DE202008012599U1 - Akkumodul - Google Patents

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Abstract

Akkumodul, bestehend aus mehreren in einem verschlossenen Modulgehäuse (2) angeordneten Akkuzellen (10), insbesondere Akkuzellen (10) auf Lithiumbasis, die an ihren stirnseitigen Enden (11, 12) Anschlusskontakte aufweisen, über die aufeinanderfolgende Akkuzellen (10) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, mit einer Überwachungsschaltung (31) zur Überwachung der Akkuzellen (10), die in dem Modulgehäuse (2) angeordnet sind und mit einem von außerhalb des Modulgehäuses (2) zugänglichen elektrischen Leistungsanschluss (35) für die Akkuzellen (10), dadurch kennzeichnet, dass mindestens zwei Akkuzellen (10) zur Bildung einer Zellenreihe (20) stirnseitig aneinander anliegen und im Anlagebereich (80) eine elektrisch leitende Verbindung zueinander herstellen, dass die elektrisch leitende Verbindung über eine Kontaktbrücke (13) hergestellt ist, die zwischen den einander zugewandten Stirnseiten (11, 12) aufeinanderfolgender Akkuzellen (10) einer Zellenreihe (20) eingelegt ist, dass die in einer Zellenreihe (20) aufeinanderfolgenden Akkuzellen (10) durch eine Spannvorrichtung mit einer Druckplatte (26) in Längsrichtung einer Zellenreihe (20) unter Verformung der Kontaktbrücke (13) miteinander verspannt sind, und...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Akkumodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige Akkumodule mit Akkuzellen z. B. auf Lithiumbasis sind an sich bekannt und werden als Energiequelle z. B. in handgetragenen Werkzeugen wie Schraubern, Bohrmaschinen oder dgl. eingesetzt. Die verwendeten Akkuzellen werden elektrisch leitend miteinander verbunden, wozu Verbindungskontakte an die Pole der miteinander verschalteten Akkus angeschweißt werden. Bei Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Zellen ist es darüber hinaus notwendig, eine Überwachungsschaltung zur Überwachung des Akkupacks vorzusehen, damit ein zu hoher Entlade- oder Ladestrom über den von außen zugänglichen elektrischen Leistungsanschluss vermieden ist.
  • Handelsübliche Akkuzellen, insbesondere auf Lithiumbasis werden in unterschiedlichen Zellgrößen dem Anwender zur Verfügung gestellt. Dieser muss für den Anwendungsfall geeignete Akkupacks entsprechend konfigurieren, wobei aufgrund der hohen Ströme ein Verbinden der Zellen untereinander mittels Schweißverbindern bevorzugt ist.
  • Für spezielle Anwendungsbereiche, z. B. für den Einsatz in Fahrzeugen, Hybridfahrzeugen oder dgl. sind spezielle Zellen geschaffen worden, die das Ergebnis umfangreicher Entwicklungsbemühungen sind, jedoch in der Herstellung technisch aufwendig und daher sehr teuer sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Akkumodul bereitzustellen, das bei kleiner Baugröße und hoher Energiedichte wirtschaftlich günstig zu fertigen ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Zur Bildung einer Zellenreihe werden mindestens zwei Akkuzellen stirnseitig aneinander gelegt, wobei im Anlagebereich eine elektrisch leitende Verbindung über eine Kontaktbrücke hergestellt ist, die zwischen den einander zugewandten Stirnseiten aufeinanderfolgender Akkuzellen einer Zellenreihe eingelegt ist. Eine mechanisch feste Verbindung zwischen der Kontaktbrücke und den Polen der Stirnseiten ist nicht vorgesehen. Die Kontaktbrücke wird beim Pakettieren der Zellen zwischen die Pole lose eingelegt. Über eine in Längsrichtung einer Zellenreihe wirkende Spannvorrichtung werden die in einer Zellenreihe liegenden Akkuzellen unter elastischer Verformung der Kontaktbrücken miteinander verspannt, wodurch ohne mechanische Verbindung wie eine Schweißverbindung oder dgl. eine sichere, mechanisch belastbare Kontaktierung der Akkuzellen untereinander gewährleistet ist. Die Kontaktbrücke bildet ferner einen Potenzialpunkt der Zellenreihe, der über einen Potenzialleiter mit der Überwachungsschaltung verbunden ist.
  • Bei einfachem Aufbau ist ein Akkumodul geschaffen, in dem vorzugsweise Akkuzellen auf Lithiumbasis verwendet sind, wobei jede Kontaktbrücke als Potenzialpunkt mit der Überwachungsschaltung verbunden ist, so dass die Überwachungsschaltung die Zellenspannung von jedem einzelnen in dem Akkumodul verbauten Zellabschnitt erfassen und überwachen kann. Damit ist eine große Überwachungstiefe möglich, die eine verlässliche Aussage über den elektrischen Zustand eines Zellabschnitts ermöglicht.
  • Zweckmäßig wird das Potenzial einer Kontaktbrücke über einen getrennten Potenzialleiter der Überwachungsschaltung zugeführt, wobei der Potentialleiter vorteilhaft einteilig mit der Kontaktbrücke als Stanzbiegeteil ausgeführt ist.
  • Das Modulgehäuse ist zweckmäßig als becherförmiges Gehäuse mit einem das offene Ende des Gehäuses verschließenden Gehäusedeckel ausgeführt, wobei der Querschnitt des Modulgehäuses aus mehreren, vorzugsweise vier ineinandergreifenden Zylinderröhren zusammengesetzt sein kann. Zur elektrischen Sicherheit ist es vorteilhaft, das Modulgehäuse aus einem elektrisch isolierenden Material zu bilden, wobei für eine gute Wärmeabfuhr ein zugleich wärmeableitendes Material zweckmäßig ist.
  • Jede Zellenreihe des Akkumoduls wird zwischen dem Boden des Modulgehäuses und einer am Modulgehäuse gehaltenen Druckplatte verspannt. Die Druckplatte ist dabei vorteilhaft am offenen Ende des Modulgehäuses mittels Spannschrauben gehalten, wobei die Spannschrauben zweckmäßig in Schraubdome des Modulgehäuses eingreifen, so dass das Modulgehäuse selbst die Spannkräfte aufnehmen kann. Das Modulgehäuse ist daher im Wesentlichen in Längsrichtung belastet, weshalb eine geringe Wandstärke des Modulgehäuses ausreichend ist.
  • Zweckmäßig liegt die Überwachungsschaltung im Bereich des offenen Endes des Modulgehäuses, vorzugsweise auf der den Akkuzellen abgewandten Seite der Druckplatte. Auf dieser Seite ist insbesondere auch der Leistungsanschluss der Zellanordnung vorgesehen sowie ergänzend ein Kommunikationsanschluss für die Überwachungsschaltung selbst. Dabei werden der Leistungsanschluss und/oder der Kommunikationsanschluss als Teil einer Steckverbindung ausgeführt, wobei vorzugsweise der Leistungsanschluss und der Kommunikationsanschluss gemeinsam einen Teil der Steckverbindung bilden. Zweckmäßig ist die am Akkumodul vorteilhafte Ausführung der Steckverbindung ein Stecker.
  • Da das Akkumodul mehrere Zellenreihen nebeneinander hat, im Ausführungsbeispiel sind es vier Zellenreihen, können die auf gleicher Höhe nebeneinanderliegenden Kontaktbrücken eines gemeinsamen Zellabschnittes unterschiedlicher Zellenreihen ein einteiliges Bauteil bilden. Dieses Bauteil ist vorteilhaft als einteiliges Stanzteil ausgeführt, das mit Biegelaschen ausgestanzt ist. Die Biegelaschen werden zum Stanzteil zurückgebogen und bilden zusammen mit dem Steg des Grundkörpers des Stanzteils eine zumindest teilelastische Kontaktbrücke. Diese hat etwa U-förmige Gestalt, wobei die Schenkel des U jeweils an einer Stirnseite einer Akkuzelle anliegen und die Öffnung des U vorzugsweise dem Zentrum des Stanzteils zugewandt liegen kann. Der zugeordnete Potenzialleiter ist vorteilhaft einteilig mit dem Stanzteil ausgebildet und wird dem geforderten Leistungsverlauf entsprechend gebogen.
  • Die an dem Modulgehäuse abgestützte Druckplatte ist über den Umfang des Modulgehäuses an mehreren, insbesondere einander gegenüberliegenden Befestigungspunkten gehalten. Die Druckplatte hat etwa rechteckige bzw. quadratische Form, so dass auf jeder Seite der Druckplatte ein Befestigungspunkt in Form einer Befestigungsschraube vorgesehen sein kann.
  • Das Modulgehäuse des Akkumoduls wird vorzugsweise durch einen dicht schließenden Gehäusedeckel verschlossen, wobei die Steckverbindung des Leistungsanschlusses und/oder des Kommunikationsanschlusses von außen zugänglich im Gehäusedeckel liegt. Dabei kann es zweckmäßig sein, dass der Gehäusedeckel einen die Steckverbindung umgebenden Dichtrand aufweist. Ein derartiger Dichtrand ist vorzugsweise im Bereich der äußeren Kante der Stirnseite des Gehäusedeckels vorgesehen und bildet insbesondere die äußere Kante des Gehäusedeckels.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist an einem Ende des Akkumoduls, vorzugsweise an dem Ende des Gehäusedeckels, eine Haltevorrichtung ausgebildet. Mittels dieser Haltevorrichtung kann das Akkumodul stabförmig an einem Ende festgelegt werden, wozu zweckmäßig im Gehäusedeckel Einpressmuttern zum Einschrauben von Haltebolzen eingelassen sind. Da die Haltevorrichtung auf der Seite der Steckverbindung angreift, kann mittels der Haltevorrichtung die Steckverbindung mechanisch gesichert werden.
  • Das Schutzrecht betrifft ferner eine Anordnung aus mehreren Akkumodulen, die entsprechend dem erfindungsgemäßen Akkumodul ausgebildet sein können. Eine erste Anzahl von vorzugsweise gleichen Akkumodulen bildet eine erste Reihe, wobei die Leistungsanschlüsse und/oder die Kommunikationsanschlüsse der Akkumodule einer Reihe an einer insbesondere gemeinsamen Verbindungsleiste angeschlossen sind. Mehrere Reihen von gleichen Akkumodulen werden nebeneinander in einem gemeinsamen Aufnahmegehäuse angeordnet, wobei die Verbindungsleisten der einzelnen Reihen über Anschlussbrücken miteinander verbunden sind und die Anschlussbrücken die äußeren Leistungsanschlüsse und/oder den äußeren Kommunikationsanschluss der Anordnung des Leistungspacks bilden.
  • Um die Anordnung zu einem Leistungspack mechanisch zusammenzufügen, ist jedes Akkumodul mit einer an einem Ende des Modulgehäuses vorgesehenen Haltevorrichtung an einer Trägerplatte gehalten, die als Deckel das Aufnahmegehäuse verschließt. Dadurch ist es möglich, ein einzelnes Akkumodul unabhängig von anderen Akkumodulen mechanisch von der Trägerplatte und elektrisch von der zugeordneten Verbindungsleiste der Reihe zu trennen, womit das Akkumodul austauschbar ist. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung ist es möglich, in einem Leistungspack mit wenigen Handgriffen ein defektes Akkumodul auszutauschen, um den Leistungspack selbst wieder betriebsbereit zu stellen.
  • Da alle Kommunikationsanschlüsse aller Akkumodule über die Verbindungsleiste und die die Verbindungsleisten miteinander elektrisch verbindende Anschlussbrücke mit einem äußeren Kommunikationsanschluss kommunizieren, ist ein Modulmanagement über eine äußere Steuereinheit möglich.
  • Das erfindungsgemäße Leistungspack aus mehreren Reihen einzelner Akkumodule gibt dem Anwender die Möglichkeit, einzelne Reihen als Reserve zu schalten, was über die einzelnen Überwachungsschaltungen jedes Akkumoduls ausgeführt wird. Fällt ein Akkumodul aus, kann die äußere Steuereinheit die Reihe mit dem defekten Modul abschalten, so dass die Spannung des Leistungspacks unverändert zur Verfügung steht und nur die Kapazität eingeschränkt ist. Damit ist auch die Möglichkeit geschaffen, eine Modulreihe als Reserve vorzuhalten. Werden z. B. nur neun von zehn Reihen eines Leistungspacks im normalen Betrieb zugeschaltet, kann eine letzte Reihe eine Art Energiereserve darstellen, um z. B. in Fahrzeugen mit Elektro- bzw. Hybridantrieb eine ”Fahrreserve” bereitzustellen. Die Überwachungsschaltung ist vorzugsweise so ausgelegt, dass der Ladestrom und der Entladestrom getrennt geschaltet werden können. So kann über die Überwachungsschaltung die in Reserve befindliche Reihe bei Bedarf geladen werden, aber ein Entladestrom bis zum Einsatz der Reservereihe gesperrt werden.
  • Die in Reserve gehaltene Reihe kann auch aktiv geschaltet werden, wenn eine andere Reihe des Leistungspacks defekt ist und aus dem Leistungsverbund elektrisch herausgenommen werden muss. Die äußere Steuereinheit kann in diesem Betriebsfall veranlassen, dass die Überwachungsschaltungen die defekte Reihe aus- und die Reservereihe einschalten, so dass der Benutzer keinerlei Leistungseinbußen hinnehmen muss. Über eine Fehlermeldung kann der Benutzer eine Meldung erhalten, dass das verwendete Leistungspack gewartet werden muss.
  • Es kann zweckmäßig sein, ein Akkumodul an dem der Haltevorrichtung gegenüberliegenden Ende im Aufnahmegehäuse abzustützen. Zweckmäßig sind hierzu am Boden des Aufnahmegehäuses ein oder mehrere Haltefinger bzw. Halterippen angeordnet, die am geschlossenen Ende des Modulgehäuses eines Akkumoduls angreifen. Insbesondere ist das geschlossene Ende des Modulgehäuses über eine Feder am Boden des Aufnahmegehäuses abgestützt.
  • Die Trägerplatte für die Akkumodule verschließt das Aufnahmegehäuse flüssigkeitsdicht, so dass der Innenraum des Aufnahmegehäuses mit einem wärmeleitenden Medium aufgefüllt werden kann. Vorzugsweise entspricht die Füllhöhe des Mediums im Aufnahmegehäuse etwa der Länge eines Akkumoduls. Dadurch sind die im Aufnahmegehäuse aufgenommenen Akkumodule von dem wärmeleitenden Medium, vorzugsweise einer Flüssigkeit, vollständig umgeben, so dass ein guter Wärmetransport innerhalb des Aufnahmegehäuses gewährleistet ist.
  • Um eventuell anfallende Wärme abzuführen oder dem Leistungspack zum Erreichen der Betriebstemperatur Wärme zuzuführen, ist vorgesehen, am Boden des Aufnahmegehäuses einen Wärmetauscher anzuordnen, der von einem Wärmeträger durchströmt wird. Hierzu weist der Wärmetauscher einen Zulaufanschluss und einen Ablaufanschluss auf, die durch einen schleifenförmigen Kanal im Wärmetauscher miteinander verbunden sind. Der schleifenförmige Kanal ist vorzugsweise im Deckel des Wärmetauschers ausgebildet, wobei am Boden des Aufnahmegehäuses vorzugsweise einteilig angeformte Einstellwände etwa parallel zu den Kanalwänden in den Kanal einragen und mehrere zueinander parallele Strömungspfade schaffen, die einen guten Wärmeübergang sicherstellen. Damit eine gute Wärmeübertragung in den Wärmetauscher möglich ist, wird das Aufnahmegehäuse aus einem gut wärmeleitenden Material gebildet, vorzugsweise aus Aluminium gefertigt, während der Deckel des Wärmetauschers aus einem Material wie Magnesium oder Kunststoff gebildet sein kann.
  • Zum Temperaturmanagement kann es vorteilhaft sein, im Boden des Aufnahmegehäuses oder im Wärmetauscher selbst Kühl- bzw. Heizquellen vorzusehen. Vorteilhaft werden hierzu Peltier-Elemente verwendet, die elektrisch z. B. von einer vorhandenen Autobatterie eines Hybridfahrzeugs oder auch dem Leistungspack selbst gespeist werden können. Je nach elektrischer Beschaltung wird über die Peltier-Elemente das Leistungspack gekühlt oder beheizt, bis die erforderliche Betriebstemperatur erreicht ist.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachfolgend im Einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:
  • 1 in schematischer perspektivischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Akkumodul,
  • 2 einen schematischen Querschnitt durch das Modulgehäuse nach 1,
  • 3 eine schematische, perspektivische Explosionsdarstellung des Akkumoduls nach 1,
  • 4 eine schematische Draufsicht auf ein Bauteil mit mehreren Kontaktbrücken,
  • 5 eine schematische Darstellung einer einzelnen Kontaktbrücke,
  • 6 in schematischer Darstellung die Ansicht des Kopfes eines Akkumoduls,
  • 7 eine schematisch perspektivische Darstellung einer Anordnung von Akkumodulen in einem Aufnahmebehälter,
  • 8 in schematischer perspektivischer Darstellung die in einem Aufnahmebehälter nach 7 angeordneten Akkumodule,
  • 9 einen Schnitt durch die Anordnung von Akkumodulen in einem Aufnahmebehälter nach 7,
  • 10 eine schematische Darstellung einer Temperaturmatte aus Peltier-Elementen,
  • 11 eine Darstellung der Anordnung von Akkumodulen eines Aufnahmebehälters nach 7 und geöffnetem Wärmetauscher im Bodenbereich,
  • 12 eine perspektivische, schematische Darstellung auf den Boden des Aufnahmebehälters bei geöffnetem Wärmetauscher.
  • Im Ausführungsbeispiel ist sowohl der Aufbau eines einzelnen Akkumoduls als auch die Anordnung von Akkumodulen zu einem größeren Leistungspack als selbstständige Erfindung dargestellt und nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
  • Das im 1 gezeigte Akkumodul 1 besteht aus einem Modulgehäuse 2, welches im Ausführungsbeispiel als becherförmiges Gehäuse 3 gestaltet ist, dessen offenes Ende 4 durch einen Gehäusedeckel 5 verschlossen ist. Wie aus dem schematischen Querschnitt nach 2 zu ersehen, ist das Modulgehäuse 2 aus mehreren Zylinderröhren 6, 7, 8 und 9 zusammengesetzt. Im Ausführungsbeispiel sind vier Zylinderröhren 6 bis 9 vorgesehen, die jeweils in den Ecken eines Quadrates liegen. Die Zylinderröhren 6, 7, 8 und 9 sind so angeordnet, dass zylinderförmige Akkuzellen 10 senkrecht eingeschoben werden können. Dabei ist der Durchmesser der Zylinderröhren 6 bis 9 und deren Überschneidung derart aufeinander abgestimmt, dass die vorzugsweise gleich aufgebauten Akkuzellen 10 weitgehend spielfrei im Modulgehäuse 2 gehalten sind.
  • 3 offenbart den grundsätzlichen Aufbau des Akkumoduls 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel. Das an einem Ende 4 offene, becherförmige Modulgehäuse 2 hat eine Länge L, die derart bemessen ist, dass vier insbesondere gleiche, zweckmäßig zylindrische Akkuzellen 10 in einer Reihe 20 übereinander im Modulgehäuse 2 aufgenommen werden können. Im Ausführungsbeispiel sind vier derartiger Reihen 20 entsprechend dem schematischen Querschnitt in 2 im Modulgehäuse 2 aufgenommen. Zur elektrischen Kontaktierung liegen zwei Akkuzellen stirnseitig aneinander an, wodurch im Anlagebereich 80 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Pluspol der einen Zelle 10 und dem Minuspol der anstoßenden Zelle 10 besteht. Um die elektrisch leitende Verbindung sicher herzustellen, ist zwischen den Stirnseiten 11 und 12 aneinanderstoßender Zellen 10 eine Kontaktbrücke 13 eingelegt, wie sie in 5 schematisch dargestellt ist. Die Kontaktbrücke hat die Form eines geöffneten U, wobei die Schenkel 14, 15 des U über einen Biegebereich 16 aneinander anschließen, der den Steg des U bildet. Die beiden Schenkel 14, 15 sind elastisch federnd ausgeführt; bevorzugt besteht die Kontaktbrücke aus einem elektrisch gut leitenden Federstahl oder dgl..
  • Werden die an den Schenkeln 14 und 15 anliegenden Zellen 10 aufeinandergedrückt, verformt sich die Kontaktbrücke 13 bis die freien Enden der Schenkel 14, 15 den zwischen ihnen liegenden Spalt 17 schließen und sich aneinander abstützen. Mit Anlage der Schenkel 14, 15 aneinander steigt die Federkraft zur Verformung der Kontaktbrücke 13 progressiv an, wodurch beim Verspannen einer Zellreihe 20 ohne weitere mechanische Verbindungsmittel eine sichere, mechanisch belastbare elektrische Kontaktierung erzielt ist. Beim Verspannen einer Zellreihe 20 werden die Schenkel 14, 15 einer Kontaktbrücke 13 elastisch verformt; liegen die Schenkel 14, 15 an ihren freien Enden aneinander an, wird die Kontaktbrücke härter, und zur weiteren elastischen Verformung ist eine höhere Kraft notwendig.
  • Wie im Ausführungsbeispiel nach 3 gezeigt, liegen vier Reihen von vier Einzelzellen 10 nebeneinander im Modulgehäuse 2; die etwa in einer Ebene liegenden Einzelzellen 10 benachbarter Reihen 20 bilden einen Zellabschnitt 45, dessen an den Stirnseiten angeordneten Kontaktbrücken 13 an einem gemeinsamen, einteiligen Bauteil 18 vorgesehen sind. Vorteilhaft ist das einteilige Bauteil 18 als Stanzteil 19 ausgeführt und hat – wie 4 zeigt – etwa die Form eines X. Die einzelnen Stege 21 des Stanzteils 19 sind mit einteilig angeformten Biegelaschen 22 verlängert, wobei zur Bildung einer Kontaktbrücke 13 an den Stegenden die Biegelasche 22 um eine Biegelinie 23 zurückgebogen wird. Die zum Stanzteil 21 zurückgebogene Biegelasche 22 bildet zusammen mit dem Grundkörper des Steges 21 die Kontaktbrücke 13. In 5 ist eine derartige Kontaktbrücke 13 in Seitenansicht dargestellt.
  • Wie 3 zeigt, sind an den Stanzteilen 19 der Kontaktbrücken 13 auch die Potenzialleiter 30 einteilig angeformt und entsprechend dem Leitungsverlauf gebogen. Eine entsprechende Ausbildung ist auch für die Kontaktplatten 24 an den Enden der Zellreihen 20 vorteilhaft, wobei wiederum die Potenzialleiter 30 und auch die Stromleiter 32 einteilig angeformt und entsprechend dem Leitungsverlauf gebogen sind. Durch die Fertigung als Stanzbiegeteile entfallen sonst notwendige Verbindungsmaßnahmen zum elektrischen Anschluss der Leiter an den Kontaktbrücken 13 bzw. an den Kontaktplatten 24.
  • An den Enden der Zellreihen 20 sind zweckmäßig einfache Kontaktplatten 24 vorgesehen; zwischen je zwei in Längsrichtung benachbarten Zellen 10 sind federnde Kontaktbrücken 13 entsprechend der Ausbildung nach den 4 und 5 angeordnet.
  • Zur Erzielung eines festen, einheitlichen Verbundes aus Akkuzellen 10 ist vorgesehen, diese über eine Spannvorrichtung in Längsrichtung der Zellreihen 20 im Modulgehäuse 2 zu verspannen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die vier parallel nebeneinander liegenden Zellreihen 20 zwischen dem Boden 25 des Modulgehäuses 2 und einer am Modulgehäuse 2 festzulegenden Druckplatte 26 verspannt. Wie 6 zeigt, ist die Druckplatte 26 am offenen Ende 4 des Modulgehäuses 2 mittels Spannschrauben 27 am Modulgehäuse 2 gehalten. Die Spannschrauben 27 greifen in Schraubdome 28 ein, die einteilig mit dem Modulgehäuse 2 ausgebildet sind. Das Modulgehäuse 2 selbst besteht aus einem vorzugsweise schlagfesten, insbesondere elektrisch isolierenden Material wie z. B. ein entsprechendes Kunststoffmaterial. Bevorzugt ist das Material des Modulgehäuses 2 derart ausgewählt, dass es auch gut wärmeleitend ist, um die beim Laden und Entladen in den Akkuzellen 10 entstehende Wärme nach außen abzugeben.
  • Die Länge einer Zellreihe 20 mit zwischen den Zellen 10 angeordneten Kontaktbrücken 13 hat ein Maß A, welches größer als die Länge L des Gehäuses 3 zwischen der Stützschulter 29 für die Druckplatte 26 und dem Boden 25 des Modulgehäuses 2 ist. Damit ist sichergestellt, dass beim Aufschrauben der Druckplatte 26 die Kontaktbrücken 13 zwischen den Stirnseiten 11, 12 der Zellen 10 elastisch so weit verformt werden, dass die freien Enden der Schenkel 14 und 15 der Kontaktbrücken 13 aneinander anliegen und eine erhöhte Federkraft wirkt. Nach Festschrauben der Druckplatte 26, die über den Umfang des Modulgehäuses 2 an mehreren, insbesondere einander gegenüberliegenden Befestigungspunkten an dem Modulgehäuse 2 gehalten ist, wird ein fester Verbund von Akkuzellen 10 erreicht, der auch mechanischen Querbeschleunigungen ohne Beeinträchtigung der elektrischen Kontaktierung widersteht.
  • Die in 3 gezeigten Zellreihen 20 werden an ihren Enden über Kontaktplatten 24 kontaktiert, während zwischen den einander zugewandten Stirnseiten 11, 12 der Zellen 10 jeweils als gemeinsames Bauteil 18 ein Stanzteil 19 mit Kontaktbrücken 13 angeordnet ist. Jede Kontaktplatte 24 und jedes Stanzteil 19 mit mehreren Kontaktbrücken 13 bildet einen Potenzialpunkt, dessen Potenzial über einen Potenzialleiter 30 einer Überwachungsschaltung 31 zugeführt ist. Die Potenzialleiter 30 sind dabei vorzugsweise einteilig mit dem Stanzteil 19 bzw. der Kontaktplatte 24 gefertigt und anschließend in ihre Lage gebogen. Die untere Kontaktplatte 24 ist ferner mit einem getrennt vom Potenzialleiter 30 insbesondere einteilig angeformten Stromleiter 32 versehen, der parallel und getrennt von Potenzialleiter 30 geführt ist, damit ein Spannungsabfall über den Stromleiter 32 aufgrund eines fließenden Stromes nicht das an der Kontaktbrücke 13 abgegriffene Spannungs potenzial verfälschen kann. Die obere Kontaktplatte 24 weist einen nur kurzen Stromleiter 32 auf, der im Wesentlichen als gebogener Anschlusskontakt ausgeführt ist und zugleich den Potenzialleiter 30 bildet. Aufgrund der nur geringen Länge fällt über die Länge des Stromleiters 32 eine nur geringe Spannung ab, die gegenüber dem Potenzial an der oberen Kontaktplatte vernachlässigt werden kann.
  • Die Überwachungsschaltung 26 ist im Bereich des offenen Endes 4 des Modulgehäuses 2 angeordnet, und zwar – wie im Ausführungsbeispiel gezeigt – zweckmäßig auf der den Akkuzellen 10 abgewandten Seite 32 der Druckplatte 26.
  • Auf der den Akkuzellen 10 abgewandten Seite der Druckplatte 26 ist auch der Leistungsanschluss 35 vorgesehen, über den die Akkuzellen 10 ihren Leistungsstrom abgeben bzw. geladen werden.
  • Auf der den Akkuzellen 10 abgewandten Seite 32 der Druckplatte 26 ist ferner ein Kommunikationsanschluss 34 angeordnet, der vorteilhaft als Busanschluss gestaltet sein kann. Dieser Kommunikationsanschluss ist zur Kommunikation der Überwachungsschaltung mit einer äußeren Steuereinheit vorgesehen.
  • Wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, sind der Leistungsanschluss 35 und der Kommunikationsanschluss 34 als gemeinsamer Teil einer Steckverbindung 36 ausgeführt. Im Ausführungsbeispiel sind der Leistungsanschluss 35 und der Kommunikationsanschluss 34 in einem gemeinsamen Stecker 37 vorgesehen, wie 6 zeigt.
  • Die Überwachungsschaltung 31 am offenen Ende 4 des Modulgehäuses 2 überwacht intern die Zellspannung der einzelnen Zellabschnitte 45, die jeweils aus den auf einer Höhe liegenden Akkuzellen 10 benachbarter Zellreihen 20 gebildet sind. Die Potenziale der Kontaktplatten 24 und der die Kontaktbrücken 13 tragenden Bauteile 18 sind über die Potenzialleiter 30 der Überwachungsschaltung 31 zugeführt. Die Überwachungsschaltung 31 kann daher bei fehlerhafter Zellspannung eines Zellabschnittes 45 eine entsprechende Fehlermeldung über den Kommunikationsanschluss 34 ausgeben und über geeignete Schaltmittel die Zellreihe 20 elektrisch abschalten.
  • Die Überwachungsschaltung 31 überwacht ferner sowohl den Ladestrom als auch den Entladestrom, weshalb die Stromleiter 32 ebenfalls über die Überwachungsschaltung 31 mit dem Leistungsanschluss 35 in Verbindung stehen. Daneben dient die Überwachungsschaltung 31 der Überwachung der Temperaturen im Akkumodul 1, wozu im Inneren des Modulgehäuses 2 ein oder mehrere nicht dargestellte Temperatursensoren angeordnet sind. Die Überwachungsschaltung 31 umfasst auch eine Schutzschaltung gegen ein Tiefentladen.
  • Nach dem Festschrauben der Druckplatte 24 und dem Anschließen der Potenzialleiter 30 und der Stromleiter 32 mittels Kontaktschrauben 90 an die Überwachungsschaltung 31 wird das Modulgehäuse 2 durch einen Gehäusedeckel 5 dicht verschlossen. Dabei greift der Stecker 37 in eine zentrale Öffnung 39 des Gehäusedeckels 5 ein. Die Oberkante des Steckers 37 liegt mit der Ebene des Gehäusedeckels 5 etwa in einer Ebene und ist von außerhalb des Modulgehäuses 2 zugänglich, um das Akkumodul 1 in einen Leistungsverbund elektrisch einzubinden.
  • In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Akkumoduls ist die Steckverbindung 36 im Gehäuse von einem Dichtrand 40 umgeben. Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der Dichtrand 40 im Bereich der äußeren Kante 41 des Gehäusedeckels 5. Im Ausführungsbeispiel bildet der Dichtrand 40 unmittelbar die äußere Gehäusekante 41 des Deckels 5 und steht über dessen Ebene leicht über.
  • Der Deckel 5 ist – ebenso wie die Druckplatte 26 – über den Umfang des Modulgehäuses 2 mit mehreren Schrauben 27, 38 an diesem festgelegt. Im Ausführungsbeispiel sind auf jeder Längsseite des Deckels 5 je eine Schraube 38 vorgesehen, wobei die Spannschrauben 27 und die Befestigungsschrauben 38 auf einer Achse liegen und/oder einteilig gestaltet sein können.
  • Um das Akkumodul 1 als Anbau an einer Tragvorrichtung zu halten, ist vorgesehen, an einem Ende des Modulgehäuses 2 eine Haltevorrichtung 43 auszubilden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Haltevorrichtung 43 am offenen Ende 4 des Modulgehäuses 2 bzw. als Gehäusedeckel 5 ausgebildet. Wie gezeigt, sind im Gehäusedeckel 5 zwei Einpressmuttern 42 eingelassen, in die nicht näher dargestellte Haltebolzen eingeschraubt werden können. Die Einpressmuttern 42 können auch in entsprechende Aufnahmedome des Modulgehäuses 2 eingelassen werden, sofern dies für eine Anwendung zweckmäßig erscheint.
  • Das erfindungsgemäße Akkumodul 1 ist bevorzugt geeignet, in einer Anordnung mit mehreren gleichen Akkumodulen einen Leistungspack 50 zu bilden, wie es in den 7 bis 9 gezeigt ist. Ein derartiger Leistungspack 50 kann als Energiequelle in elektrisch anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt werden, z. B. in elektrischen Fahrzeugen, elektrisch angetriebenen Pkw's, Hybridfahrzeugen oder dgl..
  • In 8 ist eine erste Anzahl von Akkumodulen 1 in einer Reihe 51 angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel bilden zehn stehende Akkumodule 1 eine Reihe, wobei die Leistungs- und Kommunikationsanschlüsse, also die Steckverbindung 36 aller Akkumodule 1 auf der gleichen Seite liegen. Alle Steckverbindungen 36 werden in eine Verbindungsleiste 42 eingesteckt, so dass alle Leistungsanschlüsse 35 ebenso wie alle Kommunikationsanschlüsse 34 miteinander in Verbindung stehen. Wie 7 zeigt, erhält jede Reihe 51 von Akkumodulen 1 eine derartige vorzugsweise als Platine ausgebildete Verbindungsleiste 52, wobei die Verbindungsleisten 52 über Anschlussbrücken 53, 54 und 55 miteinander elektrisch gekoppelt sind. Die Anschlussbrücke 53 verbindet alle Kommunikationsanschlüsse der Verbindungsleisten 52 miteinander, so dass am äußeren Kommunikationsanschluss 56 eine äußere Steuereinheit angeschlossen werden kann, die ein Diagnose- und/oder Leistungsmanagement der Akkumodule 1 übernehmen kann. Über die äußere Steuereinheit kann der Ist-Zustand des Leistungspacks 50 als Gesamtheit wiedergegeben werden. Über einen äußeren Leistungsanschluss 49, der an den Anschlussbrücken 54 und 55 angeschlossen ist, fließt der Entlade- und Ladestrom. Dabei ist die Überwachungsschaltung 31 derart ausgelegt, dass der Entladestrom und der Ladestrom voneinander getrennt ein- und ausgeschaltet werden können. Je nach Ansteuerung kann eine Reihe 51 von Akkumodulen 1 z. B. nur als Reserve bereitgehalten werden; die Reservereihe wird überwacht und nur bei Bedarf geladen, wobei ein Entladestrom nur im Reservefall erlaubt wird. Dadurch ist eine zuverlässige Bereitschaft der Reserve gewährleistet.
  • Wie in 8 angedeutet und in 9 gezeigt, ist jedes Akkumodul 1 über die Haltevorrichtung an einer Tragplatte 57 mechanisch festgelegt. Dazu werden durch die Tragplatte 57 zwei Tragbolzen in die Einpressmuttern 42 eingeschraubt und der Gehäusedeckel 5 fest gegen die Unterseite 58 der Tragplatte 57 verspannt. Dabei legt sich der Dichtrand 40 abdichtend an die Unterseite 58 der Tragplatte 57 an, so dass die Steckverbindung 36 staub- und flüssigkeitsdicht gegenüber dem Innenraum 59 des Aufnahmegehäuses 60 abgedichtet ist. Mit dem Einschrauben der Haltebolzen in die Haltevorrichtung 43 des Akkumoduls 1 wird zugleich die Steckverbindung 36 angeschlossen und mechanisch gesichert; im Ausführungsbeispiel wird der Stecker 37 in die entsprechende Steckbuchse der Verbindungsleiste 52 eingeschoben. Mit dem Festschrauben der Haltebolzen in die Einpressmuttern 42 des Akkumoduls 1 wird somit nicht nur das Akkumodul 1 mechanisch an der Tragplatte 57 festgelegt, sondern zugleich die Steckverbindung 36 geschlossen und die elektrische Kontaktierung hergestellt, die mit Anlegen des Dichtrandes 40 an die Unterseite 58 der Tragplatte 57 gegenüber den Innenraum 59 des Aufnahmegehäuses 60 abgedichtet ist.
  • Alle Akkumodule 1 der Anordnung, im Ausführungsbeispiel 100 Module 1, werden an der Tragplatte 57 festgelegt und gemeinsam in das Aufnahmegehäuse 60 abgesenkt. Die Tragplatte 57 wird dabei als Verschlussdeckel flüssigkeitsdicht auf dem Gehäuserand des Aufnahmegehäuses 60 verschraubt.
  • Da in dem Tragverbund von Akkumodulen jedes einzelne Akkumodul 1 unabhängig von den anderen Akkumodulen mechanisch von der Trägerplatte 57 zu lösen ist und dabei die elektrische Verbindung mit der Verbindungsleiste 52 der Reihe 51 durch Öffnen der Steckverbindung 36 einfach getrennt werden kann, ist jedes Akkumodul 1 leicht austauschbar. Somit ist das Leistungspack 50 ohne großen Montage- und Demontageaufwand leicht zu warten; über den äußeren Kommunikationsanschluss 56 kann mittels eines Diagnoseprogramms festgestellt werden kann, ob und welche Zellabschnitte 45 des Gesamtverbundes defekt sind. Akkumodule 1 mit defekten Zellabschnitten 45 können einfach ausgetauscht werden, so dass – nach Austauschen der defekten Module – das gesamte Leistungspack 50 wieder einsetzbar ist.
  • Zur mechanischen Fixierung der hängend an der Trägerplatte 57 befestigten Akkumodule 1 kann es zweckmäßig sein, die Akkumodule 1 an dem der Haltevorrichtung gegenüberliegenden Ende 44 abzustützen. Hierzu kann es vorteilhaft sein, am Boden 61 des Aufnahmegehäuses 60 Haltefinger 62 oder Halterippen anzuordnen, die sich in Richtung der unteren Enden 44 der einzelnen Akkumodule 1 erstrecken. Zweckmäßig greift je ein Haltefinger 62 in eine zentrale Vertiefung am unteren Ende 44 des Modulgehäuses 2 ein. Um auch bei geringem Spiel eine in Modullängsrichtung wirkende Spannkraft aufzubauen, kann zweck mäßig am Haltefinger eine Druckfeder 63 angeordnet sein, vorzugsweise eine um den Haltefinger 62 angeordnete Spiralfeder. Ein Akkumodul 1 ist somit an der Trägerplatte 57 des Aufnahmegehäuses 60 mechanisch starr fixiert, während es an seinem gegenüberliegenden Ende 44 durch einen Haltefinger 62 gehalten ist. Bei Anordnung einer Druckfeder 63 kann eine definierte Haltekraft aufgebaut werden kann.
  • Die Trägerplatte 57 verschließt den Innenraum 59 des Aufnahmegehäuses 60 flüssigkeitsdicht, so dass über einen Füllstutzen 48 in den Innenraum 59 ein wärmeleitendes Medium eingefüllt werden kann, vorzugsweise eine wärmeleitende Flüssigkeit. Die Füllhöhe der Flüssigkeit im Aufnahmegehäuse entspricht etwa der Länge L eines Akkumoduls 1, wie in 9 dargestellt.
  • Die wärmeleitende Flüssigkeit stellt sicher, dass das gesamte Leistungspack 50 eine im Wesentlichen gleichmäßige Temperatur hat; eventuelle erhöhte Temperaturen einer einzelnen Zelle 10 oder Akkumoduls 1 können so abgebaut werden.
  • Lithium-Zellen müssen in einem begrenzten Temperaturbereich von z. B. –20° bis +40° betrieben werden. Dadurch kann bei Leistungspacks 50 aus Lithium-Zellen der Bedarf einer Kühlung oder Heizung gegeben sein. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist am Boden 61 oder im bevorzugt doppelwandig ausgebildeten Boden 61 des Aufnahmegehäuses 60 oder einem angebauten Wärmetauscher 64 eine Temperaturmatte 99 angeordnet, wie sie in 10 dargestellt ist. Die Matte 99 besteht aus Peltier-Elementen 77 und 88, die jeweils so gepolt sind, dass die Elemente 77 als Heizquellen und die Elemente 88 als Kälte quellen wirken. Muss das Leistungspack 50 zum Erreichen seiner Betriebstemperatur geheizt werden, z. B. im Winter, werden die Peltier-Elemente 77 mit Strom gespeist. Muss zum Erreichen der Betriebstemperatur gekühlt werden, z. B. im Sommer, werden die elektrisch in Gegenrichtung geschalteten Peltier-Elemente 88 elektrisch in Betrieb genommen. Die Energie für die Peltier-Elemente kann aus dem Leistungspack selbst entnommen werden oder – z. B. in Hybridfahrzeugen – aus einer konventionellen Autobatterie (Bleibatterie).
  • Wie im Ausführungsbeispiel nach den 11 und 12 gezeigt, kann am Boden 61 des Aufnahmegehäuses 60 ein Wärmetauscher 64 angeordnet sein, der von einem Wärmeträger durchströmt ist. Hierzu weist der Wärmetauscher 64 einen Zulaufanschluss 65 und – im Ausführungsbeispiel zweckmäßig auf der gegenüberliegenden Seite des Leistungspacks 50 – einen Ablaufanschluss 66 auf. Im Wärmetauscher 64 ist ein schleifenartiger Kanal 67 ausgebildet, der den Zulaufanschluss 65 mit dem Ablaufanschluss 66 verbindet. Im Ausführungsbeispiel ist der schleifenartige Kanal 67 im Deckel 70 des Wärmetauschers 64 vorgesehen (11). Die Wände 68 des Kanals 67 erstrecken sich über die gesamte Höhe des Wärmetauschers 64; zwischen die Wände 68 des Kanals 67 greifen Einstellwände 69, die am Boden 61 des Aufnahmegehäuses 60 etwa senkrecht angeformt sind. Die Einstellwände 69 verlaufen etwa parallel zu den Kanalwänden 68 und teilen den schleifenförmigen Kanal 67 in mehrere parallele Strömungspfade auf, so dass ein guter Wärmeübergang zwischen den Einstellwänden 69 und dem strömenden Wärmeträger gegeben ist. Der getrennt vom Aufnahmegehäuse 60 gefertigte Deckel 70 des Wärmetauschers 64 wird flüssigkeitsdicht auf den Boden des Aufnahmegehäuses 60 aufgesetzt. Um eine gute Wärmeabfuhr aus dem Leistungspack 50 zu gewährleisten – oder aber eine gute Wärmeübertragung in den Leistungspack zu ermöglichen – ist das Aufnahmegehäuse 60 aus einem gut wärmeleitenden Material, wie z. B. Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Die Einstellwände 69 am Boden 61 sind einteilig mit dem Aufnahmegehäuse 60 ausgeführt und bestehen daher aus dem gleichen, gut wärmeleitenden Material.
  • Der getrennt gefertigte Deckel 70 des Wärmetauschers 64 kann aus einem Kunststoff oder einem Metall wie z. B. Magnesium gefertigt sein, so dass bei leichtem Gewicht eine ausreichende mechanische Festigkeit gegeben ist. Der Deckel 70 wird flüssigkeitsdicht auf den Boden 61 des Aufnahmegehäuses 60 aufgesetzt und der Zuflussstutzen 65 sowie der Abflussstutzen 66 in einen geeigneten Wärmekreislauf eingebunden. Die Abwärme kann z. B. zur Beheizung der Fahrgastzelle eines Fahrzeugs verwendet werden; im Winter kann über den angeformten Wärmetauscher 64 das Leistungspack 50 von einer externen Wärmequelle auf die erforderliche Betriebstemperatur aufgeheizt werden. Es kann vorteilhaft sein, im Kreislauf des Wärmetauschers 64 eine Wärmepumpe vorzusehen.
  • Die im Ausführungsbeispiel verwendeten Akkuzellen 10 können Akkuzellen beliebiger Bauart sein. Z. B. können Polymerzellen, Metallhydridzellen oder andere Zellen verwendet werden. Vorzugsweise sind handelsübliche Lithium-Zellen (Lithium-Ionen/Lithium-Polymer) mit einer Zellspannung von 3,6 bis 4,2 Volt und einer Kapazität von ca. 1800 mAh bis 3000 mAh eingesetzt. Die handelsüblichen Einzelzellen sind vorteilhaft mit einem Sicherheitsventil versehen, das einem Explosionsschutz dient.
  • Vorteilhaft kann die weitere Entwicklung von Zellen bei der beschriebenen Erfindung ohne größere technische Probleme eingesetzt werden, unabhängig von höheren Kapazitäten, Spannungen oder Baugrößen. Auch fortschrittliche Materialkombinationen sind verwendbar.

Claims (35)

  1. Akkumodul, bestehend aus mehreren in einem verschlossenen Modulgehäuse (2) angeordneten Akkuzellen (10), insbesondere Akkuzellen (10) auf Lithiumbasis, die an ihren stirnseitigen Enden (11, 12) Anschlusskontakte aufweisen, über die aufeinanderfolgende Akkuzellen (10) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, mit einer Überwachungsschaltung (31) zur Überwachung der Akkuzellen (10), die in dem Modulgehäuse (2) angeordnet sind und mit einem von außerhalb des Modulgehäuses (2) zugänglichen elektrischen Leistungsanschluss (35) für die Akkuzellen (10), dadurch kennzeichnet, dass mindestens zwei Akkuzellen (10) zur Bildung einer Zellenreihe (20) stirnseitig aneinander anliegen und im Anlagebereich (80) eine elektrisch leitende Verbindung zueinander herstellen, dass die elektrisch leitende Verbindung über eine Kontaktbrücke (13) hergestellt ist, die zwischen den einander zugewandten Stirnseiten (11, 12) aufeinanderfolgender Akkuzellen (10) einer Zellenreihe (20) eingelegt ist, dass die in einer Zellenreihe (20) aufeinanderfolgenden Akkuzellen (10) durch eine Spannvorrichtung mit einer Druckplatte (26) in Längsrichtung einer Zellenreihe (20) unter Verformung der Kontaktbrücke (13) miteinander verspannt sind, und dass die Kontaktbrücke (13) als Potenzialpunkt der Zellenreihe (20) mit der Überwachungsschaltung (31) verbunden ist.
  2. Akkumodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Potenzial einer jeden Kontaktbrücke (13) über getrennte Potenzialleiter (30) der Überwachungsschaltung (31) zugeführt ist.
  3. Akkumodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (2) ein becherförmiges Gehäuse (3) mit einem das offene Ende (4) des Gehäuses (3) verschließenden Gehäusedeckel (5) ist.
  4. Akkumodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (2) im Querschnitt aus mehreren, vorzugsweise vier ineinandergreifenden Zylinderröhren (6, 7, 8, 9) zusammengesetzt ist.
  5. Akkumodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (2) aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist und vorzugsweise aus einem wärmeleitenden Material besteht.
  6. Akkumodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zellenreihe (20) zwischen dem Boden (25) des Modulgehäuses (2) und einer am Modulgehäuse (2) gehaltenen Druckplatte (26) verspannt ist.
  7. Akkumodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (26) am offenen Ende (4) des Modulgehäuses (2) gehalten ist, vorzugsweise mittels Spannschrauben (27) gehalten ist, die insbesondere in Schraubdome (28) des Modulgehäuses (2) eingreifen.
  8. Akkumodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (31) im Bereich des offenen Endes (4) des Modulgehäuses (2) liegt.
  9. Akkumodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (31) auf der den Akkuzellen (10) abgewandten Seite (33) der Druckplatte (26) gehalten ist.
  10. Akkumodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der den Akkuzellen (10) abgewandten Seite der Druckplatte (26) der Leistungsanschluss (35) angeordnet ist.
  11. Akkumodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der den Akkuzellen (10) abgewandten Seite (33) der Druckplatte (26) ein Kommunikationsanschluss (34), vorzugsweise ein Busanschluss zur Kommunikation einer äußeren Steuereinheit mit der inneren Überwachungsschaltung (31) vorgesehen ist.
  12. Akkumodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsanschluss (35) und/oder der Kommunikationsanschluss (34) als Teil einer Steckverbindung (36) ausgeführt ist, vorzugsweise einen gemeinsamem Teil der Steckverbindung (36) bilden, insbesondere als Stecker (37) ausgeführt ist.
  13. Akkumodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die auf gleicher Höhe und gleichem Spannungspotenzial liegenden Kontaktbrücken (13) nebeneinanderliegender Zellenreihen (20) an einem einteiligen Bauteil (18) ausgebildet sind.
  14. Akkumodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das einteilige Bauteil (18) als Stanzteil (19) mit Biegelaschen (22) ausgeführt ist, wobei die zum Stanzteil (19) zurückgebogenen Biegelaschen (22) zusammen mit einem Steg (21) am Grundkörper des Stanzteils (19) eine Kontaktbrücke (13) bilden.
  15. Akkumodul nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Potenzialleiter (30) der Kontaktbrücken (13) einteilig mit dem Stanzteil (19) ausgeführt und dem Leitungsverlauf entsprechend gebogen ist.
  16. Akkumodul nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (13) etwa U-förmig ausgebildet ist, wobei die Schenkel (14, 15) des U jeweils an einer Stirnseite (11, 12) einer Akkuzelle anliegen und die Öffnung des U vorzugsweise etwa dem Zentrum des Stanzteils (19) zugewandt liegt.
  17. Akkumodul nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (26) über den Umfang des Modulgehäuses (2) an mehreren, insbesondere einander gegenüberliegenden Befestigungspunkten an dem Modulgehäuse (2) gehalten ist.
  18. Akkumodul nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (5) das Modulgehäuse (2) dicht verschließt.
  19. Akkumodul nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung (36) des Leistungsanschlusses (35) und/oder des Kommunikationsanschlusses (34) von außen zugänglich im Gehäusedeckel (5) angeordnet ist.
  20. Akkumodul nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (5) einen die Steckverbindung (36) umgebenden Dichtrand (40) aufweist, wobei der Dichtrand (40) vorzugsweise im Bereich der äußeren Kante (41) der Stirnseite des Gehäusedeckels (5) vorgesehen ist, insbesondere seine äußere Kante (41) bildet.
  21. Akkumodul nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Akkumoduls (1), vorzugsweise an dem Ende (4) des Gehäusedeckels (5) eine Haltevorrichtung (43) ausgebildet ist.
  22. Akkumodul nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (43) Einpressmuttern (42) umfasst, die vorzugsweise im Gehäusedeckel (5) eingelassen sind.
  23. Anordnung aus mehreren Akkumodulen (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Anzahl von Akkumodulen (1) eine Reihe (51) bildet, dass die Leistungsanschlüsse (35) und/oder die Kommunikationsanschlüsse (34) der Akkumodule (1) einer Reihe (51) an einer insbesondere gemeinsamen Verbindungsleiste (52) angeschlossen sind, dass mehrere Reihen (51) nebeneinander in einem gemeinsamen Aufnahmegehäuse (60) angeordnet sind, und die Verbindungsleisten (52) der einzelnen Reihen (51) über Anschlussbrücken (53, 54, 55) miteinander verbunden sind, wobei die Anschlussbrücken (53, 54, 55) den äußeren Leistungsanschluss (49) und/oder den äußeren Kommunikationsanschluss (56) bilden.
  24. Anordnung aus Akkumodulen nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Akkumodul (1) der Anordnung mit einer an einem Ende (4, 44) des Modulgehäuses (2) vorgesehenen Haltevorrichtung (43) an einer Tragplatte (57) gehalten ist.
  25. Anordnung aus Akkumodulen nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Akkumodul (1) unabhängig von anderen gleichen Akkumodulen (1) mechanisch von der Tragplatte (57) und elektrisch von der Verbindungsleiste (52) der Reihe (51) trennbar und damit austauschbar ist.
  26. Anordnung aus Akkumodulen nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Akkumodul (1) an dem der Haltevorrichtung (43) gegenüberliegenden Ende (44) im Aufnahmegehäuse (60) abgestützt ist.
  27. Anordnung aus Akkumodulen nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden (61) des Aufnahmegehäuses (60) Haltefinger (62) angeordnet sind, die am geschlossenen Ende (44) des Modulgehäuses (2) eines Akkumoduls (1) eingreifen.
  28. Anordnung aus Akkumodulen nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass das geschlossene untere Ende (44) des Modulgehäuses (2) über eine Feder (63) am Boden (61) des Aufnahmegehäuses (60) abgestützt ist.
  29. Anordnung aus Akkumodulen nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte (57) das Aufnahmegehäuse (60) flüssigkeitsdicht verschließt und die im Aufnahmegehäuse (60) aufgenommenen Akkumodule (1) von einem wärmeleitenden Medium, vorzugsweise einer Flüssigkeit umgeben sind, und die Füllhöhe des Mediums im Aufnahmegehäuse (60) insbesondere etwa der Länge (L) eines Akkumoduls (1) entspricht.
  30. Anordnung aus Akkumodulen nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden (61) des Aufnahmegehäuses (60) ein Wärmetauscher (64) angeordnet ist und von einem Wärmeträger durchströmt wird.
  31. Anordnung aus Akkumodulen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (64) einen Zulaufanschluss (65) und einen Ablaufanschluss (66) aufweist, wobei ein schleifenförmiger Kanal (67) ausgebildet ist, der den Zulaufanschluss (65) mit dem Ablaufanschluss (66) verbindet.
  32. Anordnung aus Akkumodulen nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der schleifenförmige Kanal (67) im Deckel (70) des Wärmetauschers (64) ausgebildet ist und Einstellwände (69) am Boden (61) des Aufnahmegehäuses (60) in den Kanal (67) einragen.
  33. Anordnung aus Akkumodulen nach einem der Ansprüche 23 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmegehäuse (60) aus einem gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise aus Aluminium besteht und der Deckel (70) des Wärmetauschers (64) aus einem Material geringerer Wärmeleitfähigkeit wie Kunststoff, Magnesium oder dgl. gebildet ist.
  34. Anordnung aus Akkumodulen nach einem der Ansprüche 23 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass im Aufnahmegehäuse (60) mindestens ein Peltier-Element (77, 88) als Heizquelle bzw. Kältequelle angeordnet ist.
  35. Anordnung aus Akkumodulen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Peltier-Elemente (77, 88) eine Temperaturmatte (99) bilden, die im Boden (61) des Aufnahmegehäuses (60) angeordnet ist.
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