DE202010017674U1

DE202010017674U1 - Batteriezellenträger

Info

Publication number: DE202010017674U1
Application number: DE202010017674U
Authority: DE
Original assignee: BMZ BATTERIEN MONTAGE ZENTRUM GmbH; BMZ BATTERIEN-MONTAGE-ZENTRUM GmbH
Current assignee: BMZ BATTERIEN MONTAGE ZENTRUM GmbH; BMZ BATTERIEN-MONTAGE-ZENTRUM GmbH
Priority date: 2010-10-04
Filing date: 2010-10-04
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2020-10-05
Also published as: DE102010037957A1

Abstract

Batteriezellenträger für mindestens eine längliche Batteriezelle (2) bestehend aus mindestens zwei im Wesentlichen parallel angeordneten Trägerteilen, wobei mindestens ein Trägerteil eine Trägerplatte (3) mit durchgehenden und an einen Querschnitt der Batteriezellen angepassten Ausnehmungen zur Aufnahme der Batteriezellen (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Rand der Ausnehmungen jeweils mindestens eine Halterung (4) angeordnet ist, die seitlich an einen Batteriezellenendbereich (9) kraftschlüssig anlegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Batteriezellenträger für mindestens eine längliche Batteriezelle bestehend aus mindestens zwei im Wesentlichen parallel angeordneten Trägerteilen, wobei mindestens ein Trägerteil eine Trägerplatte mit durchgehenden und an einen Querschnitt der Batteriezellen angepassten Ausnehmungen zur Aufnahme der Batteriezellen aufweist.
Batterien werden häufig aus handelsüblichen Batteriezellen durch Parallel- oder Reihenschaltung der einzelnen Batteriezellen aufgebaut. Diese Batteriezellen bestehen üblicherweise aus einem durch ein Gehäuse mit elektrischen Kontaktstellen umgebenden elektrochemischen Energiespeicher. Um solche Batteriezellen zu Batterien zusammenzuschalten, kommen häufig Batterieadapter zum Einsatz, die Aufnahmen für mehrere Batteriezellen besitzen, wobei jede der Aufnahmen mit elektrischen Kontakten zur elektrischen Zusammenschaltung der einzelnen Batteriezellen ausgestattet ist. Die elektrische Energie der durch die Zusammenschaltung der einzelnen Batteriezellen aufgebauten Batterie wird normalerweise über mindestens zwei elektrische Kontakte, die an dem Batterieadapter angeordnet sind, bereitgestellt. Als Batteriezellen kommen sowohl nicht wieder aufladbare Primärzellen als auch wieder aufladbare Sekundärzellen zum Einsatz.
Die Kapazität der Batterien sowie die Anzahl der Lade- und Entladezyklen wiederaufladbarer Batterien hängen unter anderem von der Betriebstemperatur der Batterien ab. Daher ist es bekannt, die Batterieadapter so auszugestalten, dass eine aktive Kühlung der einzelnen Batteriezellen vorgesehen werden kann. Zu diesem Zweck wurde bereits vorgeschlagen, dass die Batterieadapter Batteriezellenträger aufweisen können, mit denen die einzelnen Batteriezellen in dafür vorgesehene Ausnehmungen in zwei parallel zueinander angeordneten Trägerplatten angeordnet werden. Ein Großteil der Mantelfläche der einzelnen Batteriezellen ist daher für Luft oder ein anderes Kühlmittel frei zugänglich.
Bei derartigen Batteriezellenträgern erfolgt die Kontaktierung der einzelnen Batteriezellen nach ihrer Anordnung in den entsprechenden Ausnehmungen der Trägerplatten. Der Bereich, in dem die elektrischen Kontakte angeordnet sind, wird von der Umgebung beispielsweise durch ein Gehäuse abgeschirmt. Auf diese Weise kann eine Beschädigung der Kontakte unter anderem durch eindringende Kühlmittel verhindert werden.
Da die Batteriezellen innerhalb der Aussparungen verschiebbar sind, können die auf den Batteriezellen angebrachten elektrischen Kontakte durch eine Bewegung der Batteriezellen beschädigt werden. Zur Anbringung der die elektrischen Kontakte abschirmenden Gehäuseteile ist es zudem erforderlich, dass die Trägerplatten in einem bestimmten Abstand zu den Kontaktseiten der Batteriezellen angeordnet werden. Die dafür notwendige Positionierung der Batteriezellen in den Ausnehmungen der Trägerplatten wird durch die freie Verschiebbarkeit der Batteriezellen erschwert.
Daher können die Trägerplatten durch ein oder mehrere an einem Rand der Trägerplatten angeordnete Streben miteinander verbunden werden. Auf diese Weise entsteht ein stabiler Träger, in dessen Ausnehmungen die Batteriezellen gleichmäßig positioniert werden können. Nach Anbringung der elektrischen Kontakte wird der Zellenverbund beispielsweise durch ein entsprechendes Gehäuse stabilisiert. Die Herstellung miteinander verbundener Trägerplatten beziehungsweise die nachträgliche Anbringung von Trägerplattenverbindern ist aber äußerst aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es demzufolge, eine Trägerplatte für Batteriezellen so auszugestalten, dass der Herstellungsaufwand solcher Batteriezellenträger reduziert wird, wobei eine Relativbewegung einzelner Batteriezellen zueinander zusätzlich erschwert wird und wobei die Trägerplatte in einem bestimmten Abstand zu den elektrischen Kontaktstellen der Batteriezellen anordnenbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an einem Rand der Ausnehmungen jeweils mindestens eine Halterung angeordnet ist, die seitlich an einem Batteriezellenendbereich kraftschlüssig anlegbar ist. Die einzelnen Batteriezellen können so in die Ausnehmungen der Trägerplatte eingeschoben und dort klemmend fixiert werden. Ein ungewolltes nachträgliches Verschieben der Batteriezellen kann auf diese Weise vermieden werden. Da sich die einzelnen Batteriezellen nur noch durch Ausübung einer äußeren Kraft in den Ausnehmungen verschieben lassen, können die Zellen so in den Ausnehmungen platziert werden, dass die Zellenenden in einem bestimmten Abstand zu den Trägerplatten angeordnet sind. Dies kann beispielsweise einfach dadurch erreicht werden, dass die Trägerplatte gleichmäßig über die Batteriezellen geschoben wird, so dass die Trägerplatte zu den einzelnen Batteriezellenenden jeweils den gleichen Abstand aufweist. Auf diese Weise können die Trägerplatten ohne zusätzliche Trägerplattenverbinder montiert werden. Dabei dienen die Batteriezellen selber als Trägerplattenverbindungselemente.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass zwei Trägerteile jeweils eine Trägerplatte mit durchgehenden und an einen Querschnitt der Batteriezellen angepassten Ausnehmungen zur Aufnahme der Batteriezellen aufweisen.
Erfindungsgemäß kann zudem vorgesehen sein, dass die Halterung einen Krallenanschlag aufweist, an den ein Batteriezellenende anlegbar ist. Auf diese Weise wird die Positionierung der Batteriezellen in den Ausnehmungen der Trägerplatten weiter vereinfacht. Die Batteriezellen können einfach von einer Seite her durch die Ausnehmung bis zu dem Krallenanschlag geschoben werden. Durch den Krallenanschlag wird die Batteriezelle auch vor einem weiteren Verschieben in einer Richtung zusätzlich gesichert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstands kann vorgesehen sein, dass mindestens ein elektrischer Batteriezellenverbinder an die Batteriezellenenden mindestens zweier in die Trägerplatte eingesetzter Batteriezellen anbringbar ist, wobei der elektrische Batteriezellenverbinder in einem Bereich zwischen den Halterungen angeordnet ist. Die Halterungen werden also so an dem Rand der Ausnehmung positioniert, dass ein Bereich der Batteriezellenenden frei bleibt, der dazu benutzt werden kann, die Batteriezellenenden zweier benachbarter Batteriezellen beispielsweise durch eine elektrisch leitende Platte miteinander zu verbinden. Auf diese Weise ist es einfach möglich, die elektrische Verbindung zwischen den Batteriezellen herzustellen, da die elektrischen Leitungen nicht um die Halterungen herumgeführt werden müssen.
Um die elektrische Energie der durch den elektrischen Zusammenschluss der einzelnen Batteriezellen aufgebauten Batterie möglichst einfach bereitzustellen kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Trägerplatte mindestens eine Steckverbinderhalterung aufweist. Auf diese Weise kann ein Steckverbinder einfach mit der Trägerplatte verbunden werden. Die elektrischen Kontakte des Steckverbinders werden mit den entsprechenden Kontakten der Batterie verbunden, so dass die elektrische Energie der Batterie über den Steckverbinder entnommen werden kann.
Die elektrischen Kontaktekönnen aber auch direkt, ohne Steckverbinder, an der Trägerplatte angeordnet sein. Zu diesem Zweck kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass mindestens eine Trägerplatte mindestens eine Kontakthalterung aufweist. Auf diese Weise wird auch sichergestellt, dass sich die elektrischen Kontakte an einer vorgegebenen Position der Trägerplatte befinden. So kann die Position der entsprechenden elektrischen Kontakte eines elektrischen Verbrauchers beispielsweise innerhalb eines Batteriefachs des Verbrauchers an die Position der elektrischen Kontaktstellen der Batterie angepasst werden, so dass die Batterie einfach in das Batteriefach des Verbrauchers eingesetzt werden kann. Es ist aber auch denkbar, dass die Kontaktstellen der Batterie entsprechend den Anforderungen des elektrischen Verbrauchers positioniert werden.
Um die elektrischen Kontakte der Batteriezellen vor äußeren Einflüssen zu schützen, kann auch vorgesehen sein, dass auf die Trägerplatte, die Batteriezellenenden und die Batteriezellenverbinder eine wärmeabführende Vergussmasse aufbringbar ist. Auf diese Weise wird zusätzlich die Verbindung zwischen den Batteriezellen und der Trägerplatte weiter stabilisiert. Zudem werden die elektrischen Kontakte vor äußeren Einflüssen geschützt.
Um die Vergussmasse möglichst einfach auf die Trägerplatte aufbringen zu können, kann zudem vorgesehen sein, dass ein um die Trägerplatte umlaufender Rand mindestens 2 mm vorzugsweises mm breit ist. Auf diese Weise wird die Trägerplatte zusätzlich stabilisiert. Die zunächst zähflüssige Vergussmasse kann einfach auf die Trägerplatte aufgebracht werden, wobei die Vergussmasse die Batteriezellenenden auf dem umlaufenden Rand umfließen kann. Zusätzlich wird durch den umlaufenden Rand vermieden, dass andere Bereiche der Batteriezellen mit Vergussmasse bedeckt werden. Dadurch wird die kühlende Wirkung der offenen Batteriebauweise nicht beeinträchtigt.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Trägerplatte und/oder die Halterung und/oder der Krallenanschlag aus Kunststoff hergestellt sind. Mit Kunststoff können die Trägerplatten und die Halterung sehr einfach beispielsweise im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Um die Hitzebeständigkeit und/oder die Steifigkeit des Kunststoffs zu erhöhen, kann der Kunststoff beispielsweise mit Talkum, Glasfasern oder Glaskugeln versehen sein. Um auch die Batteriezellenenden abkühlen zu können, kann zudem ein wärmeleitender Kunststoff eingesetzt werden. Als Werkstoffe kommen beispielsweise Polyamide, Polypropylen, Polyoxymethylen, Polybutylenterephthalat oder Polycarbonate in Frage.
Um die Herstellung der Trägerplatte und der Halterung weiter zu vereinfachen, kann vorgesehen sein, dass die Trägerplatte, die Halterungen und/oder die Krallenanschläge einteilig hergestellt sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.
Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer aus sechs Batteriezellen und zwei Trägerplatten aufgebauten Batterie,
2 eine schematische Darstellung einer aus zehn Batteriezellen aufgebauten Batterie, wobei am Rand der Ausnehmungen jeweils vier Halterungen angeordnet sind,
3 eine vergrößerte Darstellung der in 2 dargestellten Halterungen.
In 1 ist schematisch eine Batterie 1 bestehend aus sechs Batteriezellen 2 und zwei Trägerplatten 3 dargestellt, wobei an den Rändern der Ausnehmungen jeweils eine Halterung 4 angeordnet ist. Jeweils zwei der Batteriezellen 2 sind mit elektrischen Batteriezellenverbindern 5 elektrisch leitend verbunden. Die in der Batterie 1 gespeicherte elektrische Energie kann an den elektrischen Anschlussklemmen 6 entnommen werden.
In 2 ist schematisch eine Batterie 1 mit zehn Batteriezellen 2 und zwei Trägerplatten 3 dargestellt, wobei jede Ausnehmung vier Halterungen 4 mit jeweils einem Krallenanschlag 7 aufweist. Durch die Krallenanschläge 7 wird die Positionierung der Batteriezellen in den Ausnehmungen vereinfacht. Die symmetrische Anordnung der Halterungen 4 und die im Wesentlichen dreieckige Ausgestaltung der Krallenanschläge 7 erlauben eine nachträgliche Kontaktierung der Kontaktstellen 8 der Batteriezellen 2, wobei die nicht dargestellten elektrisch leitenden Batteriezellenverbinder zwischen den Krallenanschlägen 7 hindurchgeführt werden können.
3 zeigt schematisch eine vergrößerte Darstellung eines Batteriezellenendbereichs 9, der durch eine Ausnehmung einer Trägerplatte 3 geführt ist. Der Batteriezellenendbereich 9 ist mit der Trägerplatte 3 über die Halterung 4 kraftschlüssig verbunden. Durch den Krallenanschlag 7 wird zum Einen ein weiteres Verschieben in eine Richtung verhindert und zum Anderen die Positionierung der Batteriezellen in der Trägerplatte 3 vereinfacht. Die Positionierung erfolgt einfach dadurch, dass das Batteriezellenende 10 mit dem Krallenanschlag 7 in Anschlag gebracht wird. Da die Krallenanschläge 7 alle den gleichen Abstand zur Trägerplatte 3 aufweisen, haben auch die mit den Krallenanschlägen 7 in Anschlag gebrachten Batteriezellenenden 10 alle den gleichen Abstand zur Trägerplatte 3.

Claims

Batteriezellenträger für mindestens eine längliche Batteriezelle (2) bestehend aus mindestens zwei im Wesentlichen parallel angeordneten Trägerteilen, wobei mindestens ein Trägerteil eine Trägerplatte (3) mit durchgehenden und an einen Querschnitt der Batteriezellen angepassten Ausnehmungen zur Aufnahme der Batteriezellen (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Rand der Ausnehmungen jeweils mindestens eine Halterung (4) angeordnet ist, die seitlich an einen Batteriezellenendbereich (9) kraftschlüssig anlegbar ist.
Batteriezellenträger gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Trägerteile jeweils eine Trägerplatte (3) mit durchgehenden und an einen Querschnitt der Batteriezellen (2) angepassten Ausnehmungen zur Aufnahme der Batteriezellen (2) aufweisen.
Batteriezellenträger gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (4) einen Krallenanschlag (7) aufweist, an den ein Batteriezellenende (10) anlegbar ist.
Batteriezellenträger gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrischer Batteriezellenverbinder (5) an die Batteriezellenenden (10) mindestens zweier in die Trägerplatte (3) eingesetzter Batteriezellen (2) anbringbar ist, wobei der elektrische Batteriezellenverbinder (5) in einem Bereich zwischen den Halterungen (4) angeordnet ist.
Batteriezellenträger gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Trägerplatte (3) mindestens eine Steckverbinderhalterung aufweist.
Batteriezellenträger gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Trägerplatte (3) mindestens eine Kontakthalterung aufweist.
Batteriezellenträger gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Trägerplatte (3), die Batteriezellenenden (10) und die Batteriezellenverbinder (5) eine wärmeabführende Vergussmasse aufbringbar ist.
Batteriezellenträger gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein um die Trägerplatte (3) umlaufender Rand mindestens 2 mm vorzugsweise 5 mm breit ist.
Batteriezellenträger gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (3) und/oder die Halterung (4) und/oder der Krallenanschlag (7) aus Kunststoff hergestellt sind.
Batteriezellenträger gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (3), die Halterungen (4) und/oder die Krallenanschläge (7) einteilig hergestellt sind.