DE102022100011A1 - Stromspeicherbatterie - Google Patents

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Faurecia Systemes dEchappement SAS
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Abstract

Die Batterie (1) weist mindestens ein Modul (3) mit Stromspeicherzellen (5) und mindestens ein Fach (23) zur Aufnahme des mindestens einen Moduls (3) auf, wobei jede Stromspeicherzelle (5) eine Nenndicke E0 hat;wobei eine der Querwände (31, 32) des Fachs aus einem elastischen Material besteht;wobei die Querwände (31, 32), wenn ein Modul (3) in das Fach (23) eingesetzt ist, eine Druckkraft auf das Modul (3) ausüben, die dazu geeignet ist, die Stromspeicherzellen (5) im Wesentlichen bei ihren Nenndicken E0 zu halten.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Stromspeicherbatterien, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
  • Die unter der Nr. FR 20 07331 eingereichte Anmeldung offenbart eine Stromspeicherbatterie, deren Zellen durch direkten Kontakt mit einer dielektrischen Flüssigkeit gekühlt werden.
  • Durch die Verwendung einer dielektrischen Flüssigkeit können die Spannung führenden Teile direkt gekühlt werden, ohne den Betrieb dieser Teile zu stören, wobei die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit als Null betrachtet werden kann. Ein derartiges Kühlen ist sehr wirksam und es können gute Austauschdichten erhalten werden. Es ermöglicht auch das Kühlen von großen Flächen.
  • Systeme zum Kühlen durch indirekten Kontakt ermöglichen im Vergleich dazu im Allgemeinen keine Kühlung der gesamten wärmeabgebenden Fläche des Teils. Bei einem derartigen System wird lediglich der zugänglichste Bereich des Teils gekühlt. Dies führt zwangsläufig zu unerwünschten Temperaturgradienten.
  • Im Rahmen einer Kühlung durch Luftzirkulation ist insbesondere die Wärmeaustauchdichte sehr niedrig, auch wenn die Konvektion durch Lüftung erzwungen wird.
  • Bei Batterien, die mit einer dielektrischen Flüssigkeit gekühlt werden, ist aufgrund ihrer hohen Kosten ein Ziel die Minimierung der Menge der verwendeten dielektrischen Flüssigkeit.
  • In der FR 20 07331 wird ein Teil des Innenvolumens der Batterie von einem Kunststoff mit geringer Dichte eingenommen, so dass die Menge der verwendeten dielektrischen Flüssigkeit reduziert wird. Dieser Kunststoff mit geringer Dichte definiert Fächer, in denen die Batteriemodule untergebracht sind. Jedes Modul besteht aus einem Stapel von mehreren Stromspeicherzellen. Der Kunststoff mit geringer Dichte ist so ausgelegt, dass eine Zirkulationsbahn für die dielektrische Flüssigkeit begrenzt wird, so dass der größtmögliche Teil jeder innerhalb der Batterie angeordneten Zelle gekühlt werden kann.
  • In der FR 20 07331 ist vorgesehen, dass jedes Modul in Längsrichtung eine Länge hat, die größer ist als die des entsprechenden Fachs. Somit werden die Zellen aufgrund des Drucks, der von dem Kunststoff mit geringer Dichte ausgeübt wird, im Fach zueinander in Position blockiert. Eine derartige Anordnung ist besonders vorteilhaft, da es nicht mehr notwendig ist, spezielle Mittel zur Befestigung der Zellen ein und desselben Moduls aneinander vorzusehen. In der unter der Nummer FR 19 00228 eingereichten Patentanmeldung ist im Gegensatz dazu eine Anordnung der Zellen zwischen zwei Endflanschen vorgesehen, wobei die Flansche und die Zellen mittels eines Gurts, der um das Modul gewickelt ist, gegeneinandergedrückt werden.
  • Um auf derartige Haltemittel verzichten zu können, muss jedoch eine große Anzahl von Anforderungen beachtet werden.
  • In diesem Kontext besteht das Ziel der Erfindung darin, eine Stromspeicherbatterie vorzuschlagen, die diese Anforderungen erfüllt und bei der die Module somit ohne Verwendung von Haltemitteln der in der FR 19 0028 beschriebenen Art in den entsprechenden Aufnahmefächern in Position gehalten werden können.
  • Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Stromspeicherbatterie, die Folgendes aufweist:
    • - mindestens ein Modul mit einer Anzahl N von Stromspeicherzellen, die in einer Längsrichtung gestapelt sind,
    • - ein Gehäuse, in dem mindestens ein Fach zur Aufnahme des mindestens einen Moduls ausgebildet ist, wobei das bzw. jedes Fach eine erste und eine zweite Querwand mit Außenflächen aufweist, die das Fach an seinen beiden gegenüberliegenden Längsenden begrenzen;
    wobei jede Stromspeicherzelle zwei große Querflächen aufweist, die zueinander entgegengesetzt sind, und zwischen den großen Flächen in Längsrichtung eine Nenndicke E0 hat;
    wobei die erste und/oder die zweite Querwand aus einem elastischen Material bestehen;
    wobei die erste und die zweite Querwand, wenn ein Modul in das Fach eingesetzt ist, in Längsrichtung eine Druckkraft auf das Modul ausüben, die dazu geeignet ist, die Stromspeicherzellen im Wesentlichen bei ihren Nenndicken E0 zu halten.
  • Somit üben die ersten und die zweiten Querwände auf dieses Modul in Längsrichtung eine ausreichende Druckkraft aus.
  • Diese Druckkraft wird als ausreichend betrachtet, da es damit möglich ist, auf jede Zelle des Moduls eine Druckkraft auszuüben, die größer oder gleich der vorbestimmten Nenndruckkraft F0 ist, mit der jede Zelle im Wesentlichen bei ihrer Nenndicke E0 gehalten werden kann.
  • Dies ist besonders wichtig, da die Anmelderin festgestellt hat, dass eine Zelle ohne derartige Beanspruchung einer viel stärkeren und schnelleren Alterung ausgesetzt ist als eine Zelle, auf die der vorbestimmte Nenndruck ausgeübt wird. In einigen Fällen altert die Zelle bis zu zehn Mal schneller.
  • Diese Druckausübung wird auf sehr einfache Weise erreicht, indem die Eigenschaften des Materials, aus dem die erste und/oder die zweite Querwand bestehen, genutzt werden.
  • Dieses Ergebnis wird üblicherweise hier dadurch erhalten, dass zumindest die Länge des Fachs im leeren Zustand, die zwischen der ersten und der zweiten Querwand gemessen wird, und das Material, aus dem die erste und/oder die zweite Querwand bestehen, in geeigneter Weise ausgewählt werden.
  • Diese Druckkraft ergibt sich dadurch, dass jede Zelle, wenn keine Druckkraft auf ihre großen Flächen ausgeübt wird, dazu neigt, sich aufzublähen. Die großen Flächen wölben sich unter der Wirkung des Innendrucks der Zelle, so dass ihre Dicke dazu neigt, zuzunehmen.
  • Wenn das Modul in das Fach eingesetzt ist, beaufschlagt der Innendruck der Zellen die erste und/oder die zweite Querwand in eine Richtung voneinander weg und drückt die Wand bzw. Wände leicht ein. Das Zusammendrücken des elastischen Materials der ersten und/oder zweiten Querwand erfolgt als Reaktion auf die Druckkraft.
  • Die Stromspeicherbatterie kann außerdem eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale aufweisen, die einzelnen oder in allen technisch möglichen Kombinationen betrachtet werden:
    • - das elastische Material ist ein schaum aus einem Kunststoff, z. B. ein Polyurethanschaum oder ein expandierter Polyphenylenetherschaum;
    • - die Außenfläche der ersten und/oder zweiten Querwand umfasst einen vertieften Bereich, einen vorstehenden Bereich, der in Bezug auf den vertieften Bereich in Längsrichtung zum Inneren des Fachs versetzt ist, und einen geneigten Zwischenbereich, der den vorstehenden Bereich mit dem vertieften Bereich verbindet;
    • - die erste und/oder die zweite Querwand weist einen Teil aus dem elastischen Material und mindestens einen Block mit einem zweiten Kunststoff auf, der starrer ist als das elastische Material, wobei der Teil und der mindestens eine Block auf Höhe getrennter jeweiliger Bereiche der Außenfläche der Wand liegen;
    • - mindestens ein Block weist eine erste Schicht aus dem zweiten Kunststoff und eine zweite Schicht aus einem anderen Kunststoff, der relativ nachgiebiger ist als der zweite Kunststoff, auf, die in Längsrichtung die erste Schicht überlagert;
    • - die zweite Schicht hat eine erste Dicke, wenn das Fach leer ist, und eine zweite Dicke, wenn ein Modul in das Fach eingesetzt ist, wobei ein Zusammendrücken der zweiten Schicht von der ersten Dicke auf die zweite Dicke eine Druckkraft der zweiten Schicht erzeugt,
    • - die mehr als 40% der Druckkraft beträgt, die dazu geeignet ist, die Stromspeicherzellen im Wesentlichen bei ihren Nenndicken E0 zu halten, wenn die erste Wand und die zweite Wand jeweils den Teil aus dem elastischen Material und den mindestens einen Block aufweisen;
    • - die mehr als 80% der Druckkraft beträgt, die dazu geeignet ist, die Stromspeicherzellen im Wesentlichen bei ihren Nenndicken E0 zu halten, wenn nur eine der ersten und der zweiten Querwand den Teil aus dem elastischen Material und den mindestens einen Block aufweist;
    • - die erste und/oder die zweite Querwand ist mit einer Außenschicht bedeckt, die die Außenfläche der Wand definiert, wobei eine vertiefte Rille zumindest auf einem Teil des Umfangs der Außenfläche der ersten und/oder zweiten Querwand ausgebildet ist;
    • - das bzw. jedes Fach ist nach unten durch einen Boden begrenzt und weist zwei einander gegenüberliegende Längswände auf, die am Boden durch einen gebogenen Abschnitt mit einem ersten Krümmungsradius verbunden sind, wobei jede Stromspeicherzelle eine zum Boden gewandte unteren kleine Fläche und zu den Längswänden gewandte kleine Seitenflächen aufweist, wobei die kleinen Seitenflächen durch gebogene Teile mit der unteren kleinen Fläche verbunden sind, die einen zweiten Krümmungsradius haben, der größer ist als der erste Krümmungsradius des Abschnitts;
    • - das zwischen der ersten und der zweiten Querwand komprimierte Modul hat eine komprimierte Länge in Längsrichtung L0 = N × E0 mit einer Toleranz zwischen -T1 und +T2 für 99% der Module, wobei das bzw. jedes Fach im leeren Zustand zwischen der ersten und der zweiten Querwand eine Länge im leeren Zustand LV hat, die kleiner oder gleich L0 - T1 ist;
    • - jede Zelle hat ihre Nenndicke E0, wenn eine vorbestimmte Nenndruckkraft F0 auf die großen Flächen ausgeübt wird, die zwischen 20 und 200 Newton beträgt;
    • - die von der ersten und der zweiten Wand auf das Modul ausgeübte Druckkraft ist größer oder gleich N × F0,
    • - wenn ein Modul mit einer komprimierten Länge in Längsrichtung L0 - T1 in das Fach eingesetzt ist, üben die erste und die zweite Wand in Längsrichtung auf das Modul eine erste Druckkraft F1 aus, die größer oder gleich N × F0 ist;
    • - wenn ein Modul mit einer komprimierten Länge in Längsrichtung L0 + T2 in das Fach eingesetzt ist, üben die erste und die zweite Wand in Längsrichtung auf das Modul eine zweite Druckkraft F2 aus, die kleiner ist als 1,5 × F1;
    • - wenn das Modul mit einer komprimierten Länge in Längsrichtung L0 + T2 in das Fach eingesetzt ist, führt ein Aufblähen der Zellen, das sich durch eine Erhöhung der Länge des Moduls in Längsrichtung um 1 mm ausdrückt, zu einer
  • Erhöhung der Druckkraft, die von der ersten und der zweiten Wand in Längsrichtung auf das Modul ausgeübt wird, von mehr als 15%.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung, die nachfolgend beispielhaft und keineswegs einschränkend mit Bezug auf die beigefügten Figuren gegeben ist. Darin zeigen:
    • - 1 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses einer erfindungsgemäßen Stromspeicherbatterie, wobei die Abdeckung von dem unteren Teil des Gehäuses getrennt gezeigt ist, so dass die Fächer zur Aufnahme der Stromspeichermodule sichtbar sind;
    • - 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Fachs der Batterie aus 1;
    • - 3 eine schematische Darstellung einer Seite des Fachs und einer Zelle in einem Querschnitt;
    • - 4 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Stromspeichermoduls und des Fachs zur Aufnahme des Moduls in einer Seitenansicht;
    • - 5 eine Kurve, die die von den Querwänden des Fachs auf das Modul ausgeübte Druckkraft F als Ordinate in Abhängigkeit von dem Eindrücken E dieser Wände als Abszisse zeigt;
    • - 6 eine Schnittansicht der Querwand des in den 2 und 4 dargestellten Fachs in einer Längsebene;
    • - 7 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Endes des Fachs der 1 und 2;
    • - 8 eine 7 ähnliche Ansicht für eine Ausführungsvariante der Erfindung;
    • - die 9 und 10 Ansichten, die der von 6 ähnlich sind, für zwei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung.
  • Mit der in den 1 bis 4 dargestellten elektrischen Batterie 1 soll ein Fahrzeug, üblicherweise ein Kraftfahrzeug wie ein Auto, ein Bus oder ein Lastwagen ausgestattet werden.
  • Bei dem Fahrzeug handelt es sich z. B. um ein mit einem Elektromotor angetriebenes Fahrzeug, wobei der Motor von der elektrischen Batterie elektrisch gespeist wird. Als Variante handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Hybridfahrzeug, das somit einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor umfasst, der von der elektrischen Batterie elektrisch gespeist wird. Gemäß einer weiteren Variante wird das Fahrzeug von einem Verbrennungsmotor angetrieben, wobei die elektrische Batterie dazu vorgesehen ist, weitere Ausstattung des Fahrzeugs, z. B. den Anlasser, die Lichter usw. elektrisch zu speisen.
  • Die Stromspeicherbatterie 1 umfasst mindestens ein Modul 3 (4) mit einer Anzahl N von Stromspeicherzellen 5.
  • Die Anzahl der Module 3 der Batterie hängt von der Stromspeicherkapazität der Batterie 1 ab. Bei dem dargestellten Beispiel umfasst die Batterie sechzehn Module 3. Die Batterie kann jedoch mehr als sechzehn Module oder weniger als sechzehn Module umfassen.
  • Die Stromspeicherzellen 5 sind von jedem geeigneten Typ: Lithium-Zellen vom Typ Lithium-Ionen-Polymer- (Li-Po-), Lithium-Eisen-Phosphat- (LFP-), Lithium-Kobalt- (LCO-), Lithium-Mangan- (LMO-), Nickel-Mangan-Kobalt- (NMC-) Zellen oder auch NiMH-Zellen (engl. Nickel-Metallhydrid).
  • Bei dem in 3 dargestellten Beispiel umfasst jedes Modul 3 zwölf Zellen 5. Die Zellenanzahl in ein und demselben Modul kann sich jedoch in einer Variante von zwölf unterscheiden und entweder größer oder kleiner als zwölf sein.
  • Üblicherweise hat jede Stromspeicherzelle 5 eine prismatische Form.
  • Sie umfasst somit zwei große Flächen 7, 9 und vier kleine Flächen 11, 13, 15, 17, die die beiden großen Flächen 7, 9 miteinander verbinden (3 und 4).
  • Die obere kleine Fläche 11 trägt zwei nicht gezeigte elektrische Kontakte.
  • In ein und demselben Modul 3 sind die Stromspeicherzellen 5 in einer Längsrichtung L, die in den 2 und 4 durch einen Pfeil dargestellt ist, gestapelt.
  • Die Stromspeicherzellen 5 grenzen in Längsrichtung aneinander an. Sie stehen über ihre großen Flächen 7, 9 in Kontakt miteinander. Sie stehen üblicherweise über ihre großen Flächen 7, 9 direkt in Kontakt miteinander.
  • Die großen Flächen 7, 9 liegen somit in Ebenen, die senkrecht zur Längsrichtung L verlaufen.
  • Die kleinen Flächen 11, die die elektrischen Kontakte tragen, sind alle zur gleichen Seite gewandt und grenzen aneinander an. Die elektrischen Kontakte der verschiedenen Stromspeicherzellen 5 ein und desselben Moduls 3 sind miteinander verbunden, so dass die Stromspeicherzellen 5 in Reihe und/oder parallel angeordnet werden. Die Verbinder, die eine Verbindung der elektrischen Kontakte der Stromspeicherzellen 5 ermöglichen, sind in den Figuren nicht gezeigt.
  • Jedes Modul 3 hat somit die Form eines quaderförmigen Blocks mit einer in Längsrichtung L langgestreckten Form.
  • Die Stromspeicherbatterie 1 weist auch ein Gehäuse 19 auf (1).
  • Das Gehäuse 19 begrenzt innen ein Volumen 21, in dem die Module 3 angeordnet sind.
  • Mindestens ein Fach 23 zur Aufnahme mindestens eines Moduls 3 ist innerhalb des Gehäuses 19 ausgebildet.
  • Genauer gesagt ist innerhalb des Gehäuses 19 für jedes Modul 3 ein Fach 23 vorgesehen.
  • Diese Fächer 23 sind in den 1 und 2 zu sehen.
  • Das Gehäuse 19 umfasst üblicherweise einen unteren Teil 25 und eine Abdeckung 27. Sobald die Stromspeicherbatterie 1 an Bord des Fahrzeugs montiert ist, ist im Allgemeinen der untere Teil 25 des Gehäuses nach unten, d.h. zur Rollfläche des Fahrzeugs gewandt. Die Abdeckung 27 weist nach oben.
  • Bei dem dargestellten Beispiel hat der untere Teil 25 die Form einer im Wesentlichen ebenen Platte, die ein starres Gestell bildet, das die Module 3 hält. Als Variante hat der untere Teil 25 die Form einer Wanne oder jede andere geeignete Form.
  • Die Abdeckung 27 ist zum unteren Teil 25 hin konkav.
  • Der untere Teil 25 und die Abdeckung 27 stehen längs einer Umfangslinie in Kontakt miteinander. Bei dem dargestellten Beispiel ist der untere Teil 25 rechteckig, und die Kontaktlinie ist auch rechteckig.
  • Bei dem dargestellten Beispiel sind der untere Teil 25 und die Abdeckung 27 über Klemmen 29 und nicht dargestellte Schrauben aneinander befestigt.
  • Wie in den 1 und 2 zu sehen ist, weist jedes Fach 23 erste und zweite Querwände 31, 32 mit jeweiligen Außenflächen 33, 34 auf, die das Fach 23 an seinen beiden gegenüberliegenden Längsenden begrenzen.
  • Jedes Fach 23 ist nach unten durch einen Boden 35 begrenzt und weist zwei einander gegenüberliegende Längswände 37, 38 auf, die mit dem Boden 35 verbunden sind.
  • Jedes Fach 23 hat somit im Allgemeinen die Form eines Quaders.
  • Die ersten und die zweiten Querwände 31, 32 verlaufen parallel zueinander und im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung L.
  • Die Längswände 37, 38 verlaufen im Wesentlichen senkrecht zur Querrichtung T, die in den 1 und 2 dargestellt ist. Die Längswände 37, 38, die Querwände 31, 32 und der Boden 35 verlaufen im Wesentlichen senkrecht zueinander.
  • Wie in 3 zu sehen ist, liegt die untere kleine Fläche 13 jeder Stromspeicherzelle 5 am Boden 35 an und die seitlichen kleinen Flächen 15, 17 liegen an den Längswänden 38 bzw. 37 an, sobald das Modul in das entsprechende Fach 23 eingesetzt ist.
  • Üblicherweise ist die Batterie 1 vom Typ mit Stromspeicherzellen 5, die durch direkte Zirkulation eines dieelektrischen Fluids gekühlt werden, das mit den Stromspeicherzellen 5 in Kontakt steht. Wie in den 2, 7 und 8 zu sehen ist, sind dazu U-förmige Kanäle 39 an der Innenfläche des Fachs 23 ausgebildet.
  • Jeder U-förmige Kanal weist eine mittlere Abzweigung auf, die am Boden 35 ausgebildet ist, sowie zwei seitliche Abzweigungen, die an den Längswänden 37, 38 ausgebildet sind. Längs der mittleren Abzweigung zirkuliert das dieelektrische Fluid in Kontakt mit der unteren kleinen Fläche 13 der Stromspeicherzelle 5. Bei den seitlichen Abzweigungen zirkuliert das dieelektrische Fluid in Kontakt mit den seitlichen kleinen Flächen 15 und 17 der Stromspeicherzelle 5.
  • Als Variante ist die elektrische Batterie nicht vom Typ mit Zellen, die durch direkte Zirkulation eines mit den Zellen in Kontakt stehenden dieelektrischen Fluids gekühlt werden.
  • Jede Zelle 5 hat zwischen ihren beiden großen Flächen 7, 9 eine Nenndicke E0.
  • Jede Zelle 5 hat zwischen ihren beiden großen Flächen 7, 9 die Nenndicke E0, wenn eine vorbestimmte Nenndruckkraft F0 von zwischen 20 und 200 Newton auf die großen Flächen 7, 9 ausgeübt wird.
  • Mit dieser Nenndruckkraft F0 können die großen Flächen 7, 9 im Wesentlichen eben gehalten werden.
  • Die Nenndruckkraft F0 hängt von der internen Chemie der Stromspeicherzelle 5 und von ihrer Ausgestaltung ab und kann von einem Hersteller zu einem anderen variieren. Sie beträgt üblicherweise zwischen 50 und 150 Newton und herkömmlicherweise 100 Newton.
  • Damit eine Stromspeicherzelle 5 korrekt funktioniert, muss dieser Druck auf die großen Flächen 7, 9 so aufgebracht werden, dass die Stromspeicherzelle 5 ihre Nenndicke E0 hat.
  • Wenn die großen Flächen 7, 9 der Stromspeicherzelle 5 keine äußeren Belastungen haben, hat die Stromspeicherzelle 5 eine Dicke, die deutlich größer ist als ihre Nenndicke E0, wobei die großen Flächen 7, 9 gewölbte Formen mit einer Höhe haben können, die 3 mm erreichen kann.
  • Es ist anzumerken, dass eine neue Stromspeicherzelle 5 nicht dazu neigt, sich aufzublähen. Dies tritt nach der Nutzung über eine bestimmte Dauer auf.
  • Wenn die vorbestimmte Nenndruckkraft F0 auf die großen Flächen 7, 9 jeder Stromspeicherzelle 5 aufgebracht wird, d.h. wenn das Modul 3 in Längsrichtung mit einer globalen Nenndruckkraft von N × F0 komprimiert wird, hat das Modul 3 dann in Längsrichtung eine komprimierte Länge in Längsrichtung von L0 = N × E0 mit einer Toleranz zwischen -T1 und +T2 für 99% der Module 3.
  • Die Toleranzen -T1 und +T2 ergeben sich aus den Herstellungstoleranzen der Stromspeicherzellen 5.
  • Jede Stromspeicherzelle 5 hat nämlich hinsichtlich der Dicke eine Toleranz von zwischen -t1 und +t2. Die maximale theoretische Toleranz für das Modul 3 beträgt somit -(N x t1) und +(N × t2). Statistisch gesehen ist es jedoch quasi unmöglich, dass alle Stromspeicherzellen gleichzeitig bei ihren maximalen Toleranzen oder minimalen Toleranzen liegen. In der Praxis beträgt somit in 99% der Fälle die globale Toleranz für alle N Stromspeicherzellen zwischen -T1 und +T2, wobei -T1 größer ist als N × (- t1) und +T2 kleiner ist als N × (+t2).
  • Eine Stromspeicherzelle 5 kann z. B. eine Dicke von 50 mm mit Toleranzen von -0,3 mm und +0,3 mm haben. Für ein Modul 3 mit zwölf Stromspeicherzellen 5 betragen somit die maximalen Toleranzen -3,6 mm und +3,6 mm. In der Praxis betragen in 99% der Fälle die Toleranzen zwischen -1 mm und +1 mm.
  • Üblicherweise beträgt die Nenndicke E0 zwischen 20 und 200 mm oder weiter vorzugsweise zwischen 30 und 100 mm und beträgt z. B. 50 mm.
  • Die Toleranz -T1 beträgt üblicherweise zwischen -0,3 und -3 mm, vorzugsweise zwischen -0,5 und -2 mm und beträgt z. B. -1 mm.
  • Die Toleranz +T2 beträgt beispielsweise zwischen +0,3 und +3 mm, vorzugsweise zwischen +0,5 und +2 mm und beträgt z. B. +1 mm.
  • Das nicht komprimierte Modul 3 hat eine freie Länge in Längsrichtung, die viel größer ist als L0 + T2 und z. B. L0 + N × 3 mm beträgt.
  • Wie in 4 veranschaulicht, hat das Fach 23 im leeren Zustand zwischen seinen ersten und zweiten Querwänden 31, 32 eine Länge im leeren Zustand LV, die kleiner oder gleich L0 - T1 ist.
  • Üblicherweise beträgt die Länge im leeren Zustand LV im Wesentlichen L0 - T1. In einer Variante ist sie geringfügig kleiner als L0 - T1, wobei die Differenz z. B. so ausgewählt ist, dass für ein Modul 3 eine freie Länge in Längsrichtung von L0 - T1 geringfügig komprimiert wird. Die Differenz darf nicht übermäßig sein und muss mit den verschiedenen unten erläuterten Kriterien kompatibel sein.
  • Die Länge im leeren Zustand LV wird zwischen den Außenflächen 33, 34 gemessen. Sie entspricht dem Abstand in Längsrichtung zwischen den Querwänden 31, 32, wenn das Fach 23 nicht von dem Modul 3 besetzt ist und somit mit Luft gefüllt ist.
  • Darüber hinaus besteht erfindungsgemäß die erste und/oder die zweite Querwand 31, 32 aus einem elastischen Material.
  • Üblicherweise bestehen die beiden Querwände 31, 32 aus einem elastischen Material, üblicherweise aus ein und demselben elastischen Material.
  • Als Variante besteht nur eine der ersten und zweiten Querwand 31, 32 aus einem elastischen Material, wobei die andere aus einem nicht elastischen, d.h. starren Material besteht, das sich beim Einsetzen des Moduls 3 in das Fach 23 nicht verformt.
  • Wenn ein Modul 3 in das Fach 23 eingesetzt ist, üben erfindungsgemäß die erste und zweite Querwand 31, 32 in Längsrichtung eine Druckkraft auf das Modul 3 aus, die dazu geeignet ist, die Stromspeicherzellen 5 im Wesentlichen bei ihren Nenndicken E0 zu halten.
  • Dies wird durch geeignete Auswahl der Länge im leeren Zustand LV und der Beschaffenheit des elastischen Materials der ersten und/oder zweiten Querwand 31, 32 erhalten.
  • Wenn ein Modul 3 mit einer komprimierten Länge in Längsrichtung L0 - T1 in das Fach 23 eingesetzt ist, üben genau gesagt die ersten und zweiten Querwände 31, 32 in Längsrichtung auf das Modul 3 eine erste Druckkraft F1 aus, die größer oder gleich N × F0 ist.
  • Mit anderen Worten wird ein Modul 3 mit einer freien Länge in Längsrichtung von L0 - T1 nur geringfügig oder gar nicht komprimiert. Ein Modul 3 mit einer komprimierten Länge in Längsrichtung von L0 - T1 wird stark und ausreichend komprimiert, so dass das Aufblähen der Stromspeicherzellen 5 verhindert wird und die Stromspeicherzellen 5 im Wesentlichen bei ihren Nenndicken E0 gehalten werden.
  • Wenn ein Modul 3 mit einer komprimierten Länge in Längsrichtung L0 + T1 in das Fach 23 eingesetzt ist, üben die erste und die zweite Querwand 31, 32 in Längsrichtung auf das Modul eine zweite Druckkraft F2 aus, die kleiner ist als 1,5 × F1.
  • Dies wird wiederum durch eine geeignete Auswahl der Länge im leeren Zustand LV und der Beschaffenheit des elastischen Materials der ersten und/oder zweiten Querwand 31, 32 erhalten.
  • Somit ist die Kraft, die erforderlich ist, um ein Modul 3 mit einer mit maximaler Toleranz komprimierten Länge in Längsrichtung in das Fach 23 einzusetzen, nicht übermäßig hoch.
  • Die zweite Druckkraft F2 ist vorzugsweise kleiner als 1,4 × F1, weiter vorzugsweise kleiner als 1,2 × F1.
  • Darüber hinaus hat die Anmelderin festgestellt, dass im Laufe der Lade- und Entladezyklen der Batterie Änderungen der Temperatur und des Innendrucks innerhalb der Stromspeicherzellen 5 auftreten. Die Stromspeicherzellen 5 dehnen sich periodisch aus und ziehen sich wieder zusammen. Dies kann zu einer Erhöhung der Dicke jeder Stromspeicherzellen 5 in Längsrichtung und somit zu einer Erhöhung der komprimierten Länge in Längsrichtung des Moduls 3 führen.
  • Um diese Erhöhung der Länge in Längsrichtung, die komprimiert ist, wenn das Modul 3 mit der komprimierten Länge in Längsrichtung L0 + T2 in das Fach 23 eingesetzt ist, zu begrenzen oder zu eliminieren, führt ein Aufblähen der Stromspeicherzellen 5, das sich durch eine Erhöhung der komprimierten Länge in Längsrichtung des Moduls 3 um 1 mm ausdrückt, zu einer Erhöhung der von den ersten und zweiten Querwänden 31, 32 in Längsrichtung auf das Modul 3 ausgeübten Druckkraft von mehr als 15%.
  • Eine Erhöhung der komprimierten Länge in Längsrichtung des Moduls 3 um 1 mm führt vorzugsweise zu einer Erhöhung der Druckkraft von mehr als 25%, vorzugsweise von mehr als 40%.
  • Dies wird wiederum durch eine geeignete Auswahl der Länge im leeren Zustand LV und der Beschaffenheit des elastischen Materials der ersten und/oder zweiten Querwand 31, 32 erhalten.
  • Die verschiedenen oben erläuterten Kriterien sind in 5 veranschaulicht.
  • 5 ist eine Kurve, die die von den ersten und zweiten Querwänden 31, 32 auf das Modul 3 ausgeübte Kraft F in Abhängigkeit von dem Eindrücken E zeigt. Das Eindrücken E entspricht der Erhöhung der Länge, die die ersten und zweiten Querwände 31, 32 in Längsrichtung voneinander trennt. Für ein Eindrücken E gleich 0 ist die Länge zwischen den ersten und zweiten Querwänden 31, 32 in Längsrichtung die Länge im leeren Zustand LV. Mit anderen Worten entspricht das Eindrücken E der Summe aus der Verlagerung der ersten Querwand 31 in Bezug auf ihre Position, wenn das Fach 23 leer ist, und aus der Verlagerung der zweiten Querwand 32 in Bezug auf ihre Position, wenn das Fach 23 leer ist.
  • Wenn die ersten und zweiten Querwände 31, 32 identisch sind, sind die Verlagerungen der beiden Querwände 31, 32 im Wesentlichen gleich.
  • Wenn eine der beiden Querwände 31, 32 starr ist, entspricht die Verlagerung E ausschließlich der Verformung der anderen Querwand 31, 32.
  • In 5 entspricht das Eindrücken E1 der Situation, in der ein Modul 3 mit einer komprimierten Länge in Längsrichtung L0 - T1 in das Fach 23 eingesetzt ist. Es erfolgt unter der Wirkung des Innendrucks der Stromspeicherzellen 5, der dazu neigt, die Stromspeicherzellen 5 aufzublähen und die Querwände 31, 32 auseinander zu schieben. Dieses Eindrücken E1 erzeugt die erste Druckkraft F1, die von den Querwänden 31, 32 auf das Modul 3 ausgeübt wird.
  • Das Eindrücken E2 entspricht dem Fall, bei dem ein Modul 3 mit einer komprimierten Länge in Längsrichtung L0 + T2 in das Fach 23 eingesetzt ist. Ein derartiges Eindrücken E2 erzeugt die zweite Druckkraft F2, die von der ersten und der zweiten Querwand 31, 32 auf das Modul 3 aufgebracht wird.
  • In 5 ist auch zu sehen, dass eine Erhöhung der komprimierten Länge in Längsrichtung dieses Moduls um 1 mm, d.h. ein Übergang der Eindrücktiefe von E2 auf E2 + 1mm zu einer gleichzeitigen Erhöhung der Druckkraft von F2 auf F2' führt.
  • Idealerweise führt der Übergang des Werts der Eindrücktiefe von E1 auf E2 zu keiner zu großen Erhöhung der Druckkraft. Ein Übergang von E2 auf E2 + 1 mm wirkt sich jedoch in einer viel stärkeren Erhöhung der Kraft aus. Mit anderen Worten darf die Kraft, die zum Eindrücken des Moduls 3 in das Innere der Aufnahme 23 bereitgestellt werden muss, bei einem Wechsel von einem Modul 3 mit der Mindestlängentoleranz auf ein Modul 3 mit der maximalen Längentoleranz nicht übermäßig steigen. Das Aufblähen der Stromspeicherzellen 5 aufgrund der Lade- und Entladezyklen der Batterie 1 führt jedoch zu einer sehr deutlichen Erhöhung des ausgeübten Drucks, so dass das Aufblähen der Stromspeicherzellen 5 begrenzt wird.
  • Diese unterschiedlichen Ergebnisse werden vorzugsweise erhalten, indem vorgesehen wird, dass die erste und/oder die zweite Querwand 31, 32 einen Kunststoffschaum, z. B. einen Polyurethanschaum oder einen expandierten Polyphenylenetherschaum umfasst.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die erste Querwand 31 und die zweite Querwand 32 vollständig aus dem Kunststoffschaum hergestellt.
  • Wie in der FR 20 07331 beschrieben, weist der untere Teil 25 des Gehäuses 19 vorteilhafterweise (nicht gezeigte) Träger auf, die mit dem Gehäuse 19 fest verbunden und im Allgemeinen starr am starren Gestell befestigt sind, das die Module 3 trägt, wobei der Schaum an den Trägern befestigt ist.
  • Der Kunststoffschaum wird vorzugsweise auf die Träger aufgeformt.
  • In einer Variante besteht der Kunststoffschaum aus Blöcken, die auf die Träger angesetzt sind, oder wird auf jede andere geeignete Art und Weise hergestellt.
  • Neben der Auswahl der Länge im leeren Zustand LV und des Materials der ersten und/oder der zweiten Querwand 31, 32 kann die Druckkraft eingestellt werden, indem auch auf die Form der Außenflächen 33, 33 der ersten und/oder der zweiten Querwand 31, 32 eingewirkt wird.
  • Dies führt zu zusätzlichen Freiheitsgraden, um die angestrebten und oben beschriebenen Ergebnisse zu erhalten.
  • In diesem Fall umfasst die Außenfläche 33, 34 vorteilhafterweise einen vertieften Bereich 41, einen vorstehenden Bereich 43, der in Längsrichtung in Bezug auf den vertieften Bereich 41 zum Inneren des Faches 23 versetzt ist, und einen geneigten Zwischenbereich 45, der den vorstehenden Bereich 43 mit dem vertieften Bereich 41 verbindet (6 und 7).
  • Mit anderen Worten steht der vorstehende Bereich 43 hervor und bildet in Bezug auf den vertieften Bereich 41 ein vorstehendes Relief. Der geneigte Bereich 45 steigt wie in 6 veranschaulicht ausgehend von dem vertieften Bereich 41 allmählich bis zum vorstehenden Bereich 43 an.
  • Bei dem in den 6 und 7 dargestellten Beispiel ist der vertiefte Bereich 41 unterhalb der ersten und/oder zweiten Querwand 31, 32 ausgebildet und grenzt an den Boden 35 an.
  • In der vorliegenden Beschreibung sind der untere Teil und der obere Teil längs einer Höhenrichtung E zu verstehen, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung L und zur Querrichtung T verläuft.
  • Der vorstehende Bereich 43 ist eben und liegt oberhalb der Außenfläche 33, 34. Er bedeckt im Wesentlichen die gesamte Querbreite der Außenfläche 33, 34 und bedeckt ungefähr zwei Drittel der Höhe der Außenfläche.
  • Der geneigte Bereich 45 bedeckt ungefähr ein Viertel der Höhe der Außenfläche 33, 34 und liegt im unteren Teil der Außenfläche 33, 34. Er erstreckt sich über die gesamte Querbreite der Außenfläche 33, 34.
  • Bei Betrachtung eines Querschnitts der ersten Querwand 31 oder der zweiten Querwand 32 in einer zur Längsrichtung L senkrechten Ebene steigt mit anderen Worten die volle Oberfläche bei einer Verlagerung in Längsrichtung ausgehend von dem vertieften Bereich 41 bis zum vorstehenden Bereich 43 an.
  • Mit einer derartigen Anordnung kann die auf das Modul 3 ausgeübte Druckkraft verändert werden, wenn die Eindrücktiefe der Wand steigt.
  • Wenn das Eindrücken mäßig ist, stehen lediglich der vorstehende Bereich 43 möglicherweise mit einem kleinen Teil des geneigten Zwischenbereichs 45 mit dem Modul 3 in Kontakt. Wenn die Länge des Moduls 3 in Längsrichtung steigt, z. B. unter der Wirkung des Aufblähens der Stromspeicherzellen 5 aufgrund der Lade- und Entladezyklen der Batterie 1, gelangt ein größerer Abschnitt des geneigten Zwischenbereichs 45 mit dem Modul 3 in Kontakt. Dieser zusätzliche mit dem Modul 3 in Kontakt stehende Abschnitt trägt zur ausgeübten Druckkraft bei, was er ursprünglich nicht tat.
  • Es wird nun anhand von 8 eine Ausführungsvariante beschrieben. Lediglich die Punkte, in denen sich die Variante von 8 von derjenigen der 6 und 7 unterscheidet, werden nachfolgend ausführlich erläutert.
  • Elemente, die identisch sind oder ein und dieselbe Funktion erfüllen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • In der Ausführungsvariante von 8 weist der vorstehende Bereich 43 zwei längs der Höhenrichtung E langgestreckte Streifen 47 auf.
  • Die beiden Streifen 47 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Der geneigte Zwischenbereich 45 weist zwei Seitenstreifen 49 auf, die längs der Querrichtung T auf der einen und auf der anderen Seite jedes Streifens 47 angeordnet sind. Die Seitenstreifen 49 sind längs der Höhenrichtung E langgestreckt.
  • Wie in 8 zu sehen ist, bildet jeder Streifen 47 mit den beiden Seitenstreifen 49, die daran angrenzen, einen Körper, dessen Streifen 47 die Spitze bildet.
  • Der vertiefte Bereich 41 weist einen mittleren Streifen 51 auf, der in Querrichtung zwischen den beiden Körpern angeordnet ist, sowie zwei äußere Streifen 53, die zwischen einem Körper und der Längswand 37 oder 38 angeordnet sind.
  • Der vorstehende Bereich 43, der vertiefte Bereich 41 und der geneigte Zwischenbereich 45 können auf viele andere Arten angeordnet werden.
  • Es wird nun anhand von 9 eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung ausführlich erläutert.
  • Lediglich die Punkte, in denen sich die Variante von 9 von derjenigen der 1 bis 4 unterscheidet, werden nachfolgend ausführlich erläutert.
  • Elemente, die identisch sind oder ein und dieselbe Funktion erfüllen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • In der Variante von 9 umfasst die erste Querwand 31 und/oder die zweite Querwand 32 einen Teil 57 aus dem elastischen Material und zumindest einen Block 59 mit einem zweiten Kunststoff.
  • Der Teil 57 besteht aus dem weiter oben beschriebenen Kunststoffschaum.
  • Dieses elastische Material ist relativ nachgiebiger als der zweite Kunststoff.
  • Der zweite Kunststoff ist im Gegensatz dazu relativ starrer als das elastische Material.
  • Der Teil 57 und der Block 59 liegen auf Höhe von getrennten jeweiligen Bereichen der Außenfläche 33.
  • Üblicherweise wird wie in der FR 20 07331 beschrieben der bzw. jeder Block 59 an den Trägern des unteren Teils 25 des Gehäuses 19 angebracht, bevor der Kunststoffschaum geformt wird. Nach dem Formen des Schaums ist der bzw. jeder Block 59 vollständig im Schaum aufgenommen.
  • Der bzw. jeder Block 59 hat üblicherweise eine Dicke von 10 mm. Er besteht aus PPE mit einer Dichte von 0,1 Kilogramm pro Liter und hat einen Druck von 300 kPa bei einem Eindrücken von 10%.
  • Das Hinzufügen eines derartigen Blocks 59 ermöglicht eine Anpassung der Merkmale der ersten und/oder zweiten Querwände 31, 32.
  • Eine weitere Ausführungsvariante wird nun mit Bezug auf 10 beschrieben. Es werden nachfolgend lediglich die Punkte ausführlich erläutert, in denen sich die Variante von 10 von der von 9 unterscheidet.
  • Elemente, die identisch sind oder ein und dieselbe Funktion erfüllen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • In 10 umfasst der bzw. jeder Block 59 eine erste Schicht 61 aus dem zweiten Kunststoff und eine in Längsrichtung die erste Schicht 61 überlagernde zweite Schicht 63 aus einem anderen Kunststoff, der nachgiebiger ist als er zweite Kunststoff.
  • Üblicherweise hat die zweite Schicht 63 eine erste Dicke, wenn das Fach 23 leer ist, und eine zweite Dicke, wenn ein Modul in das Fach 23 eingesetzt ist.
  • Für den Fall, dass ein derartiger Block 59 sowohl in der ersten als auch in der zweiten Querwand 31, 32 vorgesehen ist, ist vorgesehen, dass das Zusammendrücken der zweiten Schicht 63 von der ersten auf die zweite Dicke eine Druckkraft erzeugt, die mehr als 40% der Druckkraft beträgt, die dazu geeignet ist, die Stromspeicherzellen 5 im Wesentlichen bei ihren Nenndicken E0 zu halten.
  • Für ein Modul 3 mit der komprimierten Länge L0 - T1 erzeugt das Zusammendrücken der zweiten Schicht 63 von der ersten auf die zweite Dicke somit eine Druckkraft von mehr als 40% der ersten Druckkraft F1.
  • Mit anderen Worten wird die zweite Schicht 63 so ausgewählt, dass sie besonders leicht komprimierbar ist und, sobald sie komprimiert ist, eine Kraft erzeugt, die praktisch ausreicht, um den Wert zu erreichen, mit dem die unterschiedlichen Stromspeicherzellen 5 des Moduls 3 im Wesentlichen bei ihrer Nenndicke E0 gehalten werden können. Die erste Schicht 61 besteht jedoch aus einem Material, das einen sehr viel höheren Widerstand gegen ein Eindrücken bietet, wodurch das Aufblähen der Stromspeicherzellen 5, das mit den Lade- und Entladezyklen der Batterie 1 zusammenhängt, stark begrenzt werden kann.
  • Die zweite Schicht 63 hat z. B. eine Dicke von 2 mm und ist aus einem nachgiebigen PU-Schaum mit 70 g/Liter mit einem Druck von nur 7,9 kPa bei einem Eindrücken von 40%. Dieser Schaumtyp wird üblicherweise für Kraftfahrzeugsitzbezüge verwendet.
  • Die erste Schicht 61 ist aus einem starren Polyurethanschaum von 100 g/Liter mit einem Druck von 298 kPa bei einem Eindrücken von 40% hergestellt.
  • Wenn nur eine der beiden Querwände 31, 32 den Block 59 aufweist, wobei die andere Querwand 31, 32 im Wesentlichen nicht verformbar ist, ist dann vorgesehen, dass das Komprimieren der zweiten Schicht 63 von der ersten Dicke auf die zweite Dicke eine Druckkraft erzeugt, die mehr als 80% der Druckkraft beträgt, die dazu geeignet ist, die Stromspeicherzellen 5 im Wesentlichen bei ihren Nenndicken E0 zu halten.
  • Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist mindestens eine der ersten und zweiten Querwände 31, 32 mit einer Außenschicht 65 (6, 9, 10) bedeckt, die die Außenfläche 33, 34 der Wand bedeckt. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Batterie 1 vom Typ ist, bei dem die Stromspeicherzellen 5 durch Zirkulation eines dielektrischen Fluids gekühlt werden, das mit den Stromspeicherzellen 5 direkt in Kontakt steht.
  • Die Außenschicht 65 wird nämlich dann aus einem Material ausgewählt, das gegenüber dem dielektrischen Fluid dicht ist. Dadurch kann verhindert werden, dass das dielektrische Fluid den Kunststoff durchtränkt, der die ersten und/oder zweiten Querwände 31, 32 bildet.
  • Üblicherweise bedeckt die Außenschicht 65 nicht nur die Außenflächen der ersten und zweiten Wände 31, 32, sondern auch die Außenflächen 33, 34 des Bodens 35 und der Längswände 37, 38. Eine derartige Außenschicht 65 und das Verfahren, mit dem sie erhalten werden kann, sind in der FR 20 07331 beschrieben.
  • Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist dann eine vertiefte Rille 67 zumindest auf einem Teil des Umfangs der Außenfläche 33, 34 der ersten und/oder der zweiten Querwand 31, 32 ausgebildet.
  • Wie in den 2, 7 und 8 zu sehen ist, erstreckt sich diese vertiefte Rille 67 z. B. auf drei Seiten der ersten Querwand 31 und/oder der zweiten Querwand 32. Sie erstreckt sich auf Höhe der Verbindungsstelle zwischen der Querwand 31, 32 und dem Boden 35 und auf Höhe der Verbindungsstellen zwischen der Wand und den Längswänden 37, 38. Die vertiefte Rille 67 dient dazu, eine Außenschichtreservelänge für die Querwand 31, 32 bereitzustellen.
  • Wenn nämlich das Modul 3 in die Aufnahme 23 eingesetzt ist, ist die Außenschicht 65, die die erste und/oder die zweite Querwand 31, 32 bedeckt, einer Dehnungsbeanspruchung ausgesetzt. Durch die Außenschichtreserve, die durch die vertiefte Rille 67 gebildet ist, ist es möglich, die Außenschicht nicht zu zerreißen, insbesondere an den Ecken der vertieften Rille 67, die besonders beanspruchte Bereiche sind.
  • Es ist anzumerken, dass die Stromspeicherzellen 5 des Moduls 3 auch im Inneren des Fachs 23 in Querrichtung in Position geklemmt sein müssen, hier durch die Längswände 37, 38. Es ist jedoch nicht erforderlich, in Querrichtung T einen erheblichen Druck auf die kleinen Seitenflächen 15, 17 der Stromspeicherzelle 5 auszuüben.
  • Jede Stromspeicherzelle 5 hat in Querrichtung T eine Nennbreite T0 mit einer Toleranz zwischen -T3 und +T4. Jede Stromspeicherzelle 5 hat z. B. zwischen ihren kleinen Flächen 15 und 17 eine Breite von 144 mm, wobei die Toleranz -T3 -0,5 mm und die Toleranz +T4 +0,5 mm beträgt.
  • In diesem Fall wird für das Fach 23 eine Querbreite im leeren Zustand von T0-T3 ausgewählt. Die Breite im leeren Zustand LV entspricht dem Abstand zwischen den Längswänden 37, 38, wenn das Modul 3 nicht in die Aufnahme 23 eingesetzt ist.
  • Somit passt eine Stromspeicherzelle 5 mit der Mindestbreite aufgrund der Herstellungstoleranzen gerade in die Aufnahme und ist ohne Druck mit den Längswänden 37, 38 in Kontakt. Für eine breitere Stromspeicherzelle 5 mit der maximalen Herstellungstoleranz müssen beim Einsetzen die Längswände 37, 38 geringfügig zurückgedrückt werden.
  • Wenn die Längswände 37, 38 mit einer wie weiter oben beschriebenen Außenhaut 65 bedeckt sind, wird vorteilhafterweise auf Höhe der Ecke, die die Verbindungsstelle zwischen dem Boden 35 und den Längswänden 37, 38 gewährleistet, eine Außenschichtreserve gebildet.
  • Wie teilweise in 3 veranschaulicht, sind die beiden Längswände 37, 38 am Boden 35 durch einen gebogenen Abschnitt 71 mit einem ersten Krümmungsradius verbunden.
  • Die kleinen Seitenflächen 15, 17 der Stromspeicherzelle 5 sind über einen gebogenen Teil 73 mit einem zweiten Krümmungsradius, der größer ist als der erste Krümmungsradius, mit der unteren kleinen Fläche 13 verbunden.
  • Wenn die Stromspeicherzelle 5 im Wesentlichen die gleiche Querbreite hat wie das Fach 23, besteht ein verringertes Spiel zwischen dem gebogenen Abschnitt 71 und dem gebogenen Teil 73. In diesem Bereich kann dielektrische Flüssigkeit austreten, jedoch mit extrem eingeschränktem Durchsatz aufgrund der geringen Größe des Spiels und der Ausrichtung des Bereichs.
  • Wenn die Stromspeicherzelle 5 im Gegensatz dazu eine Querbreite hat, die größer ist als die des Fachs 23, werden die Längswände 37, 38 zum Zeitpunkt des Eindringens auseinander gedrückt. Die Spannung der Außenschicht 65 ist aufgrund der Reserve der Außenschicht, die durch den gebogenen Abschnitt 71 gebildet ist, begrenzt.
  • In allen Ausführungsvarianten werden die Stromspeicherzellen 5 ein und desselben Moduls 3 lediglich durch den auf die Wände des Fachs 23 ausgeübten Druck in Position zueinander gehalten. Dieser Druck ist ausreichend hoch, so dass es nicht erforderlich ist, Haltegurte oder ein anderes Haltemittel vorzusehen. Es ist auch nicht erforderlich, Flansche an den beiden Längsenden des Moduls 3 vorzusehen. Der Aufbau des Moduls 3 ist somit deutlich vereinfacht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • FR 2007331 [0002, 0007, 0008, 0098, 0127, 0142]
    • FR 1900228 [0008]
    • FR 190028 [0010]

Claims (9)

  1. Stromspeicherbatterie (1), die Folgendes aufweist: - mindestens ein Modul (3) mit einer Anzahl N von Stromspeicherzellen (5), die in einer Längsrichtung (L) gestapelt sind, - ein Gehäuse (19), in dem mindestens ein Fach (23) zur Aufnahme des mindestens einen Moduls (3) ausgebildet ist, wobei das bzw. jedes Fach (23) eine erste und eine zweite Querwand (31, 32) mit Außenflächen (33, 34) aufweist, die das Fach (23) an seinen beiden gegenüberliegenden Längsenden begrenzen; wobei jede Stromspeicherzelle (5) zwei große Querflächen (7, 9) aufweist, die zueinander entgegengesetzt sind, und zwischen den großen Flächen (7, 9) in Längsrichtung eine Nenndicke E0 hat; wobei die erste und/oder die zweite Querwand (31, 32) aus einem elastischen Material bestehen; wobei die erste und die zweite Querwand (31, 32), wenn ein Modul (3) in das Fach (23) eingesetzt ist, in Längsrichtung eine Druckkraft auf das Modul (3) ausüben, die dazu geeignet ist, die Stromspeicherzellen (5) im Wesentlichen bei ihren Nenndicken E0 zu halten.
  2. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elastische Material ein Kunststoffschaum, z. B. ein Polyurethanschaum oder ein expandierter Polyphenylenetherschaum ist.
  3. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenfläche (33, 34) der ersten und/oder zweiten Querwand (31, 32) einen vertieften Bereich (41), einen vorstehenden Bereich (43), der in Bezug auf den vertieften Bereich (41) in Längsrichtung zum Inneren des Fachs (23) versetzt ist, und einen geneigten Zwischenbereich (45) umfasst, der den vorstehenden Bereich (43) mit dem vertieften Bereich (41) verbindet.
  4. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder die zweite Querwand (31, 32) einen Teil (57) aus dem elastischen Material und mindestens einen Block (59) mit einem zweiten Kunststoff, der starrer ist als das elastische Material, aufweist, wobei der Teil (57) und der mindestens eine Block (59) auf Höhe getrennter jeweiliger Bereiche der Außenfläche (33, 34) der Wand liegen.
  5. Batterie nach Anspruch 4, wobei der mindestens eine Block (59) eine erste Schicht (61) aus dem zweiten Kunststoff und eine zweite Schicht (63) aus einem anderen Kunststoff, der nachgiebiger ist als der zweite Kunststoff, aufweist, die in Längsrichtung die erste Schicht (61) überlagert.
  6. Batterie nach Anspruch 5, wobei die zweite Schicht (63) eine erste Dicke hat, wenn das Fach (23) leer ist, und eine zweite Dicke, wenn ein Modul (3) in das Fach (23) eingesetzt ist, wobei ein Zusammendrücken der zweiten Schicht (63) von der ersten Dicke auf die zweite Dicke eine Druckkraft der zweiten Schicht erzeugt, - die mehr als 40% der Druckkraft beträgt, die dazu geeignet ist, die Stromspeicherzellen (5) im Wesentlichen bei ihren Nenndicken E0 zu halten, wenn die erste Wand (31) und die zweite Wand (32) jeweils den Teil (57) aus dem elastischen Material und den mindestens einen Block (59) aufweisen; - die mehr als 80% der Druckkraft beträgt, die dazu geeignet ist, die Stromspeicherzellen (5) im Wesentlichen bei ihren Nenndicken E0 zu halten, wenn nur eine der ersten und der zweiten Querwand (31, 32) den Teil (57) aus dem elastischen Material und den mindestens einen Block (59) aufweist.
  7. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder die zweite Querwand (31, 32) mit einer Außenschicht (65) bedeckt sind, die die Außenfläche (33, 34) der Wand definiert, wobei eine vertiefte Rille (67) zumindest auf einem Teil des Umfangs der Außenfläche (33, 34) der ersten und/oder zweiten Querwand (31, 32) ausgebildet ist.
  8. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das bzw. jedes Fach (23) nach unten durch einen Boden (35) begrenzt ist und zwei einander gegenüberliegende Längswände (37, 38) aufweist, die jeweils am Boden (35) durch einen gebogenen Abschnitt (71) mit einem ersten Krümmungsradius verbunden sind, wobei jede Stromspeicherzelle (5) eine zum Boden (35) gewandte untere kleine Fläche (13) und zu den Längswänden (37, 38) gewandte kleine Seitenflächen (15, 17) aufweist, wobei die kleinen Seitenflächen (15, 17) durch gebogene Teile (73) mit der unteren kleinen Fläche (13) verbunden sind, die einen zweiten Krümmungsradius haben, der größer ist als der erste Krümmungsradius des Abschnitts (71).
  9. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zwischen der ersten und der zweiten Querwand (31, 32) komprimierte Modul eine komprimierte Länge in Längsrichtung L0 = N × E0 mit einer Toleranz zwischen -T1 und +T2 für 99% der Module (3) hat, wobei das bzw. jedes Fach (23) im leeren Zustand zwischen der ersten und der zweiten Querwand (31, 32) eine Länge im leeren Zustand LV hat, die kleiner oder gleich L0 - T1 ist.
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