DE102020004357A1 - Contacting device for an electrical accumulator and accumulator arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungseinrichtung (1) für einen elektrischen Akkumulator (3), der eine Vielzahl von je einen Pluspol (6) und je einen Minuspol (7) aufweisenden Akkumulatorzellen (4) umfasst, mit einer ersten Stromschiene (7) zum Kontaktieren der Pluspole (6) und mit einer zweiten Stromschiene (9) zum Kontaktieren der Minuspole (7) sowie mit einem von einem Kühlfluid durchströmbaren Wärmeübertragungskörper (10), der zum Temperieren der Akkumulatorzellen (4) mit den Pluspolen (6) und mit den Minuspolen (7) thermisch koppelbar ist. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Stromschienen (8, 9) wenigstens ein von dem Kühlfluid durchströmbares Kanalelement (11, 23, 24) aufweisen und der Wärmeübertragungskörper (10) zumindest teilweise durch die Stromschienen (8, 9) gebildet ist. Überdies betrifft die Erfindung eine Akkumulatoranordnung (2) mit einem elektrischen Akkumulator (3) und einer Kontaktierungseinrichtung (1).The invention relates to a contacting device (1) for an electrical accumulator (3), which comprises a plurality of accumulator cells (4) each having a positive pole (6) and a negative pole (7), with a first busbar (7) for contacting the Positive poles (6) and with a second busbar (9) for contacting the negative poles (7) as well as with a heat transfer body (10) through which a cooling fluid can flow and which is used to control the temperature of the accumulator cells (4) with the positive poles (6) and with the negative poles ( 7) can be thermally coupled. According to the invention, the busbars (8, 9) have at least one channel element (11, 23, 24) through which the cooling fluid can flow and the heat transfer body (10) is at least partially formed by the busbars (8, 9). The invention also relates to an accumulator arrangement (2) with an electrical accumulator (3) and a contacting device (1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsvorrichtung für einen elektrischen Akkumulator, insbesondere einen Traktionsakkumulator, der im Patentanspruch 1 angegebenen Art.The invention relates to a contacting device for an electrical accumulator, in particular a traction accumulator, of the type specified in
Elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge, insbesondere Kraftwagen, weisen einen elektrischen Akkumulator auf, der elektrische Energie für eine elektrische Antriebseinheit des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs speichert und/oder elektrische Energie der elektrischen Antriebseinheit bereitstellt. Ein solcher Akkumulator, der auch Traktionsakkumulator („Traktionsbatterie“) genannt werden kann, ist also eine elektrische Energiespeichereinrichtung für das elektrisch antreibbare bzw. fortbewegbare Kraftfahrzeug. Im Betrieb des Traktionsakkumulators bzw. der elektrischen Antriebseinheit liegt der höchste Wirkungsgrad des Traktionsakkumulators in einem vorgegebenen Temperaturbereich vor. Folglich ist es wünschenswert, den elektrischen Akkumulator bzw. Traktionsakkumulator schnellstmöglich derart zu temperieren, dass dessen Betrieb in dem vorgegebenen Temperaturbereich stattfindet.Electrically drivable motor vehicles, in particular motor vehicles, have an electrical accumulator which stores electrical energy for an electrical drive unit of the electrically drivable motor vehicle and / or provides electrical energy for the electrical drive unit. Such an accumulator, which can also be called a traction accumulator (“traction battery”), is thus an electrical energy storage device for the electrically drivable or mobile motor vehicle. When the traction accumulator or the electric drive unit is in operation, the traction accumulator has the highest degree of efficiency in a predetermined temperature range. Consequently, it is desirable to temper the electrical accumulator or traction accumulator as quickly as possible in such a way that its operation takes place in the predetermined temperature range.
Der Traktionsakkumulator ist üblicherweise aus einer Vielzahl von Akkumulatorzellen bzw. Akkumulatorzellblöcken und besonders raumgreifend ausgebildet, um Anforderungen an ein zumindest teilelektrisches Fortbewegen des Kraftfahrzeugs bzw. des Kraftwagens gerecht zu werden. Die Akkumulatorzellen bzw. -zellblöcke sind zu temperieren, damit diese unter ihrem höchstmöglichen Wirkungsgrad betrieben werden können. Hierbei kann das Temperieren - je nach Ausgangssituation - ein Heizen und/oder ein Kühlen der jeweiligen Zelle bzw. des jeweiligen Zellblocks umfassen. Hierbei dient insbesondere das Kühlen dazu, den Traktionsakkumulator vor einem Überhitzen und infolgedessen vor Beschädigung zu schützen.The traction accumulator is usually formed from a multiplicity of accumulator cells or accumulator cell blocks and is particularly space-consuming in order to meet requirements for an at least partially electric propulsion of the motor vehicle or motor vehicle. The battery cells or cell blocks must be tempered so that they can be operated at their highest possible efficiency. In this case, the temperature control can - depending on the initial situation - include heating and / or cooling of the respective cell or the respective cell block. In this case, the cooling serves in particular to protect the traction accumulator from overheating and, as a result, from damage.
Es ist des Weiteren bekannt, eine von einem Kühlfluid durchströmbare Kühlplatte mit dem zu temperierenden, insbesondere zu kühlenden, Traktionsakkumulator zumindest thermisch zu kontaktieren, wobei dann in einem Kühlbetrieb von dem Traktionsakkumulator erzeugte und abzuführende Wärme mittels der Kühlplatte, insbesondere mittels des diese durchströmenden Kühlfluids, abtransportiert wird. Hierzu ist es beispielsweise bekannt, die Kühlplatte an einem Außengehäuse des Traktionsakkumulators und/oder der einzelnen Akkumulatorzellen anzuordnen.It is also known to at least thermally contact a cooling plate through which a cooling fluid can flow to the traction accumulator to be tempered, in particular to be cooled, in which case heat generated and dissipated by the traction accumulator in a cooling operation by means of the cooling plate, in particular by means of the cooling fluid flowing through it, is transported away. For this purpose, it is known, for example, to arrange the cooling plate on an outer housing of the traction accumulator and / or the individual accumulator cells.
Jedoch besteht bei dem elektrischen Akkumulator der Bedarf, diesen besonders gleichmäßig zu kühlen, insbesondere hinsichtlich der besonders raumgreifenden Gestalt des Traktionsakkumulators. Denn es entsteht bei herkömmlichen Kühlplatten zwischen einer Einströmseite und einer Ausströmseite, über welche das Kühlfluid in die herkömmliche Kühlplatte einströmt bzw. aus dieser ausströmt, ein Temperaturgefälle, was dazu führt, dass nahe an der Einströmseite angeordnete Komponenten, etwa nahe an der Einströmseite angeordnete Akkumulatorzellen bzw. -zellblöcke des Traktionsakkumulators, viel stärker gekühlt werden, als Komponenten bzw. Zellen/Zellblöcke, die nah an der Ausströmseite der Kühlplatte angeordnet sind. Denn indem das Kühlfluid von der Einströmseite in Richtung hin zu der Ausströmseite durch die Kühlplatte strömt, nimmt es von dem Traktionsakkumulator bzw. dessen Zellen/Zellblöcken abzuführende Wärme auf und wird dadurch erwärmt. Das bedeutet, dass das Kühlfluid bereits erwärmt ist, wenn es an den nahe der Ausströmseite angeordneten Komponenten ankommt, sodass ein Vermögen des Kühlfluids, weitere Wärme aufzunehmen, zumindest verringert ist, die von den Komponenten nahe der Ausströmseite abzuführende Wärme in gleichem Maße aufzunehmen, wie von den Komponenten, die nahe an der Einströmseite angeordnet sind. Infolgedessen liegt bei einer herkömmlichen Kühlplatte eine ungleichmäßige Kühlung bzw. Temperierung des Traktionsakkumulators vor, der mittels der herkömmlichen Kühlplatte gekühlt wird. Hieraus resultiert eine unterschiedliche Wärmebelastung für die jeweiligen Akkumulatorzellen oder Akkumulatorzellblöcke und infolgedessen eine unterschiedliche (elektrische) Belastbarkeit sowie Alterung der entsprechenden Akkumulatorzellen.However, there is a need in the case of the electric accumulator to cool it particularly uniformly, in particular with regard to the particularly expansive shape of the traction accumulator. With conventional cooling plates, a temperature gradient arises between an inflow side and an outflow side, via which the cooling fluid flows into or out of the conventional cooling plate, which means that components arranged close to the inflow side, such as accumulator cells arranged close to the inflow side or cell blocks of the traction accumulator, are cooled much more strongly than components or cells / cell blocks that are arranged close to the outflow side of the cooling plate. Because the cooling fluid flows through the cooling plate from the inflow side towards the outflow side, it absorbs heat to be dissipated from the traction accumulator or its cells / cell blocks and is thereby heated. This means that the cooling fluid is already heated when it arrives at the components arranged near the outflow side, so that the ability of the cooling fluid to absorb further heat is at least reduced to absorb the heat to be dissipated from the components near the outflow side to the same extent as of the components that are located close to the inflow side. As a result, in the case of a conventional cooling plate, there is uneven cooling or temperature control of the traction accumulator, which is cooled by means of the conventional cooling plate. This results in a different heat load for the respective accumulator cells or accumulator cell blocks and consequently a different (electrical) load capacity and aging of the corresponding accumulator cells.
Mittels einer Kühlung über die Akkumulatorpole - also zum Beispiel über die jeweiligen Pluspole und Minuspole der Akkumulatorzellen - kann diesem Problem wenigstens teilweise begegnet werden. Eine solche Polkühlung ist beispielsweise bei einem Batteriemodul aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine besonders effiziente und aufwandsarme Polkühlung eines elektrischen Akkumulators bereitzustellen.The object of the present invention is to provide particularly efficient and low-cost pole cooling for an electrical accumulator.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kontaktierungsvorrichtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by a contacting device having the features specified in
Erfindungsgemäß ist demnach eine Kontaktierungseinrichtung für einen elektrischen Akkumulator, insbesondere Traktionsakkumulator, eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Der Traktionsakkumulator ist dazu ausgebildet, mit einer elektrischen Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs zusammenzuwirken, etwa in einem Entladebetrieb, in welchem der elektrische Traktionsakkumulator der Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs elektrische Energie zum Betreiben bzw. Fortbewegen des Kraftfahrzeugs bereitstellt. Weiter kann der Traktionsakkumulator in einem Ladebetrieb betrieben werden, in welchem die elektrische Antriebseinheit dem Traktionsakkumulator elektrische Energie zum Laden oder Wiederaufladen bereitstellt. Das bedeutet, dass im Entladebetrieb des Traktionsakkumulators die elektrische Antriebseinheit motorisch betrieben wird und im Ladebetrieb generatorisch. Darüber hinaus sind noch weitere Betriebsmodi des elektrischen Traktionsakkumulators möglich, beispielsweise ein weiterer Ladebetrieb, in welchem dem elektrischen Traktionsakkumulator elektrische Energie über eine kraftfahrzeugexterne Ladeeinrichtung bereitgestellt wird.According to the invention, a contacting device is accordingly provided for an electrical accumulator, in particular a traction accumulator, of a motor vehicle. The traction accumulator is designed to interact with an electric drive device of the motor vehicle, for example in a discharge mode in which the electric traction accumulator of the drive unit of the motor vehicle provides electrical energy for operating or moving the motor vehicle. Furthermore, the traction accumulator can be operated in a charging mode in which the electric drive unit provides the traction accumulator with electrical energy for charging or recharging. This means that the electric drive unit is operated as a motor when the traction accumulator is discharged and as a generator when it is charged. In addition, further operating modes of the electric traction accumulator are possible, for example a further charging mode in which the electric traction accumulator is provided with electrical energy via a charging device external to the vehicle.
Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Kraftwagen, also beispielsweise als Personenkraftwagen und/oder Lastkraftwagen, ausgebildet und ist aufgrund der elektrischen Antriebseinheit zumindest teilweise elektrisch antreibbar bzw. fortbewegbar ausgebildet. Das bedeutet, dass es sich bei dem Kraftfahrzeug insbesondere um ein Elektrokraftfahrzeug, Hybridkraftfahrzeug, Brennstoffzellenkraftfahrzeug etc. handelt. Es ist zu verstehen, dass das zumindest teilweise elektrisch antreibbare bzw. fortbewegbare Kraftfahrzeug (fahrzeugintern) den elektrischen Akkumulator bzw. Traktionsakkumulator aufweist, der im Betrieb des elektrisch antreibbaren bzw. fortbewegbaren Kraftfahrzeugs mit der elektrischen Antriebseinheit gekoppelt oder koppelbar ist. Weiter gilt für das Kraftfahrzeug, dass dieses als ein Kraftrad, ein Kraftomnibus, eine selbstfahrende Arbeitsmaschine etc. ausgebildet sein kann.The motor vehicle is designed in particular as a motor vehicle, that is to say, for example, as a passenger car and / or truck, and is designed to be at least partially electrically drivable or movable due to the electric drive unit. This means that the motor vehicle is in particular an electric motor vehicle, hybrid motor vehicle, fuel cell motor vehicle, etc. It should be understood that the at least partially electrically drivable or movable motor vehicle (inside the vehicle) has the electric accumulator or traction accumulator, which is coupled or can be coupled to the electric drive unit during operation of the electrically drivable or movable motor vehicle. It also applies to the motor vehicle that it can be designed as a motorcycle, a bus, a self-propelled work machine, etc.
Der elektrische Akkumulator bzw. Traktionsakkumulator umfasst eine Vielzahl von Akkumulatorzellen oder eine Vielzahl von Akkumulatorzellblöcken, wobei bei dem jeweiligen Akkumulatorzellblock mehrere Akkumulatorzellen zu dem Akkumulatorzellblock zusammengefasst sein können. Die jeweilige Akkumulatorzelle oder der jeweilige Akkumulatorzellblock weist je einen Pluspol und je einen Minuspol auf, die akkumulatorseitige Kontaktierungselemente darstellen.The electrical accumulator or traction accumulator comprises a multiplicity of accumulator cells or a multiplicity of accumulator cell blocks, it being possible for a plurality of accumulator cells to be combined to form the accumulator cell block in the respective accumulator cell block. The respective accumulator cell or the respective accumulator cell block each has a positive pole and a negative pole, which represent contacting elements on the accumulator side.
Die Kontaktierungseinrichtung weist weiter zwei Stromschienen auf, die zum Kontaktieren der jeweiligen Akkumulatorzelle bzw. des jeweiligen Akkumulatorzellblocks ausgebildet sind. Die beiden Stromschienen sind elektrisch voneinander isoliert bzw. berührungsfrei zueinander angeordnet, wobei eine erste der Stromschienen zum Kontaktieren der Pluspole des jeweiligen Akkumulatorzellblocks oder der jeweiligen Akkumulatorzelle ausgebildet ist und eine zweite der Stromschienen zum Kontaktieren der Minuspole der jeweiligen Akkumulatorzellen bzw. -zellblöcke ausgebildet ist. Das bedeutet, dass die Stromschienen dazu ausgebildet sind, über die Kontaktierungselemente, das heißt über die Pluspole bzw. Minuspole, mit den Akkumulatorzellen des elektrischen Akkumulators bzw. des Traktionsakkumulators elektrisch leitend oder leitfähig verbunden zu werden. Hierzu werden die Stromschienen und die entsprechenden Pole unmittelbar miteinander in Berührung gebracht, sodass bei einer Akkumulatoranordnung, die die Kontaktierungseinrichtung und den elektrischen Akkumulator umfasst, die Stromschienen und die entsprechenden Pole direkt bzw. unmittelbar aneinander anliegen, sodass elektrische Energie (Strom und Spannung) von den Akkumulatorzellen in die Stromschienen und/oder umgekehrt übergehen kann.The contacting device also has two busbars which are designed to contact the respective accumulator cell or the respective accumulator cell block. The two busbars are electrically isolated from one another or arranged in a non-contact manner, a first of the busbars being designed to contact the positive poles of the respective accumulator cell block or the respective accumulator cell and a second of the busbars being designed to contact the negative poles of the respective accumulator cells or cell blocks. This means that the busbars are designed to be connected in an electrically conductive or conductive manner to the battery cells of the electrical battery or of the traction battery via the contacting elements, that is to say via the positive or negative poles. For this purpose, the busbars and the corresponding poles are brought into direct contact with one another, so that in an accumulator arrangement that includes the contacting device and the electrical accumulator, the busbars and the corresponding poles are in direct contact with one another, so that electrical energy (current and voltage) of the battery cells can pass into the busbars and / or vice versa.
Die Kontaktierungseinrichtung weist weiter einen von einem Kühlfluid durchströmbaren Wärmeübertragungskörper auf, der zum Temperieren der jeweiligen Akkumulatorzelle mit den Pluspolen und mit den Minuspolen thermisch koppelbar ist. Bei dem Kühlfluid handelt es sich insbesondere um ein Gas, insbesondere Luft, und/oder um eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser. Es ist weiter denkbar, dass das Kühlfluid, insbesondere aufgrund des Kühlens und/oder Heizens der jeweiligen Akkumulatorzelle, den Aggregatzustand wechselt. Unter dem Temperieren ist demnach sowohl ein Kühlen als auch ein Heizen zu verstehen, um den Traktionsakkumulator möglichst schnell und/oder effizient auf einen Betriebstemperaturbereich zu bringen, in welchem der Traktionsakkumulator einen besonders vorteilhaften Wirkungsgrad bereitstellt. Indem also der von dem Kühlfluid durchströmbare Wärmeübertragungskörper und die Akkumulatorzellen des elektrischen Akkumulators bzw. Traktionsakkumulators über die Pluspole und Minuspole thermisch miteinander koppelbar und bei der Akkumulatoranordnung miteinander gekoppelt sind, ist eine Wärmeübertragung zwischen dem Wärmeübertragungskörper bzw. dem Kühlfluid und den Akkumulatorzellen ermöglicht, und zwar über die Stromschienen und über die mit den Stromschienen verbundenen bzw. verbindbaren Pluspole und/oder Minuspole.The contacting device also has a heat transfer body through which a cooling fluid can flow and which can be thermally coupled to the positive poles and to the negative poles in order to control the temperature of the respective accumulator cell. The cooling fluid is in particular a gas, in particular air, and / or a liquid, for example water. It is also conceivable that the cooling fluid changes its physical state, in particular due to the cooling and / or heating of the respective accumulator cell. Temperature control is accordingly to be understood as both cooling and heating in order to bring the traction accumulator as quickly and / or efficiently as possible to an operating temperature range in which the traction accumulator provides a particularly advantageous degree of efficiency. Since the heat transfer body through which the cooling fluid can flow and the accumulator cells of the electric accumulator or traction accumulator can be thermally coupled to one another via the positive and negative poles and are coupled to one another in the accumulator arrangement, a heat transfer between the heat transfer body or the cooling fluid and the accumulator cells is made possible, namely via the busbars and via the positive poles and / or negative poles connected or connectable to the busbars.
Um nun mittels der Kontaktierungseinrichtung eine besonders effiziente und aufwandsarme Polkühlung des elektrischen Akkumulators bereitzustellen, ist es vorgesehen, die Polkühlung besonders aufwandsarm bzw. einfach in die Kontaktierungseinrichtung zu integrieren. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Stromschienen wenigstens ein von dem Kühlfluid durchströmbares Kanalelement aufweisen und der Wärmeübertragungskörper zumindest teilweise durch die Stromschienen gebildet ist. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass der Wärmeübertragungskörper die Stromschienen aufweist. Die Stromschienen können beispielsweise kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit einem Kanalkörper des Wärmeübertragungskörpers verbunden sein, beispielsweise einstückig miteinander ausgebildet sein. Hierbei sind bei einem Herstellen der Kontaktierungseinrichtung, insbesondere des Wärmeübertragungskörpers, Maßnahmen getroffen, dass die Stromschienen bei der fertig hergestellten Kontaktierungseinrichtung bzw. Akkumulatoranordnung voneinander elektrisch isoliert bleiben - zum Beispiel sind die Stromschienen mittels eines Isolierungselements elektrisch voneinander isoliert und/oder sind die jeweilige Stromschiene und der Wärmeübertragungskörper mittels eines Isolierungselements elektrisch voneinander isoliert und/oder ist der Kanalkörper des Wärmeübertragungskörpers aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet.In order to provide a particularly efficient and low-cost pole cooling of the electrical accumulator by means of the contacting device, it is provided that the pole cooling is integrated into the contacting device in a particularly low-cost or simple manner. For this purpose, it is provided according to the invention that the busbars have at least one channel element through which the cooling fluid can flow and the heat transfer body is at least partially formed by the busbars. In other words, it is provided that the heat transfer body has the busbars. The busbars can, for example, be non-positive, positive and / or cohesive with a channel body of the heat transfer body be connected, for example be formed integrally with one another. When producing the contacting device, in particular the heat transfer body, measures are taken to ensure that the busbars remain electrically isolated from one another in the finished contacting device or accumulator arrangement - for example, the busbars are electrically insulated from one another by means of an insulating element and / or the respective busbar and the heat transfer body is electrically insulated from one another by means of an insulation element and / or the channel body of the heat transfer body is formed from an electrically insulating material.
Es kann also vorgesehen sein, dass beide Stromschienen, das heißt die erste Stromschiene für die Pluspole und die zweite Stromschiene für die Minuspole, miteinander ein gemeinsames Kanalelement aufweisen bzw. gemeinsam an einem einzigen Kanalelement ausgebildet sind. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die erste Stromschiene ein erstes Kanalelement aufweist und die zweite Stromschiene ein zweites Kanalelement, wobei die beiden Kanalelemente und/oder die Stromschienen räumlich - das heißt über einen materialfreien Raum - voneinander getrennt angeordnet sind. It can therefore be provided that both busbars, that is to say the first busbar for the positive poles and the second busbar for the negative poles, have a common channel element with one another or are formed jointly on a single channel element. Alternatively, it can be provided that the first busbar has a first channel element and the second busbar has a second channel element, the two channel elements and / or the busbars being spatially separated from one another - that is, via a material-free space.
Die Kontaktierungseinrichtung bietet also eine Mehrfachfunktionalität, indem die Kontaktierungseinrichtung zum einen die Pluspole der Akkumulatorzellen bzw. -zellblöcke zu einem gemeinsamen Pluspol des elektrischen Akkumulators zusammenfasst und die Minuspole der Akkumulatorzellen bzw. -zellblöcke zu einem gemeinsamen Minuspol des elektrischen Akkumulators zusammenfasst. Zum anderen wird bei einem Zusammenbauen des elektrischen Akkumulators mit der Kontaktierungseinrichtung die in die Kontaktierungseinrichtung integrierte Temperierungsfunktionalität in Zusammenwirkung mit dem elektrischen Akkumulator gebracht, sodass das Herstellen der Akkumulatoranordnung besonders aufwandsarm ist.The contacting device thus offers multiple functionality in that the contacting device combines the positive poles of the battery cells or cell blocks to form a common positive pole of the electrical battery and the negative poles of the battery cells or cell blocks to form a common negative pole of the electrical battery. On the other hand, when the electrical accumulator is assembled with the contacting device, the temperature control functionality integrated in the contacting device is brought into interaction with the electrical accumulator, so that the manufacture of the accumulator arrangement is particularly cost-effective.
Eine Temperierung, insbesondere Kühlung, der Akkumulatorzellen über die Pole ist einer Temperierung über eine Außenoberfläche jeweiligen Akkumulatorzelle vorzuziehen, da durch die Poltemperierung eine gleichmäßigere Temperierung der Akkumulatorzellen ermöglicht ist, was zu einer langsameren Alterung und einem langsameren Abbau der Akkumulatorzellen führt, insbesondere wenn diese als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet sind. Des Weiteren ist durch die Poltemperierung ein geringerer Wärmeübertragungswiderstand gewährleistet, wodurch das Temperieren der Akkumulatorzellen besonders effizient vonstattengeht. Weiter ergibt sich ein Vorteil hinsichtlich des Packagings, da die die elektrische Kontaktierung und die Akkumulatorzellentemperierung bereitstellende Kontaktierungseinrichtung besonders bauraumeffizient ausgebildet ist. Vorteile hinsichtlich des Packagings sind im Fahrzeugbau, insbesondere Serienfahrzeugbau, von hohem Interesse.Temperature control, in particular cooling, of the accumulator cells via the poles is preferable to temperature control via an outer surface of the respective accumulator cell, since the pole temperature control enables more uniform temperature control of the accumulator cells, which leads to slower aging and slower degradation of the accumulator cells, especially if they are used as Lithium-ion cells are formed. Furthermore, the pole temperature control ensures a lower heat transfer resistance, whereby the temperature control of the accumulator cells takes place particularly efficiently. Furthermore, there is an advantage with regard to the packaging, since the contacting device providing the electrical contacting and the battery cell temperature control is designed to be particularly space-efficient. Advantages in terms of packaging are of great interest in vehicle construction, in particular series vehicle construction.
Überdies betrifft die Erfindung eine Akkumulatoranordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einem elektrischen Akkumulator, der beispielsweise als ein Traktionsakkumulator ausgebildet ist, und mit einer Kontaktierungseinrichtung. Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kontaktierungseinrichtung sind als Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Akkumulatoranordnung anzusehen und umgekehrt.The invention also relates to an accumulator arrangement for a motor vehicle, in particular a passenger car, with an electrical accumulator, which is designed, for example, as a traction accumulator, and with a contacting device. Features, advantages and advantageous configurations of the contacting device according to the invention are to be regarded as features, advantages and advantageous configurations of the accumulator arrangement according to the invention and vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without the scope of the Invention to leave.
Dabei zeigt
-
1 eine schematische Seitenansicht einer Kontaktierungseinrichtung und eines elektrischen Akkumulators; -
2 eine weitere schematische Seitenansicht der Kontaktierungseinrichtung und des elektrischen Akkumulators aus1 bzw.3 ; -
3 eine schematische Draufsicht der Kontaktierungseinrichtung und des elektrischen Akkumulators aus1 bzw.2 ; -
4 eine schematische Draufsicht der Kontaktierungseinrichtung mit dem elektrischen Akkumulator, der Akkumulatorzellen von geradkreiszylindrischer Gestalt aufweist; -
5 eine schematische Seitenansicht der Kontaktierungseinrichtung mit dem elektrischen Akkumulator, der Akkumulatorzellen mit jeweiligen Polen an einander entgegengesetzten Seiten aufweist; -
6 eine schematische Draufsicht Kontaktierungseinrichtung mit dem elektrischen Akkumulator, der Akkumulatorzellen mit konzentrisch angeordneten Polen aufweist; und -
7 eine schematische Seitenansicht der Kontaktierungseinrichtung und des elektrischen Akkumulators aus6 .
-
1 a schematic side view of a contacting device and an electrical accumulator; -
2 a further schematic side view of the contacting device and theelectrical accumulator 1 or.3 ; -
3 a schematic plan view of the contacting device and theelectrical accumulator 1 or.2 ; -
4th a schematic plan view of the contacting device with the electrical accumulator, which has accumulator cells of straight-circular cylindrical shape; -
5 a schematic side view of the contacting device with the electrical accumulator, which has accumulator cells with respective poles on opposite sides; -
6th a schematic plan view of the contacting device with the electrical accumulator, which has accumulator cells with concentrically arranged poles; and -
7th a schematic side view of the contacting device and the electrical accumulator6th .
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
Im Folgenden werden eine Kontaktierungseinrichtung
Die Akkumulatoranordnung
Der Traktionsakkumulator
Die Kontaktierungseinrichtung
Bei der Kontaktierungseinrichtung
Um das Temperieren der Akkumulatoranordnung
Im Betrieb der Akkumulatoranordnung
Indem die Kontaktierungseinrichtung
Bei dieser Ausgestaltung der Kontaktierungseinrichtung
Lediglich beispielhaft ist in
Es ist weiter in
Die Ausführungen, die weiter oben in Bezug zu dem Kanalelement
Die erste Stromschiene
Die Akkumulatorzellen
Über die Laschen
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- KontaktierungseinrichtungContacting device
- 22
- AkkumulatoranordnungAccumulator arrangement
- 33
- (Traktions-)Akkumulator(Traction) accumulator
- 44th
- AkkumulatorzelleAccumulator cell
- 55
- KontaktierungselementContacting element
- 66th
- PluspolPositive pole
- 77th
- MinuspolNegative pole
- 88th
- StromschieneBusbar
- 99
- StromschieneBusbar
- 1010
- WärmeübertragungskörperHeat transfer body
- 1111
- KanalelementChannel element
- 1212
- KanalkörperChannel body
- 1313
- EinzelkanalSingle channel
- 1414th
- AußenoberflächeExterior surface
- 1515th
- Seitepage
- 1616
- dielektrische Schichtdielectric layer
- 1717th
- gemeinsames Kanalelementcommon channel element
- 1818th
- gemeinsamer Pluspolcommon positive pole
- 1919th
- gemeinsamer Minuspolcommon negative pole
- 2020th
- erste Seitefirst page
- 2121st
- zweite Seitesecond page
- 2222nd
- LängsmittenachseLongitudinal central axis
- 2323
- erstes Kanalelementfirst channel element
- 2424
- zweites Kanalelementsecond channel element
- 2525th
- IsolierelementInsulating element
- 2626th
- LascheTab
- 2727
- LängsschmalseiteLong side
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 2019067763 A1 [0006]US 2019067763 A1 [0006]
Claims (6)
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-
2020
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