DE102020105035A1

DE102020105035A1 - Battery with monolithic printing device and motor vehicle

Info

Publication number: DE102020105035A1
Application number: DE102020105035.6A
Authority: DE
Inventors: Jakob Hennig; Helge Herten; Volker Hohm; Jörg Kaufmann; Frank Wesche; Guido Unland
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2021-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie (1), aufweisend ein Batteriegehäuse (2) mit einer Gehäusewandung (3) und einem von der Gehäusewandung (3) gebildeten Batterieinnenraum (4), eine erste Batteriezelle (5) sowie eine zweite Batteriezelle (6), wobei die erste Batteriezelle (5) und die zweite Batteriezelle (6) im Batterieinnenraum (7) angeordnet sind, und eine Druckvorrichtung (8), wobei die Druckvorrichtung (8) zwischen der ersten Batteriezelle (5) und einer ersten Gehäusewandungsseite (9) der Gehäusewandung (3) angeordnet und ausgebildet ist, die erste Batteriezelle (5) und die zweite Batteriezelle (6) mit einer zweiten Gehäusewandungsseite (10) der Gehäusewandung (3) zu verspannen. Die Druckvorrichtung (8) weist eine Grundplatte (11) mit einer Druckfläche (12) auf, wobei die Grundplatte (11) ein oder mehrere sich von der Druckfläche (12) wegerstreckende, monolithisch mit der Grundplatte (11) ausgebildete Federelemente (13) mit einer Federkonstanten aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (23), aufweisend einen Elektromotor (24) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (23) und eine erfindungsgemäße Batterie (1).

The invention relates to a battery (1) comprising a battery housing (2) with a housing wall (3) and a battery interior (4) formed by the housing wall (3), a first battery cell (5) and a second battery cell (6), wherein the first battery cell (5) and the second battery cell (6) are arranged in the battery interior (7), and a printing device (8), the printing device (8) between the first battery cell (5) and a first housing wall side (9) of the housing wall (3) is arranged and designed to brace the first battery cell (5) and the second battery cell (6) with a second housing wall side (10) of the housing wall (3). The pressure device (8) has a base plate (11) with a pressure surface (12), the base plate (11) having one or more spring elements (13) formed monolithically with the base plate (11) extending away from the pressure surface (12) has a spring constant. The invention also relates to a motor vehicle (23) having an electric motor (24) for driving the motor vehicle (23) and a battery (1) according to the invention.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer gattungsgemäßen Batterie.The present invention relates to a battery for a motor vehicle. The invention also relates to a motor vehicle with a generic battery.

Kraftfahrzeuge mit einem Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs weisen zur Speicherung sowie Bereitstellung der hierfür erforderlichen elektrischen Energie oftmals eine oder mehrere Hochvoltbatterien auf. Herkömmliche Hochvoltbatterien weisen üblicherweise eine Nennspannung von etwa 400V, in einigen Fällen von sogar 800V auf.Motor vehicles with an electric motor for driving the motor vehicle often have one or more high-voltage batteries for storing and providing the electrical energy required for this. Conventional high-voltage batteries usually have a nominal voltage of around 400V, in some cases even 800V.

Bekannte Batterien weisen ein Batteriegehäuse mit einem Batterieinnenraum auf, welcher durch eine Gehäusewandung des Batteriegehäuses nach außen begrenzt ist. In dem Batterieinnenraum sind mehrere Batteriezellen zu einem Stack zusammengefasst und elektrisch miteinander verschaltet. Eine besonders vorteilhafte und daher weit verbreitete Batteriezellenart ist die Pouchzelle. Pouchzellen weisen eine flexible Zellwandung auf, welche einen Zellinnenraum mit einem darin angeordneten Aktivteil der Batteriezelle umgibt und nach außen abdichtet. Zum Verschalten weisen Pouchzellen mindestens zwei Ableiter auf, welche aus dem Zellinnenraum herausgeführt sind.Known batteries have a battery housing with a battery interior which is delimited to the outside by a housing wall of the battery housing. In the interior of the battery, several battery cells are combined to form a stack and electrically connected to one another. A particularly advantageous and therefore widespread type of battery cell is the pouch cell. Pouch cells have a flexible cell wall which surrounds a cell interior with an active part of the battery cell arranged therein and seals it off from the outside. For interconnection, pouch cells have at least two arresters, which lead out of the cell interior.

Batteriezellen, insbesondere Pouchzellen, erfordern eine geeignete Verspannung im Batterieinnenraum zur Gewährleistung einer hohen Energiedichte, Erhöhung der Lebensdauer sowie Verbesserung der Sicherheit der Batterie. Mittels einer derartigen Verspannung lassen sich auch altersbedingte Ausdehnungseffekte der Batteriezellen, welche auch als „Swelling“ bezeichnet werden, reduzieren und somit die Dauerleistungsfähigkeit der Batterie erheblich verbessern.Battery cells, in particular pouch cells, require suitable tensioning in the interior of the battery in order to ensure a high energy density, increase the service life and improve the safety of the battery. By means of such a tensioning, age-related expansion effects of the battery cells, which are also referred to as “swelling”, can be reduced and thus the long-term performance of the battery can be significantly improved.

Aus der DE 10 2015 115 643 A1 ist eine Batterie mit einem integrierten Kühlmodul bekannt, welches mehrere Federelemente aus einem Metall aufweist, die gegen ein Batteriezellen aufweisendes Batteriemodul drücken und somit eine Verspannung der Batteriezellen bewirken.From the DE 10 2015 115 643 A1 a battery with an integrated cooling module is known which has a plurality of spring elements made of a metal which press against a battery module having battery cells and thus cause the battery cells to be tensioned.

Derartige Batterien haben den Nachteil, dass die Federelemente gegen die Batteriezellen drücken und somit eine inhomogene Druckverteilung an der Batteriezelle bewirken. Das ist insbesondere von Pouchzellen von Nachteil, da die flexible Zellwandung somit lokal stärker deformierbar ist und sich dafür an anderen Bereichen stärker ausdehnen kann. Überdies sind derartige Kühlvorrichtungen nur sehr aufwendig herstellbar, insbesondere da die Federelemente als separate Bauteile bereitgestellt sind. Überdies sind Federeigenschaften derartiger Federelemente oftmals nicht bedarfsgerecht einstellbar, sodass Batterien dieser Bauart zumeist keine optimale Verspannung der Batteriezellen aufweisen.Such batteries have the disadvantage that the spring elements press against the battery cells and thus cause an inhomogeneous pressure distribution on the battery cell. This is particularly disadvantageous for pouch cells, since the flexible cell wall is therefore more locally deformable and can therefore expand more in other areas. In addition, such cooling devices can only be produced in a very complex manner, in particular since the spring elements are provided as separate components. In addition, the spring properties of spring elements of this type are often not adjustable as required, so that batteries of this type usually do not have optimal tensioning of the battery cells.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Batterie und einem Kraftfahrzeug mit einer Batterie zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Batterie und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine verbesserte Verspannung der Batteriezellen gewährleisten und/oder eine verbesserte und/oder kostengünstigere Herstellbarkeit aufweisen.It is therefore the object of the present invention to remedy or at least partially remedy the disadvantages described above in a battery and a motor vehicle with a battery. In particular, it is the object of the present invention to create a battery and a motor vehicle that ensure improved tensioning of the battery cells in a simple and cost-effective manner and / or have improved and / or more cost-effective manufacturability.

Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch eine Batterie mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterie beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above problem is solved by the patent claims. Accordingly, the object is achieved by a battery with the features of independent claim 1 and by a motor vehicle with the features of independent claim 10. Further features and details of the invention emerge from the subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the battery according to the invention naturally also apply in connection with the motor vehicle according to the invention and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is or can always be made to each other.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Batterie gelöst. Die Batterie weist ein Batteriegehäuse mit einer Gehäusewandung und einem von der Gehäusewandung gebildeten Batterieinnenraum, eine erste Batteriezelle sowie eine zweite Batteriezelle auf. Die erste Batteriezelle und die zweite Batteriezelle sind im Batterieinnenraum angeordnet. Ferner weist die Batterie eine Druckvorrichtung auf, wobei die Druckvorrichtung zwischen der ersten Batteriezelle und einer ersten Gehäusewandungsseite der Gehäusewandung angeordnet und ausgebildet ist, die erste Batteriezelle und die zweite Batteriezelle mit einer zweiten Gehäusewandungsseite der Gehäusewandung zu verspannen. Erfindungsgemäß weist die Druckvorrichtung eine Grundplatte mit einer Druckfläche auf, wobei die Grundplatte ein oder mehrere sich von der Druckfläche wegerstreckende, monolithisch mit der Grundplatte ausgebildete Federelemente mit einer Federkonstanten aufweist.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a battery. The battery has a battery housing with a housing wall and a battery interior formed by the housing wall, a first battery cell and a second battery cell. The first battery cell and the second battery cell are arranged in the battery interior. Furthermore, the battery has a printing device, wherein the printing device is arranged between the first battery cell and a first housing wall side of the housing wall and is designed to brace the first battery cell and the second battery cell with a second housing wall side of the housing wall. According to the invention, the pressure device has a base plate with a pressure surface, the base plate having one or more spring elements extending away from the pressure surface, formed monolithically with the base plate and having a spring constant.

Die Gehäusewandung des Batteriegehäuses umgibt den Batterieinnenraum. Vorzugsweise wird der Batterieinnenraum durch die Gehäusewandung wasserdicht bzw. luftdicht verschlossen. Weiter bevorzugt weist die Gehäusewandung ein Material auf oder ist aus einem Material gebildet, welches bei einer hohen mechanischen Belastung Formstabilität aufweist. Die Gehäusewandung weist vorzugsweise Metall und/oder einen Faserverbundwerkstoff auf. Metalle haben den Vorteil einer verhältnismäßig guten Wärmeleitfähigkeit, Faserverbundwerkstoffe weisen eine besonders hohe Steifigkeit auf. Die Batterie weist vorzugsweise mindestens zwei Ableiter auf, welche zur elektrischen Kopplung der Batteriezellen der Batterie teilweise in dem Batterieinnenraum sowie außerhalb des Batterieinnenraums angeordnet sind. Es kann vorgesehen sein, dass die Gehäusewandung mit einer Schutzschicht, insbesondere einer elektrisch nicht leitenden und/oder korrosionsvermeidenden Schutzschicht, beschichtet ist.The housing wall of the battery housing surrounds the interior of the battery. The interior of the battery is preferably sealed watertight or airtight by the housing wall. The housing wall also preferably has a material or is formed from a material which has dimensional stability in the event of a high mechanical load. The housing wall has preferably metal and / or a fiber composite material. Metals have the advantage of a relatively good thermal conductivity, fiber composite materials have a particularly high rigidity. The battery preferably has at least two arresters, which for the electrical coupling of the battery cells of the battery are arranged partially in the battery interior and outside the battery interior. It can be provided that the housing wall is coated with a protective layer, in particular an electrically non-conductive and / or corrosion-preventing protective layer.

Die Batterie weist die erste Batteriezelle und die zweite Batteriezelle auf, die im Batterieinnenraum angeordnet sind. Die erste Batteriezelle ist vorzugsweise mit der zweiten Batteriezelle elektrisch verschaltet, wie beispielsweise in einer Reihenschaltung oder einer Parallelschaltung. Vorzugsweise weist die Batterie noch weitere Batteriezellen auf, welche insbesondere zwischen der ersten Batteriezelle und der zweiten Batteriezelle angeordnet sind. Die Batteriezellen weisen vorzugsweise eine quaderförmige Ausbreitung auf. Vorzugsweise weisen die Batteriezellen einen rechteckigen, vorzugsweise mit abgerundeten Ecken, oder ovalen Querschnitt auf. Die Batterie ist vorzugsweise als Hochvoltbatterie, insbesondere als Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug, ausgebildet.The battery has the first battery cell and the second battery cell, which are arranged in the battery interior. The first battery cell is preferably electrically connected to the second battery cell, for example in a series connection or a parallel connection. The battery preferably has further battery cells, which are arranged in particular between the first battery cell and the second battery cell. The battery cells preferably have a cuboid shape. The battery cells preferably have a rectangular, preferably with rounded corners, or oval cross-section. The battery is preferably designed as a high-voltage battery, in particular as a high-voltage battery for a motor vehicle.

Die Batteriezellen sind vorzugsweise zu einem Batteriezellenpaket zusammengefasst, wobei die erste Batteriezelle ein erstes Paketende des Batteriezellenpakets bildet. Vorzugsweise ist die zweite Batteriezelle im Inneren des Batteriezellenpakets angeordnet oder bildet ein dem ersten Paketende entgegengesetztes zweites Paketende des Batteriezellenpakets. Das Batteriezellenpaket ist vorzugsweise vollständig im Batterieinnenraum angeordnet. Die Batteriezellen sind vorzugsweise elektrisch miteinander verschaltet, wie beispielsweise in einer Reihenschaltung, einer Parallelschaltung oder einer Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung. Die erste Batteriezelle und/oder zweite Batteriezelle und/oder die weiteren Batteriezellen sind vorzugsweise als Pouchzellen ausgebildet.The battery cells are preferably combined to form a battery cell pack, the first battery cell forming a first pack end of the battery cell pack. The second battery cell is preferably arranged in the interior of the battery cell pack or forms a second pack end of the battery cell pack opposite the first pack end. The battery cell pack is preferably arranged completely in the interior of the battery. The battery cells are preferably electrically connected to one another, for example in a series connection, a parallel connection or a combination of series and parallel connection. The first battery cell and / or second battery cell and / or the further battery cells are preferably designed as pouch cells.

Die Druckvorrichtung weist die Druckplatte mit der Druckfläche auf. Die Druckfläche ist vorzugsweise plattenförmig bzw. im Wesentlichen zweidimensional ausgebildet und kann erfindungsgemäß eine leichte, vorzugsweise konkave, Wölbung aufweisen. Von der Druckplatte erstrecken sich die mehreren Federelemente. Das Federelement ist bzw. die Federelemente sind monolithisch mit der Grundplatte ausgebildet. Das bedeutet, dass die Federelemente und die Grundplatte miteinander ein gemeinsames Bauteil bilden. Vorzugsweise sind die Federelemente durch einen Umformprozess aus der Grundplatte derart erzeugt, dass eine stoffschlüssige Verbindung der Federelemente mit der Grundplatte bestehen bleibt. Alternativ kann die Druckvorrichtung auch durch ein additives Fertigungsverfahren, wie beispielsweise lasersintern, hergestellt sein. Die Druckvorrichtung weist vorzugsweise ein elektrisch isolierendes Material auf.The printing device has the printing plate with the printing surface. The pressure surface is preferably plate-shaped or essentially two-dimensional and, according to the invention, can have a slight, preferably concave, curvature. The multiple spring elements extend from the pressure plate. The spring element is or the spring elements are formed monolithically with the base plate. This means that the spring elements and the base plate together form a common component. The spring elements are preferably produced from the base plate by a forming process in such a way that a material connection between the spring elements and the base plate remains. Alternatively, the printing device can also be produced by an additive manufacturing process, such as laser sintering, for example. The printing device preferably comprises an electrically insulating material.

Vorzugsweise erstrecken sich die Federelemente in eine von der ersten Batteriezelle wegweisende Richtung. Vorzugsweise durchdringen die Federelemente die Druckfläche nicht. Die Federelemente weisen vorzugsweise jeweils eine Elementdruckfläche auf, welche der Druckfläche der Grundplatte entgegengesetzt ist. Vorzugsweise stehen die Elementdruckflächen in Kontakt mit der ersten Gehäusewandungsseite und/oder mit der ersten Batteriezelle. Die Federkonstante ist vorzugsweise bei sämtlichen oder zumindest den meisten Federelementen dieselbe Federkonstante.The spring elements preferably extend in a direction pointing away from the first battery cell. The spring elements preferably do not penetrate the pressure surface. The spring elements preferably each have an element pressure surface which is opposite to the pressure surface of the base plate. The element pressure surfaces are preferably in contact with the first housing wall side and / or with the first battery cell. The spring constant is preferably the same spring constant for all or at least most of the spring elements.

Die Druckvorrichtung ist zwischen der ersten Batteriezelle und der ersten Gehäusewandseite angeordnet. Mittels der Druckvorrichtung ist ein Gegendruck bereitgestellt, welcher das Batteriezellenpaket gegen die zweite Gehäusewandungsseite drückt. Die Batterie ist derart ausgebildet, dass eine Ausdehnung des Batteriezellenpakets in Richtung der ersten Gehäusewandungsseite ein Zusammendrücken der Federvorrichtungen und somit eine Erhöhung des Gegendrucks der Druckvorrichtung bewirkt.The printing device is arranged between the first battery cell and the first housing wall side. A counterpressure is provided by means of the pressure device, which presses the battery cell pack against the second side of the housing wall. The battery is designed in such a way that expansion of the battery cell pack in the direction of the first housing wall side compresses the spring devices and thus increases the counter pressure of the pressure device.

Eine erfindungsgemäße Batterie hat gegenüber herkömmlichen Batterien den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Verspannung der Batteriezellen gewährleistet ist. Eine monolithisch ausgebildete Grundplatte ist besonders leicht und kostengünstig herstellbar sowie montierbar. Ferner ist die Federkonstante der Federelemente durch eine gezielte Prozessführung bei der Herstellung der Grundplatte, insbesondere der Federelemente, leicht einstellbar. Verspanneigenschaften der Druckplatte sind durch eine gezielte Ausbildung der Grundplatte, insbesondere eine gezielte Bestimmung der Dicke der Grundplatte, sowie Anzahl, Ausrichtung, Form und Größe der Federelemente innerhalb besonders geringer Fertigungstoleranzen mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise einstellbar. Schließlich ist eine erfindungsgemäße Batterie besonders stoßsicher und platzsparend.A battery according to the invention has the advantage over conventional batteries that the battery cells can be tensioned using simple means and in a cost-effective manner. A monolithic base plate is particularly easy and inexpensive to manufacture and assemble. Furthermore, the spring constant of the spring elements can be easily adjusted by a targeted process control during the production of the base plate, in particular the spring elements. Bracing properties of the pressure plate can be adjusted by a targeted design of the base plate, in particular a targeted determination of the thickness of the base plate, as well as the number, orientation, shape and size of the spring elements within particularly small manufacturing tolerances with simple means and in a cost-effective manner. Finally, a battery according to the invention is particularly shockproof and space-saving.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Batterie vorgesehen sein, dass mindestens ein Federelement der Federelemente als Laschenfeder mit einer von der Druckfläche beabstandeten Laschentrennkante und/oder mindestens ein Federelement der Federelemente als Sickenfeder mit geraden Abkantungen und/oder mindestens ein Federelement der Federelemente als Topffeder mit runden oder ovalen Abkantungen ausgebildet ist. Unter einer Laschenfeder wird ein Federelement verstanden, welches laschen- bzw. streifenförmig ausgebildet ist. Die Laschenfeder weist die umlaufende, freistehende Laschentrennkante auf, welche vom Restbereich der Grundplatte beabstandet, insbesondere vom Restbereich der Grundplatte abgetrennt, ist. Über eine Abkantung ist die Laschenfeder an den Restbereich der Grundplatte angebunden. Benachbarte Laschenfedern sind vorzugsweise um 180° um eine vertikal zur Grundplatte ausgebildete Achse zueinander verdreht angeordnet, sodass die Abkantungen der Laschenfedern voneinander weg weisen. Laschenfedern sind beispielsweise durch einen Standprozess hergestellt. Eine Sickenfeder weist beispielsweise zwei parallel zueinander verlaufende Abkantungen auf, über welche die Sickenfeder mit dem Restbereich der Grundplatte verbunden ist. Die Sickenfeder weist vorzugsweise eine quadratische oder rechteckige Grundfläche mit unterschiedlichen Seitenlängen auf. Eine Topffeder ist vorzugsweise stumpfhohlkegelförmig ohne Kegelboden ausgebildet. Derartige Federelemente sind mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise, beispielsweise in einem Umformprozess, aus der Grundplatte herstellbar.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a battery that at least one spring element of the spring elements as a tab spring with a tab separating edge spaced from the pressure surface and / or at least one spring element of the spring elements as a bead spring with straight bevels and / or at least one spring element of the spring elements as Pot spring is designed with round or oval folds. Under a flap spring there is a Understood spring element, which is tab-shaped or strip-shaped. The tab spring has the circumferential, free-standing tab separating edge which is spaced apart from the remaining area of the base plate, in particular separated from the remaining area of the base plate. The tab spring is connected to the rest of the base plate via a fold. Adjacent tab springs are preferably arranged rotated by 180 ° about an axis formed vertically to the base plate, so that the folds of the tab springs point away from one another. Tab springs are produced, for example, by a standing process. A bead spring has, for example, two bevels running parallel to one another, via which the bead spring is connected to the remaining area of the base plate. The bead spring preferably has a square or rectangular base area with different side lengths. A pot spring is preferably designed in the shape of a truncated hollow cone without a conical bottom. Such spring elements can be produced from the base plate with simple means and in a cost-effective manner, for example in a forming process.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Druckvorrichtung eine Druckverteilplatte aufweist, wobei die Druckverteilplatte zwischen der Grundplatte und der ersten Batteriezelle angeordnet ist. Die Druckverteilplatte weist vorzugsweise eine besonders hohe Steifigkeit auf, um ein Verformen der Druckverteilplatte durch das Verspannen der Batteriezellen zu vermeiden. Die Druckverteilplatte ist ausgebildet, die von den Federelementen an mehreren Bereichen der Grundplatte bereitgestellten Druckkräfte auf eine homogene Fläche zu verteilen, um eine Kraftübertragung auf die erste Batteriezelle möglichst gleichmäßig zu gestalten. Vorzugsweise weist die Druckverteilplatte ein Material mit besonders guten Wärmeleitfähigkeiten, wie beispielsweise ein Metall, insbesondere Kupfer, Aluminium oder dergleichen, auf oder ist aus einem solchen Material gebildet. Die Druckverteilplatte ist vorzugsweise quaderförmig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Verspannung der Batteriezellen gewährleistet ist, wobei das Risiko einer Beschädigung der ersten Batteriezelle durch die Druckvorrichtung reduziert ist.It is preferred according to the invention that the pressure device has a pressure distribution plate, the pressure distribution plate being arranged between the base plate and the first battery cell. The pressure distribution plate preferably has a particularly high rigidity in order to avoid deformation of the pressure distribution plate as a result of the tensioning of the battery cells. The pressure distribution plate is designed to distribute the pressure forces provided by the spring elements in several areas of the base plate over a homogeneous surface in order to make a force transmission to the first battery cell as uniform as possible. The pressure distribution plate preferably has a material with particularly good thermal conductivity, such as a metal, in particular copper, aluminum or the like, or is formed from such a material. The pressure distribution plate is preferably designed in the shape of a cuboid. This has the advantage that the battery cells are braced using simple means and in a cost-effective manner, the risk of damage to the first battery cell being reduced by the printing device.

Weiter bevorzugt sind die Federelemente auf derselben Seite der Grundplatte angeordnet. Weiter bevorzugt weisen die Federelemente dieselbe oder eine ähnliche Ausbildung auf. Unter derselben Ausbildung wird im Rahmen der Erfindung verstanden, dass die Federelemente dieselbe Form und dieselbe Größe aufweisen. Dabei ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Federelemente unterschiedliche Orientierungen bzw. Ausrichtungen relativ zum Restbereich der Grundplatte aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass die Grundplatte mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise herstellbar ist. Eine derartige Grundplatte mit Federelementen ist beispielsweise in einem Fertigungsschritt, wie beispielsweise einem Umformschritt, herstellbar.The spring elements are more preferably arranged on the same side of the base plate. More preferably, the spring elements have the same or a similar design. In the context of the invention, the same design is understood to mean that the spring elements have the same shape and the same size. It is preferred according to the invention that the spring elements have different orientations or alignments relative to the remaining area of the base plate. This has the advantage that the base plate can be produced with simple means and in a cost-effective manner. Such a base plate with spring elements can be produced, for example, in one production step, such as a forming step.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Grundplatte derart im Batterieinnenraum angeordnet, dass die Druckfläche der ersten Batteriezelle zugewandt ist. Hierbei ist es bevorzugt, dass eine Form der Druckfläche an eine Form der ersten Batteriezelle angepasst ist. Die Federelemente sind der benachbarten ersten Gehäusewandungsseite zugewandt. Vorzugsweise drückt die Druckfläche direkt oder über eine Zwischenschicht gegen die erste Batteriezelle. Weiter bevorzugt drücken die Federelemente direkt oder über eine Zwischenschicht gegen die erste Gehäusewandungsseite. Auf diese Weise sind die Batteriezellen im Batterieinnenraum verspannbar. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine besonders gleichmäßige Kraftübertragung von der Druckvorrichtung auf die erste Batteriezelle gewährleistet ist.In a particularly preferred embodiment of the invention, the base plate is arranged in the battery interior in such a way that the pressure surface faces the first battery cell. It is preferred here that a shape of the pressure surface is adapted to a shape of the first battery cell. The spring elements face the adjacent first housing wall side. The pressure surface preferably presses against the first battery cell directly or via an intermediate layer. More preferably, the spring elements press against the first housing wall side directly or via an intermediate layer. In this way, the battery cells can be tensioned in the battery interior. This has the advantage that a particularly uniform transmission of force from the printing device to the first battery cell is ensured with simple means and in a cost-effective manner.

Vorzugsweise weisen die Grundplatte und die Federelemente einen Faserverbundwerkstoff auf oder sind aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet. Der Faserverbundwerkstoff weist ein Geflecht, Gelege oder dergleichen aus Verstärkungsfasern auf, welches in einen Matrixwerkstoff eingebettet bzw. mit einem Matrixwerkstoff imprägniert ist. Bevorzugte Verstärkungsfasern sind beispielsweise Karbonfasern, Aramidfasern, Glasfasern oder dergleichen. Als Matrixwerkstoff sind insbesondere Elastomere bevorzugt, um eine vorgegebene Federkonstante zu erzielen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der von den Federelementen verschiedene Restbereich der Grundplatte einen oder mehrere andere Matrixwerkstoffe, wie beispielsweise Duromere, insbesondere Harze, oder dergleichen, aufweist, um eine besonders hohe Steifigkeit dieses Bereichs der Grundplatte zu gewährleisten. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass zur verbesserten Wärmeabfuhr ein oder mehrere Metallelemente, wie beispielsweise Metallstreifen oder dergleichen, in dem Faserverbundwerkstoff angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass eine besonders belastbare sowie auf die erforderliche Verspannung der Batteriezellen abgestimmte Grundplatte mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise herstellbar ist.The base plate and the spring elements preferably have a fiber composite material or are formed from a fiber composite material. The fiber composite material has a braid, scrim or the like made of reinforcing fibers, which is embedded in a matrix material or impregnated with a matrix material. Preferred reinforcing fibers are, for example, carbon fibers, aramid fibers, glass fibers or the like. Elastomers, in particular, are preferred as the matrix material in order to achieve a predetermined spring constant. It can be provided that the remaining area of the base plate different from the spring elements has one or more other matrix materials such as thermosets, in particular resins, or the like, in order to ensure a particularly high rigidity of this area of the base plate. It is preferred according to the invention that one or more metal elements, such as metal strips or the like, are arranged in the fiber composite material for improved heat dissipation. This has the advantage that a base plate that is particularly resilient and tailored to the required tensioning of the battery cells can be produced with simple means and in a cost-effective manner.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Batterie eine elastisch verformbare Kompressionsmatte mit einer Mattenfederkonstanten auf, wobei die Kompressionsmatte zwischen der Druckvorrichtung und der zweiten Gehäusewandungsseite angeordnet ist. Die Mattenfederkonstante ist ein Maß für die Federelastizität der Kompressionsmatte. Die Kompressionsmatte weist vorzugsweise ein geschäumtes Material auf. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Batterie mehrere derartige Kompressionsmatten aufweist, welche vorzugsweise an unterschiedlichen Lagen der Batterie angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Kompressionsmatte zwischen der zweiten Batteriezelle und der zweiten Gehäusewandungsseite angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann eine Kompressionsmatte zwischen der ersten Batteriezelle und der zweiten Batteriezelle angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Kompressionsmatte zwischen der ersten Batteriezelle und der Druckvorrichtung angeordnet sein. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Kompressionsmatte an der Druckvorrichtung fixiert, insbesondere angeformt, angespritzt, angeklebt oder dergleichen, ist. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Kompression der Batteriezellen, insbesondere bei fortschreitender Alterung bzw. Ausdehnung der Batteriezellen, kontrollierbar ist.According to a preferred embodiment of the invention, the battery has an elastically deformable compression mat with a mat spring constant, the compression mat being arranged between the pressure device and the second side of the housing wall. The mat spring constant is a measure of the elasticity of the compression mat. The compression mat has preferably a foamed material. According to the invention, it can be provided that the battery has a plurality of such compression mats, which are preferably arranged at different layers of the battery. The compression mat is preferably arranged between the second battery cell and the second housing wall side. Alternatively or additionally, a compression mat can be arranged between the first battery cell and the second battery cell. Alternatively or additionally, the compression mat can be arranged between the first battery cell and the printing device. In this case, it is preferred that the compression mat is fixed to the pressure device, in particular molded on, molded on, glued on or the like. This has the advantage that compression of the battery cells can be controlled with simple means and in a cost-effective manner, in particular as the battery cells age or expand.

Besonders bevorzugt ist die Mattenfederkonstante kleiner als die Federkonstante. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Kompression der Batteriezellen, insbesondere bei fortschreitender Alterung bzw. Ausdehnung der Batteriezellen, kontrollierbar ist. Eine Ausdehnung der Batteriezellen ist aufgrund der kleineren Mattenfederkonstante zunächst von der Kompressionsmatte kompensierbar. Erst bei weiter fortschreitender Ausdehnung, wenn die Kompressionsmatte komprimiert ist, erfolgt eine weitere Kompensation der Ausdehnung mittels der Druckvorrichtung. Auf diese Weise ist ein Anstieg einer Verspannkraft zu größeren Ausdehnungen der Batteriezellen hin verschiebbar.The mat spring constant is particularly preferably smaller than the spring constant. This has the advantage that the compression of the battery cells can be controlled with simple means and in a cost-effective manner, in particular as the battery cells age or expand. An expansion of the battery cells can initially be compensated for by the compression mat due to the smaller mat spring constant. Only with further progressive expansion, when the compression mat is compressed, is there a further compensation of the expansion by means of the pressure device. In this way, an increase in a tensioning force can be shifted towards larger expansions of the battery cells.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Batterie einen im Batterieinnenraum angeordneten, elastisch verformbaren Kompressionsschlauch aufweist, wobei die Batteriezellen und die Druckvorrichtung im Kompressionsschlauch angeordnet sind und/oder dass die Batterie einen die Batteriezellen und die Druckvorrichtung umfänglich umfassenden, elastisch verformbaren Kompressionsgürtel aufweist. Bei einer Kombination aus Kompressionsschlauch und Kompressionsgürtel ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass der Kompressionsgürtel den Kompressionsschlauch umgreift. Hierbei kann erfindungsgemäß eine Druckplatte vorgesehen sein, welche zwischen dem Kompressionsschlauch und dem Kompressionsgürtel angeordnet ist, um die Verspannkraft des Kompressionsschlauchs gleichmäßig über den Kompressionsschlauch zu verteilen und lokale Einschnürungen zu vermeiden. Die Druckplatte weist vorzugsweise einen Faserverbundwerkstoff auf. Der Kompressionsschlauch weist vorzugsweise ein Elastomer auf. Der Kompressionsschlauch ist vorzugsweise ausgebildet, in einem ausgedehnten Zustand die Batteriezellen und die Druckvorrichtung derart zu umfassen, dass der Kompressionsschlauch die Batteriezellen und die Druckvorrichtung vollumfänglich oder zumindest im Bereich der ersten Gehäusewandungsseite und der zweiten Gehäusewandungsseite kontaktiert. Auf diese Weise ist das Batteriezellenpaket mittels des Kompressionsschlauchs verspannbar. Eine Ausdehnung des Batteriezellenpakets bewirkt somit eine Ausdehnung des Kompressionsschlauchs und somit eine Erhöhung der Verspannkraft. Der Kompressionsgürtel weist vorzugsweise ein Elastomer auf. Der Kompressionsgürtel ist vorzugsweise ausgebildet, in einem ausgedehnten Zustand die Batteriezellen und die Druckvorrichtung derart zu umfassen, dass der Kompressionsgürtel die Batteriezellen und die Druckvorrichtung vollumfänglich oder zumindest im Bereich der ersten Gehäusewandungsseite und der zweiten Gehäusewandungsseite kontaktiert. Auf diese Weise ist das Batteriezellenpaket mittels des Kompressionsgürtels verspannbar. Eine Ausdehnung des Batteriezellenpakets bewirkt somit eine Ausdehnung des Kompressionsgürtels und somit eine Erhöhung der Verspannkraft. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine gleichmäßige Verteilung der Verspannkraft über die Batterie verbessert ist. Lokale Spannungsspitzen sind somit reduzierbar.It is preferred according to the invention that the battery has an elastically deformable compression hose arranged in the battery interior, the battery cells and the pressure device being arranged in the compression hose and / or that the battery has an elastically deformable compression belt that encompasses the battery cells and the pressure device. In the case of a combination of compression tube and compression belt, it is preferred according to the invention that the compression belt encompasses the compression tube. According to the invention, a pressure plate can be provided, which is arranged between the compression hose and the compression belt, in order to distribute the tensioning force of the compression hose evenly over the compression hose and to avoid local constrictions. The pressure plate preferably has a fiber composite material. The compression hose preferably has an elastomer. The compression hose is preferably designed to encompass the battery cells and the pressure device in an expanded state in such a way that the compression hose contacts the battery cells and the pressure device fully or at least in the area of the first housing wall side and the second housing wall side. In this way, the battery cell pack can be tensioned by means of the compression hose. An expansion of the battery cell pack thus causes an expansion of the compression hose and thus an increase in the bracing force. The compression belt preferably comprises an elastomer. The compression belt is preferably designed to encompass the battery cells and the pressure device in an expanded state such that the compression belt contacts the battery cells and the pressure device fully or at least in the area of the first housing wall side and the second housing wall side. In this way, the battery cell pack can be tensioned by means of the compression belt. An expansion of the battery cell pack thus causes an expansion of the compression belt and thus an increase in the tensioning force. This has the advantage that a uniform distribution of the clamping force over the battery is improved with simple means and in a cost-effective manner. Local voltage peaks can thus be reduced.

Vorzugsweise weist die Batterie einen Kantenschutz auf, welcher an Kanten des Batteriepakets angeordnet ist. Der Kantenschutz weist vorzugsweise einen Faserverbundwerkstoff auf. Mittels eines Kantenschutzes ist eine Betriebssicherheit der Batterie weiter erhöht.The battery preferably has edge protection which is arranged on the edges of the battery pack. The edge protection preferably has a fiber composite material. The operational reliability of the battery is further increased by means of edge protection.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Kraftfahrzeug weist einen Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf. Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug eine erfindungsgemäße Batterie auf. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug mehrere erfindungsgemäße Batterien aufweist.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a motor vehicle. The motor vehicle has an electric motor for driving the motor vehicle. According to the invention, the motor vehicle has a battery according to the invention. According to the invention, it can be provided that the motor vehicle has several batteries according to the invention.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer Batterie gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Verspannung der Batteriezellen der Batterie des Kraftfahrzeugs gewährleistet ist. Eine monolithisch ausgebildete Grundplatte ist besonders leicht und kostengünstig herstellbar sowie montierbar. Ferner ist die Federkonstante der Federelemente durch eine gezielte Prozessführung bei der Herstellung der Grundplatte, insbesondere der Federelemente, leicht einstellbar. Verspanneigenschaften der Druckplatte sind durch eine gezielte Ausbildung der Grundplatte, insbesondere eine gezielte Bestimmung der Dicke der Grundplatte, sowie Anzahl, Ausrichtung, Form und Größe der Federelemente innerhalb besonders geringer Fertigungstoleranzen mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise einstellbar. Schließlich ist die Batterie des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs besonders stoßsicher sowie platzsparend ausgebildet, sodass bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug weniger Bauraum für die Batterie verloren ist.The motor vehicle according to the invention has all the advantages that have already been described for a battery according to the first aspect of the invention. Accordingly, the motor vehicle according to the invention has the advantage over conventional motor vehicles that the battery cells of the motor vehicle battery are braced using simple means and in a cost-effective manner. A monolithic base plate is particularly easy and inexpensive to manufacture and assemble. Furthermore, the spring constant of the spring elements can be easily adjusted by a targeted process control during the production of the base plate, in particular the spring elements. Bracing properties of the pressure plate are adjustable by a targeted design of the base plate, in particular a targeted determination of the thickness of the base plate, as well as the number, orientation, shape and size of the spring elements within particularly small manufacturing tolerances with simple means and in a cost-effective manner. Finally, the battery of the motor vehicle according to the invention is designed to be particularly shockproof and space-saving, so that less installation space is lost for the battery in the motor vehicle according to the invention.

Eine erfindungsgemäße Batterie sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

1 in einer perspektivischen Ansicht eine bevorzugte erste Ausführungsform einer Druckvorrichtung für eine erfindungsgemäße Batterie,
2 in einer perspektivischen Ansicht eine bevorzugte zweite Ausführungsform einer Druckvorrichtung für eine erfindungsgemäße Batterie,
3 in einer perspektivischen Schnittdarstellung eine Batterie gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform der Erfindung,
4 in einer perspektivischen Schnittdarstellung eine Batterie gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform der Erfindung,
5 in einer perspektivischen Schnittdarstellung die Batterie aus 4,
6 in einer perspektivischen Ansicht eine bevorzugte dritte Ausführungsform einer Druckvorrichtung für eine erfindungsgemäße Batterie,
7 in einer perspektivischen Ansicht eine bevorzugte vierte Ausführungsform einer Druckvorrichtung für eine erfindungsgemäße Batterie,
8 in einer perspektivischen Schnittdarstellung eine Batterie gemäß einer bevorzugten dritten Ausführungsform der Erfindung,
9 in einer perspektivischen Schnittdarstellung eine Batterie gemäß einer bevorzugten vierten Ausführungsform der Erfindung, und
10 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.

A battery according to the invention and a motor vehicle according to the invention are explained in more detail below with reference to drawings. They each show schematically:

1 in a perspective view a preferred first embodiment of a printing device for a battery according to the invention,
2 in a perspective view a preferred second embodiment of a printing device for a battery according to the invention,
3 in a perspective sectional view a battery according to a preferred first embodiment of the invention,
4th in a perspective sectional view a battery according to a preferred second embodiment of the invention,
5 the battery in a perspective sectional view 4th ,
6th in a perspective view a preferred third embodiment of a printing device for a battery according to the invention,
7th in a perspective view a preferred fourth embodiment of a printing device for a battery according to the invention,
8th in a perspective sectional view a battery according to a preferred third embodiment of the invention,
9 in a perspective sectional view a battery according to a preferred fourth embodiment of the invention, and
10 in a side view a preferred embodiment of a motor vehicle according to the invention.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 10 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of operation are in the 1 until 10 each provided with the same reference numerals.

In 1 ist eine bevorzugte erste Ausführungsform einer Druckvorrichtung 8 für eine erfindungsgemäße Batterie 1 schematisch in einer perspektivischen Schnittdarstellung abgebildet. Die Druckvorrichtung 8 weist eine Grundplatte 11 auf, an welcher als Laschenfedern 14 ausgebildete Federelemente 13 monolithisch mit der Grundplatte 11 ausgebildet sind. Die Laschenfedern 14 sind durch eine Laschentrennkante 15 seitlich begrenzt und weisen dieselbe geometrische Ausbildung auf. Die Laschenfedern 14 weisen eine im Wesentlichen bandförmige Ausbildung mit einem halbrunden Endbereich auf. Die einzelnen Laschenfedern 14 sind jeweils über eine Abkantung 17 am Restbereich der Grundplatte 11 gehalten. Benachbarte Laschenfedern 14 weisen eine um 180° verdrehte Orientierung auf. Die Laschenfedern 14 sind quer zu einer Längserstreckung der Grundplatte 11 ausgerichtet. Somit sind die Abkantungen 17 der Laschenfedern 14 jeweils abwechselnd an einer von zwei parallelen Achsen angeordnet. Eine in dieser Ansicht nicht erkennbare Unterseite der Grundplatte 11 ist als Druckfläche 12 zur Anlage an einer ersten Batteriezelle 5 (vgl. 3) ausgebildet. Die Laschenfedern 14 weisen jeweils eine Anlagefläche 25 zur Anlage am Batteriegehäuse 2 (vgl. 3) auf.In 1 is a preferred first embodiment of a printing device 8th for a battery according to the invention 1 shown schematically in a perspective sectional view. The printing device 8th has a base plate 11 on which as tab springs 14th trained spring elements 13th monolithic with the base plate 11 are trained. The tab springs 14th are through a flap separating edge 15th laterally limited and have the same geometric design. The tab springs 14th have a substantially band-shaped design with a semicircular end region. The individual tab springs 14th are each over a fold 17th on the rest of the base plate 11 held. Adjacent tab springs 14th have an orientation rotated by 180 °. The tab springs 14th are transverse to a longitudinal extension of the base plate 11 aligned. Thus the folds are 17th of the tab springs 14th each arranged alternately on one of two parallel axes. An underside of the base plate that cannot be seen in this view 11 is as a printing area 12th for installation on a first battery cell 5 (see. 3 ) educated. The tab springs 14th each have a contact surface 25th for attachment to the battery housing 2 (see. 3 ) on.

2 zeigt eine bevorzugte zweite Ausführungsform einer Druckvorrichtung 8 für eine erfindungsgemäße Batterie 1 schematisch in einer perspektivischen Schnittdarstellung. In dieser Ausführungsform sind die Laschenfedern 14 entlang zweier Achsen sowie versetzt zueinander angeordnet. Die Laschenfedern 14 sind parallel zur Längserstreckung der Grundplatte 11 ausgerichtet. Ferner weisen die auf einer gemeinsamen Achse angeordneten Laschenfedern 14 dieselbe Orientierung auf. Die Laschenfedern 14 einer Achse weisen eine um 180° verdrehte Orientierung zu den Laschenfedern 14 der benachbarten Achse auf. Die Laschenfedern 14 weisen eine von der Abkantung 17 wegweisende Verjüngung auf. Zudem ist die Abkantung 17 halbrund ausgebildet. Die Anlageflächen 25 der Laschenfedern 14 ist gemäß einem gleichschenkligen Trapez mit nach außen halbrunden Grundseiten ausgebildet. 2 Figure 3 shows a preferred second embodiment of a printing device 8th for a battery according to the invention 1 schematically in a perspective sectional view. In this embodiment the tab springs are 14th arranged along two axes and offset from one another. The tab springs 14th are parallel to the longitudinal extension of the base plate 11 aligned. Furthermore, the tab springs arranged on a common axis have 14th same orientation. The tab springs 14th one axis have an orientation that is rotated by 180 ° in relation to the tab springs 14th the adjacent axis. The tab springs 14th point one from the fold 17th groundbreaking rejuvenation. In addition, the fold is 17th semicircular. The contact surfaces 25th of the tab springs 14th is designed according to an isosceles trapezoid with outwardly semicircular base sides.

In 3 ist eine Batterie 1 gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch in einer perspektivischen Schnittdarstellung dargestellt. Die Batterie 1 weist ein Batteriegehäuse 2 mit einer Gehäusewandung 3 auf, wobei das Batteriegehäuse 2 der besseren Übersicht halber nur teilweise dargestellt ist. Das Batteriegehäuse 2 umgibt einen Batterieinnenraum 4. Im Batterieinnenraum 4 sind eine erste Batteriezelle 5 und eine zweite Batteriezelle 6 angeordnet. Zwischen der ersten Batteriezelle 5 und der zweiten Batteriezelle 6 sind mehrere weitere Batteriezellen 27 angeordnet und zu einem Batteriezellenpaket zusammengefasst. An einer den weiteren Batteriezellen 27 abgewandten Seite der ersten Batteriezelle 5 ist eine Druckvorrichtung 8 gemäß 1 angeordnet, wobei die Druckfläche 12 der ersten Batteriezelle 5 zugewandt ist. Die Druckvorrichtung 8 weist eine optionale Druckverteilplatte 19 zum gleichmäßigen Verteilen einer Druckkraft der Druckvorrichtung 8 auf die erste Batteriezelle 5 auf. Die Druckverteilplatte 19 ist vorzugsweise aus einem Material mit besonders guter Wärmeleitfähigkeit ausgebildet, um eine Wärmeabfuhr aus dem Batteriezellenpaket zu der Gehäusewandung 3 hin zu verbessern. Die zweite Batteriezelle 6 ist an einer zweiten Gehäusewandungsseite 10 der Gehäusewandung 3 angeordnet.In 3 is a battery 1 according to a preferred first embodiment of the invention shown schematically in a perspective sectional view. The battery 1 has a battery case 2 with a housing wall 3 on, with the battery case 2 is only partially shown for the sake of clarity. The battery case 2 surrounds a battery interior 4th . In the battery interior 4th are a first battery cell 5 and a second battery cell 6th arranged. Between the first battery cell 5 and the second battery cell 6th are several more battery cells 27 arranged and combined into a battery cell pack. On one of the other battery cells 27 facing away from the first battery cell 5 is a printing device 8th according to 1 arranged, the printing surface 12th the first battery cell 5 is facing. The printing device 8th has an optional pressure distribution plate 19th for evenly distributing a compressive force of the Printing device 8th on the first battery cell 5 on. The pressure distribution plate 19th is preferably made of a material with particularly good thermal conductivity in order to dissipate heat from the battery cell pack to the housing wall 3 to improve. The second battery cell 6th is on a second side of the housing wall 10 the housing wall 3 arranged.

In 4 ist eine Batterie 1 gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform der Erfindung schematisch in einer perspektivischen Schnittdarstellung dargestellt. Diese bevorzugte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der bevorzugten ersten Ausführungsform aus 3 darin, dass die Druckvorrichtung 8 keine optionale Druckverteilplatte 19 aufweist. Zudem ist im Batteriezellenpaket eine Kompressionsmatte 20 aus einem elastischen Material, insbesondere einem geschäumten Werkstoff, angeordnet. Die Kompressionsmatte 20 weist eine Mattenfederkonstante auf, welche kleiner als eine Federkonstante der Federelemente 13 ist. Somit ist ein Großteil einer anfänglichen Ausdehnung der ersten Batteriezelle 5, der zweiten Batteriezelle 6 und der weiteren Batteriezellen 27 mittels der Kompressionsmatte 20 ausgleichbar.In 4th is a battery 1 according to a preferred second embodiment of the invention shown schematically in a perspective sectional view. This preferred second embodiment differs from the preferred first embodiment 3 in that the printing device 8th no optional pressure distribution plate 19th having. There is also a compression mat in the battery cell pack 20th made of an elastic material, in particular a foamed material, arranged. The compression mat 20th has a mat spring constant which is smaller than a spring constant of the spring elements 13th is. Thus, much of an initial expansion is the first battery cell 5 , the second battery cell 6th and the other battery cells 27 by means of the compression mat 20th compensable.

5 zeigt die Batterie 1 aus 4 schematisch in einer perspektivischen Schnittdarstellung. In dieser Ansicht ist eine Gehäusewandung 3 mit der ersten Gehäusewandungsseite 9 dargestellt, wobei die Anlageflächen 25 der als Laschenfedern 14 ausgebildeten Federelemente 13 der Druckvorrichtung 8 die erste Gehäusewandungsseite 9 kontaktieren. 5 shows the battery 1 the end 4th schematically in a perspective sectional view. In this view is a housing wall 3 with the first side of the housing wall 9 shown, with the contact surfaces 25th that as flap springs 14th trained spring elements 13th the printing device 8th the first side of the housing wall 9 to contact.

6 zeigt eine bevorzugte dritte Ausführungsform einer Druckvorrichtung 8 für eine erfindungsgemäße Batterie 1 schematisch in einer perspektivischen Schnittdarstellung. Die Druckvorrichtung 8 weist ein als Sickenfeder 16 ausgebildetes Federelement 13 auf, welches monolithisch mit der Grundplatte 11 ausgebildet und über zwei parallel zueinander verlaufende, lineare Abkantungen 17 an einen Restbereich der Grundplatte 11 angebunden ist. Eine in dieser Abbildung verdeckte Anlagefläche 25 der Sickenfeder 16 kontaktiert die erste Batteriezelle 5 flächig. Von der Anlagefläche 25 ist lediglich ein seitliches Ende erkennbar. Die Druckvorrichtung 8 weist zwei in dieser Darstellung verdeckte Anlageflächen 25 auf, welche die erste Gehäusewandungsseite 9 kontaktieren. 6th Figure 3 shows a preferred third embodiment of a printing device 8th for a battery according to the invention 1 schematically in a perspective sectional view. The printing device 8th has one as a bead spring 16 formed spring element 13th on, which is monolithic with the base plate 11 formed and over two parallel, linear bevels 17th to a remaining area of the base plate 11 is connected. A contact surface hidden in this illustration 25th the bead spring 16 contacts the first battery cell 5 flat. From the contact surface 25th only one end can be seen on the side. The printing device 8th has two contact surfaces hidden in this illustration 25th on which the first housing wall side 9 to contact.

In 7 ist eine bevorzugte vierte Ausführungsform einer Druckvorrichtung 8 für eine erfindungsgemäße Batterie 1 schematisch in einer perspektivischen Schnittdarstellung abgebildet. In dieser vierten Ausführungsform sind die monolithisch mit der Grundplatte 11 ausgebildeten Federelemente 13 als Topffedern 18 mit jeweils einer kreisrunden Abkantung 17 ausgebildet. Anlageflächen 25 zur Anlage an die erste Gehäusewandungsseite 9 sind rund ausgebildet. Eine in dieser Ansicht nicht erkennbare Unterseite der Grundplatte 11 ist als Druckfläche 12 zur Anlage an die erste Batteriezelle 5 ausgebildet.In 7th is a preferred fourth embodiment of a printing device 8th for a battery according to the invention 1 shown schematically in a perspective sectional view. In this fourth embodiment, they are monolithic with the base plate 11 trained spring elements 13th as pot springs 18th each with a circular bevel 17th educated. Contact surfaces 25th to rest on the first side of the housing wall 9 are round. An underside of the base plate that cannot be seen in this view 11 is as a printing area 12th for attachment to the first battery cell 5 educated.

8 zeigt eine Batterie 1 gemäß einer bevorzugten dritten Ausführungsform der Erfindung schematisch in einer perspektivischen Schnittdarstellung. In dieser bevorzugten dritten Ausführungsform weist die Druckvorrichtung 8 neben der Grundplatte 11 einen Kompressionsschlauch 21 auf, welcher das Batteriezellenpaket vollumfänglich umfasst. Der Kompressionsschlauch 21 weist vorzugsweise ein Elastomer auf. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass der Kompressionsschlauch 21 eine nicht gezeigte Federvorrichtung zum Spannen des Kompressionsschlauchs 21 aufweist. An Außenkanten der ersten Batteriezelle 5 und der zweiten Batteriezelle 6 ist jeweils ein Kantenschutz 26 zum Schützen der Außenkanten des Batteriezellstapels angeordnet. 8th shows a battery 1 according to a preferred third embodiment of the invention schematically in a perspective sectional view. In this preferred third embodiment, the printing device 8th next to the base plate 11 a compression tube 21 on, which fully encompasses the battery cell pack. The compression tube 21 preferably comprises an elastomer. It can also be provided that the compression hose 21 a spring device, not shown, for tensioning the compression tube 21 having. On the outer edges of the first battery cell 5 and the second battery cell 6th is an edge protection each 26th arranged to protect the outer edges of the battery cell stack.

In 9 ist eine Batterie 1 gemäß einer bevorzugten vierten Ausführungsform der Erfindung schematisch in einer perspektivischen Schnittdarstellung dargestellt. In dieser bevorzugten dritten Ausführungsform weist die Druckvorrichtung 8 anstatt des Kompressionsschlauchs 21 einen Kompressionsgürtel 22 auf, welcher das Batteriezellenpaket vollumfänglich umfasst. Der Kompressionsgürtel 22 weist vorzugsweise ein Elastomer auf. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass der Kompressionsgürtel 22 eine nicht gezeigte Federvorrichtung zum Spannen des Kompressionsgürtels 22 aufweist. Es ist erfindungsgemäß auch ein Kompressionsschlauch mit einem Kompressionsgürtel 22 kombinierbar.In 9 is a battery 1 according to a preferred fourth embodiment of the invention shown schematically in a perspective sectional view. In this preferred third embodiment, the printing device 8th instead of the compression tube 21 a compression belt 22nd on, which fully encompasses the battery cell pack. The compression belt 22nd preferably comprises an elastomer. It can also be provided that the compression belt 22nd a spring device, not shown, for tensioning the compression belt 22nd having. According to the invention, it is also a compression tube with a compression belt 22nd combinable.

10 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 23 schematisch in einer Seitenansicht. Das Kraftfahrzeug 23 weist einen Elektromotor 24 zum Bewegen des Kraftfahrzeugs 23 sowie eine erfindungsgemäße Batterie 1 zum Versorgen des Elektromotors 24 mit elektrischer Energie auf. 10 shows a preferred embodiment of a motor vehicle according to the invention 23 schematically in a side view. The car 23 has an electric motor 24 for moving the motor vehicle 23 and a battery according to the invention 1 to supply the electric motor 24 with electrical energy.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Batteriebattery
22: BatteriegehäuseBattery case
33: GehäusewandungHousing wall
44th: BatterieinnenraumBattery interior
55: erste Batteriezellefirst battery cell
66th: zweite Batteriezellesecond battery cell
77th: BatterieinnenraumBattery interior
88th: DruckvorrichtungPrinting device
99: erste Gehäusewandungsseitefirst housing wall side
1010: zweite Gehäusewandungsseitesecond housing wall side
1111: GrundplatteBase plate
1212th: DruckflächePrinting area
1313th: FederelementSpring element
1414th: LaschenfederTab spring
1515th: LaschentrennkanteFlap separating edge
1616: SickenfederBead spring
1717th: AbkantungChamfer
1818th: TopffederPot spring
1919th: DruckverteilplattePressure distribution plate
2020th: KompressionsmatteCompression mat
2121: KompressionsschlauchCompression hose
2222nd: KompressionsgürtelCompression belt
2323: KraftfahrzeugMotor vehicle
2424: ElektromotorElectric motor
2525th: AnlageflächeContact surface
2626th: Kantenschutzedge protection
2727: weitere Batteriezellefurther battery cell

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015115643 A1 [0005]

Claims

Battery (1), comprising a battery housing (2) with a housing wall (3) and a battery interior (4) formed by the housing wall (3), a first battery cell (5) and a second battery cell (6), the first battery cell ( 5) and the second battery cell (6) are arranged in the battery interior (7), and a printing device (8), the printing device (8) being arranged between the first battery cell (5) and a first housing wall side (9) of the housing wall (3) and is designed to clamp the first battery cell (5) and the second battery cell (6) with a second housing wall side (10) of the housing wall (3), characterized in that the pressure device (8) has a base plate (11) with a pressure surface ( 12), wherein the base plate (11) has one or more spring elements (13) which extend away from the pressure surface (12) and are monolithically formed with the base plate (11) and have a spring constant.

Battery (1) Claim 1 , characterized in that at least one spring element (13) of the spring elements (13) as a tab spring (14) with a tab separating edge (15) spaced from the pressure surface (12) and / or at least one spring element (13) of the spring elements (13) as a bead spring (16) is designed with straight folds (17) and / or at least one spring element (13) of the spring elements (13) as a pot spring (18) with round or oval folds (17).

Battery (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the pressure device (8) has a pressure distribution plate (19), the pressure distribution plate (19) being arranged between the base plate (11) and the first battery cell (5).

Battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring elements (13) are arranged on the same side of the base plate (11).

Battery (1) Claim 4 , characterized in that the base plate (11) is arranged in the battery interior (4) in such a way that the pressure surface (12) faces the first battery cell (5).

Battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the base plate (11) and the spring elements (13) have a fiber composite material or are formed from a fiber composite material.

Battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery (1) has an elastically deformable compression mat (20) with a mat spring constant, the compression mat (20) between the pressure device (8) and the second housing wall side (10) is arranged.

Battery (1) Claim 7 , characterized in that the mat spring constant is smaller than the spring constant.

Battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery (1) has an elastically deformable compression hose (21) arranged in the battery interior (4), the first battery cell (5), the second battery cell (6) and the pressure device (8) are arranged in the compression hose (21) and / or that the battery (1) has an elastically deformable compression belt (22) encompassing the first battery cell (5), the second battery cell (6) and the pressure device (8) circumferentially having.

Motor vehicle (23) having an electric motor (24) for driving the motor vehicle (23), characterized in that the motor vehicle (23) has a battery (1) according to one of the preceding claims.