DE102022118634A1 - Electrical energy storage for a motor vehicle and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher (1) zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug, mit mehreren, zum Speichern der elektrischen Energie ausgebildeten Speicherzellen (2), welche an einem separat von den Speicherzellen (2) ausgebildeten und Relativbewegungen zwischen den Speicherzellen (2) zumindest begrenzenden Zellhalter (10) gehalten sind, welcher ein erstes Halteteil (11) mit einem auf einer ersten Seite (SE1) der Speicherzellen (2) angeordneten, ersten Basiselement (13) und ein zweites Halterteil (12) mit einem auf einer von der ersten Seite (SE1) abgewandten, zweiten Seite (SE2) der Speicherzellen (2) angeordneten, zweiten Basiselement (14) aufweist, und mit zwei separat voneinander, separat von den Speicherzellen (2) und separat von dem Zellhalter (10) ausgebildeten und mittels zwischen den Speicherzellen (2) angeordneter Schraubelemente (20) miteinander verschraubten Gehäuseteilen (18, 19), zwischen welchen der Zellhalter (10) und die Speicherzellen (2) angeordnet sind.The invention relates to an electrical energy storage device (1) for storing electrical energy for a motor vehicle, with a plurality of storage cells (2) designed to store the electrical energy, which are formed separately from the storage cells (2) and have relative movements between the storage cells (2 ) at least limiting cell holder (10) are held, which has a first holding part (11) with a first base element (13) arranged on a first side (SE1) of the memory cells (2) and a second holder part (12) with a on one of the first side (SE1) facing away from the second side (SE2) of the memory cells (2), and with two separately formed, separately from the memory cells (2) and separately from the cell holder (10). housing parts (18, 19) screwed together by means of screw elements (20) arranged between the storage cells (2), between which the cell holder (10) and the storage cells (2) are arranged.
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen Energiespeicher.The invention relates to an electrical energy storage device for a motor vehicle according to the preamble of
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen elektrischen Energiespeicher zu schaffen, sodass auf besonders vorteilhafte Weise eine besonders hohe Steifigkeit des elektrischen Energiespeichers realisiert werden kann.The object of the present invention is to create an electrical energy storage for a motor vehicle and a motor vehicle with at least one such electrical energy storage, so that a particularly high rigidity of the electrical energy storage can be achieved in a particularly advantageous manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen Energiespeicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by an electrical energy storage device with the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen einfach auch als Speicher bezeichneten elektrischen Energiespeicher zum, insbesondere elektrochemischen, Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom für ein Kraftfahrzeug. Vorzugsweise ist der elektrische Energiespeicher als eine Batterie, insbesondere als eine Sekundärbatterie, ausgebildet, sodass mittels des elektrischen Energiespeichers die elektrische Energie, insbesondere elektrochemisch, zu speichern oder gespeichert ist. Das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug weist somit in seinem vollständig hergestellten Zustand den elektrischen Energiespeicher auf. Vorzugsweise ist der elektrische Energiespeicher als eine Hochvolt-Komponente ausgebildet, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Dadurch können beispielsweise besonders große elektrische Leistungen zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Vorzugsweise ist das Kraftfahrzeug als Hybrid- oder Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), ausgebildet. Somit weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand beispielsweise wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Hierfür wird die elektrische Maschine mit der in dem elektrischen Energiespeicher gespeicherten, elektrischen Energie versorgt. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt.A first aspect of the invention relates to an electrical energy storage device, also referred to simply as a storage device, for storing, in particular electrochemically, electrical energy or electric current for a motor vehicle. Preferably, the electrical energy storage is designed as a battery, in particular as a secondary battery, so that the electrical energy can be stored or stored, in particular electrochemically, by means of the electrical energy storage. The motor vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, thus has the electrical energy storage in its completely manufactured state. Preferably, the electrical energy storage is designed as a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and most preferably is several hundred volts. This makes it possible, for example, to realize particularly large electrical powers for, in particular, purely electrical driving of the motor vehicle. The motor vehicle is preferably designed as a hybrid or electric vehicle, in particular as a battery-electric vehicle (BEV). Thus, in its fully manufactured state, the motor vehicle has, for example, at least one electric machine by means of which the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically. For this purpose, the electrical machine is supplied with the electrical energy stored in the electrical energy storage. The electrical machine is preferably a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and most preferably is several hundred volts.
Der einfach auch als Energiespeicher bezeichnete, elektrische Energiespeicher weist mehrere Speicherzellen auf, in beziehungsweise mittels welchen die elektrische Energie, insbesondere elektrochemisch, zu speichern oder gespeichert ist. Die Speicherzellen werden auch als Zellen bezeichnet und sind Einzelzellen, mithin separat voneinander ausgebildete Bauelemente. Insbesondere ist die jeweilige Speicherzelle eine Batteriezelle, mithin eine Sekundärzelle. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die jeweilige Speicherzelle als ein Akkumulator beziehungsweise als eine Akkumulatorzelle ausgebildet ist.The electrical energy storage, also simply referred to as energy storage, has a plurality of storage cells in or by means of which the electrical energy, in particular electrochemically, is to be stored or stored. The memory cells are also referred to as cells and are individual cells, i.e. components designed separately from one another. In particular, the respective storage cell is a battery cell, therefore a secondary cell. Expressed again in other words, it is preferably provided that the respective memory cell is designed as an accumulator or as an accumulator cell.
Beispielsweise weist die jeweilige Speicherzelle ein Zellgehäuse auf, durch welches ein Aufnahmeraum der jeweiligen Speicherzelle, insbesondere direkt, begrenzt sein kann. Beispielsweise ist im jeweiligen Aufnahmeraum der jeweiligen Speicherzelle eine jeweilige Speichereinrichtung zum, insbesondere elektrochemischen, Speichern der elektrischen Energie angeordnet. Die Speichereinrichtung umfasst beispielsweise wenigstens eine Elektrode. Insbesondere kann die jeweilige Speichereinrichtung vorzugsweise wenigstens oder genau zwei Elektroden aufweisen. Beispielsweise weist eine erste der Elektroden eine erste elektrische Polarität auf, wobei beispielsweise die jeweilige, zweite Elektrode eine von der ersten elektrischen Polarität unterschiedliche, zweite elektrische Polarität aufweist, welche insbesondere der ersten elektrischen Polarität entgegengesetzt ist. Somit ist beispielsweise eine der Elektroden als Kathode und die andere Elektrode als Anode ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige Speichereinrichtung einen jeweiligen, insbesondere flüssigen, Elektrolyten aufweisen, wobei beispielsweise die Elektrode in, insbesondere direktem, Kontakt mit dem Elektrolyten steht.For example, the respective memory cell has a cell housing through which a receiving space of the respective memory cell can be limited, in particular directly. For example, a respective storage device for storing the electrical energy, in particular electrochemically, is arranged in the respective receiving space of the respective storage cell. The storage device comprises, for example, at least one electrode. In particular, the respective storage device can preferably have at least or exactly two electrodes. For example, a first of the electrodes has a first electrical polarity, for example the respective second electrode has a second electrical polarity that is different from the first electrical polarity and which is in particular opposite to the first electrical polarity. Thus, for example, one of the electrodes is designed as a cathode and the other electrode as an anode. Alternatively or additionally, the respective storage device can have a respective, in particular liquid, electrolyte, for example the electrode being in, in particular direct, contact with the electrolyte.
Der elektrische Energiespeicher weist außerdem einen separat von den Speicherzellen ausgebildeten und einfach auch als Halter oder Träger bezeichneten Zellhalter auf, an welchem die Speicherzellen, insbesondere direkt, gehalten sind, wodurch Relativbewegungen zwischen den Speicherzellen zumindest begrenzt, insbesondere unterbunden, sind. Dies bedeutet, dass der Zellhalter Relativbewegungen zwischen den Speicherzellen zumindest begrenzt, insbesondere unterbindet. Insbesondere sind die Speicherzellen über den Zellhalter aneinandergehalten beziehungsweise zusammengehalten. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Speicherzellen mittels des Zellhalters in einem durch den Zellhalter vorgegebenen Muster relativ zueinander gehalten sind. Außerdem ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass mittels des Zellhalters die Speicherzellen, insbesondere paarweise, in einem jeweiligen Abstand zueinander gehalten sind, sodass es vorzugsweise vorgesehen ist, dass sich die Speicherzellen nicht gegenseitig direkt berühren. Der Zellhalter weist ein auf einer ersten Seite der Speicherzellen angeordnetes, erstes Halterteil auf. Außerdem weist der Zellhalter ein zweites Halterteil auf, welches auf einer von der ersten Seite abgewandten, zweiten Seite der Speicherzellen angeordnet ist. Insbesondere sind die Zellhalter beispielsweise separat voneinander ausgebildet.The electrical energy storage also has a cell holder which is designed separately from the storage cells and is also simply referred to as a holder or carrier, on which the storage cells are held, in particular directly, whereby relative movements between the storage cells are at least limited, in particular prevented. This means that the cell holder at least limits, in particular prevents, relative movements between the storage cells. In particular, the memory cells are held together or held together via the cell holder. This is to be understood in particular as meaning that the memory cells are held relative to one another by means of the cell holder in a pattern predetermined by the cell holder. In addition, it is particularly preferably provided that the memory cells, in particular in pairs, are held at a respective distance from one another by means of the cell holder, so that it is preferably provided that the memory cells do not touch each other directly. The cell holder has a first holder part arranged on a first side of the memory cells. In addition, the cell holder has a second holder part, which is arranged on a second side of the memory cells facing away from the first side. In particular, the cell holders are designed separately from one another, for example.
Beispielsweise weist die jeweilige Speicherzelle, insbesondere ihr jeweiliges Zellgehäuse, zwei Stirnseiten oder Stirnflächen auf, wobei die Stirnseiten beziehungsweise die Stirnflächen entlang einer Beabstandungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle voneinander beabstandet sind und einander gegenüberliegen. Ferner ist es beispielsweise denkbar, dass das jeweilige Zellgehäuse einen jeweiligen Gehäusemantel aufweist, welcher sich, insbesondere entlang der Beabstandungsrichtung, beispielsweise zwischen den Stirnseiten beziehungsweise Stirnflächen erstreckt. Insbesondere ist es denkbar, dass die Stirnflächen beziehungsweise Stirnseiten und der Gehäusemantel den jeweiligen Aufnahmeraum, insbesondere direkt, begrenzen. Es ist denkbar, dass die Speicherzelle eine zylindrische Speicherzelle, mithin eine Rundzelle und somit außenumfangsseitig zylindrisch beziehungsweise rund oder kreisrund ausgebildet ist, sodass beispielsweise der auch als Zellmantel bezeichnete Gehäusemantel außenumfangsseitig zylindrisch beziehungsweise rund oder kreisrund ausgebildet ist. Ferner ist es denkbar, dass die jeweilige Speicherzelle außenumfangsseitig jedwede Form aufweisen kann, sodass die jeweilige Speicherzelle außenumfangsseitig beispielsweise prismatisch ausgebildet sein kann. Insbesondere ist es denkbar, dass die Beabstandungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle mit einer jeweiligen Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle zusammenfällt, welche sich entlang ihrer Längserstreckungsrichtung länglich erstrecken kann. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass eine erste der Stirnseiten beziehungsweise Stirnflächen auf der ersten Seite angeordnet ist und somit beispielsweise dem ersten Halterteil zugeordnet ist, wobei beispielsweise die zweite Stirnseite beziehungsweise Stirnfläche auf der zweiten Seite angeordnet und somit beispielsweise dem zweiten Halterteil zugewandt ist. Insbesondere sind die Halterteile Festkörper und ganz vorzugsweise eigensteif.For example, the respective memory cell, in particular its respective cell housing, has two end faces or end faces, the end faces or the end faces being spaced apart from one another along a spacing direction of the respective memory cell and lying opposite one another. Furthermore, it is conceivable, for example, for the respective cell housing to have a respective housing jacket, which extends, in particular along the spacing direction, for example between the end faces or end faces. In particular, it is conceivable that the end faces or end faces and the housing jacket limit the respective receiving space, in particular directly. It is conceivable that the memory cell is a cylindrical memory cell, therefore a round cell and is therefore cylindrical or round or circular on the outer circumference, so that, for example, the housing jacket, also known as a cell jacket, is cylindrical or round or circular on the outer circumference. Furthermore, it is conceivable that the respective memory cell can have any shape on the outer circumference, so that the respective memory cell can be designed, for example, prismatically on the outer circumference. In particular, it is conceivable that the spacing direction of the respective memory cell coincides with a respective longitudinal extension direction of the respective memory cell, which can extend elongated along its longitudinal extension direction. It is particularly conceivable that a first of the end faces or end faces is arranged on the first side and is therefore assigned to the first holder part, for example, with the second end face or end face being arranged on the second side and thus, for example, facing the second holder part. In particular, the holder parts are solid and very preferably inherently rigid.
Der elektrische Energiespeicher weist des Weiteren zwei separat voneinander, separat von den Speicherzellen und separat von dem Zellhalter ausgebildete Gehäuseteile auf, nämlich ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil. Beispielsweise ist das jeweilige Gehäuseteil als eine Platte ausgebildet. Insbesondere bilden die Gehäuseteile eine Einhausung oder die Gehäuseteile sind Bestandteile einer Einhausung, wobei die Einhausung auch als Gehäuse oder Speichergehäuse bezeichnet wird. Beispielsweise begrenzt die Einhausung einen Aufnahmebereich, insbesondere direkt, wobei die Speicherzellen und der Zellhalter in dem Aufnahmebereich angeordnet sind. Dabei sind die Zellhalter und die Speicherzellen, insbesondere entlang der Beabstandungsrichtung betrachtet, zwischen den Gehäuseteilen angeordnet. Insbesondere sind die Gehäuseteile Festkörper und ganz vorzugsweise eigensteif ausgebildet. Die Gehäuseteile sind mittels Schraubelementen miteinander verschraubt, wobei die Schraubelemente zwischen den Speicherzellen angeordnet sind. Beispielsweise sind die Gehäuseteile mittels der Schraubelemente mittelbar miteinander verspannt und hier insbesondere aufeinander zugespannt, insbesondere entlang der Beabstandungsrichtung betrachtet, sodass beispielsweise in den Schraubelementen eine Zugkraft wirkt. Beispielsweise sind die Gehäuseteile insbesondere entlang der Beabstandungsrichtung betrachtet unter Vermittlung der Halterteile und unter Vermittlung der Speicherzellen aneinander abgestützt, sodass insbesondere dadurch, dass die Gehäuseteile mittels der Schraubelemente miteinander verspannt sind, die Halterteile und die insbesondere entlang der Beabstandungsrichtung betrachtet zwischen den Halterteilen angeordneten Speicherzellen verspannt und dabei insbesondere entlang der Beabstandungsrichtung zusammengedrückt oder zusammengepresst sind. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind beispielsweise dadurch, dass die Gehäuseteile mittels der Schraubelemente miteinander verspannt sind, die Gehäuseteile insbesondere entlang der Beabstandungsrichtung gegen die Halterteile gespannt, wodurch die Halterteile insbesondere entlang der Beabstandungsrichtung betrachtet gegen die Speicherzellen gespannt sind.The electrical energy storage further has two housing parts that are designed separately from one another, separately from the storage cells and separately from the cell holder, namely a first housing part and a second housing part. For example, the respective housing part is designed as a plate. In particular, the housing parts form an enclosure or the housing parts are components of an enclosure, the enclosure also being referred to as a housing or storage housing. For example, the enclosure delimits a receiving area, in particular directly, with the storage cells and the cell holder being arranged in the receiving area. The cell holders and the memory cells are arranged between the housing parts, particularly when viewed along the spacing direction. In particular, the housing parts are solid and, most preferably, inherently rigid. The housing parts are screwed together using screw elements, the screw elements being arranged between the storage cells. For example, the housing parts are indirectly clamped together by means of the screw elements and here in particular are clamped towards one another, in particular viewed along the spacing direction, so that, for example, a tensile force acts in the screw elements. For example, the housing parts are supported against one another, particularly when viewed along the spacing direction, through the support of the holder parts and through the storage cells, so that in particular because the housing parts are clamped together by means of the screw elements, the holder parts and the memory cells arranged between the holder parts, particularly when viewed along the spacing direction, are braced and in particular compressed along the spacing direction or are pressed together. Expressed again in other words, for example, because the housing parts are clamped together by means of the screw elements, the housing parts are clamped against the holder parts in particular along the spacing direction, as a result of which the holder parts are clamped against the memory cells in particular when viewed along the spacing direction.
Das erste Halterteil weist ein erstes Basiselement auf, welches auf der ersten Seite angeordnet ist. Das zweite Halterteil weist ein zweites Basiselement auf, welches auf der zweiten Seite angeordnet ist. Beispielsweise ist die jeweilige Speicherzelle in eine erste Abstützrichtung zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem ersten Basiselement abgestützt. Beispielsweise ist die jeweilige Speicherzelle in eine der ersten Abstützrichtung entgegengesetzte, zweite Abstützrichtung zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem zweiten Basiselement abgestützt. Somit ist beispielsweise das erste Basiselement mittels des ersten Gehäuseteils in die zweite Abstützrichtung gegen die Speicherzellen gespannt, und beispielsweise ist das zweite Halterteil mittels des zweiten Gehäuseteils in die erste Abstützrichtung gegen die Speicherzellen gespannt. Beispielsweise verlaufen die Abstützrichtungen parallel zur Beabstandungsrichtung oder fallen mit der Beabstandungsrichtung zusammen.The first holder part has a first base element which is arranged on the first side. The second holder part has a second base element which is arranged on the second side. For example, the respective memory cell is at least indirectly, in particular directly, supported on the first base element in a first supporting direction. For example, the respective memory cell is supported at least indirectly, in particular directly, on the second base element in a second support direction opposite to the first support direction. Thus, for example, the first base element is clamped in the second support direction against the memory cells by means of the first housing part, and for example, the second holder part is clamped in the first support direction against the memory cells by means of the second housing part. For example, the support directions run parallel to the spacing direction or coincide with the spacing direction.
Um nun auf besonders vorteilhafte Weise eine besonders hohe Steifigkeit des elektrischen Energiespeichers realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der jeweiligen Speicherzelle jeweilige Säulenelemente des Zellhalters zugeordnet sind. Die jeweiligen, der jeweiligen Speicherzelle zugeordneten Säulenelemente des Zellhalters bilden eine jeweilige Säulenelementgruppe, und da mehrere Speicherzellen vorgesehen sind, sind mehrere Säulenelementgruppen vorgesehen. Die jeweiligen, der jeweiligen Speicherzelle zugeordneten und die jeweilige Säulenelementgruppe bildenden Säulenelemente sind in Umfangsrichtung der jeweiligen Speicherzelle, der die jeweiligen Säulenelemente der jeweiligen Säulenelementgruppe zugeordnet sind, aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordnet. Wenn im Folgenden von den Säulenelementen die Rede ist, so sind darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die jeweiligen, der jeweiligen Speicherzelle zugeordneten Säulenelemente der jeweiligen Säulenelementgruppe zu verstehen. Wenn im Folgenden die Rede von der Säulenelementgruppe ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die jeweilige Säulenelementgruppe zu verstehen, die die jeweiligen, der jeweiligen Speicherzelle zugeordneten Säulenelemente umfasst beziehungsweise durch diese gebildet ist.In order to be able to realize a particularly high rigidity of the electrical energy storage in a particularly advantageous manner, it is provided according to the invention that respective column elements of the cell holder are assigned to the respective storage cell. The respective column elements of the cell holder assigned to the respective memory cell form a respective column element group, and since a plurality of memory cells are provided, a plurality of column element groups are provided. The respective column elements assigned to the respective storage cell and forming the respective column element group are arranged successively and spaced apart from one another in the circumferential direction of the respective storage cell to which the respective column elements of the respective column element group are assigned. When we talk about the column elements below, unless otherwise stated, this means the respective column elements of the respective column element group assigned to the respective memory cell. When we talk about the column element group below, unless otherwise stated, this is to be understood as meaning the respective column element group, which includes the respective column elements assigned to the respective memory cell or is formed by them.
Mehrere, erste der jeweiligen Säulenelemente der jeweiligen Säulenelementgruppe weisen jeweils ein jeweiliges, erstes Säulenteil auf, welches in eine von der ersten Seite und von dem ersten Basiselement zu der zweiten Seite hinweisende, erste Richtung, welche beispielsweise der zweiten Abstützrichtung entspricht, von dem ersten Basiselement absteht. Die mehreren, ersten Säulenelemente der jeweiligen Säulenelementgruppe weisen jeweils auch ein jeweiliges, zweites Säulenteil auf, welches in eine von der zweiten Seite und von dem zweiten Basiselement zu der ersten Seite hinweisende, der ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung, welche beispielsweise der ersten Abstützrichtung entspricht, von dem zweiten Basiselement absteht, separat von dem jeweiligen, ersten Säulenteil des jeweiligen, ersten Säulenelements ausgebildet ist und sich in die erste Richtung an das jeweilige, erste Säulenteil des jeweiligen, ersten Säulenelements anschließt. Dabei sind die jeweiligen Säulenteile des jeweiligen, ersten Säulenelements, insbesondere direkt, miteinander verbunden. Hierdurch sind die separat voneinander ausgebildeten Halterteile insbesondere entlang der Beabstandungsrichtung betrachtet miteinander verbunden, wodurch eine besonders hohe Steifigkeit des elektrischen Energiespeichers dargestellt werden kann.A plurality of first of the respective column elements of the respective column element group each have a respective first column part, which points from the first base element in a first direction pointing from the first side and from the first base element to the second side, which corresponds, for example, to the second support direction stands out. The plurality of first column elements of the respective column element group each also have a respective second column part, which points in a second direction pointing from the second side and from the second base element to the first side and opposite to the first direction, which corresponds, for example, to the first support direction , protrudes from the second base element, is formed separately from the respective first column part of the respective first column element and adjoins the respective first column part of the respective first column element in the first direction. The respective column parts of the respective first column element are connected to one another, in particular directly. As a result, the holder parts, which are designed separately from one another, are connected to one another, particularly when viewed along the spacing direction, whereby a particularly high rigidity of the electrical energy storage can be achieved.
Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens ein zweites der jeweiligen Säulenelemente der jeweiligen Säulenelementgruppe, insbesondere mehrere, zweite der jeweiligen Säulenelemente der jeweiligen Säulenelementgruppe, ein drittes Säulenteil aufweist beziehungsweise aufweisen, welches in die erste Richtung von dem ersten Basiselement absteht und eine auch als erstes Durchgangsloch bezeichnete, erste Durchgangsöffnung aufweist. Des Weiteren weist das zweite Säulenelement der jeweiligen Säulenelementgruppe ein viertes Säulenteil auf, welches in die zweite Richtung von dem zweiten Basiselement absteht, separat von dem dritten Säulenteil des zweiten Säulenelements ausgebildet ist, sich in die erste Richtung an das dritte Säulenteil des zweiten Säulenelements anschließt und eine mit der ersten Durchgangsöffnung fluchtende und auch als zweites Durchgangsloch bezeichnete, zweite Durchgangsöffnung aufweist. Dabei durchdringt ein jeweiliges der Schraubelemente, mittels welchen die Gehäuseteile miteinander verschraubt sind, die Durchgangsöffnungen. Da, wie zuvor beschrieben, mehrere Säulenelementgruppen vorgesehen sind, sind insgesamt auch mehrere, zweite Säulenelemente vorgesehen, sodass mehrere, erste Durchgangsöffnungen und mehrere, zweite Durchgangsöffnungen vorgesehen sind. Die jeweilige, erste Durchgangsöffnung und die jeweilige, zweite Durchgangsöffnung bilden ein Durchgangsöffnungspaar, welches von einem jeweiligen der Schraubelemente durchdrungen ist. Somit durchdringen die Schraubelemente, mittels welchen die Gehäuseteile miteinander verschraubt sind, die jeweiligen Durchgangsöffnungen der jeweiligen Durchgangsöffnungspaare, wodurch eine besonders hohe Steifigkeit des elektrischen Energiespeichers dargestellt werden kann. Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, eine sehr hohe Steifigkeit, insbesondere Struktursteifigkeit, des elektrischen Energiespeichers realisieren zu können, ohne die Speicherzellen mit einer beispielsweise Zwei-Komponenten-Klebstoffmasse ausgebildeten Masse zu umgießen. Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei herkömmlichen Lösungen die Speicherzellen in eine beispielsweise als Zwei-Komponenten-Klebstoffmasse oder Polyurethan (PU), insbesondere PU-Schaum, oder Schaum generell ausgebildete Masse eingebettet werden, insbesondere indem die Speicherzellen mit der Masse umgossen werden. Mittels der Masse werden die Speicherzellen miteinander verklebt, und mittels der Masse werden die Speicherzellen mit dem Zellhalter, insbesondere mit den Halterteilen, verklebt. Ein Nachteil diesbezüglich ist, dass selbst dann, wenn als die Masse ein schnell härtender Zwei-Komponenten-Klebstoff verwendet wird, bei einem Verfahren zum Herstellen des Energiespeichers ein Aushärten der beispielsweise als Harz ausgebildeten und zunächst flüssigen Masse abgewartet werden muss, sodass das Verfahren mindestens um eine Aushärtezeit stillsteht, während welcher die Masse aushärtet. Darüber hinaus ist ein Gießen von beispielsweise als Klebstoffen ausgebildeten Massen nicht umweltfreundlich und nicht recyclingfähig, da üblicherweise Zwischenlagen verwendet werden müssen. Außerdem ist üblicherweise eine Manipulation von Teilen erforderlich, wobei diese Manipulation mit kostenaufwendigen Vorrichtungen wie beispielsweise Robotern durchgeführt wird. Darüber hinaus kann die Masse zu einem übermäßigen Gewicht führen. Durch die Erfindung kann auf die Verwendung einer solchen Masse verzichtet werden, sodass ein besonders bauraum-, gewichts- und kostengünstiger Aufbau des elektrischen Energiespeichers dargestellt werden kann, wobei insbesondere durch Verwendung der Schraubelemente und der Säulenelemente eine besonders hohe Steifigkeit, insbesondere Struktursteifigkeit, des elektrischen Energiespeichers dargestellt werden kann. Insbesondere können die Schrauben wie Knochen oder Streben eines Skeletts fungieren, insbesondere derart, dass mittels der zwischen den Speicherzellen angeordneten Schraubelemente die Gehäuseteile miteinander verschraubt und dadurch miteinander verbunden sind, insbesondere in zwischen den Speicherzellen angeordneten Bereichen, wodurch eine besonders steife Struktur dargestellt werden kann. Im Vergleich zu den oben genannten Massen sind beispielsweise Schrauben wesentlich umweltfreundlicher, gewichtsgünstiger und recycelbar. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße, elektrische Energiespeicher im Vergleich zur Verwendung von einer Masse, mit welcher die Speicherzellen umgossen werden, wesentlich zeit- und somit kostengünstiger hergestellt werden, da nicht darauf gewartet werden muss, bis eine solche Masse ausgehärtet ist.Furthermore, it is provided according to the invention that at least a second of the respective column elements of the respective column element group, in particular several second of the respective column elements of the respective column element group, has or have a third column part, which projects in the first direction from the first base element and also as a designated first through hole, has first through opening. Furthermore, the second column element of the respective column element group has a fourth column part, which projects in the second direction from the second base element, is formed separately from the third column part of the second column element, adjoins the third column part of the second column element in the first direction and has a second through opening which is aligned with the first through opening and is also referred to as a second through hole. Each of the screw elements, by means of which the housing parts are screwed together, penetrates the through openings. Since, as described above, several column element groups are provided, a total of several second column elements are also provided, so that several first through openings and several second through openings are provided. The respective, first through-opening and the respective, second through-opening form a pair of through-openings, which is penetrated by a respective one of the screw elements. The screw elements, by means of which the housing parts are screwed together, thus penetrate the respective through openings of the respective ones Pairs of through-openings, whereby a particularly high rigidity of the electrical energy storage can be achieved. In particular, the invention makes it possible to achieve a very high level of rigidity, in particular structural rigidity, of the electrical energy storage device without having to cast a material, for example a two-component adhesive material, around the storage cells. The invention is based in particular on the finding that, in conventional solutions, the memory cells are embedded in a mass designed, for example, as a two-component adhesive mass or polyurethane (PU), in particular PU foam, or foam in general, in particular by casting the mass around the memory cells become. The memory cells are glued together using the mass, and the memory cells are glued to the cell holder, in particular to the holder parts, by means of the mass. A disadvantage in this regard is that even if a fast-hardening two-component adhesive is used as the mass, in a method for producing the energy storage device it is necessary to wait for the mass, which is formed, for example, as a resin and is initially liquid, to harden, so that the method is at least stands still for a curing time during which the mass hardens. In addition, casting masses designed as adhesives, for example, is not environmentally friendly and cannot be recycled, since intermediate layers usually have to be used. In addition, manipulation of parts is usually required, this manipulation being carried out using expensive devices such as robots. Additionally, bulk can result in excessive weight. The invention makes it possible to dispense with the use of such a mass, so that a particularly space-, weight- and cost-effective design of the electrical energy storage can be achieved, with particularly high rigidity, in particular structural rigidity, of the electrical energy storage device being achieved particularly through the use of the screw elements and the column elements Energy storage can be represented. In particular, the screws can function like bones or struts of a skeleton, in particular in such a way that the housing parts are screwed together and thereby connected to one another by means of the screw elements arranged between the storage cells, in particular in areas arranged between the storage cells, whereby a particularly rigid structure can be represented. Compared to the materials mentioned above, screws, for example, are much more environmentally friendly, lighter in weight and recyclable. In addition, the electrical energy storage device according to the invention can be produced much more quickly and therefore more cost-effectively than using a mass with which the storage cells are cast, since there is no need to wait until such a mass has hardened.
Um die Teileanzahl und somit das Gewicht, den Bauraumbedarf und die Kosten des elektrischen Energiespeichers in einem besonders geringen Rahmen halten zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass eines der Gehäuseteile einstückig miteinander ausgebildete Innengewinde aufweist, in welche die separat von dem Gehäuseteil ausgebildeten Schraubelemente direkt eingeschraubt sind. Unter dem Merkmal, dass die Innengewinde einstückig miteinander ausgebildet sind, ist zu verstehen, dass die Innengewinde aus einem einzigen Stück gebildet sind, mithin aus einem Monoblock gebildet sind oder durch einen Monoblock gebildet sind. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt weist das eine Gehäuseteil einen einstückig ausgebildeten, mithin aus einem einzigen Stück gebildeten Körper auf, welcher somit als ein Monoblock ausgebildet oder durch einen Monoblock gebildet ist, wobei der einstückig ausgebildete Körper die Innengewinde bildet, in die die Schraubelemente eingeschraubt sind. Dabei weist beispielsweise das jeweilige Schraubelement ein jeweiliges, mit dem jeweiligen Innengewinde ausgebildetes Außengewinde auf, wobei das jeweilige Außengewinde direkt in das jeweilige Innengewinde eingeschraubt ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist beispielsweise das jeweilige Innengewinde direkt in den einstückig ausgebildeten Körper eingebracht, insbesondere mittels eines Verfahrens wie beispielsweise Flow Drilling and Tapping oder Thermdrill.In order to be able to keep the number of parts and thus the weight, the installation space requirement and the costs of the electrical energy storage within a particularly low range, it is provided in one embodiment of the invention that one of the housing parts has internal threads which are formed in one piece with one another and into which the threads are inserted separately from the Screw elements formed in the housing part are screwed in directly. The feature that the internal threads are formed in one piece with one another means that the internal threads are formed from a single piece, therefore are formed from a monoblock or are formed by a monoblock. Expressed again in other words, the one housing part has an integrally formed body, therefore formed from a single piece, which is thus formed as a monoblock or is formed by a monoblock, the integrally formed body forming the internal threads into which the screw elements are screwed . For example, the respective screw element has a respective external thread formed with the respective internal thread, the respective external thread being screwed directly into the respective internal thread. Expressed again in other words, for example, the respective internal thread is introduced directly into the one-piece body, in particular by means of a method such as flow drilling and tapping or thermal drilling.
Ferner ist es denkbar, dass das jeweilige Innengewinde durch einen jeweiligen, separat von dem einen Gehäuseteil ausgebildeten Gewindekörper wie beispielsweise eine Mutter gebildet ist, wobei der Gewindekörper mit dem einen Gehäuseteil verbunden, insbesondere verschraubt, ist. Dabei ist es denkbar, dass die die Innengewinde bildenden Gewindekörper separat voneinander ausgebildet und miteinander und/oder jeweils mit dem einen Gehäuseteil verbunden sind. Ferner ist es möglich, dass die Gewindekörper einstückig miteinander ausgebildet, das heißt aus einem einzigen Stück gebildet sind, das mit dem einen Gehäuseteil verbunden, insbesondere verschweißt, ist.Furthermore, it is conceivable that the respective internal thread is formed by a respective threaded body, such as a nut, which is formed separately from the one housing part, the threaded body being connected, in particular screwed, to the one housing part. It is conceivable that the threaded bodies forming the internal threads are designed separately from one another and are connected to one another and/or each to one housing part. Furthermore, it is possible for the threaded bodies to be formed in one piece with one another, that is to say to be formed from a single piece that is connected, in particular welded, to one housing part.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das jeweilige Schraubelement über seinen jeweiligen, auch als Schraubenkopf bezeichneten Schraubkopf an einem anderen Gehäuseteil, insbesondere direkt oder aber mittelbar wie beispielsweise über eine Scheibe, abgestützt ist. Dadurch kann eine gewichts-, bauraum- und kostengünstige Verschraubung der Gehäuseteile dargestellt werden.A further embodiment is characterized in that the respective screw element is supported via its respective screw head, also referred to as a screw head, on another housing part, in particular directly or indirectly, for example via a washer. This allows the housing parts to be screwed together in a way that is lightweight, space-saving and cost-effective.
Um die Halterteile besonders einfach und fest miteinander verbinden und somit den elektrischen Energiespeicher besonders einfach und kostengünstig herstellen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das dritte Säulenteil und das vierte Säulenteil, insbesondere direkt, miteinander verrastet sind.In order to be able to connect the holder parts to one another particularly easily and firmly and thus to be able to produce the electrical energy storage particularly easily and cost-effectively, it is provided in a further embodiment of the invention that the third column part and the fourth column part are locked together, in particular directly.
Um die Teileanzahl und somit die Kosten, den Bauraumbedarf und das Gewicht des elektrischen Energiespeichers in einem besonders geringen Rahmen halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das jeweilige Halterteil einstückig, mithin aus einem einzigen Stück gebildet ist. Mit anderen Worten ist das jeweilige Halterteil nicht aus mehreren, separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen Teilen gebildet und somit zusammengesetzt, sondern das Halterteil ist aus einem einzigen Stück gebildet, mithin als ein Monoblock ausgebildet oder durch einen Monoblock gebildet.In order to be able to keep the number of parts and thus the costs, the installation space requirement and the weight of the electrical energy storage within a particularly low range, it is provided in a further embodiment of the invention that the respective holder part is formed in one piece, i.e. from a single piece. In other words, the respective holder part is not formed from several parts that are formed separately and connected to one another and is therefore composed, but rather the holder part is formed from a single piece, therefore designed as a monoblock or formed by a monoblock.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das vierte Säulenteil eine Aufnahme aufweist, in welche das dritte Säulenteil eingreift. Hierdurch kann beispielsweise auch eine Abstützung oder Abstützbarkeit des dritten Säulenteils und des vierten Säulenteils aneinander realisiert werden, insbesondere in Form einer Verhakung des dritten Säulenteils mit dem vierten Säulenteil beziehungsweise umgekehrt, wodurch eine besonders hohe Steifigkeit darstellbar ist.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the fourth column part has a receptacle into which the third column part engages. In this way, for example, the third column part and the fourth column part can be supported or supported on one another, in particular in the form of an interlocking of the third column part with the fourth column part or vice versa, whereby a particularly high level of rigidity can be achieved.
In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das jeweilige Gehäuseteil aus einem metallischen Werkstoff und/oder aus einem faserverstärkten, insbesondere kohlefaserverstärkten, Kunststoff gebildet. Insbesondere sind beispielsweise die Gehäuseteile aus dem gleichen metallischen Werkstoff gebildet. Dadurch kann eine besonders hohe Steifigkeit des Energiespeichers dargestellt werden. Die Innengewinde für die Schraubelemente können in dem jeweiligen, beispielsweise als Platte ausgebildeten Gehäuseteil, insbesondere vor einem Aushärten des Kunststoffes beziehungsweise des Kunststoffmatrix, eingearbeitet werden, insbesondere in den Kunststoff.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the respective housing part is formed from a metallic material and/or from a fiber-reinforced, in particular carbon fiber-reinforced, plastic. In particular, for example, the housing parts are made from the same metallic material. This makes it possible to achieve a particularly high level of rigidity for the energy storage device. The internal threads for the screw elements can be incorporated into the respective housing part, for example designed as a plate, in particular into the plastic before the plastic or the plastic matrix hardens.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das jeweilige Schraubelement gegen wenigstens eines der Gehäuseteile mittels eines separat von dem Gehäuseteil und vorzugsweise auch separat von dem jeweiligen Schraubelement ausgebildeten Dichtungselements abgedichtet wird. Dadurch kann eine vorteilhafte Verschraubung dargestellt werden, wodurch eine besonders hohe Steifigkeit darstellbar ist. Beispielsweise ist das Dichtungselement aus Gummi gebildet. Beispielsweise ist das jeweilige Schraubelement aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl, gebildet. Ferner ist es denkbar, dass das jeweilige Schraubelement als ein selbstdichtendes Schraubelement ausgebildet ist. Ferner ist es denkbar, dass das jeweilige Schraubelement als eine jeweilige Schraube ausgebildet ist. Beispielsweise ist das Dichtungselement aus einem Kunststoff, insbesondere aus PTFE (Polytetrafluoräthylen) gebildet. Beispielsweise kann das Dichtungselement als ein Dichtring ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Dichtring ein Gewindedichtring.Finally, it has proven to be particularly advantageous if the respective screw element is sealed against at least one of the housing parts by means of a sealing element formed separately from the housing part and preferably also separately from the respective screw element. This makes it possible to create an advantageous screw connection, whereby a particularly high level of rigidity can be achieved. For example, the sealing element is made of rubber. For example, the respective screw element is made of a metallic material, in particular steel. Furthermore, it is conceivable that the respective screw element is designed as a self-sealing screw element. Furthermore, it is conceivable that the respective screw element is designed as a respective screw. For example, the sealing element is made of a plastic, in particular PTFE (polytetrafluoroethylene). For example, the sealing element can be designed as a sealing ring. For example, the sealing ring is a thread sealing ring.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem elektrischen Energiespeicher gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
-
1 eine schematische Explosionsansicht eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug; -
2 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht des Energiespeichers; -
3 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht eines Gehäuseteils des elektrischen Energiespeichers; -
4 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Energiespeichers; -
5 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des Energiespeichers; -
6 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des Energiespeichers; -
7 eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer Baueinheit des elektrischen Energiespeichers; -
8 eine schematische Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform der Baueinheit; -
9 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des elektrischen Energiespeichers; -
10 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht des elektrischen Energiespeichers; und -
11 ausschnittsweise eine weitere schematische Draufsicht des einen Gehäuseteils des elektrischen Energiespeichers.
-
1 a schematic exploded view of an electrical energy storage device for a motor vehicle; -
2 a detail of a schematic top view of the energy storage device; -
3 a detail of a schematic top view of a housing part of the electrical energy storage device; -
4 a detail of a schematic perspective view of the energy storage device; -
5 a detail of a further schematic perspective view of the energy storage device; -
6 a detail of a further schematic perspective view of the energy storage device; -
7 a schematic perspective view of a first embodiment of a structural unit of the electrical energy storage; -
8th a schematic perspective view of a second embodiment of the structural unit; -
9 a detail of a further schematic perspective view of the electrical energy storage; -
10 a detail of a schematic sectional view of the electrical energy storage; and -
11 a detail of a further schematic top view of one housing part of the electrical energy storage.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Die jeweilige Speicherzelle 2 weist eine jeweilige, in
Der elektrische Energiespeicher 1 weist beispielsweise eine in den Fig. nicht dargestellte Kontaktierungseinrichtung auf, welche mit den jeweiligen Kontaktbereichen der jeweiligen Speicherzelle 2, insbesondere direkt, elektrisch kontaktiert beziehungsweise verbunden ist, wodurch über die Kontaktierungseinrichtung die Speicherzellen 2 elektrisch miteinander verbunden und dadurch beispielsweise in Reihe oder parallel zueinander geschaltet sind. Beispielsweise ist ein erster der jeweiligen Elektrodenanschlüsse beziehungsweise Kontaktbereiche der jeweiligen Speicherzelle 2 ein erster elektrischer Pol der jeweiligen Speicherzelle 2 oder der jeweilige, erste Elektrodenanschluss beziehungsweise Kontaktbereich bildet einen ersten elektrischen Pol der jeweiligen Speicherzelle 2. Der jeweilige, zweite Elektrodenanschluss beziehungsweise Kontaktbereich der jeweiligen Speicherzelle 2 ist oder bildet beispielsweise einen zweiten elektrischen Pol der jeweiligen Speicherzelle 2, wobei der erste elektrische Pol eine erste elektrische Polarität und der jeweilige, zweite elektrische Pol einer von der ersten Polarität unterschiedliche und insbesondere der ersten elektrischen Polarität entgegengesetzte, zweite elektrische Polarität aufweist. Beispielsweise ist der erste elektrische Pol ein elektrischer Pluspol der jeweiligen Speicherzelle 2, sodass der jeweilige, erste Kontaktbereich beziehungsweise Elektrodenanschluss beispielsweise auch als Kathodenanschluss oder Kathode bezeichnet wird. Beispielsweise ist der jeweilige, zweite elektrische Pol ein jeweiliger, zweiter elektrischer Minuspol der jeweiligen Speicherzelle 2, sodass der jeweilige zweite Elektrodenanschluss beziehungsweise Kontaktbereich der jeweiligen Speicherzelle 2 auch als Anodenanschluss oder Anode bezeichnet wird. Es ist denkbar, dass die beiden Kontaktbereiche der jeweiligen Speicherzelle 2 an derselben Stirnseite S1 und/oder S2 der jeweiligen Speicherzelle 2 angeordnet ist.The
Die jeweilige Speicherzelle 2 weist ein jeweiliges Zellgehäuse 4 auf, durch welches, wie besonders gut aus
Besonders gut aus
Besonders gut aus
Das erste Halterteil 11 weist ein auf einer ersten Seite SE1 der Speicherzellen 2 angeordnetes, erstes Basiselement 13 auf, und das zweite Halterteil 12 weist ein auf einer zweiten Seite SE2 der Speicherzellen 2 angeordnetes, zweites Basiselement 14 auf. Es ist erkennbar, dass die Seiten SE1 und SE2 entlang der jeweiligen Beabstandungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle 2 voneinander weg weisen und einander gegenüberliegen. Dabei ist die jeweilige Stirnseite S1 auf der ersten Seite SE1 angeordnet und somit dem ersten Basiselement 13 zugewandt, und die jeweilige Stirnseite S2 ist auf der zweiten Seite SE2 angeordnet und somit dem zweiten Basiselement 14 zugeordnet. Die Speicherzellen 2 sind in eine durch einen Pfeil 15 veranschaulichte, erste Abstützrichtung zumindest mittelbar und dabei beispielsweise über einen Isolator beziehungsweise eine Isolatorschicht und/oder eine Kontaktierungseinrichtung, insbesondere direkt, an dem Basiselement 13 abgestützt. Außerdem sind die Speicherzellen 2 in eine durch einen Pfeil 16 veranschaulichte, zweite Abstützrichtung zumindest mittelbar und dabei beispielsweise über einen Isolator oder eine Isolatorschicht und/oder eine Kontaktierungseinrichtung, insbesondere direkt, an dem Basiselement 14 abgestützt. Anhand der Pfeile 15 und 16 ist erkennbar, dass die zweite Abstützrichtung der ersten Abstützrichtung entgegengesetzt ist beziehungsweise umgekehrt. Außerdem verläuft die jeweilige Abstützrichtung parallel zur Beabstandungsrichtung. Insbesondere ist es denkbar, dass die Speicherzellen über die genannten Kontaktierungseinrichtung elektrisch miteinander verbunden sind.The
Der Energiespeicher 1 weist außerdem eine auch als Gehäuse oder Speichergehäuse bezeichnete Einhausung 17 auf, welche einen Aufnahmebereich 21 zumindest teilweise und vorzugsweise direkt begrenzt. Dabei sind die Speicherzellen 2 und der Zellhalter 10, mithin die Halterteile 11 und 12, in dem Aufnahmebereich 21 angeordnet. Die Einhausung 17 weist wenigstens oder genau zwei separat voneinander, separat von dem Zellhalter 10 und separat von den Speicherzellen 2 ausgebildete Gehäuseteile auf, nämlich ein erstes Gehäuseteil 18 und ein zweites Gehäuseteil 19. Beispielsweise sind die Gehäuseteile 18 und 19 aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist das jeweilige Gehäuseteil 18, 19 als eine Platte, insbesondere als eine Abschlussplatte, ausgebildet. Es ist erkennbar, dass das Gehäuseteil 18 auf der ersten Seite SE1 der Speicherzellen 2 angeordnet ist, und das Gehäuseteil 19 ist auf der zweiten Seite SE2 der Speicherzellen 2 angeordnet. Somit sind die Halterteile 11 und 12 und die Speicherzellen 2 entlang der jeweiligen Beabstandungsrichtung betrachtet zwischen den Gehäuseteilen 18 und 19 angeordnet. Die jeweilige Platte kann ein Ausschnitt aus einer Unterseite einer Wanne sein oder aus einem ebenen Bereich eines Deckels, insbesondere einer umgedrehten oder konvexen Wanne.The
Der Energiespeicher 1 umfasst außerdem vorliegend als Schrauben ausgebildete Schraubelemente 20, mittels welchen die Gehäuseteile 18 und 19 miteinander verschraubt und dadurch miteinander verspannt sind. Dabei sind die Schraubelemente 20 zwischen den Speicherzellen 2 angeordnet, insbesondere bezogen auf eine Ebene, welche senkrecht zur jeweiligen Beabstandungsrichtung verläuft. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass, insbesondere in der genannten Ebene, zwischen den Speicherzellen 2 Bereiche angeordnet sind, durch welche sich die Schraubelemente 20 hindurch erstrecken, insbesondere in axialer Richtung des jeweiligen Schraubelements 20. Die jeweilige, axiale Richtung des jeweiligen Schraubelements 20 verläuft parallel zur Beabstandungsrichtung beziehungsweise fällt mit der Beabstandungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle 2 zusammen.The
Insbesondere sind die Gehäuseteile 18 und 19 mittels der Schraubelemente 20 derart miteinander verschraubt und dadurch derart miteinander verspannt, dass in dem jeweiligen Schraubelement 20 eine Zugkraft wirkt. Mittels der jeweiligen Zugkraft sind die Gehäuseteile 18 und 19 aufeinander zugespannt, sodass mittels des Gehäuseteils 18 das Basiselement 13 in die zweite Abstützrichtung (Pfeil 16) gegen die Speicherzellen 2 gespannt ist, und sodass mittels des Gehäuseteils 19 das Basiselement 14 in die erste Abstützrichtung (Pfeil 15) gegen die Speicherzellen 2 gespannt ist. Dadurch kann ein besonders fester Zusammenhalt der Halterteile 11 und 12 und der Speicherzellen 2 sowie auch der Gehäuseteile 18 und 19 gewährleistet werden. Die Halterteile 11 und 12 und auch die Gehäuseteile 18 und 19 sind jeweils eigensteif und als Festkörper ausgebildet. In particular, the
Um nun auf besonders einfache Weise eine besonders hohe Steifigkeit des elektrischen Energiespeichers 1 realisieren zu können, sind, wie besonders gut in Zusammenschau mit
In
Vorliegend sind die Säulenteile 26 und 27 mittels der Verbindungselemente 28 und 29 unverlierbar miteinander verbunden, insbesondere verrastet. Mit „unverlierbar“ kann eine zerstörungsfreie oder zerstörungsbehaftete Verbindung meinen.In the present case, the
In
Des Weiteren ist aus
Beispielsweise weist das jeweilige, vierte Säulenteil 32 eine jeweilige Aufnahme 40 (
Die Gehäuseteile 18 und 19 und die dazwischen angeordneten Halterteile 11 und 12 sowie die dazwischen angeordneten Speicherzellen 2 bilden eine Sandwichstruktur, von der beispielsweise die Gehäuseteile 18 und 19 Deckschichten und die Speicherzellen 2 und der Zellhalter 10 eine zwischen den Deckschichten angeordnete Kernschicht bilden, die auch einfach als Kern bezeichnet wird. Dadurch kann auf bauraum- und gewichtsgünstige Weise eine besonders hohe Steifigkeit, insbesondere Struktursteifigkeit, des Energiespeichers 1 dargestellt werden. Beispielsweise ist das Gehäuseteil 18 eine Oberplatte, welche in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs eine Bodenplatte einer selbsttragenden Karosserie des Kraftfahrzeugs sein kann. Durch die Bodenplatte ist beispielsweise der Innenraum des Kraftfahrzeugs in Fahrzeughochrichtung nach unten hin zumindest teilweise begrenzt. Beispielsweise ist das Gehäuseteil 19 eine Unterplatte, welche beispielsweise ein Gehäusedeckel der Einhausung 17 sein kann. Somit ist insbesondere das Gehäuseteil 18 Teil einer tragenden Struktur der Karosserie des Kraftfahrzeugs.The
In
Erkennbar aus
Gemäß
Aus
In
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
- 22
- SpeicherzellenMemory cells
- 33
- DoppelpfeilDouble arrow
- 44
- ZellgehäuseCell casing
- 55
- AufnahmeraumRecording room
- 66
- GehäusemantelHousing jacket
- 77
- SpeichereinrichtungStorage facility
- 88th
- LeitungselementLine element
- 99
- Kanalchannel
- 1010
- ZellhalterCell holder
- 1111
- erstes Halterteilfirst holder part
- 1212
- zweites Halterteilsecond holder part
- 1313
- erstes Basiselementfirst basic element
- 1414
- zweites Basiselementsecond basic element
- 1515
- PfeilArrow
- 1616
- PfeilArrow
- 1717
- EinhausungEnclosure
- 1818
- erstes Gehäuseteilfirst housing part
- 1919
- zweites Gehäuseteilsecond housing part
- 2020
- Schraubelementscrew element
- 2121
- AufnahmebereichRecording area
- 2222
- SäulenelementeColumn elements
- 2323
- SäulenelementgruppeColumn element group
- 2424
- DoppelpfeilDouble arrow
- 2525
- erstes Säulenelementfirst column element
- 2626
- erstes Säulenteilfirst column part
- 2727
- zweites Säulenteilsecond column part
- 2828
- Verbindungselementconnecting element
- 2929
- Verbindungselementconnecting element
- 3030
- zweites Säulenelementsecond column element
- 3131
- drittes Säulenteilthird column part
- 3232
- viertes Säulenteilfourth column part
- 3333
- zweite Durchgangsöffnungsecond passage opening
- 3434
- erste Durchgangsöffnungfirst passage opening
- 3535
- KörperBody
- 3636
- Innengewindeinner thread
- 3737
- Außengewinde/external thread/
- 3838
- Schraubenkopfscrew head
- 3939
- WerkzeugangriffTool attack
- 4040
- AufnahmeRecording
- 4141
- Ausnehmungrecess
- 4242
- MusterPattern
- 4343
- MusterPattern
- 4444
- MusterPattern
- 4545
- MusterPattern
- 4646
- DichtungselementSealing element
- 4747
- DichtungselementSealing element
- 4848
- MusterPattern
- 4949
- MusterPattern
- 5050
- MusterPattern
- 5151
- DurchgangsöffnungPassage opening
- 5252
- MusterPattern
- 5353
- MusterPattern
- 5454
- MusterPattern
- S1S1
- Stirnseitefront side
- S2S2
- Stirnseitefront side
- SE1SE1
- erste Seitefirst page
- SE2SE2
- zweite Seitesecond page
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 3082174 A1 [0002]EP 3082174 A1 [0002]
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2022
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DE102021106470A1 (en) | 2021-03-17 | 2022-09-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Electrical energy store for a motor vehicle and motor vehicle |
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