ausbildet und dass der bodenseitige Gegenverbindungsabschnitt zu den Rastelementen komplementäre und zueinander beabstandete Gegenrastelemente ausbildet, und/oder dass der wenigstens eine seitenwandseitige Verbindungsabschnitt mehrere zueinander beabstandete Rastelemente ausbildet und dass der seitenwandseitige Gegenverbindungsabschnitt zu den Rastelementen komplementäre und zueinander beabstandete Gegenrastelemente ausbildet.
Es kann vorgesehen sein, dass alle Rastelemente der Zwischenplatte und/oder der Spannvorrichtung im Wesentlichen dieselbe Rastrichtung aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass alle Gegenrastelemente im Wesentlichen dieselbe Rastrichtung aufweisen.
Wenn der Energiespeicherzellenstapel, z.B. bevorzugt durch Verschieben bezüglich der Stapelrichtung in der Gehäuseschale eingerastet wird, können alle Rastelemente dieselbe Rastrichtung aufweisen, um eine Rastverbindung auszubilden.
Die Rastelemente können bezüglich der Spannvorrichtung und/oder bezüglich der Zwischenplatte randseitig angeordnet sein und im Vergleich zu den gesicherten Energiespeicherzellen überstehenden entlang der Querachse und/oder entlang der Hochachse ausgebildet sein. Die Rastelemente können die Spannvorrichtung, insbesondere das Verspannmittel, durchsetzen, wobei hierfür in der entsprechende Durchbrüche vorgesehen sein können. Die Rastelemente können bezüglich der Spannvorrichtung und/oder bezüglich der Zwischenplatte in Umfangsrichtung und/oder entlang der Hochachse und/oder entlang der Querachse zueinander abstandet, insbesondere im Wesentlichen äquidistant zueinander abstandet, sein.
Die Rastelemente können als Halte-Auskragungen, wie z.B. Ösen oder Pilzzapfen, ausgebildet sein, die in den Gegenrastelementen direkt arretiert werden können. Die Rastelemente und Gegenrastelemente können hierbei so ausgebildet sein, dass eine Arretierung durch ein Einsetzen des Energiespeicherzellenstapels in das Gehäuse und durch eine anschließende Relativverschiebung des Energiespeicherzellenstapels gegenüber dem Gehäuse, z.B. entlang der Stapelachse, zu einem Formschluss führt. Hierfür kann auch eine Relativverschiebung eines Teils des Gehäuses, z.B. des Gehäusedeckels und/oder des Gehäusebodens, vorgesehen sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Verbindungsabschnitt und der wenigstens eine Gegenverbindungsabschnitt durch wenigstens einen Arretierriegel miteinander formschlüssig verbindbar sind, und/oder dass der wenigstens eine deckelseitige Verbindungsabschnitt und der wenigstens eine deckelseitige Gegenverbindungsabschnitt durch wenigstens einen Arretierriegel miteinander formschlüssig verbindbar sind, und/oder dass der wenigstens eine bodenseitige Verbindungsabschnitt und der wenigstens eine bodenseitige Gegenverbindungsabschnitt durch wenigstens einen Arretierriegel miteinander formschlüssig verbindbar sind, und/oder dass der wenigstens eine seitenwandseitige Verbindungsabschnitt und der wenigstens eine seitenwandseitige Gegenverbindungsabschnitt durch wenigstens einen Arretierriegel miteinander formschlüssig verbindbar sind.
Der Verbindungsabschnitt kann mehrere Verbindungsabschnittselemente aufweisen. Die Verbindungsabschnittselemente können bezüglich der Spannvorrichtung und/oder bezüglich der Zwischenplatte randseitig angeordnet sein und im Vergleich zu den gesicherten Energiespeicherzellen überstehenden entlang der Querachse und/oder entlang der Hochachse ausgebildet sein. Die Verbindungsabschnittselemente können die Spannvorrichtung, insbesondere das Verspannmittel, durchsetzen, wobei hierfür in der entsprechende Durchbrüche vorgesehen sein können. Die Verbindungsabschnittselemente können bezüglich der Spannvorrichtung und/oder bezüglich der Zwischenplatte in Umfangsrichtung und/oder entlang der Hochachse und/oder entlang der Querachse zueinander abstandet, insbesondere im Wesentlichen äquidistant zueinander abstandet, sein.
Die Verbindungsabschnittselemente können als Halte-Auskragungen, wie z.B. Ösen oder Pilzzapfen, ausgebildet sein, die mit Gegenrastelementen des Gegenverbindungsabschnitts mit Hilfe des Arretierriegels arretiert werden. Hierbei kann wenigstens ein Arretierriegel oder mehrere Arretierriegel eingesetzt und/oder verschoben werden, um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem Gegenverbindungsabschnitt auszubilden. Insbesondere kann der Arretierriegel gegenüber dem Gehäuse verschiebbar gelagert sein.
Der bodenseitige Verbindungsabschnitt sowie der bodenseitige Gegenverbindungsabschnitt und/oder der deckelseitige Verbindungsabschnitt sowie der deckelseitige Gegenverbindungsabschnitt und/oder der seitenwandseitige Verbindungsabschnitt sowie der seitenwandseitige Gegenverbindungsabschnitt können wie der Verbindungsabschnitt und der Gegenverbindungsabschnitt ausgebildet sein.
Es können mehrere Arretierriegel vorgesehen sein. Wenigstens ein Arretierriegel kann mehrstückig ausgebildet sein. Ein Arretierriegel kann mehrere zueinander beabstandete Arretierstangen und/oder mehrere zueinander beabstandete Arretiertzapfen aufweisen. Wenigstens eine Arretierstange kann mehrere Arretiertzapfen aufweisen, die bezüglich einer Längsrichtung der Arretierstangen zueinander beabstandet angeordnet sind. Der Arretierriegel kann so ausgebildet sein, dass er das Gehäuse des Energiespeichermoduls durchstößt und ein Teilabschnitt des Arretierriegels außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, sodass eine Arretierung des Energiespeicherzellenstapels durch eine Betätigung des außerhalb des Gehäuses angeordneten Teils des Arretierriegels möglich ist.
Der Arretierriegel kann beispielsweise am Gehäuse, insbesondere am Gehäusedeckel und/oder Gehäuseboden und/oder Seitenwand befestigt und/oder geführt sein. Der Arretierriegel kann beispielsweise am Energiespeicherzellenstapel, insbesondere an wenigstens einer Zwischenplatte und/oder an der Spannvorrichtung befestigt und/oder geführt sein.
Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Arretierriegel und/oder mehrere Arretierriegel bei geschlossenem Gehäuse bzw. aufgesetztem Gehäusedeckel beispielsweise durch eine geeignete fluiddichte Durchführung und/oder durch eine abdichtbare Revisionsöffnung betätigt werden kann. Die Revisionsöffnung kann im Wesentlichen klein im Vergleich zur Abmessungen des Energiespeichermoduls ausgebildet sein. Dabei kann die Durchführung und/oder die Revisionsöffnung bevorzugt in der Gehäuseschale oder im Gehäusedeckel angeordnet sein.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Zwischenplatte wenigstens einen Führungsabschnitt zur Führung wenigstens eines Arretierriegels ausbildet. Der Führungsabschnitt kann wenigstens einen Führungsabschnittelemente oder mehrere zueinander beabstandete Führungsabschnittelemente aufweisen. Der Führungsabschnitt und/oder wenigstens ein Führungsabschnittelement kann eine Gleitführung ausbilden, sodass ein Arretierriegel beispielsweise bezüglich der Stapelachse verschiebbar gelagert ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Zwischenplatte entlang der Umfangsrichtung wenigstens ein randseitiges Distanzelement zur Beabstandung der wenigstens zwei benachbarten Energiespeicherzellen entlang der Stapelachse aufweist, wobei das randseitige Distanzelement einen Zwischenplattenkörper der Zwischenplatte wenigstens teilweise umrandend begrenzt, und/oder dass die wenigstens eine Zwischenplatte und/oder der Zwischenplattenkörper wenigstens abschnittsweise einen plattenförmigen Vollkörper aufweist, und/oder dass die wenigstens eine Zwischenplatte und/oder der Zwischenplattenkörper wenigstens abschnittsweise eine Vielzahl von Verbindungsstegen aufweist, die zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei zwischen den Verbindungsstegen Zwischenfreiräume ausgebildet sind, und/oder dass die wenigstens eine Zwischenplatte und/oder der Zwischenplattenkörper wenigstens abschnittsweise eine Aufnahme für einen Kompressionskörper ausbildet. In der Aufnahme kann wenigstens ein Kompressionskörper eingebracht, insbesondere form- und/oder stoffschlüssig eingebracht, sein.
Das randseitige Distanzelement kann vollständig in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet sein. Das randseitige Distanzelement kann teilweise in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet sein, sodass entweder ein Teildistanzelement vorliegt oder wenigstens zwei Teildistanzelemente vorliegen, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind.
Das randseitige Distanzelement kann eine erste Anliegefläche und eine dazu entlang der Stapelrichtung beabstandete zweite Anliegefläche aufweisen. Die erste Anliegefläche kann wenigstens teilweise an einer Großfläche einer ersten Energiespeicherzelle zweier benachbarter Energiespeicherzellen berührend anliegen. Die zweite Anliegefläche kann wenigstens teilweise an einer Großfläche einer zweiten Energiespeicherzelle zweier benachbarter Energiespeicherzellen berührend anliegen. Die Wandstärke des randseitigen Distanzelementes bezüglich der Stapelachse und/oder der Abstand der Anliegefläche entlang der Stapelachse ist kleiner als der Abstand zweier Großflächen einer Energiespeicherzelle entlang der Stapelachse. Vorzugsweise kann die Wandstärke des randseitigen Distanzelementes im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm liegen, da diese Wandstärken im Spannungsverhältnis der erforderlichen mechanischen Widerstandsfähigkeit und der Gewichtsreduzierung einen Optimalbereich darstellen.
Das randseitige Distanzelement kann Körperflächen aufweisen, die wenigstens teilweise im Wesentlichen parallel zu Teilflächen der Mantelfläche wenigstens einer Energiespeicherzelle ausgerichtet sind. Diese Teilflächen der Mantelfläche und die dazu im Wesentlichen parallel ausgerichteten Körperflächen können in einer Ebene liegen.
Der Zwischenplattenkörper, den das randseitige Distanzelement wenigstens teilweise umrandend begrenzt, kann eine im Wesentlichen gleiche Wandstärke bezüglich der Stapelachse aufweisen. Die Wandstärke des Zwischenplattenkörpers bezüglich der Stapelachse kann auch kleiner sein als die Wandstärke des randseitigen Distanzelementes bezüglich der Stapelachse.
Die Verbindungsstege können so ausgebildet sein, dass den deckelseitigen Verbindungsabschnitt und den bodenseitigen Verbindungsabschnitt, insbesondere die deckelseitigen Rastelemente und die bodenseitigen Rastelemente, miteinander verbinden. Es kann jeweils wenigstens ein Verbindungssteg ein deckelseitiges Rastelement mit einem bodenseitigen Rastelement entlang der Hochachse verbinden.
Ein Kompressionskörper kann im Vergleich zur Zwischenplatte kompressibler sein, sodass für eine elastische Deformation des Kompressionskörpers eine geringe Kraft und/oder Druck erforderlich ist als im Vergleich für eine gleichartige elastische Deformation der Zwischenplatte.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Zwischenplatte aus Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen und/oder Polyamid, ausgebildet ist, und/oder dass die wenigstens eine Zwischenplatte als Spritzgusskunststoffteil ausgebildet, und/oder dass die wenigstens eine Zwischenplatte wenigstens teilweise aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist. Die Zwischenplatte kann wenigstens teilweise aus einem metallischen Werkstoff und teilweise aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein. Die Zwischenplatte kann wenigstens teilweise aus einem Verbundwerkstoff, insbesondere einem Verbundwerkstoff mit verstärkenden Fasern, ausgebildet sein. Hierdurch können die auftretenden Zugkräfte und/oder Druckkräfte von der Zwischenplatte zerstörungsfrei aufgenommen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Zwischenplatte wenigstens teilweise einen Zwischentemperierfluidpfad ausbildet, der fluidisch mit dem mit wenigstens einem Temperierfluidpfad verbunden ist, und/oder dass die wenigstens eine Zwischenplatte wenigstens teilweise als Temperierkörper ausgebildet ist. Der Temperierkörper kann eine im Vergleich zur Energiespeicherzelle höhere Temperaturleitfähigkeit aufweisen.
Die Wandungen des Zwischentemperierfluidpfads können teilweise durch die Großflächen der benachbarten Energiespeicherzellen und teilweise durch die Zwischenplatte und/oder den Zwischenplattenkörper der Zwischenplatte ausgebildet sein. Hierdurch kann der Anteil der mit dem Temperierfluid benetzen Oberfläche einer Energiespeicherzelle maximiert werden. Hierdurch kann eine Temperierung der der sich gegenüberliegenden Großflächen zweier Energiespeicherzellen realisiert werden. Die Zwischenplatte und/oder das randseitige Distanzelement können für eine fluidische Verbindung des Temperierfluidpfades mit dem Zwischentemperierfluidpfad wenigstens eine Temperierfluidöffnung ausbilden. Die Zwischenplatte und/oder das randseitige Distanzelement können für eine fluidische Verbindung des Temperierfluidpfades mit dem Zwischentemperierfluidpfad mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Temperierfluidöffnungen ausbilden. Die Spannvorrichtung, insbesondere das Verspannmittel, kann Durchströmöffnungen für das Temperierfluid ausbilden.
Der Zwischentemperierfluidpfads bzw. die Wandungen des Zwischentemperierfluidpfads können wenigstens abschnittsweise Verbindungsstege der Zwischenplatte ausgebildet sein.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass zwischen jeweils zwei benachbarten Energiespeicherzellen des Energiespeicherzellenstapels jeweils wenigstens eine Zwischenplatte angeordnet ist. Hierdurch kann die Innendruckbelastung durch das Temperierfluid auf gleichmäßig bezüglich der Stapelachse verteil werden. Hierdurch können beispielsweise lokale Ausbeulungen des Gehäuses verhindert werden. Zusätzlich wird bei einer Beeinträchtigung einer einzelnen Zwischenplatte die Gesamtfunktion des Energiespeichermoduls nicht Wesentlich beeinträchtigt.
Ferner Betrifft die Erfindung einen Energiespeicherzellenstapel für ein erfindungsgemäßes Energiespeichermodul. Der Energiespeicherzellenstapel weist mehrere Energiespeicherzellen auf, die entlang einer Stapelachse angeordnet sind, wobei bezüglich der Stapelachse zwischen wenigstens zwei benachbarten Energiespeicherzellen wenigstens eine Zwischenplatte angeordnet ist, wobei die Spannvorrichtung wenigstens einen Verbindungsabschnitt ausbildet, wobei die Spannvorrichtung so ausgebildet ist, dass der Verbindungsabschnitt eine lösbare Verbindung oder eine unlösbare Verbindung mit dem Gegenverbindungsabschnitt ausbildet, wenn der Energiespeicherzellenstapel im Energiespeichermodul eingebaut ist.
Der Energiespeicherzellenstapelweist eine Spannvorrichtung zum gegeneinander Verspannen der Energiespeicherzellen entlang der Stapelachse aufweisen.
Es kann vorgesehen sein, dass zwischen allen benachbarten Energiespeicherzellen bezüglich der Stapelachse jeweils wenigstens eine Zwischenplatte angeordnet. Es kann vorgesehen sein, dass auf jede zweite und/oder vierte Energiespeicherzelle bezüglich der Stapelachse folgend jeweils wenigstens eine Zwischenplatte angeordnet ist.
Bezüglich der weiteren Ausbildung der Energiespeicherzellen, der wenigstens einen Zwischenplatte, der Spannvorrichtung und des Energiespeicherzellenstapels wird auf die vorangehenden Ausführungen verwiesen, wobei die vorangehenden Merkmale der Energiespeicherzellen, der wenigstens einen Zwischenplatte und des Energiespeicherzellenstapels durch den erfindungsgemäßen Energiespeicherzellenstapel einzeln oder in einer beliebigen Kombination ausgebildet sein können.
Ferner Betrifft die Erfindung eine Zwischenplatte für ein erfindungsgemäßes Energiespeichermodul und/oder für einen erfindungsgemäßen Energiespeicherzellenstapel, wobei die Zwischenplatte so ausgebildet ist, dass sie in der Spannvorrichtung positionierbar ist, wenn der Energiespeicherzellenstapel im Energiespeichermodul eingebaut ist.
Bezüglich der weiteren Ausbildung der Zwischenplatte wird auf die vorangehenden Ausführungen verwiesen, wobei die vorangehenden Merkmale der Zwischenplatte durch die erfindungsgemäße Zwischenplatte einzeln oder in einer beliebigen Kombination ausgebildet sein können.
Ferner Betrifft die Erfindung eine Traktionsbatterie für ein Elektro- oder Hybrid- fahrzeug, insbesondere ein Plug-In-Hybrid-Fahrzeug. Unter einem Fahrzeug kann ein Straßenfahrzeug, insbesondere ein schienenloses Straßenfahrzeug, zu verstehen sein. Die Traktionsbatterie weist wenigstens ein erfindungsgemäßes Energiespeichermodul auf, um das Elektro- oder Hybridfahrzeug mit elektrischer Antriebsleistung zu versorgen. Die Traktionsbatterie kann eine Vielzahl erfindungsgemäßer Energiespeichermodule aufweisen, um das Elektro- oder Hybrid-fahrzeug mit elektrischer Antriebsleistung zu versorgen. Es kann vorgesehen sein, dass die Traktionsbatterie durch ein einziges Energiespeichermodul ausgebildet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Traktionsbatterie durch ein einziges Energiespeichermodul mit mehreren Energiespeicherzellenstapeln ausgebildet ist, wobei die Energiespeicherzellenstapel elektrisch miteinander verschaltet sein können.
Es kann vorgesehen sein, dass mehrere Energiespeichermodule die Traktionsbatterie ausbilden, wobei die Energiespeichermodule elektrisch miteinander verschaltet und fluidisch miteinander verbunden sind.
Es kann vorgesehen sein, dass mehrere Energiespeichermodule die Traktionsbatterie ausbilden, die elektrisch miteinander verschaltet und fluidisch miteinander verbunden sind, wobei die Energiespeichermodule in einem gemeinsamen Batteriegehäuse untergebracht sein können.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Abschnitt eines Gehäuses, insbesondere die Gehäuseschale, wenigstens eines Energiespeichermoduls durch einen Teilabschnitt, insbesondere durch die Fahrzeugkarosserie, des Elektro- oder Hybridfahrzeuges ausgebildet ist. Hierbei kann ein Gehäusedeckel den die Gehäuseschale ausbildenden Teilabschnitt des Elektro- oder Hybridfahrzeuges fahrbahnseitig und/oder fluiddicht abschließen. Somit kann der Gehäusedeckel am Elektro- oder Hybridfahrzeug zwischen wenigstens einem Energiespeicherzellenstapel des Energiespeichermoduls und einer Fahrbahn angeordnet sein. Zwischen dem Gehäusedeckel und der Fahrbahn kann eine Unterbodenschutzplatte am Elektro- oder Hybridfahrzeug angeordnet sein. Die Ausbildung eines Abschnittes eines Gehäuses wenigstens eines Energiespeichermoduls durch einen Teilabschnitt des Elektro- oder Hybridfahrzeuges ermöglicht eine Gesamtgewichtsreduktion. Zusätzlich erfüllt der Teilabschnitt, insbesondere die Fahrzeugkarosserie, des Elektro- oder Hybridfahrzeuges die Anforderungen bezüglich einer ausreichenden mechanischen Widerstandsfähigkeit. Zwischen dem Gehäusedeckel und der Unterbodenschutzplatte kann ein Fluidpfad ausgebildet sein, durch den ein Temperierfluid strömen kann.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Abschnitt eines gemeinsamen Batteriegehäuses, insbesondere einer Batteriegehäuseschale, mehrerer Energiespeichermodule durch einen Teilabschnitt, insbesondere durch die Fahrzeugkarosserie, des Elektro- oder Hybridfahrzeuges ausgebildet ist. Hierbei kann ein Batteriegehäusedeckel den die Batteriegehäuseschale ausbildenden Teilabschnitt des Elektro- oder Hybridfahrzeuges fahrbahnseitig und/oder fluiddicht abschließen. Somit kann der Batteriegehäusedeckel am Elektro- oder Hybridfahrzeug zwischen wenigstens einem Energiespeichermodul und einer Fahrbahn angeordnet sein. Zwischen dem Batteriegehäusedeckel und der Fahrbahn kann eine Unterbodenschutzplatte am Elektro- oder Hybridfahrzeug angeordnet sein. Die Ausbildung eines Abschnittes eines gemeinsamen Batteriegehäuses durch einen Teilabschnitt des Elektro- oder Hybridfahrzeuges ermöglicht eine Gesamtgewichtsreduktion. Zusätzlich erfüllt der Teilabschnitt, insbesondere die Fahrzeugkarosserie, des Elektro- oder Hybridfahrzeuges die Anforderungen bezüglich einer ausreichenden mechanischen Widerstandsfähigkeit. Zwischen dem Batteriegehäusedeckel und der Unterbodenschutzplatte kann ein Fluidpfad ausgebildet sein, durch den ein Temperierfluid strömen kann.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Teilabschnitt, insbesondere ein Teilabschnitt einer Fahrzeugkarosserie, des Elektro- oder Hybridfahrzeuges so ausgebildet ist, dass zwischen wenigstens zwei Energiespeicherzellenstapeln eine Stützstruktur ausgebildet sein, die die wenigstens zwei Energiespeicherzellenstapel beispielsweise im Fallen eine Unfalles voneinander beabstandet, insbesondere bezüglich einer Fahrzeuglängsachse voneinander beabstandet.
Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse wenigstens eines Energiespeichermoduls separat bezüglich des Elektro- oder Hybridfahrzeuges ausgebildet ist. Hierbei kann das separat ausgebildete Gehäuse wenigstens eines Energiespeichermoduls in das Elektro- oder Hybridfahrzeug so eingesetzt sein, dass eine Gehäuseschale wenigstens eines Energiespeichermoduls am Elektro- oder Hybridfahrzeug zwischen wenigstens einem Energiespeicherzellenstapel und einer Fahrbahn angeordnet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass ein gemeinsames Batteriegehäuses mehrerer Energiespeichermodule separat bezüglich des Elektro- oder Hybridfahrzeuges ausgebildet ist. Hierbei kann das separat ausgebildete gemeinsame Batteriegehäuses mehrerer Energiespeichermodule in das Elektro- oder Hybridfahrzeug so eingesetzt werden, dass eine Batteriegehäuseschale des gemeinsamen Batteriegehäuses am Elektro- oder Hybridfahrzeug zwischen wenigstens einem Energiespeichermodul und einer Fahrbahn angeordnet ist.
Ferner Betrifft die Erfindung ein Temperiersystem für eine Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeug. Das Temperiersystem umfasst eine erfindungsgemäße Traktionsbatterie und/oder ein erfindungsgemäßes Energiespeichermodul. Ferner umfasst das Temperiersystem ein Temperierfluid, insbesondere eine
Temperierflüssigkeit, wobei das Temperierfluid im Temperierfluidpfad wenigstens eines erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls eingebracht ist, um eine Temperierung der Energiespeicherzellen bereitzustellen. Das Temperierfluid, insbesondere die Temperierflüssigkeit, kann dem Temperierfluidpfad im Wesentlichen vollständig ausfüllen.
Als Temperierfluid kann eine Temperierflüssigkeit, insbesondere eine dielektrische und/oder elektrisch nichtleitende Temperierflüssigkeit, eingesetzt werden. Die dielektrische und/oder elektrisch nichtleitende Temperierflüssigkeit kann beispielsweise eine Ölflüssigkeit sein.
Das Temperierfluid kann gekapselt im Energiespeichermodul sein. Hierbei kann auch eine elektrische angetriebene Fördereinrichtung zum Fördern des Temperierfluids entlang des Temperierfluidpfades angeordnet sein.
Die Traktionsbatterie und/oder das Energiespeichermodul können jeweils wenigstens einen entsprechenden Temperierfluideinlass und Temperierfluidauslass aufweisen, die mit einem Temperierfluidkreislauf fluidisch verbunden sein können. Der Temperierfluidkreislauf kann beispielsweise wenigstens eine elektrische angetriebene Fördereinrichtung zum Fördern des Temperierfluids im Temperierfluidkreislauf aufweisen. Der Temperierfluidkreislauf kann eine Wärmeübertragereinheit zur Erwärmung und/oder Kühlung des Temperierfluids aufweisen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Figurenliste

1 eine perspektivische Ansicht einer prismatischen Energiespeicherzelle,
2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen E nerg iespeicherzellenstapels,
3 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls,
4 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls vor einem Zusammenbauvorgang,
5 eine Seitenansicht des Energiespeichermoduls der 4 während des Zusammenbauvorgangs,
6 eine Seitenansicht des Energiespeichermoduls der 4 nach dem Zusammenbauvorgang,
7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls,
8 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeicherzellenstapels,
9 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeicherzellenstapels,
10 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeicherzellenstapels,
11 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeicherzellenstapels,
12 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeicherzellenstapels,
13 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls,
14 eine weitere Seitenansicht des Energiespeichermoduls der 13,
15 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Energiespeicherzellenstapels,
16 eine stirnseitige Ansicht einer erfindungsgemäßen Zwischenplatte,
17 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Zwischenplatte,
18 eine Draufsicht einer im Energiespeichermodul eingesetzten Spannvorrichtung,
19 eine stirnseitige Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zwischenplatte,
20 eine stark vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Temperiersystems.

Die 1 zeigt eine prismatische Energiespeicherzelle 301, die entlang einer Stapelachse 302 zwei zueinander beabstandete Großflächen 303 aufweist, wobei diese Großflächen 303 über eine Mantelfläche 304 miteinander verbunden sind. An der Mantelfläche 304, insbesondere an einer Teilfläche der Mantelfläche 304, sind zwei zueinander beabstandete Polkontakte 306 angeordnet, über die die elektrische Leistung der Energiespeicherzelle 301 abgreifbar ist. Diese Polkontakte 306 sind beispielhaft bezüglich einer Querachse 217 voneinander beabstandet angeordnet. Die Großflächen 303 sind im Wesentlichen parallel zu einer Fläche ausgerichtet, die durch die Querachse 217 und durch eine zur Querachse 217 quer und/oder senkrecht ausgerichtete Hochachse 207 ausgebildet ist. Die Querachse 217 und die Hochachse 207 sind jeweils quer und/oder senkrecht zur Stapelachse 302 ausgerichtet. Die Mantelfläche 304 erstreckt sich wenigstens teilweise entlang einer Umfangsrichtung 305 um die Stapelachse 302.
Die 2 zeigt einen Energiespeicherzellenstapel 300 mit mehreren Energiespeicherzellen 301, 301a und 301b auf, die entlang einer Stapelachse 302 angeordnet sind. Zwischen wenigstens zwei benachbarten Energiespeicherzellen 301a, 301b ist bezüglich der Stapelachse 302 wenigstens eine Zwischenplatte 600 angeordnet. Die Zwischenplatte 600 kann eine Ausdehnung entlang der Stapelachse 302 aufweisen, die kleiner ist als der Abstand zweier Großflächen 303 einer Energiespeicherzelle 301 entlang der Stapelachse 302. Die Zwischenplatte 600 kann wenigstens teilweise eine Ausdehnung entlang einer Hochachse 207 aufweisen, die größer ist als die Ausdehnung einer Energiespeicherzelle 301 entlang der Hochachse 207. Ferner weist der wenigstens eine Energiespeicherzellenstapel 300 eine Spannvorrichtung 400 zum gegeneinander Verspannen der Energiespeicherzellen 301 entlang der Stapelachse 302 auf. Die Spannvorrichtung 400 weist zwei stirnseitige Spannkörper 402 auf, zwischen denen die Energiespeicherzellen 301 angeordnet sind, wobei die stirnseitigen Spannkörper 402 mit dem wenigstens einem Verspannmittel 403 formschlüssig und/oder stoffschlüssig so verbunden sind, dass die Spannvorrichtung 400 ein Verspannen der Energiespeicherzellen 301 entlang der Stapelachse 302 bereitstellt. Das Verspannmittel 403 ist durch zwei gestrichelte Linien angedeutet, die entlang der Hochachse 207 zueinander beabstandet sind.
Die 3 zeigt ein Energiespeichermodul 100 mit einem Gehäuse 200, das einen Gehäuseinnenraum 201 und eine Gehäuseinnenwandung 202 aufweist, die den Gehäuseinnenraum 201 begrenzt. Im Gehäuseinnenraum 201 des Energiespeichermoduls 100 ist wenigstens ein Energiespeicherzellenstapel 300 angeordnet. Das Gehäuse 200 weist einen Gehäusedeckel 204 und eine Gehäuseschale 205 auf, wobei die Gehäuseschale 205 einen Gehäuseboden 206 ausbildet, der entlang einer Hochachse 207 beabstandet zum Gehäusedeckel 204 angeordnet ist. Ferner weist die Gehäuseschale 205 wenigstens eine Seitenwand 212 auf. Die Gehäuseschale 205 kann beispielsweise vier Seitenwände 212 aufweisen, die umrandend um den Gehäusedeckel 204 angeordnet sind. Ein Teilabschnitt der Gehäuseinnenwandung 202 ist durch eine Deckelinnenwandung 208 des Gehäusedeckels 204 ausgebildet. Ein Teilabschnitt der Gehäuseinnenwandung 202 ist durch eine Bodeninnenwandung 209 des Gehäusebodens 206 ausgebildet. Ein Teilabschnitt der Gehäuseinnenwandung 202 ist durch eine Seiteninnenwandung 213 der Seitenwand 212 ausgebildet. Ferner umfasst das Energiespeichermodul 100 wenigstens einen Temperierfluidpfad 500 zum Führen eines Temperierfluids, dessen Wandungen wenigstens abschnittsweise durch die Gehäuseinnenwandung 202 und den wenigstens einen Energiespeicherzellenstapel 300 ausgebildet sind, sodass die Gehäuseinnenwandung 202 und der wenigstens eine Energiespeicherzellenstapel 300 vom Temperierfluid direkt benetzbar sind. Der Temperierfluidpfad 500 wird im Wesentlichen durch das Raumvolumen des Gehäuseinnenraums 201 ausgebildet, welches nicht durch den Energiespeicherzellenstapel 300 ausgefüllt ist.
Die 4 zeigt ein Energiespeichermodul 100 vor einem Zusammenbauvorgang. Die Spannvorrichtung 400 weist wenigstens einen Verbindungsabschnitt 601, insbesondere wenigstens einen deckelseitigen Verbindungsabschnitt 602 und wenigstens einen bodenseitigen Verbindungsabschnitt 603, auf. Die Gehäuseinnenwandung 202 weist wenigstens einen Gegenverbindungsabschnitt 203 auf. Insbesondere weist die Deckelinnenwandung 208 wenigstens einen deckelseitigen Gegenverbindungsabschnitt 210 auf, wobei die Bodeninnenwandung 209 wenigstens einen bodenseitigen Gegenverbindungsabschnitt 211 aufweist.
Der deckelseitige Gegenverbindungsabschnitt 210 und der bodenseitige Gegenverbindungsabschnitt 211 können Gegenrastelemente 215 aufweisen, die komplementär zu Rastelementen 607 der Zwischenplatte 600 ausgebildet sind. Gemäß den 4 bis 6 erfolgt ein Zusammenbauvorgang des Energiespeichermoduls 100 so, dass zunächst ein Energiespeicherzellenstapel 300 entlang der Hochachse 207 so in die Gehäuseschale 205 eingesetzt wird, dass der bodenseitige Verbindungsabschnitt 603 und der bodenseitige Gegenverbindungsabschnitt 211 durch eine Verschiebung des Energiespeicherzellenstapels 300 entlang der Stapelachse 302 eine erste lösbare Verbindung ausbilden. Diese erste lösbare Verbindung schränkt die Verschiebbarkeit des Energiespeicherzellenstapels 300 entlang der Hochachse 207 ein. Diese Situation ist in der 5 gezeigt. Anschließend wird der Gehäusedeckel 204 entlang der Hochachse 207 so an die Gehäuseschale 205 geführt, dass der deckelseitige Verbindungsabschnitt 602 und der deckelseitige Gegenverbindungsabschnitt 210 durch eine Verschiebung des Gehäusedeckel 204 entlang der Stapelachse 302 eine zweite lösbare Verbindung ausbilden. Diese erste lösbare Verbindung und die zweite Verbindung schränken die Verschiebbarkeit des Energiespeicherzellenstapels 300 und des Gehäusedeckels 204 entlang der Hochachse 207 ein. Die Zwischenplatten 600 bilden Zuganker aus, die Zugkräfte entlang der Hochachse 207 aufnehmen. Diese Situation ist in der 6 gezeigt.
In der 7 sind der deckelseitige Gegenverbindungsabschnitt 210 und der bodenseitige Gegenverbindungsabschnitt 211 gespiegelt, insbesondere um die Hochachse 207 gespiegelt, ausgebildet. Hierdurch kann eine Fixierung des Energiespeicherzellenstapels 300 innerhalb des Energiespeichermoduls 100 bezüglich der Stapelachse 302 erzielt werden.
Die 8 bis 12 zeigen weitere Ausführungsformen des Energiespeicherzellenstapels 300 bzw. weitere Ausführungsformen der Zwischenplatte 600. In der 8 weist die Zwischenplatte 600 einen Haltekragen 606 auf, der wenigstens eine Energiespeicherzelle 301 des Energiespeicherzellenstapels 300 wenigstens abschnittsweise umgreift. In der 8 wird eine Verschiebung der Energiespeicherzelle 301 bezüglich der Hochachse 207 in Richtung des Gehäusebodens 206 verhindert. In der 9 weist die Zwischenplatte 600 einen Haltekragen 606 auf, der zwei benachbarte Energiespeicherzellen 301a und 301b des Energiespeicherzellenstapels 300 wenigstens abschnittsweise umgreift. In der 9 wird eine Verschiebung zweier Energiespeicherzellen 301a und 302b bezüglich der Hochachse 207 in Richtung des Gehäusebodens 206 verhindert. In der 10 weist die Zwischenplatte 600 zwei Haltekragen 606 auf, die bezüglich der Hochachse 207 zueinander beabstandet angeordnet sind und jeweils zwei benachbarte Energiespeicherzellen 301a und 301b des Energiespeicherzellenstapels 300 wenigstens abschnittsweise umgreifen. In der 11 weist die Zwischenplatte 600 zwei Haltekragen 606 auf, die bezüglich der Hochachse 207 zueinander beabstandet angeordnet sind und jeweils eine benachbarte Energiespeicherzelle 301a und 301b des Energiespeicherzellenstapels 300 wenigstens abschnittsweise umgreifen. In der 10 und 11 wird eine Verschiebung zweier Energiespeicherzellen 301a und 302b bezüglich der Hochachse 207 in Richtung des Gehäusebodens 206 sowie in Richtung des Gehäusedeckels 204 verhindert.
In der 12 bilden die Zwischenplatten 600 jeweils wenigstens einen Zwischenverbindungsabschnitt 605 aus. Die Spannvorrichtung 400 bildet wenigstens einen Gegenzwischenverbindungsabschnitt 401 aus, wobei der Zwischenverbindungsabschnitt 605 eine lösbare Verbindung mit dem Gegenzwischenverbindungsabschnitt 401 ausbildet. Hierdurch können die Zwischenplatten 600 und/oder die Energiespeicherzellen 301 bezüglich der Stapelachse 302 relativ zur Spannvorrichtung 400 fixiert werden.
In der 13 sind der deckelseitige Verbindungsabschnitt 602 und der deckelseitige Gegenverbindungsabschnitt 210 durch wenigstens einen Arretierriegel 216 miteinander formschlüssig verbindbar. Der Arretierriegel 216 ist über ein Bestätigungsmittel 218 entlang der Stapelachse 302 verschiebbar und weist mehrere zueinander beabstandete Arretiertzapfen 219 auf. Der Arretierriegel 216 kann durch wenigstens einen Führungsabschnitt 608 einer Zwischenplatte 600 geführt werden. In der 13 liegt kein Formschluss zwischen dem deckelseitigen Verbindungsabschnitt 602 und dem deckelseitige Gegenverbindungsabschnitt 210 vor. In der 14 ist der Arretierriegel 216 bezüglich der Stapelachse 302 so verschoben, dass zwischen dem deckelseitigen Verbindungsabschnitt 602 und dem deckelseitige Gegenverbindungsabschnitt 210 ein Formschluss vorliegt.
Die 15 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Energiespeicherzellenstapels 300, wobei in der 16 Polbücken 307 zur elektrisch leitenden Kontaktierung von wenigstens zweier Polkontakten zweier benachbarter Energiespeicherzellen 301a, 301b sichtbar sind. Die Energiespeicherzellen 301 können elektrisch in Reihe und/oder parallel geschaltet sein. Die Spannvorrichtung 400, insbesondere das Verspannmittel 403, kann Durchströmöffnungen 404 für das Temperierfluid ausbilden, um eine fluidische Verbindung zwischen dem Temperierfluidpfad 500 und einem Zwischentemperierfluidpfad 501 zu ermöglichen.
Die 16 und 17 zeigen mehrere Ansichten einer Zwischenplatte 600. Die Zwischenplatte 600 weist eine Vielzahl von Verbindungsstegen 610 auf, die zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei zwischen den Verbindungsstegen 610 Zwischenfreiräume 611 ausgebildet sind. Die Verbindungsstege 610 weisen eine Längserstreckungsrichtung entlang der Hochachse 207 auf. Entlang der Hochachse 207 beabstandete Haltekragen 606 können über die Verbindungsstege 610 miteinander verbunden sein. Die Haltekragen 606 können entlang der Querachse 217 und/oder in Umgangsrichtung 305 zueinander beabstandet angeordnet sein. Besonders in der 17 ist gut sichtbar, dass die Zwischenplatte 600 wenigstens zwei seitliche Haltekragen 606a ausbildet, die wenigstens eine Energiespeicherzelle 301 teilweise so umgreifen können, dass eine Verschiebung der Energiespeicherzelle 301 entlang der Querachse 217 verhindert wird.
Die 18 zeigt ein Gehäuse 200 mit vier Seitenwänden 212, wobei zwei der Seitenwände als stirnseitige Seitenwände 220 und 220a ausgebildet sind, deren Flächennormalenvektor im Wesentlichen parallel zur Stapelachse 302 ist. Die Spannvorrichtung 400 bildet wenigstens einen seitenwandseitigen Verbindungsabschnitt 604 aus, wobei eine Seitenwand 212 wenigstens einen seitenwandseitigen Gegenverbindungsabschnitt 214 ausbildet, wobei der seitenwandseitige Verbindungsabschnitt 604 eine lösbare Verbindung mit dem seitenwandseitigen Gegenverbindungsabschnitt 214 ausbildet, sodass eine Verschiebung der Spannvorrichtung 400 entlang der Stapelachse 302 verhindert wird. Im nicht dargestellten Beispiel mit einem Energiespeicherzellenstapel 300 kann eine Verschiebung des Energiespeicherzellenstapels 300 entlang der Stapelachse 302 verhindert werden.
Die 19 zeigt eine Zwischenplatte 600, die entlang der Umfangsrichtung 305 wenigstens ein randseitiges Distanzelement 612 zur Beabstandung der wenigstens zwei benachbarten Energiespeicherzellen 301 entlang der Stapelachse 302 aufweist. Das randseitige Distanzelement 612 begrenzt umrandend einen Zwischenplattenkörper 613. Der Zwischenplattenkörper 613 kann abschnittsweise unterschiedlich ausgebildet sein. Der Zwischenplattenkörper 613 kann einen plattenförmigen Vollkörper 609 und/oder eine Aufnahme 614 für einen nicht dargestellten Kompressionskörper ausbilden. Der Zwischenplattenkörper 613 kann eine Vielzahl von Verbindungsstegen 610 aufweisen, die zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei zwischen den Verbindungsstegen 610 Zwischenfreiräume 611 ausgebildet sind. Die Zwischenplatte 600 und/oder das randseitige Distanzelement 612 können für eine fluidische Verbindung des Temperierfluidpfades 500 mit deinem Zwischentemperierfluidpfad 501 wenigstens eine Temperierfluidöffnung 502 ausbilden.
Die 20 zeigt ein stark vereinfachtes Temperiersystem 102 für eine Traktionsbatterie 101 eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges, wobei die Traktionsbatterie 101 mehrere Energiespeichermodule 100 aufweisen kann.

Claims

Energiespeichermodul (100), insbesondere ein Energiespeichermodul (100) für eine Traktionsbatterie (101) eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges, - mit einem Gehäuse (200), das einen Gehäuseinnenraum (201) und eine Gehäuseinnenwandung (202) aufweist, die den Gehäuseinnenraum (201) begrenzt, - mit wenigstens einem Energiespeicherzellenstapel (300), der im Gehäuseinnenraum (201) angeordnet ist, - wobei der wenigstens eine Energiespeicherzellenstapel (300) mehrere Energiespeicherzellen (301) aufweist, die entlang einer Stapelachse (302) angeordnet sind, - wobei der wenigstens eine Energiespeicherzellenstapel (300) eine Spannvorrichtung (400) zum gegeneinander Verspannen der Energiespeicherzellen (301) entlang der Stapelachse (302) aufweist, - mit wenigstens einem Temperierfluidpfad (500) zum Führen eines Temperierfluids, dessen Wandungen wenigstens abschnittsweise durch die Gehäuseinnenwandung (202) und den wenigstens einen Energiespeicherzellenstapel (300) ausgebildet sind, sodass die Gehäuseinnenwandung (202) und der wenigstens eine Energiespeicherzellenstapel (300) vom Temperierfluid direkt benetzbar sind, - wobei bezüglich der Stapelachse (302) zwischen wenigstens zwei benachbarten Energiespeicherzellen (301) wenigstens eine Zwischenplatte (600) angeordnet ist, - wobei die Spannvorrichtung (400) wenigstens einen Verbindungsabschnitt (601) ausbildet, - wobei die Gehäuseinnenwandung (202) wenigstens einen Gegenverbindungsabschnitt (203) ausbildet, - wobei der Verbindungsabschnitt (601) eine Verbindung mit dem Gegenverbindungsabschnitt (203) ausbildet.
Energiespeichermodul (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass das Gehäuse (200) einen Gehäusedeckel (204) und eine Gehäuseschale (205) aufweist, - wobei die Gehäuseschale (205) einen Gehäuseboden (206) ausbildet, der entlang einer Hochachse (207) beabstandet zum Gehäusedeckel (204) angeordnet ist, - wobei ein Teilabschnitt der Gehäuseinnenwandung (202) durch eine Deckelinnenwandung (208) des Gehäusedeckels (204) ausgebildet ist, - wobei ein Teilabschnitt der Gehäuseinnenwandung (202) durch eine Bodeninnenwandung (209) des Gehäusebodens (206) ausgebildet ist, - wobei die Spannvorrichtung (400) wenigstens einen deckelseitigen Verbindungsabschnitt (602) und wenigstens einen bodenseitigen Verbindungsabschnitt (603) ausbildet, - wobei die Deckelinnenwandung (208) wenigstens einen deckelseitigen Gegenverbindungsabschnitt (210) ausbildet, - wobei die Bodeninnenwandung (209) wenigstens einen bodenseitigen Gegenverbindungsabschnitt (211) ausbildet, - wobei der deckelseitige Verbindungsabschnitt (602) eine Verbindung mit dem deckelseitigen Gegenverbindungsabschnitt (210) ausbildet, - wobei der bodenseitige Verbindungsabschnitt (603) eine Verbindung mit dem bodenseitigen Gegenverbindungsabschnitt (211) ausbildet.
Energiespeichermodul (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, - dass das Gehäuse (200) eine Gehäuseschale (205) mit wenigstens einer Seitenwand (212) aufweist, - wobei ein Teilabschnitt der Gehäuseinnenwandung (202) durch eine Seiteninnenwandung (213) der wenigstens einen Seitenwand (212) ausgebildet ist, - wobei die Spannvorrichtung (400) wenigstens einen seitenwandseitigen Verbindungsabschnitt (604) ausbildet, - wobei die Seiteninnenwandung (213) wenigstens einen seitenwandseitigen Gegenverbindungsabschnitt (214) ausbildet, - wobei der seitenwandseitige Verbindungsabschnitt (604) eine Verbindung mit dem seitenwandseitigen Gegenverbindungsabschnitt (214) ausbildet.
Energiespeichermodul (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Zwischenplatte (600) wenigstens einen Zwischenverbindungsabschnitt (605) ausbildet, - dass die Spannvorrichtung (400) wenigstens einen Gegenzwischenverbindungsabschnitt (401) ausbildet, - wobei der Zwischenverbindungsabschnitt (605) eine Verbindung mit dem Gegenzwischenverbindungsabschnitt (401) ausbildet.
Energiespeichermodul (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der Verbindungsabschnitt (601) eine lösbare Verbindung oder eine unlösbare Verbindung mit dem Gegenverbindungsabschnitt (203) ausbildet, und/oder - dass der deckelseitige Verbindungsabschnitt (602) eine lösbare Verbindung oder eine unlösbare Verbindung mit dem deckelseitigen Gegenverbindungsabschnitt (210) ausbildet, und/oder - dass der bodenseitige Verbindungsabschnitt (603) eine lösbare Verbindung oder unlösbare Verbindung mit dem bodenseitigen Gegenverbindungsabschnitt (211) ausbildet, und/oder - dass der seitenwandseitige Verbindungsabschnitt (604) eine lösbare Verbindung oder eine unlösbare Verbindung mit dem seitenwandseitigen Gegenverbindungsabschnitt (214) ausbildet, und/oder - dass der Zwischenverbindungsabschnitt (605) eine lösbare Verbindung oder eine unlösbare Verbindung mit dem Gegenzwischenverbindungsabschnitt (401) ausbildet.
Energiespeichermodul (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicherzellen (301) des Energiespeicherzellenstapels (300) von der Gehäuseinnenwandung (202) des Gehäuses (200) beabstandet angeordnet sind.
Energiespeichermodul (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zwischenplatte (600) wenigstens einen Haltekragen (606) aufweist, der wenigstens eine Energiespeicherzelle (301) des Energiespeicherzellenstapels (300) wenigstens abschnittsweise umgreift.
Energiespeichermodul (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zwischenplatte (600) wenigstens einen Haltekragen (606) aufweist, der zwei benachbarte Energiespeicherzellen (301a, 301b) des Energiespeicherzellenstapels (300) wenigstens abschnittsweise umgreift.
Energiespeichermodul (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der wenigstens eine Verbindungsabschnitt (601) mehrere zueinander beabstandete Rastelemente (607) ausbildet und dass der Gegenverbindungsabschnitt (203) zu den Rastelementen (607) komplementäre und zueinander beabstandete Gegenrastelemente (215) ausbildet, und/oder - dass der wenigstens eine deckelseitige Verbindungsabschnitt (602) mehrere zueinander beabstandete Rastelemente (607) ausbildet und dass der deckelseitige Gegenverbindungsabschnitt (210) zu den Rastelementen (607) komplementäre und zueinander beabstandete Gegenrastelemente (215) ausbildet, und/oder - dass der wenigstens eine bodenseitige Verbindungsabschnitt (603) mehrere zueinander beabstandete Rastelemente (607) ausbildet und dass der bodenseitige Gegenverbindungsabschnitt (211) zu den Rastelementen (607) komplementäre und zueinander beabstandete Gegenrastelemente (215) ausbildet, und/oder - dass der wenigstens eine seitenwandseitige Verbindungsabschnitt (604) mehrere zueinander beabstandete Rastelemente (607) ausbildet und dass der seitenwandseitige Gegenverbindungsabschnitt (214) zu den Rastelementen (607) komplementäre und zueinander beabstandete Gegenrastelemente (215) ausbildet.
Energiespeichermodul (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der wenigstens eine Verbindungsabschnitt (601) und der wenigstens eine Gegenverbindungsabschnitt (203) durch wenigstens einen Arretierriegel (216) miteinander formschlüssig verbindbar sind, und/oder - dass der wenigstens eine deckelseitige Verbindungsabschnitt (602) und der wenigstens eine deckelseitige Gegenverbindungsabschnitt (210) durch wenigstens einen Arretierriegel (216) miteinander formschlüssig verbindbar sind, und/oder - dass der wenigstens eine bodenseitige Verbindungsabschnitt (603) und der wenigstens eine bodenseitige Gegenverbindungsabschnitt (211) durch wenigstens einen Arretierriegel (216) miteinander formschlüssig verbindbar sind, und/oder - dass der wenigstens eine seitenwandseitige Verbindungsabschnitt (604) und der wenigstens eine seitenwandseitige Gegenverbindungsabschnitt (214) durch wenigstens einen Arretierriegel (216) miteinander formschlüssig verbindbar sind.
Energiespeichermodul (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (600) wenigstens einen Führungsabschnitt (608) zur Führung wenigstens eines Arretierriegels (216) ausbildet.
Energiespeichermodul (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die wenigstens eine Zwischenplatte (600) entlang der Umfangsrichtung (305) wenigstens ein randseitiges Distanzelement (612) zur Beabstandung der wenigstens zwei benachbarten Energiespeicherzellen (301) entlang der Stapelachse (302) aufweist, wobei das randseitige Distanzelement (612) einen Zwischenplattenkörper (613) der Zwischenplatte (600) wenigstens teilweise umrandend begrenzt, und/oder - dass die wenigstens eine Zwischenplatte (600) und/oder der Zwischenplattenkörper (613) wenigstens abschnittsweise einen plattenförmigen Vollkörper (609) aufweist, und/oder - dass die wenigstens eine Zwischenplatte (600) und/oder der Zwischenplattenkörper (613) wenigstens abschnittsweise eine Vielzahl von Verbindungsstegen (610) aufweist, die zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei zwischen den Verbindungsstegen (610) Zwischenfreiräume (611) ausgebildet sind, und/oder - dass die wenigstens eine Zwischenplatte (600) und/oder der Zwischenplattenkörper (613) wenigstens abschnittsweise eine Aufnahme (614) für einen Kompressionskörper (615) ausbildet.
Energiespeichermodul (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die wenigstens eine Zwischenplatte (600) aus Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen und/oder Polyamid, ausgebildet ist, und/oder - dass die wenigstens eine Zwischenplatte (600) als Spritzgusskunststoffteil ausgebildet, und/oder - dass die wenigstens eine Zwischenplatte (600) wenigstens teilweise aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist.
Energiespeichermodul (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die wenigstens eine Zwischenplatte (600) wenigstens teilweise einen Zwischentemperierfluidpfad (501) ausbildet, der fluidisch mit dem mit wenigstens einem Temperierfluidpfad (500) verbunden ist, und/oder - dass die wenigstens eine Zwischenplatte (600) wenigstens teilweise als Temperierkörper ausgebildet ist.
Energiespeichermodul (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeweils zwei benachbarten Energiespeicherzellen (301a, 301b) des Energiespeicherzellenstapels (300) jeweils wenigstens eine Zwischenplatte (600) angeordnet ist.
Energiespeicherzellenstapel (300) für ein Energiespeichermodul (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, - mit mehreren Energiespeicherzellen (301), die entlang einer Stapelachse (302) angeordnet sind, - wobei bezüglich der Stapelachse (302) zwischen wenigstens zwei benachbarten Energiespeicherzellen (301) wenigstens eine Zwischenplatte (600) angeordnet ist, - wobei die Spannvorrichtung (400) wenigstens einen Verbindungsabschnitt (601) ausbildet, - wobei die Spannvorrichtung (400) so ausgebildet ist, dass der Verbindungsabschnitt (601) eine lösbare Verbindung oder eine unlösbare Verbindung mit dem Gegenverbindungsabschnitt (203) ausbildet, wenn der Energiespeicherzellenstapel (300) im Energiespeichermodul (100) eingebaut ist.
Zwischenplatte (600) für ein Energiespeichermodul (100) nach einem der Ansprüche1 bis 15 und/oder für einen Energiespeicherzellenstapel (300) nach Anspruch 16, - wobei die Zwischenplatte (600) so ausgebildet ist, dass sie in der Spannvorrichtung (400) positionierbar ist, wenn der Energiespeicherzellenstapel (300) im Energiespeichermodul (100) eingebaut ist.
Traktionsbatterie (101) für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit wenigstens einem Energiespeichermodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Temperiersystem (102) für eine Traktionsbatterie (101) eines Elektro- oder Hybridfahrzeug, - mit einer Traktionsbatterie (101) nach Anspruch 18 und/oder mit einem Energiespeichermodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, - mit einem Temperierfluid, insbesondere mit einer Temperierflüssigkeit, wobei das Temperierfluid im Temperierfluidpfad (500) wenigstens eines Energiespeichermoduls (100) eingebracht ist, um eine Temperierung der Energiespeicherzellen (301) bereitzustellen.