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Die Erfindung bezieht sich auf einen
elektrochemischen Energiespeicher, insbesondere für eine Traktionsbatterie
eines Kraftfahrzeuges, mit mehreren miteinander verschalteten Speicherzellen,
die in eine gehäuseartige
Aufnahmevorrichtung einsetzbar sind, welche eine Zellhalterung mit
Strömungskanälen zur
parallelen Beaufschlagung der Speicherzellen mit einer Temperierströmung umfaßt, sowie
auf eine mit einem solchen Energiespeicher ausgerüstete, luftgekühlte Fahrzeugbatterie
mit einer Kühlluftansaugvorrichtung
und einer Kühlluftauslaßvorrichtung.
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Ein gattungsgemäßer Energiespeicher ist aus
der Patentschrift
DE
41 16 253 C1 bekannt. Dort sind in einem Batteriekasten
mehrere Reihen miteinander verschalteter Speicherzellen vorgesehen,
die in einer Zellhalterung angeordnet sind. Die Zellhalterung besteht
aus mehreren, in Durchströmungsrichtung
des Batteriekastens angeordneten Längswänden, an denen treppenförmige Simse
ausgebildet sind. Die Speicherzellen sind als sogenannte Becherzellen
ausgeführt,
bei denen sich die elektrischen Pole nebeneinander an einer oberen
Stirnseite befinden, und gestaffelt entsprechend der Anordnung der
Simse zwischen den Längswänden aufgestellt.
Unterhalb der Simse ist ein bodenseitiger Zuströmkanal für eine Temperierströmung vorgesehen, die
die Zellenreihen von unten nach oben durchströmt, wobei durch den Abstand
der Zellen zueinander jeweils ein Umströmungskanal gebildet wird. Im Bereich
des Deckels des Batteriekastens ist ein Abströmkanal vorgesehen.
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Aus der Patentschrift
DE 195 04 687 C1 ist ein
elektrochemischer Energiespeicher mit mehreren miteinander verschalteten
Speicherzellen bekannt, die in ein kastenförmiges Aufnahmegehäuse eingesetzt
sind. Die Speicherzellen sind als quaderförmige Becherzellen gestaltet,
deren elektrische Pole gemeinsam an einer Stirnseite angeordnet
sind. Die Speicherzellen sind derart in das Aufnahmegehäuse eingesetzt,
daß zwischen
ihnen durchströmbare
Kanäle
gebildet sind. Zur exakten Positionierung der Speicherzellen sind
in dem Aufnahmegehäuse
an den Seitenwänden
der Speicherzellen angreifende Distanzhalter vorgesehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen
Energiespeicher der eingangs genannten Art bereitzustellen, der
sich leistungsstark, mit effektiver Temperierung und geringem Leistungsbedarf
der Kühlmitteldurchströmung auslegen
läßt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Speicherzellen vom Typ mit an entgegengesetzten Zellenstirnseiten
angeordneten elektrischen Polen sind und die Zellhalterung seitlich und
stirnseitig an den Speicherzellen angreifende Mittel zur formschlüssigen Fixierung
der Speicherzellen beinhalten. Speicherzellen dieses Typs weisen eine
hohe Strombelastbarkeit und eine gleichmäßige innere Erwärmung auf.
Sie lassen sich vorzugsweise derart in einer Reihe anordnen, daß jede Zelle
mit ihren Polen mit einem benachbarten Pol je einer angrenzenden
Zelle verbunden ist. Dadurch ergibt sich eine sogenannte alternierende
Verbindung der elektrischen Pole einer Reihe von Speicherzellen,
die besonders nachgiebig gegenüber
Wärmedehnungen der
Speicherzellenreihe ist. Ferner werden die Speicherzellen durch
ein Anliegen der Fixiermittel seitlich sowie an beiden Stirnseiten
allseitig formschlüssig
fixiert. Dadurch läßt sich
eine "schwebende" Lagerung der Speicherzellen realisieren, ohne
daß die
Pole in Berührkontakt
zu der Aufnahmevorrichtung gelangen.
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In Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet
die Zellhalterung wenigstens ein Fußteil und ein lösbar gegenüber dem
Fußteil
festlegbares Kopfteil, die korrespondierende Ausnehmungen zur Auf nahme
der Speicherzellen aufweisen. Ein Kopf- und ein Fußteil übergreifen
vorzugsweise eine Reihe von Speicherzellen an den gegenüberliegenden
Stirnseiten, wobei Kopf- und/oder Fußteil ein- oder mehrteilig
ausgeführt
sein können.
Ein Kopf- und/oder Fußteil
kann ferner auch einstückig
mit einem benachbarten Kopf- oder Fußteil einer benachbarten Reihe
von Speicherzellen ausgestaltet sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
beinhaltet die Zellhalterung einander in einem Abstand gegenüberliegende
Seitenteile mit korrespondierenden taschenförmigen Aussparungen an sich
gegenüberliegenden
Seitenflächen
zur Aufnahme mehrerer, in einer Reihe zwischen den Seitenteilen
angeordneter Speicherzellen. Dabei umgreift eine taschenförmige Aussparung
eine Speicherzelle an mehreren Seiten und insbesondere an einer
Stirnseite. Somit reichen zwei einander schräg gegenüberliegende Aussparungen für eine allseitig
formschlüssige
Festlegung aus. Vorzugsweise sind zwei aneinander angrenzende, benachbarte
Seitenteile fest miteinander verbunden oder einstückig ausgeführt. Vier
einander paarweise zur Bildung eines Kopf- und eines Fußteils gegenüberliegende
Seitenteile bilden eine besonders sichere und stabile Halterung
für eine
Reihe von Speicherzellen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
ist das Fußteil
fest in einem trogartigen Gehäuse
angeordnet oder einstückig
mit dem Gehäuse
ausgeführt. Dadurch
wird zum einen das Gehäuse
versteift, und zum anderen ein Einbau der Speicherzellen in die Aufnahmevorrichtung
vereinfacht. Das Fußteil
kann eine becherförmige
Aufnahme am Boden des Gehäuses
bilden, wobei innerhalb des Fußteils
ein Strömungskanal
zur Beaufschlagung der eingebauten Speicherzellen mit der Temperierströmung vorgesehen
ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
sind mehrere Kopfteile zu einem gitterförmigen Rahmen verbunden. Vorzugsweise
sind alle Kopfteile der Zellhalterung zu einem gitterförmigen Rahmen
zusammenfaßt,
der von oben in ein trogartiges Gehäuse einsetzbar ist. Ein derart
einstückig
ausgeführtes Kopfteil
kann gegengleich zu einem entsprechenden Fußteil gestaltet sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
sind die Speicherzellen gegenüber
einer Bodenfläche
des Gehäuses
geneigt und entlang einer schiefen Ebene angeordnet. Dadurch ergibt
sich eine verbesserte Führung
der Temperierströmung
durch den Zellenverbund bei zugleich raumsparender Anordnung der Speicherzellen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
ist die Zellhalterung in an gegenüberliegenden Seitenwänden des
Gehäuses
vorgesehene Linearführungen
eingesetzt. Es sind vorzugsweise Schlitzführungen vorgesehen, in die
die Kopf-, Fuß-
oder Seitenteile einschiebbar sind. Vorzugsweise sind die Linearführungen
mit der gleichen Neigung wie die Speicherzellen gegenüber der
Bodenfläche
des Gehäuses
geneigt angeordnet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
ist zwischen zwei miteinander korrespondierenden Seitenteilen an
den sich gegenüberliegenden
Seitenflächen
wenigstens ein Distanzelement angeordnet. Das Distanzelement ermöglicht eine
Versteifung der Zellhalterung in Querrichtung. Das Distanzelement kann
elastisch ausgeführt
und beispielsweise zur Aufnahme von Wärmedehnungen konzipiert sein.
Es kann auch klebend, z.B. als Gummistreifen, an einer Zelle oder
an einer Zellhalterung fixiert sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist
die Aufnahmevorrichtung Verspannungsmittel zur Verspannung der Zellhalterung,
insbesondere zur Verspannung mehrerer Seitenteile in Querrichtung, auf.
Als Verspannungsmittel ist beispielsweise ein starrer, äußerer Tragrahmen
mit sich daran abstützenden
Spannschrauben vorsehbar, wobei die Spannschrauben die Zellhalterung
in Querrichtung belasten. Eine elastische Deformierbarkeit der Zellhalterung
ermöglicht
dabei ein zusätzliches
Verklemmen der Speicherzellen in der Zellhalterung.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
ist die Zellhalterung an wenigstens einer an der Boden- und/oder
der Deckelfläche
des Gehäuses
vorgesehenen Halterung in Querrichtung formschlüssig festlegbar. Als eine derartige
Halterung kommen mehrere, die Seitenteile umgreifende Gabelzinken,
in Aussparungen der Seitenteile eingreifende Dorne oder Stifte sowie
Ausnehmungen in Frage, in die die Seitenteile eintauchen.
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Mit dem erfindungsgemäßen elektrochemischen
Energiespeicher ist gemäß Anspruch
11 eine luftgekühlte,
mit einer Kühlluftansaugvorrichtung
und einer Kühlluftauslaßvorrichtung
ausgestattete Fahrzeugbatterie, insbesondere eine Traktionsbatterie, ausrüstbar, wobei
der elektrochemische Energiespeicher von angesaugter Umgebungsluft
durchströmbar ist
und die Kühlluftansaugvorrichtung
einen im oberen Bereich der Aufnahmevorrichtung des Energiespeichers
angeordneten Umgebungslufteinlaß sowie einen
mit einer in Fahrtrichtung des Fahrzeuges offenen Staudrucköffnung versehenen
Regenwasserauslaß aufweist.
Die Umgebungsluft dient als Kühlmedium
für den
Energiespeicher der Traktionsbatterie. Dabei ist ein Ansaugen von
Umgebungsluft über den
nach oben offenen Umgebungslufteinlaß möglich, wobei an dem Umgebungslufteinlaß und dem Regenwasserauslaß in etwa
derselbe statische Druck herrschen kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Fahrzeugbatterie
sind ein Kühlluftverteilraum, über den
die angesaugte Umgebungsluft der Zellhalterung zugeführt wird
und aus dem der Regenwasserauslaß ausmündet, und ein bezüglich der
Zellhalterung dem Kühlluftverteilraum
gegenüberliegender
Kühlluftsammelraum
vorgesehen, von dem aus eine Kühlluftauslaßleitung
zum Kühlluftauslaß führt, der
nach unten offen ist. Über
den Kühlluftverteilraum
kann sowohl die Kühlluft
auf die Strömungskanäle in der
Zellhalterung verteilt als auch eine Abscheidung von Regenwasser bewirkt
werden. Die angesaugte Umgebungsluft durchströmt ausgehend von dem Kühlluftverteilraum die
Zellhalterung samt Speicherzellen, wobei alle Zellen parallel gleichmäßig mit
der angesaugten Kühlluft
beaufschlagt werden, und gelangt anschließend in den Kühlluftsam melraum.
Vorzugsweise ist der Kühlluftauslaß als Saugdüse gestaltet,
die die Abfuhr der erwärmten
Kühlluft
ohne ein zusätzliches Gebläse begünstigt.
Auf der Lufteintritts- und/oder der Luftaustrittsseite können dennoch
Kühlluftgebläse vorgesehen
sein. Weitere Aggregate der Fahrzeugbatterie, wie ein Schütz, ein
DC/DC-Wandler oder ein Controller können in einem Bypass mitgekühlt werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung
sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
Hierzu zeigen:
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1 in
einer schematischen Seitenansicht eine Fahrzeugbatterie mit einem
elektrochemischen Energiespeicher,
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2 in
einer schematischen Draufsicht die Fahrzeugbatterie nach 1,
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3 in
einer perspektivischen Ansicht die gehäuseartige Aufnahmevorrichtung
des Energiespeichers nach 1 mit
einzelnen, exemplarisch dargestellten Zellreihen,
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4 in
einer perspektivischen Detailansicht mehrere Fuß- bzw. Seitenteile des Energiespeichers nach 1 mit einzelnen, exemplarisch
dargestellten Speicherzellen,
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5 in
einer Draufsicht einen Ausschnitt aus einer fertig montierten und
verschalteten Zellreihe in einer erfindungsgemäßen Zellhalterung des Energiespeichers
nach 1,
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6 in
einer schematischen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zellhalterung,
und
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7 in
einer schematischen Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbatterie
im Heck eines Personenkraftwagens.
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Die 1 und 2 zeigen eine luftgekühlte Fahrzeugbatterie
in Form einer Traktionsbatterie 2, die im Heck eines Kraftfahrzeuges,
speziell eines Personenkraftwagens 1, angeordnet ist. Die
Traktionsbatterie 2 befindet sich vorzugsweise im Bereich des
Kofferraumbodens zwischen zwei Karosserielängsträgern auf Höhe der Hinterachse des Fahrzeuges
und umfaßt
im wesentlichen einen in einer Aufnahmevorrichtung 5 angeordneten
elektrochemischen Energiespeicher 3, eine Kühlluftansaugvorrichtung 8,
eine Kühlluftauslaßvorrichtung 13 sowie eine
Steuereinheit 18.
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Der elektrochemische Energiespeicher 3 weist
eine Vielzahl einzelner Speicherzellen 4 vom Typ mit an
entgegengesetzten Zellenstirnseiten 4b und 4c angeordneten
elektrischen Polen 4a auf, wie dies aus den 3 bis 5 entnehmbar ist. Kühlluft dient hierbei als einfach
handhabbares Temperiermedium, von dem der Energiespeicher 3 durchströmt wird.
Derartige Speicherzellen 4 sind im allgemeinen als zylindrische
Rundzellen ausgeführt
und weisen eine hohe Strombelastbarkeit bei gleichzeitig relativ gleichmäßiger innerer
Erwärmung
auf. Die Speicherzellen 4 sind in der gehäuseartigen
Aufnahmevorrichtung 5 in mehreren Reihen "schwebend" gelagert. Dazu
umfaßt
die Aufnahmevorrichtung 5 neben einem Gehäuse 6,
das den Energiespeicher 3 nach außen hin weitgehend abschließt, eine
Zellhalterung 7, in der die Speicherzellen 4 derart
gelagert sind, daß die
Pole 4a nicht in Kontakt mit dem Gehäuse 6 gelangen und über elektrische
Verbinder 19, 20 miteinander verschaltet werden
können.
Eine Reihe von Speicherzellen 4 wird, wie aus 5 ersichtlich ist, abwechselnd
an der oberen Stirnseite 4b mit oben liegenden Verbindern 19 und
an der unteren Stirnseite 4c mit unten liegenden Verbindern 20 verschaltet. Die
sich so ergebende Zellenanordnung ist nachgiebig gegenüber Temperaturdehnungen
und anderen Verspannungen des Zellverbundes.
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Die Zellhalterung 7 umfaßt, wie
in den 3 und 4 dargestellt ist, mehrere
parallel nebeneinander angeordnete Fußteile 17, die sich
in Längsrichtung
L des Energiespeichers 3 erstrec ken und zwischen denen
Strömungskanäle für die Kühlluft gebildet
sind, in denen die Speicherzellen 4 umströmbar angeordnet sind.
Die Fußteile
bilden zwei integrierte untere Seitenteile für je eine Zellenreihe, d.h.
jeweils zwei benachbarte Seitenteile sind einstückig ausgeführt.
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Das jeweilige Fußteil 17 weist in
der Seitenansicht eine im wesentlichen dreieckige Grundform auf.
Es steht mit seiner schmalen Unterseite 17c auf dem Boden 6a des
Gehäuses 6,
während
seine Oberseite 17d in einem spitzen Winkel schräg zum Boden 6a verläuft. In
den Seitenflächen 17a sind
taschenförmige,
an die äußere Form
der Speicherzellen angepaßte
Aussparungen 17b vorgesehen. Zur Erzielung einer raumsparenden
Anordnung der Speicherzellen 4 sind die Aussparungen in
der ersten und zweiten Seitenfläche
eines Fußteils 17 gegeneinander
versetzt ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel legen sich die
Aussparungen 17b flächig
gegen einen seitlichen Teilbereich der zylindrischen Rundzellen
sowie gegen deren untere Stirnfläche 4c an,
wobei ein ausreichender Abstand zu den in den unteren Stirnflächen 4c angeordneten
Polen 4a verbleibt.
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Die taschenförmigen Aussparungen 17b,
die alle gleich gestaltet sind, erstrecken sich ausgehend von der
Oberseite 17d des Fußteils
in einem spitzen Winkel zum Lot auf den Boden 6a des Gehäuses 6 nach
unten, wobei der genannte Winkel demjenigen entspricht, den die
Oberseite 17d zu dem Boden 6a einnimmt. Die in
die so beschriebenen Fußteile 17 einsetzbaren
Speicherzellen 4 sind folglich entlang einer in dem genannten
spitzen Winkel schräg
zum Boden 6a verlaufenden schiefen Ebene angeordnet und
weisen eine entsprechende Neigung zum Lot auf den Boden 6a auf.
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Die Zellhalterung 7 umfaßt des weiteren,
wie aus 3 ersichtlich
ist, eine der Anzahl der Fußteile 17 entsprechende
Anzahl an Kopfteilen 21. Die Kopfteile 21 sind
weitgehend identisch mit den Fußteilen 17,
wobei sie insbesondere taschenförmige
Aussparungen 21b aufweisen, die die Speicherzellen sowohl seitlich
als auch an der oberen Stirnseite 4b umfassen. Dabei wahren
die Kopfteile 21 einen ausreichenden Abstand zu den Polen 4a einschließlich der
oberen Verbinder 19.
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In einem modifizierten Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Zellhalterung
gemäß 6 sind anstelle der taschenförmigen Ausnehmungen 17b lediglich
von den Kopf- bzw. Fußteilen
abragende Stützelemente 22 vorgesehen,
die die Speicherzellen 4 seitlich umgreifen und formschlüssig festhalten.
Dabei sitzen die Speicherzellen 4 mit ihren unteren Stirnseiten 4c auf
den schmalen Oberseiten 17d der Fußteile 17 auf. In
entsprechender Weise greifen die Kopfteile 21 an den Speicherzellen 4 an,
wobei diese ebenfalls Stützelemente 22 aufweisen.
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Die Fußteile 17 und Kopfteile 21 sind
jeweils aus Kunststoff oder einem anderen elektrisch nicht leitenden
Material gefertigt, so daß sie
eine galvanische Trennung der Zellelemente bewirken. Die galvanische
Trennung kann aber auch über
entsprechend isolierte Gehäuse
der Zellen (Zellbecher) erfolgen.
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Die Fußteile 17 und Kopfteile 21 sind über seitliche
Linearführungen
in Form von Führungsschlitzen 6b an
dem Gehäuse 6 gelagert
und dabei unabhängig
voneinander an dem Gehäuse 6 festlegbar,
so daß zunächst die
Fußteile 17 mit
eingesetzten Speicherzellen 4 an dem Gehäuse 6 montiert
und anschließend
die Kopfteile 21 für
eine allseitige formschlüssige
Fixierung der Speicherzellen 4 in die Führungsschlitze 6b eingesteckt
und am Gehäuse 6 festgelegt
werden können.
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Die so gestaltete Zellhalterung 7 ermöglicht zum
einen eine zuverlässige
Fixierung jeder einzelnen Speicherzelle 4 in dem Gehäuse 6,
die insbesondere bei einer unfallbedingten Stoßbeanspruchung des Energiespeichers
von Vorteil ist, da jede Speicherzelle 4 einzeln abgefangen
wird, ohne daß sich Verzwängungen
zwischen den Zellen ergeben. Ferner sind zwischen den einander gegenüberliegenden Kopfteilen 21 sowie
den einander gegenüberliegenden
Fußteilen 17 auf
einfache Weise Strömungskanäle gebildet,
durch die Kühlluft
gleichmäßig auf
die eingesetzten Spei cherzellen 4 geleitet werden kann. Die
im Gehäuse
montierte Zellhalterung dient zur Versteifung des Gehäuses in
Längsrichtung
L, insbesondere dann, wenn die Kopf-, Fuß- und/oder Seitenteile formschlüssig und
fest in dem Gehäuse
fixiert sind.
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In einem modifizierten Ausführungsbeispiel sind
die Fußteile 17 unlösbar mit
dem Gehäuse 6 verbunden,
während
sämtliche
abnehmbaren Kopfteile 21, insbesondere aus Montagegründen, zu
einem gitterförmigen
Rahmen verbunden sein können,
der formschlüssig
in das Gehäuse 6 einsetzbar
ist. In Querrichtung ist eine derartige Zellhalterung durch Distanzelemente
zu versteifen.
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In einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel
sind je ein Fußteil 17 und
ein darüber angeordnetes
Kopfteil 21 einstückig
zu einem Seitenteil zusammengefaßt, das eine einzelne Zellreihe seitlich,
begrenzt. Damit läßt sich
eine Zellhalterung 7 gestalten, bei der jede Zellreihe
mit zwei Seitenteilen vormontierbar und als Ganzes in das Gehäuse einsetzbar
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
können
die Seitenteile mit den Speicherzellen 4 einer Zellreihe
stoffschlüssig
miteinander verbunden, insbesondere verklebt sein.
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In einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel
sind je zwei einander in Querrichtung Q gegenüberliegende, korrespondierende
Kopfteile 21 und die entsprechenden korrespondierenden
Fußteile 17 einer
Zellreihe jeweils einstückig
als becherartiges Haltelement ausgeführt. Da wiederum jeder Zellreihe
ein derartiges becherförmiges
Kopfteil sowie ein entsprechendes Fußteil zugeordnet sind, lassen sich
diese mit den Speicherzellen 4 der Zellreihe vormontieren
und z.B. verkleben sowie anschließend als Einheit in das Gehäuse 6 einsetzen.
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Bei sämtlichen dargelegten Ausführungsbeispielen
können
an der Bodenfläche 6a und/oder
der Deckelfläche
des Gehäuses 6 Halterungen
vorgesehen sein, über
die die Zellhalterungselemente in Form der Fuß-, Kopf- und/oder Seitenteile
in Querrichtung Q formschlüssig
in dem Gehäuse 6 festlegbar
ist. Hierfür
kommen insbesondere vom Gehäuse 6 abragende
Gabelzinken in Frage, die die Zellhalterungselemente 7 umgreifen.
Alternativ können
am Gehäuse
Dorne oder Stifte vorgesehen sein, die in Ausnehmungen an den Zellhalterungselementen 7 formschlüssig eingreifen.
Ferner sind Ausnehmungen im Gehäuse 6 vorsehbar,
in die die Zellhalterungselemente 7 eingreifen. Außerdem sind
im Boden und/oder im Deckel des Gehäuses 6 Langlöcher vorsehbar,
durch die Befestigungsschrauben ragen, mit denen die Zellhalterungselemente
zusätzlich
am Gehäuse 6 fixiert
werden können.
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Zwischen den Fuß-, Kopf- und/oder Seitenteilen
der Zellhalterung 7 sind Distanzelemente, insbesondere
auf Bolzen geführte
Distanzröhrchen,
vorsehbar, über
die die Seitenteile zueinander ausgerichtet werden können. Die
Distanzelemente erstrecken sich beispielsweise zwischen den sich
gegenüberliegenden
Seitenflächen 17a bzw. 21a der
Fußteile 17 bzw.
der Kopfteile 21. Es versteht sich, daß die Distanzelemente die Polverbinder 19, 20 nicht
berühren
und im Hinblick auf eine möglichst
geringfügige Beeinflussung
des Kühlluftstromes
möglichst
klein ausgeführt
sind. Ferner sind zwischen benachbarten bzw. aneinanderliegenden
Fuß-,
Kopf- und/oder Seitenteilen und/oder zwischen diesen und dem Gehäuse 6 z.B.
selbstklebende Paßscheiben
zur exakten und spielfreien Positionierung bzw. Fixierung einsetzbar.
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Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen
sind ferner Verspannungsmittel zur Verspannung der Zellhalterung 7 innerhalb
des Gehäuses 6 vorsehbar,
mit deren Hilfe die Speicherzellen 4 innerhalb der Zellhalterung 7 zusätzlich verklemmt
werden können. Dabei
wird ein wenigstens geringfügiges
elastisches Deformationsvermögen
der Zellhalterung 7 vorausgesetzt. Dem Gehäuse 6,
das hierzu vorzugsweise aus einem Deckel und einem Trog besteht
und aus Kunststoff hergestellt ist, ist eine metallische Rahmenkonstruktion
mit Winkelprofilen zugeordnet, die alle Kanten des Troges umfaßt und daran
verstellbar befestigte Spannschrauben oder andere verstellbare Klemmelemente
aufweist. Mit Hilfe der Spannschrauben oder Klemmelemente läßt sich
die Zellhalterung 7 insbesondere in Querrichtung Q unter
Druckspannung setzen. Die Rah menkonstruktion stellt einen Bestandteil
der Aufnahmevorrichtung 5 dar, die fest mit dem Fahrzeug
verbunden sein kann.
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Die Kühlluftansaugvorrichtung 8 der
Traktionsbatterie 2 umfaßt z.B. zwei seitlich an der
Fahrzeugkarosserie angeordnete Umgebungslufteinlässe 9, über die
Kühlluft
aus der Umgebung des Fahrzeuges mit Hilfe von Ansauggebläsen 11 angesaugt
werden kann. In den Ansaugkanälen 10 sind
Regenwasserabscheideeinrichtungen und Wasserabläufe 23 zur Entfernung
von abgeschiedenem Regenwasser vorgesehen. Die Kühlluft wird über die
Ansauggebläse 11 einem
Kühlluftverteilraum 12 zugeführt, in
dem ein Luftfilter 24 zur Entfernung von Partikeln aus
der Kühlluft
angeordnet sind. Durch eine Durchtrittsöffnung 25 wird die
Kühlluftströmung in
die Strömungskanäle der Zellhalterung 7 geführt, durch
die sie weiter zu den in die Zellhalterung eingesetzten Speicherzellen 4 gelangt.
Die Speicherzellen 4 werden von der Kühlluft von unten nach oben
parallel gleichmäßig umströmt. Die
Kühlluft
gelangt anschließend
in einen ungeteilten Kühlluftsammelraum 14 oberhalb
der Zellhalterung 7 bzw. der Speicherzellen 4.
Der Kühlluftsammelraum 14 stellt
einen Bestandteil der Kühlluftauslaßvorrichtung 13 dar,
die ferner eine Kühlluftauslaßleitung 15 mit
einem Siebgitter 26 sowie einen Kühlluftauslaß 16 umfaßt. Der
Kühlluftauslaß 16 ist vorzugsweise
als fahrtwindunterstützte
Absaugdüse gestaltet,
an der in Folge der Umströmung
des Fahrzeuges ein gegenüber
dem Druck in dem Kühlluftsammelraum 14 reduzierter
statischer Druck vorliegt. Dadurch wird die Abfuhr der Kühlluft aus
dem Gehäuse 6 unterstützt.
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In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist
die im Heck eines Kraftfahrzeuges 1 angeordnete erfindungsgemäße Traktionsbatterie 2,
wie in 7 dargestellt,
mit einer Kühlluftansaugvorrichtung 8 mit nach
oben offenem Umgebungslufteinlaß 9 versehen.
Der Umgebungslufteinlaß 9 ist
oberhalb der Aufnahmevorrichtung 5 des Energiespeichers 3 angeordnet,
so daß ein
Ansaugkanal 10 wenigstens abschnittsweise in vertikaler
Richtung zwischen Umgebungslufteinlaß 9 und einem Kühlluftverteilraum 12 verläuft. Unterhalb
des Kühlluftverteilraums 12 ist eine
wiederum wenigstens abschnittsweise vertikal verlaufende Regenwasserauslaßleitung 27 vorgesehen,
die in eine in Fahrtrichtung des Fahrzeuges und nach unten offene
Staudrucköffnung 28 mündet. Die Geometrie
der Kühlluftansaugvorrichtung 8 ist
derart gestaltet, daß an
dem Umgebungslufteinlaß 9 und
an der Staudrucköffnung 28 in
etwa derselbe statische Druck anliegt. Dadurch wird sichergestellt,
daß durch die
Regenwasserauslaßleitung 27 zwar
abgeschiedenes Regenwasser mit Hilfe der Schwerkraft aus dem Kühlluftverteilraum 12 abgeführt wird,
jedoch keine angesaugte Kühlluft
durch die Regenwasserauslaßleitung 27 austritt.
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In einem modifizierten Ausführungsbeispiel weisen
alle Umgebungslufteinlaßleitungen 10,
alle Regenwasserauslaßleitungen 27 und
alle Kühlluftauslaßleitungen 15 zwischen
ihren jeweiligen Einlaß- bzw.
Auslaßöffnungen
und der Aufnahmevorrichtung 5, insbesondere dem Gehäuse 6,
des elektrochemischen Energiespeichers 3 einen Verlaufspunkt
auf, der oberhalb einer horizontalen Mittelebene der Aufnahmevorrichtung 5 liegt.
Das heißt,
daß die
betreffende Leitung an diesem Verlaufspunkt mit ihrem gesamten Querschnitt
auf einem Niveau oberhalb der horizontalen Mittelebene der Aufnahmevorrichtung 5 liegt
und damit entweder einen relativen oder einen absoluten Hochpunkt
im jeweiligen Leitungsverlauf aufweist. Dadurch wird ermöglicht,
daß die
Fahrzeugbatterie bis maximal zur horizontalen Mittelebene der Aufnahmevorrichtung 5 von
Wasser umgeben sein kann, beispielsweise in einem Fall, in dem sich das
Fahrzeug teilweise unter Wasser befindet, ohne daß das Wasser
durch die betreffenden Leitungen in die Fahrzeugbatterie eindringt.
Das Gehäuse 6 der Aufnahmevorrichtung 5 ist
in diesem Fall entsprechend wasserdicht ausgeführt.