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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichers.
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Elektrische Energiespeicher der in Rede stehenden Art werden in teil- oder vollelektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Personenkraftwagen, verwendet. Derartige Energiespeicher sind in der Regel sehr groß und beanspruchen bei Personenkraftwagen oftmals große Bereiche des Unterbodens. Der Aufbau derartiger Energiespeicher gestaltet sich dabei als schwierig, da eine sehr hohe Zahl von Energiespeicherzellen verbaut werden muss. Diese müssen elektrisch kontaktiert und im Betrieb gekühlt werden. Daneben sind, bei gleichzeitig geringen Herstellkosten, höchste Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Energiespeicher, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichers anzugeben, wobei, bei gleichzeitig geringen Kosten, die Herstellung von Energiespeichern höchster Qualität ermöglicht werden soll.
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Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Energiespeicher gemäß Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 9 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß umfasst ein elektrischer Energiespeicher ein Gehäuse, welches ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil aufweist, sowie eine Vielzahl von Energiespeicherzellen, welche in eine Schaumstruktur eingebettet ist, wobei die Schaumstruktur mit ihrer Oberseite an das Gehäuseoberteil und mit ihrer Unterseite an eine fluiddichte Anordnungsfläche einer Stützstruktur angeschäumt ist, welche zwischen der Schaumstruktur und dem Gehäuseunterteil angeordnet ist, und wobei die Schaumstruktur Seitenflächen aufweist, welche beim Erzeugen der Schaumstruktur über eine Werkzeugkontur und/oder durch das Anschäumen an eine oder mehrere Seitenwände geformt sind, welche fluiddicht mit der Stützstruktur verbunden sind. Zweckmäßigerweise wird die Schaumstruktur also direkt „im Produkt“ erzeugt. Die Schaumstruktur füllt dabei das Gehäuse gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nicht komplett aus, sondern ist nur dort vorgesehen, wo sie tatsächlich benötigt wird. Die Schaumstruktur grenzt dabei, entlang einer Hochachse gesehen, wobei sich diese senkrecht zu einer Fahrbahnebene bzw. der Anordnungsfläche orientiert, an dem Gehäuseoberteil an. Gegenüberliegend, also nach unten hin, grenzt die Schaumstruktur an der Anordnungsfläche der Stützstruktur an. Diese ist dabei zweckmäßigerweise fluiddicht ausgebildet. Damit wird mit Vorteil erreicht, dass ein schäumbares Medium, insbesondere ein schäumbares Fluid, auf die Anordnungsfläche gegossen werden kann. Die hierzu verwendeten Medien/Werkstoffe sind in der Regel sehr dünnflüssig. Vorliegend ist dies unproblematisch, da die Anordnungsfläche keinerlei Löcher, Ausnehmungen oder dergleichen aufweist, insbesondere also fluiddicht ist. Zweckmäßigerweise ist also ein Schäumen „von unten nach oben“ möglich. Die Anordnungsfläche formt zusammen mit der oder den Werkzeugkonturen und/oder den ebenfalls fluiddicht angeordneten Seitenwänden eine Kavität, in welche das schäumbare Material eingebracht werden kann. Mit Vorteil begrenzen die Seitenwände und/oder die zumindest eine Werkzeugkontur die Kavität. Die Schaumstruktur ist lediglich an das Gehäuseoberteil angeschäumt, nicht aber an das Gehäuseunterteil, was unter anderem in Bezug auf die Demontierbarkeit des Gehäuses vorteilhaft ist. Daneben ergeben sich auch bereits direkt bei der Herstellung des elektrischen Energiespeichers Vorteile, da dieser während der Herstellung bzw. für das Schäumen nicht gewendet werden muss, was aufgrund der hohen Zahl von verbauten Energiespeicherzellen sowie der Größe des Speichers problematisch wäre.
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An der Stelle sei erwähnt, dass als Energiespeicherzellen bevorzugt Rundzellen, insbesondere zylindrische Rundzellen, zum Einsatz kommen. Deren Längsachse ist entlang der vorgenannten Hochachse orientiert. Alternativ können aber auch andere Gehäuseformen zum Einsatz kommen, wie beispielsweise prismatische Gehäuse etc.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Energiespeicherzellen über eine Vielzahl von Abstandselementen beabstandet zu der Anordnungsfläche angeordnet. Die Energiespeicherzellen können mittelbar oder unmittelbar an der Anordnungsfläche angeordnet sein. Bevorzugt sind sie mittelbar über die vorgenannten Abstandselemente angeordnet. Zweckmäßigerweise sind diese Abstandselemente derart ausgelegt, dass zwischen der eigentlichen Anordnungsfläche und der Unterseite der Energiespeicherzellen ein Zwischenraum oder Spalt gebildet wird, welcher je nach Ausführungsform beispielsweise zwischen 1 und 5 mm, bevorzugt etwa 2 bis 3 mm beträgt. An der vorgenannten Unterseite der Energiespeicherzellen ist zweckmäßigerweise das Entgasungsventil der Energiespeicherzellen positioniert. Die Schaumstruktur bildet also unterhalb der Energiespeicherzellen eine mehr oder weniger dünne Schicht aus, welche im Falle eines thermischen Events, also beim Durchgehen einer Energiespeicherzelle, durchbrochen werden kann. Zweckmäßigerweise kann die Energiespeicherzelle also nach unten hin entgasen. Der erforderliche Druckabbau wird hier zweckmäßigerweise über die Ausgestaltung der vorgenannten Stützstruktur erreicht. Die Abstandselemente ermöglichen mit Vorteil ein definiertes Umschäumen der Energiespeicherzellen.
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Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Stützstruktur um ein Element aus einem geschäumten Kunststoff. Bei der Stützstruktur handelt es sich zweckmäßigerweise um eine Platte mit einer Stärke von etwa 2-8 cm. Die Platte ist bevorzugt aus einem geschäumten Kunststoff gefertigt und weist zweckmäßigerweise eine Vielzahl von Kanälen, Ausnehmungen, Löchern und dergleichen auf. Diese Kanäle, Ausnehmungen etc. ermöglichen beim Durchgehen einer oder mehrerer Energiespeicherzellen einen gezielten Druckabbau. Gleichzeitig schützt die Stützstruktur die Energiespeicherzellen von unten. Gemäß einer Ausführungsform ist die Stützstruktur mittelbar oder unmittelbar am Gehäuseunterteil angeordnet. Im Falle eines Aufsetzens des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis, wie beispielsweise einem Bordstein oder dergleichen, können die hierbei auftretenden Lasten über die Stützstruktur auf- oder abgefangen werden. Das Material der Stützstruktur ist entsprechend zweckmäßigerweise weicher und flexibler als der Werkstoff oder das Material der Schaumstruktur, in welchem die Energiespeicherzellen eingebettet sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist auf der Stützstruktur ein Zusatzelement angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform formt oder bildet das Zusatzelement die Anordnungsfläche. Das Zusatzelement ist zweckmäßigerweise ausgelegt, eine Lastverteilung in der Ebene der Anordnungsfläche oder senkrecht zur Hochachse zu ermöglichen. Das Zusatzelement kann entsprechend als Lastverteilerplatte verstanden und bezeichnet werden. Das Zusatzelement ist gemäß einer Ausführungsform eine Platte, welche eine Stärke von wenigen Millimetern, beispielsweise 2-8 mm, aufweist, wobei die vorgenannten Maßangaben sowohl nach oben als auch nach unten hin abweichen können. Als Material für das Zusatzelement wird gemäß einer Ausführungsform ein Kunststoff verwendet. Das Zusatzelement ist auf der Stützstruktur angeordnet bzw. befestigt, beispielsweise aufgeklebt. Das Zusatzelement ist zweckmäßigerweise eine geschlossene Platte, welche keine Ausnehmungen oder Löcher aufweist, insbesondere also fluiddicht ist. Entsprechend ist die Anordnungsfläche eine geschlossene, fluiddichte Ebene. Das Zusatzelement, wie auch die vorgenannte Zwischenschicht der Schaumstruktur, sind mit Vorteil derart ausgelegt, dass sie im Falle eines thermischen Events durchbrochen werden können. Der Druck kann sich innerhalb der Kanäle der Stützstruktur verteilen bzw. dort abgebaut werden. Über die Abstandselemente kann mit Vorteil ein präzises und wiederholgenaues Umschäumen der Energiespeicherzellen, insbesondere auch im Bereich deren Entgasungsventile, erreicht werden. Ist auf der Anordnungsfläche ein Zusatzelement angeordnet, sind die Abstandselement bevorzugt in dieses integriert. Das Zusatzelement umfasst dann bevorzugt die Abstandselemente oder bildet diese aus.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stützstruktur mit dem, insbesondere wannenförmigen, Gehäuseunterteil stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt. Das Gehäuseunterteil ist zweckmäßigerweise mit dem Gehäuseoberteil form- und/oder kraftschlüssig verbunden. Gemäß einer Ausführungsform ist das Gehäuseunterteil mit dem Gehäuseoberteil vernietet und verklebt. Die Befestigung ist zweckmäßigerweise derart gewählt, dass eine gasdichte Befestigung bzw. Verbindung erreicht ist.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Energiespeicher zwei, insbesondere gegenüberliegende, Seitenwände, welche sich entlang der Hochachse erstrecken, wobei eine erste Seitenwand Mittel zum Leiten von Kühlmedium aufweist, und wobei eine zweite Seitenwand Mittel zum Leiten von elektrischem Strom aufweist. Gemäß einer Ausführungsform sind die Energiespeicherzellen in einer Vielzahl von Reihen aneinander angeordnet. Zwischen den Reihen sind Kühlelemente angeordnet. Diese weisen im Falle von zylindrischen Rundzellen bevorzugt eine Wellenform auf. Gemäß einer Ausführungsform weisen die Kühlelemente, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Metallwerkstoff gebildet und aus einem Strangpressprofil geformt sind, Mittel zum Führen des Fluids sowohl in eine Richtung als auch in die jeweils andere Richtung auf. Die Kühlmittelzufuhr sowie die Kühlmittelabfuhr können entsprechend aus der gleichen Seite erfolgen. Gemäß einer Ausführungsform sind entsprechend in der ersten Seitenwand Kanäle zum Zu- und Ableiten eines Kühlmediums in die Kühlelemente hinein und aus diesen heraus angeordnet.
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Auf den Energiespeicherzellen, insbesondere also zwischen dem oberen Gehäuseteil und einer Oberseite der Energiespeicherzelle, ist zweckmäßigerweise ein Kontaktiersystem, insbesondere ein elektrisches Zellkontaktiersystem, vorgesehen, welches ausgelegt und eingerichtet ist, die Energiespeicherzellen elektrisch zu kontaktieren, insbesondere zu verschalten sowie auch sensorisch zu überwachen etc. Zweckmäßigerweise ist der Strompfad derart aufgebaut, dass dieser über die zweite Seitenwand, welche entsprechend bevorzugt Mittel zum Leiten des elektrischen Stroms etc. aufweist, ermöglicht wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stützstruktur aus einer Vielzahl von Segmenten, insbesondere fluiddicht, zusammengesetzt oder insbesondere zusammengesteckt. Zweckmäßigerweise muss die Stützstruktur also nicht aus einem Stück gebildet sein, welches aufgrund der Größe derartiger Energiespeicher oftmals nur schwer zu realisieren wäre. Gemäß einer Ausführungsform weist die Stützstruktur eine beispielsweise viereckige Form auf, insbesondere eine Rechteckform. Die kürzere Seite misst dabei beispielsweise zwischen 1 und 2 m, die längere beispielsweise zwischen 1,5 und 3,5 m. Indem die Stützstruktur aus der Vielzahl von Segmenten besteht, kann diese deutlich leichter hergestellt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform sind auf den Einzelsegmenten der Stützstruktur (bereits) Energiespeicherzellen angeordnet, beispielsweise eine oder mehrere Reihen von Energiespeicherzellen. Zweckmäßigerweise sind auch bereits Kühlelemente vorgesehen/angeordnet. Weiter alternativ können zusätzlich bereits Abschnitte der Seitenwand bzw. der Seitenwände angeordnet sein. Auf den Stützstruktur-Einzelsegmenten sind gemäß einer Ausführungsform auch Zusatzelement-Abschnitte angeordnet. Zweckmäßigerweise kann die vorgenannte Kavität, insbesondere die fluiddichte Kavität, zusammengesetzt oder zusammengesteckt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform sind auch die Seitenwände oder ist zumindest eine Seitenwand aus einer Vielzahl von Abschnitten fluiddicht zusammengesetzt.
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Gemäß einer Ausführungsform werden zum Herstellen der fluiddichten Verbindungen Schneidelemente und/oder Formschlusselemente zwischen oder an den Segmenten/Abschnitten ausgebildet. Schneidelemente können beispielsweise als Messerkanten oder dergleichen ausgebildet sein, welche ausgelegt sind, sich in das Material des jeweils anderen Abschnitts oder des jeweils anderen Segments oder auch in das Zusatzelement einzuschneiden, sodass eine fluiddichte Verbindung zwischen den Abschnitten, Segmenten etc. entsteht. Die vorgenannten Teile können auch über Formschlusselemente derart miteinander kontaktiert sein, dass eine fluiddichte Verbindung entsteht.
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Die Erfindung richtet sich auch auf ein Kraftfahrzeug, welches zumindest einen erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeicher umfasst. Kraftfahrzeuge der in Rede stehenden Art sind insbesondere Landfahrzeuge, wie Krafträder, Personenkraftwagen oder auch Nutzfahrzeuge.
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Die Erfindung richtet sich weiter auf ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichers, umfassend die Schritte:
- - Bereitstellen einer Stützstruktur, wobei die Stützstruktur eine fluiddichte Anordnungsfläche aufweist;
- - Anordnen einer Vielzahl von Energiespeicherzellen auf der Anordnungsfläche;
- - Fluiddichtes Anordnen einer oder mehrerer Seitenwände an der Stützstruktur und/oder Verwenden eines oder mehrerer Werkzeuge zum Formen einer Kavität für eine Schaumstruktur zum Einbetten der Energiespeicherzellen;
- - Einbringen eines schäumbaren Fluids oder Mediums in die Kavität;
- - Schließen der Kavität durch Anordnen eines Gehäuseoberteils des Energiespeichers.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die Stützstruktur auf einem Werkstückträger angeordnet. Auf der Stützstruktur wird in einem nächsten Schritt, gemäß einer Ausführungsform, ein Zusatzelement angeordnet und auf diesem die Energiespeicherzellen. Auf den Energiespeicherzellen wird zur elektrischen Kontaktierung ein (Zell-)Kontaktiersystem angeordnet. Über die fluiddichte Ausbildung der Anordnungsfläche sowie die fluiddichte Anordnung einer oder mehrere Seitenwände und/oder der Werkzeugkonturen kann mit Vorteil eine Möglichkeit geschaffen werden, direkt auf der Anordnungsfläche zu schäumen. Die Seitenwände, die Werkzeugkonturen, das Gehäuseoberteil sowie die Anordnungsfläche formen dabei die Kavität, welche die Form der Schaumstruktur bestimmt.
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Über das Anordnen einer oder mehrerer Seitenwände an der Stützstruktur und/oder durch Anordnung einer oder mehrerer Werkzeuge wird zusammen mit der Stützstruktur bzw. die Anordnungsfläche eine Kavität geformt, in welche das schäumbare Medium eingebracht werden kann. Nach dem Einbringen des Mediums wird die Kavität über die Anordnung des Gehäuseoberteils geschlossen. Das schäumbare Medium füllt nun die Kavität, wobei das Gehäuseoberteil angeschäumt wird, genauso wie die ggf. vorhandenen Seitenwände und/oder auch die Anordnungsfläche.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Zusammensetzen der Stützstruktur aus einer Vielzahl von Segmenten.
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An dieser Stelle sei erwähnt, dass die im Zusammenhang mit dem elektrischen Energiespeicher erwähnten Vorteile und Merkmale analog auch für das Verfahren gelten, wie auch umgekehrt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind auf den Segmenten Energiespeicherzellen angeordnet. Zweckmäßigerweise sind zusätzlich auch Kühlelemente oder Seitenwandabschnitte angeordnet. Die Stützstruktur nebst Anordnungsfläche bzw. auch Zusatzelement sowie die Seitenabschnitte sind zweckmäßigerweise also aus einzelnen Abschnitten, Teilen oder Segmenten zusammengesetzt. Auch das Zusatzelement ist gemäß einer Ausführungsform aus einer Vielzahl von Einzelteilen/Abschnitten gebildet. Die vorgenannten Segmente der Energiespeicherzellen weisen gemäß einer Ausführungsform die Einzelteile des Zusatzelements bereits auf.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Fluiddichtes Verbinden der Segmente, der Seitenwände und/oder der Abschnitte durch Vorsehen von Formschluss- und/oder Schneidelementen zwischen den Komponenten, Segmenten und/oder Abschnitten, welche ausgelegt sind, eine Fluiddichtigkeit bereitzustellen.
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Die Fluiddichtigkeit ist dabei zweckmäßigerweise immer derart gestaltet, dass ein schäumbares Material oder Medium in bzw. auf die Anordnungsfläche bzw. die gebildete Kavität eingebracht werden kann, sodass ein Schäumen, insbesondere von unten nach oben, möglich ist. Wie bereits erwähnt, weist die Stützstruktur zweckmäßigerweise Kanäle, Ausnehmungen und dergleichen auf. Unter anderem über die fluiddichte Anordnungsfläche ist sichergestellt, dass diese nicht ausgeschäumt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Stoffschlüssiges Verbinden des Gehäuseunterteils des Energiespeichers an der Stützstruktur.
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Gemäß einer Ausführungsform wird das Gehäuseunterteil mit der Stützstruktur insbesondere verklebt.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform des Energiespeichers sowie des Verfahrens mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
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Es zeigen:
- 1: eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Stützstruktur in einer schematischen Darstellung;
- 2: den Schnitt A-A, wie in der 1 angedeutet;
- 3: die aus der 2 bekannte Anordnung in einem nächsten Prozessschritt;
- 4: eine schematische Detaildarstellung einer Energiespeicherzelle, angeordnet auf einer Anordnungsfläche;
- 5: zwei schematische Ansichten von Stützstruktursegmenten;
- 6: eine Ausführungsform zweier Stützstruktursegmente zum Herstellen einer fluiddichten Verbindung.
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1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Stützstruktur 10. Diese umfasst eine Anordnungsfläche 12, auf welcher vorliegend eine Vielzahl von Energiespeicherzellen 1 angeordnet ist. Bei den Energiespeicherzellen 1 handelt es sich um zylindrische Rundzellen, welche auf der Anordnungsfläche 12 stehend angeordnet sind. Auf zwei Seiten der Stützstruktur 10 sind Seitenwände 50 angeordnet, insbesondere eine erste Seitenwand 51 und eine zweite Seitenwand 52. Der Schnitt A-A ist in der 2 dargestellt.
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2 zeigt den in der 1 angedeuteten Schnitt A-A, wobei vorliegend noch weitere Komponenten hinzugefügt sind. Insbesondere ist dargestellt, dass die Stützstruktur 10 auf einem Werkzeugträger 2 angeordnet ist. Die Energiespeicherzellen 1 erstrecken sich entlang einer Hochachse H. Entlang dieser sind auch die Seitenwände 50, 51 bzw. 52 orientiert. Auf den Energiespeicherzellen 1 ist ein Kontaktiersystem 70 angeordnet. Dieses ist ausgelegt und vorgesehen, die Energiespeicherzellen 1 untereinander elektrisch zu kontaktieren, Sensorsignale zur Verfügung zu stellen etc. Gemäß einer Ausführungsform wird der Strompfad beispielsweise über die zweite Seitenwand 52, welche entsprechend Mittel zum elektrischen Verbinden und Kontaktieren aufweist, hergestellt. Zu erkennen ist, dass die beiden Seitenwände 51 und 52 zusammen mit der Stützstruktur 10 bzw. der Anordnungsfläche 12 (wobei diese hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht weiter mit einem Bezugszeichen versehen ist) eine Kavität zum Formen einer Schaumstruktur bilden. Komplettiert wird diese „Kavität“ über die Anordnung eines Gehäuseoberteils 42. Bevor das Gehäuseoberteil 42 angeordnet wird, wird zweckmäßigerweise das zu schäumende Medium auf die Stützstruktur 10 gebracht, beispielsweise eingegossen. Im Anschluss wird das Gehäuseoberteil 42 aufgelegt und der zwischen den Energiespeicherzellen 1 vorhandene Hohlraum ausgeschäumt. Als Grenzen wirken dabei das Gehäuseoberteil 42, die Seitenwände 51 und 52, die Stützstruktur 10 bzw. die Anordnungsfläche 12 sowie auf den Seiten, wo keine Seitenwände 50 vorgesehen sind, entsprechende Werkzeugkonturen. Angedeutet ist in der 2, dass über hier nicht weiter dargestellte Werkzeuge Schließkräfte aufgebracht werden, vgl. die Pfeile mit den Bezugszeichen F, welche beim Schäumprozess das Gehäuseoberteil 42 oder/und die Seitenwände 50 etc. abstützen.
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3 zeigt einen Zustand, bei welchem eine Schaumstruktur 30 erzeugt ist. Zu erkennen ist, dass das Gehäuseoberteil 42 angeschäumt ist. An dem Gehäuseoberteil 42 kann nun ein Gehäuseunterteil 44 befestigt werden. Das Gehäuseunterteil 44 wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform an der Stützstruktur 10 mittels Kleben befestigt. Mit Bezug auf die 1 bis 3 ist gut zu erkennen, dass zum Herstellen der Schaumstruktur 30 die gesamte Anordnung nicht gedreht oder gewendet werden muss. Stattdessen kann ein definierter Schäumprozess erzielt werden, welcher aufwandsarm realisierbar ist.
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4 zeigt in einer schematischen, vergrößerten Detailansicht eine Ausführungsform einer Energiespeicherzelle 1. Diese ist auf einer Anordnungsfläche 12 angeordnet. Die Anordnungsfläche 12 wird vorliegend durch ein Zusatzelement 20 gebildet, welches auf einer Stützstruktur 10 angeordnet ist. Zu erkennen ist, dass die Energiespeicherzelle 1 nicht unmittelbar auf der Anordnungsfläche 12 angeordnet ist, sondern mittelbar über Abstandselemente 60. Zwischen der Energiespeicherzelle 1 und der Anordnungsfläche 12 ist also ein Zwischenraum gebildet. Beim Umschäumen der Energiespeicherzelle wird dieser Zwischenraum mit Schaum ausgefüllt. Die Stützstruktur 10 umfasst einen oder mehrere Kanäle 16. Typischerweise ist an der Unterseite der Energiespeicherzellen deren Entgasungsventil vorgesehen. Sollte es zu einem thermischen Event kommen, werden die Schaum-Zwischenschicht unterhalb der Energiespeicherzelle 1 sowie das Zusatzelement 12 durchsto-ßen und der Druck in die Stützstruktur 10 hinein geleitet. Über die Abstandselemente 60 kann ein definiertes Umschäumen der Energiespeicherzelle 1 realisiert werden.
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5 zeigt in einer schematischen Ansicht zwei Stützstruktursegmente 14, wobei jedes eine Reihe von Energiespeicherzellen 1 umfasst. An der Reihe von Energiespeicherzellen 1 ist jeweils bereits ein wellenförmiges Kühlelement 80 angeordnet. Beide Stützstruktursegmente 14 umfassen dabei jeweils Seitenwandabschnitte 54. Die Seitenwandabschnitte 54 sind jeweils mit den Kühlelementen 80 fluidleitend verbunden. Mit anderen Worten umfassen die Seitenwandabschnitte 54 Mittel zum Leiten von Kühlmedium. Der rechten Bildhälfte ist zu entnehmen, dass die Segmente 14 zusammengesetzt oder zusammengesteckt werden können. Ähnliches gilt auch für die Seitenwandabschnitte 54, welche nun schematisch eine erste Seitenwand 51 formen. Auf diese Weise kann eine große Anordnung von Energiespeicherzellen, wie beispielsweise in der 1 skizziert, „zusammengebaut“ werden. Entscheidend ist, dass dabei die Stützstruktursegmente 14 fluiddicht miteinander verbunden werden. Ähnliches gilt auch für ein ggf. darauf angeordnetes Zusatzelement, wie beispielsweise das in der 4 skizzierte Zusatzelement. Gemäß einer Ausführungsform kann das Zusatzelement auch eine einzelne flächige Platte sein, welche auf den entsprechenden Segmenten 14 angeordnet wird. Zweckmäßigerweise sind auch die Seitenwandabschnitte 54 untereinander bzw. zu den Stützstruktursegmenten 14 hin fluiddicht verbunden. Gleiches gilt, wenn die Seitenwandabschnitte 54 ausgelegt sind, eine Seitenwand zu formen, welche Mittel zum Leiten von elektrischem Strom aufweist.
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6 zeigt eine schematische Ansicht, umfassend zwei Stützstruktursegmente 14, welche Schneidelemente 90 aufweisen. Über derartige Schneidelemente 90, welche, wie vorliegend in der Art einer Messerschneide ausgebildet sind, und/oder aber auch über entsprechend gestaltete Formschlusselemente zwischen den Abschnitten, Segmenten, Teilen und dergleichen können fluiddichte Verbindungen hergestellt werden, welche ein Schäumen innerhalb des Produkts ermöglichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Energiespeicherzelle
- 2
- Werkzeugträger
- 10
- Stützstruktur
- 12
- Anordnungsfläche
- 14
- (Stützstruktur-)Segment
- 16
- Kanal
- 20
- Zusatzelement, Lastverteilerelement
- 30
- Schaumstruktur
- 32
- Seitenfläche
- 40
- Gehäuse
- 42
- Gehäuseoberteil
- 44
- Gehäuseunterteil
- 50
- Seitenwand
- 51
- erste Seitenwand
- 52
- zweite Seitenwand
- 54
- (Seitenwand-)Abschnitt
- 60
- Abstandselement
- 70
- Kontaktiersystem
- 80
- Kühlelement
- 90
- Schneidelement
- F
- Kraft
- H
- Hochachse
