EP2684234A2 - Energy storage device, energy storage cells and heat-conducting element - Google Patents

Energy storage device, energy storage cells and heat-conducting element

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Publication number
EP2684234A2
EP2684234A2 EP12705983.0A EP12705983A EP2684234A2 EP 2684234 A2 EP2684234 A2 EP 2684234A2 EP 12705983 A EP12705983 A EP 12705983A EP 2684234 A2 EP2684234 A2 EP 2684234A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat
cell
cells
energy storage
elastic means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12705983.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tim Schäfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
Li Tec Battery GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Li Tec Battery GmbH filed Critical Li Tec Battery GmbH
Publication of EP2684234A2 publication Critical patent/EP2684234A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01M2010/4271Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to an energy storage device, a
  • Electric vehicles a plurality of electrically connected in series and / or parallel cells, such as lithium-ion cells having.
  • the cells must often be cooled to dissipate the resulting heat loss.
  • Coolant circuit or direct cooling using pre-cooled air, which is passed between the cells to use.
  • a metal cooling plate through which coolant flows can be arranged on the cell block of the battery, often below the cells. From the cells to the cooling plate, the heat loss, for example, either via separate heat conducting elements, eg. As thermal conductors or sheets, or passed over appropriately thickened cell housing walls of the cells. Frequently, the cell housings of the cells are made metallic, and they are subject to an electrical voltage. To prevent short circuits, the cooling plate is then separated from the cell housings by an electrical insulation, For example, a heat-conducting film, a molded body, a potting compound or a coating or film applied to the cooling plate, separated.
  • the coolant circuit can also be used to heat the battery z. B. used during cold start.
  • batteries are known whose cells are formed as so-called pouch cells whose substantially cuboid
  • a formed active part in a cladding film (or a pair of envelopes) is sandwiched and tightly welded, wherein the cladding film forms a circumferential sealing seam and wherein the cell poles are formed by Abieiter, which pass through the seal at the top of the cells and project upwards , Between the cells cooling plates are arranged, which bear against the flat sides of the cells, below the cells are each angled and rest there on a cooling plate.
  • Heat sinks the heat generated in the cell can be delivered to the cooling plate.
  • the cooling plate is flowed through by a heat transfer medium and
  • Batteries are known from the same document, the cells are formed as so-called flat cells, which are substantially cuboid and stacked arranged one behind the other on a cooling plate and braced with this, serving as cell pole, electrically conductive
  • the other component another memory cell or a holding element or other housing part or a
  • a memory cell in the context of the invention is a self-contained functional unit of
  • Energy storage device understood, which in itself is also able to absorb in particular electrical energy to store and release again, optionally taking advantage of electrochemical processes.
  • a memory cell galvanic primary or secondary cell in the context of this application, primary or secondary cells are referred to without distinction as battery cells and an energy storage device constructed as a battery
  • a fuel cell in the context of this application, a high-performance capacitor such as Supercap or the like, or an energy storage cell of another kind.
  • a memory cell constructed as a battery cell has, for example, an active region or active part in which electrochemical conversion and storage processes take place, an enclosure for encapsulating the active part from the environment, and at least two current conductors serving as electric poles of the memory cell.
  • the active part points
  • an electrode arrangement which is preferably designed as a stack or winding with current collecting foils, active layers and Separator harshen on.
  • the active and separator layers may be at least partially provided as separate foil blanks or as coatings of the current collecting foils.
  • the current conductors are with the
  • a storage cell may also be a cell which receives and / or dispense energy not as electrical, but as thermal, potential, kinetic or other type of energy or a cell which receives energy in one type of energy and again in another type of energy, the storage in a different kind of energy can be done.
  • tempering is understood as meaning a removal or supply, in particular removal, of heat. It can be considered a passive one
  • Cooling as by heat radiation at heat radiation surfaces, as an active cooling, such as by forced convection
  • Heat exchange surfaces or by heat exchange with a particular circulating heat transfer medium such as water, oil or the like can be realized in a heat exchanger.
  • a control or regulation may be provided to maintain a predetermined allowable temperature range.
  • a tempering device in the context of the invention can be described as Device for the mere exchange of temperature within the
  • Components can catch. So it may be a particular
  • Damping element for example, but not only, of the shape of a
  • Pillow, a strip, a layer or the like act.
  • Temperature control device are designed and set up, constructive restrictions on the location and use of such elastic means can be overcome. Such limitations are often encountered because damping elements often consist of thermally insulating materials that have very low thermal conductivity, such as PU foam, sponge rubber, corrugated cardboard, or the like, and therefore an efficient one
  • Heat dissipation can be in the way.
  • the elastic means may comprise a thermally conductive sheath and an inner space, wherein the interior space is filled with an elastically yielding material.
  • the elastic means may be formed of a thermally conductive and elastically yielding material.
  • the elastic means may comprise a heat-conducting or heat-permeable casing and an inner space, wherein the
  • Interior is filled with a thermally conductive and elastically yielding material.
  • thermo conductivity As a heat-conducting material in the context of the invention is understood then, if it has a thermal conductivity, the use as a heat conductor in the technical sense allowed. In this context, there is talk of a technically usable and structurally intended thermal conductivity, not of a minimal and physically unavoidable residual heat conduction, which is also present in materials that are inherently heat-insulating.
  • a lower limit for a technically usable thermal conductivity can be assumed in the range of about 10 to 20 W m "1 K "1 ; this corresponds to the thermal conductivity of high-alloyed steel and some plastics provided with highly thermally conductive filling materials. It is preferred if the thermal conductivity lies in the range of at least 40 to 50 W m "1 K " 1 , which corresponds to that of
  • Spring steel (e.g., 55Cr3). Particularly preferred is a
  • silicon may have 148 W m “1 K “ 1 or aluminum 221 to 237 W m ⁇ 1 K ⁇ 1 or copper 240 to 400 W m "1 K “ 1 or silver about 430 W m "1 K " 1 are considered suitable.
  • Carbon nanotubes whose thermal conductivity is given as about 6000 W m “1 K " 1 should, in view of this point of view, represent the optimum that can currently be achieved; their commitment or the other
  • thermoly conductive material any material that can be weighed in terms of cost, processability and other technical suitability.
  • training with a thermally conductive material according to the invention is to be understood that the elastic means or a component thereof either substantially consist of this material or, for reasons of strength, electrical insulation, temperature resistance or otherwise Properties or uses, only one core, one
  • Coating or layer, a sheath or the like of such a material By suitable combination of materials so the desired properties between heat conduction and damping can be adjusted.
  • the same materials as the above, or other good heat conductors such as ceramics or diamond, are also considered as fillers for thermally conductive plastics.
  • Thermally insulating foams for example, can be thermally insulating by doping with such materials, a technically usable thermal conductivity in the range of about 10 to 20 W m "1 K " receive.
  • the elastic means lie at least in sections, preferably flat, against heat exchange surfaces of the storage cells, a good heat transfer is also achievable.
  • the elastic means are electrically conductive or electrically insulating, for example, technical
  • the elastic means are attached to respective memory cells or as an integral part of each
  • the elastic means are attached to respective heat-conducting elements, which are arranged at least in sections between respective memory cells, or formed as an integral part of such heat-conducting elements.
  • the tempering device has a
  • Heat exchange device and have heat conducting elements, which are arranged at least in sections between respective memory cells, thermally conductive contact with the heat exchanger device.
  • a clamping device for clamping the memory cells wherein preferably the Clamping device is designed and set up as a functional part of the tempering device.
  • bracing means holding in a predetermined position in particular
  • bracing Relative position to each other, understood by clamping forces.
  • a bracing can also, but not only, elastic and frictional forces are exploited.
  • the bracing does not exclude a positive position determination; It may, but need not, focus on preventing one
  • the tensioning device can also fulfill functions which are related to the temperature control of the memory cells or of the cell network. These functions may, for example, but not only, the heat transfer from and to the memory cells, the heat transfer through heat radiating surfaces, the
  • the clamping device may be formed with a thermally conductive material.
  • the clamping device has at least one clamping band, which is formed with the heat-conducting material and which is preferably resilient at least in sections, such as wave spring-shaped, and / or has a clamping portion such as a turnbuckle or the like, preferably a plurality of clamping bands are provided of which at least one tension band covers at least one other tension band.
  • a tension band is understood to mean an elongated, in particular flat, band-like component which can also be used to brace an arrangement of memory cells against one another, in particular to brace them in a looping manner.
  • the tension band may be provided to allow mounting under tension.
  • a resilient design can also be achieved that exerted a uniform clamping force on the cell block.
  • An elastic elongation of the tension band may be designed such that the tension band, when mounted under bias, has excess over the cell block and can be striped over it, wherein when the bias voltage is released, the tension band lays tightly around the cell block.
  • the tension band may be formed in sections, for example, wave spring-shaped.
  • the wave-spring-shaped sections have planar sections which, under tension, rest flat against heat exchange surfaces of memory cells, heat-conducting elements or the like.
  • the clamping device may comprise a plurality of tie rods, which are formed with the heat-conducting material.
  • a tie rod is in the context of the invention, an elongated trained, in particular a total length of the cell stack superior rod
  • tie rods are provided, such as four, six, eight or more.
  • Such tie rods include, for example, a head at one end and a thread at the other end, or threads at both ends to one
  • tie rods with appropriate shaping of the memory cells also has the advantage that memory cells can be threaded onto the tie rods in a relatively simple manner before bracing, which can also simplify assembly.
  • Tie rods can extend, for example, through corresponding recesses of frame elements of compassionflachzellen and absorb heat from them.
  • the clamping device further comprise holding elements and clamping elements, wherein the holding elements are arranged in alternation with the memory cells to hold the memory cells between them, and wherein the clamping elements clamp the holding elements with the memory cells, wherein the holding elements at least are thermally coupled in sections with heat exchange surfaces of the memory cells, and wherein the clamping elements abut at least in sections on heat exchange surfaces of the holding elements. It is advantageous if the holding elements are formed at least between the contact surfaces with the memory cells and the contact surfaces with the clamping elements with a thermally conductive material. In this way, a reliable clamping of the holding elements and the memory cells may be provided to a battery pack.
  • Heat exchange surfaces of the holding elements may be outer surfaces, in particular edge surfaces, of the holding elements, for example, but not only if clamping bands are provided as clamping elements.
  • Clamping elements such as, but not limited to, tie rods can also be passed through passages, such as holes, in the retaining elements; in this case, heat exchange surfaces of the
  • Retaining elements may be formed by inner surfaces of the passages.
  • Heat exchange surfaces of the memory cells can by flat or
  • Memory cells may be provided. It is advantageous if the clamping device at least
  • Heat exchanger device is preferably connected to a heat carrier circuit and wherein the heat carrier circuit is preferably controlled or regulated. In this way, the clamping device of the
  • an energy storage cell having an active part and an enclosure surrounding the active part as well as elastic means fixed to or integral with the memory cell and designed and arranged for shock-absorbing storage or spacing of the memory cell from other components are provided; a heat-conducting element for arrangement between energy storage cells, characterized by elastic means which are attached to the heat-conducting element or formed as an integral part thereof and which are designed and arranged to conduct heat, and a heat-conducting element with a particularly thin-walled support structure, in particular for receiving an energy storage cell, the
  • FIG. 1 shows a frame flat cell in a schematic spatial view
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the cell according to FIG. 1, FIG.
  • Fig. 3 is a schematic exploded view of the cell of FIG. 1;
  • Fig. 4 shows a battery with a plurality of frame flat cells in a schematic spatial exploded view
  • Fig. 5 is a schematic perspective view of the battery of Figure 4 in an assembled condition.
  • Fig. 6 is a schematic cross-sectional view of a damping element
  • Fig. 7 is a schematic cross-sectional view of another
  • Fig. 8 is a schematic cross-sectional view of another
  • FIG. 11 shows a further battery with frame flat cells in a schematic spatial view
  • FIG. 12 shows a pouch cell with damping elements in a schematic spatial view
  • FIG. 13 shows a battery with a plurality of pouch cells, which by means of
  • FIG. 18 shows a single cell and a heat conducting element in a schematic perspective exploded view
  • FIG. 19 shows a battery in a schematic spatial view
  • FIG. 20 shows a mounted battery in a schematic spatial view
  • FIG. 21 shows a heat-conducting element in a schematic cross-sectional view
  • FIG. 22 shows a heat conduction element with frame flat cell in a schematic spatial view
  • FIG. FIG. 23 shows a similar heat-conducting element in a schematic spatial view
  • FIG. , 24 shows a battery with a cell block braced in three spatial directions from a plurality of frame flat cells in a schematic spatial view
  • 25 shows a battery with a plurality of rows of cylindrical battery cells, which are braced by means of a fastening band with a battery housing wall, in a schematic plan view;
  • 26 shows a battery with a plurality of rows of cylindrical battery cells, which are braced by means of fastening bands between two battery housing walls, in a schematic plan view;
  • FIG. 1 and FIG. 2 show a galvanic cell 2 (also referred to as single cell 2 or cell 2) designed as a flat cell.
  • a cell housing of the single cell 2 consists of two cell housing side walls 2.1, 2.2 and one
  • the cell housing side walls 2.1, 2.2 of the single cell 2 are designed to be electrically conductive and form poles P +, P- of the single cell 2.
  • On the cell case side wall 2.1 of the negative pole P- are two
  • Damping elements 2.4 arranged.
  • the damping elements 2.4 are formed with elastically yielding properties.
  • the damping elements 2.4 are formed with elastically yielding properties.
  • the damping elements 2.4 are with the
  • Bonded cell housing side wall 2.1 wherein the bond is heat-conducting or heat-permeable and electrically conductive.
  • the single cell 2 has at least three voltage connection contacts K1 to K3.
  • the cell housing side wall 2.1 forming the pole P- has at least two voltage connection contacts K1, K2, which in particular are electrically connected to one another inside the cell, in particular connected in parallel.
  • the first voltage connection contact K1 is formed by the damping elements 2.4, which are electrically conductively attached to the pole P- of the individual cell 2 and thus to the cell housing side wall 2.1.
  • the second voltage connection contact K2 is designed as a measuring connection 2.1 1, the radial over the cell housing side wall 2.1 at an arbitrary position, here at the top of the cell 2, via the single cell 2 as a flag-like extension
  • the third voltage terminal contact K3 is through the pole P +
  • the cell housing frame 2.3 is made electrically insulating, so that the cell housing side walls 2.1, 2.2 of different polarity are electrically isolated from each other.
  • the cell housing frame 2.3 additionally has on a top side a partial material increase 2.31, the function of which is explained in more detail in the description of FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 2 shows the single cell 2 according to FIG. 1 in a cross-sectional view, an electrode stack 2.5 being arranged in the cell housing 2.
  • electrode foils 2.51 of different polarity in particular aluminum and / or copper foils and / or foils of a metal alloy, are stacked on top of one another and electrically isolated from one another by means of a separator (not shown in detail), in particular a separator foil.
  • electrode foils 2.51 of the same polarity are electrically connected to one another.
  • the interconnected ends of the electrode films 2.51 of the same polarity thus form a
  • Pole contact 2.52. The pole contacts 2.52 different polarity of
  • Single cell 2.2 are also referred to below as Stromabieiterfahnen 2.52.
  • the ends of the electrode films 2.51 are electrically pressed together and / or welded together and form the
  • the electrode stack 2.5 is arranged in the cell housing frame 2.3 which surrounds the edge of the electrode stack 2.5.
  • the cell housing frame 2.3 has for this purpose two spaced-apart material returns 2.33, 2.34, which are designed so that the Stromabieiterfahen 2.52 different polarity in the material returns 2.33, 2.34 are arranged.
  • the clear height h1 of the material returns 2.33, 2.34 is designed so that it corresponds to the extent of the uncontrolled stacked Stromabieiterfahen 2.52 or less than this.
  • the depth t of the material returns 2.33, 2.34 corresponds to the extension of the Stromabieiterfahen 2.52 or is designed to be larger than this.
  • the cell housing frame 2.3 is preferably made of an electrically insulating material, the Stromabieiterfahen 7 different polarity are electrically isolated from each other, so that additional arrangements for electrical insulation are not necessary.
  • the Stromableiterfahnen 2.52 which z. B. made of copper
  • the housing side walls 2.1, 2.2, which z. B. made of aluminum in addition a film not shown, which z. B. made of nickel, may be arranged to achieve an improved electrical connection between the Stromableiterfahen 2.52 and the cell housing side walls 2.1, 2.2.
  • the damping elements 2.4 are arranged at approximately the same height as the current collector lugs 2.52 on the housing side wall 2.1 and have a height h2 measured from the housing side wall 2.1. That part of the flat side 2.8 of the cell 2 or the
  • Housing side wall 2.1 which limits the electrode stack 2.5, is free of damping elements 2.4.
  • a compressive force D is exerted on the single cell 2
  • the introduction of the compressive force D is limited to the Stromabieiterfahen 2.52 and the adjacent areas of the cell housing frame 2.3, while the electrode stack 2.5 remains free of compressive forces. This remains the same even if the
  • Electrode stack 2.5 should extend during operation of the single cell 2 in the stacking direction s.
  • FIGS. 1 and 2 show an exploded view of the single cell 2 explained in greater detail in FIGS. 1 and 2 and also shows the arrangement of the electrode stack 2.5 in the cell housing frame 2. 3 and the cell housing side walls 2. 1, 2. 2.
  • the cell housing side wall is 2.1 with the flag-like
  • the damping elements are 2.4 on the other side wall 2.2 or both
  • Housing side walls 2.1, 2.2 arranged.
  • Damping element 2.4 are arranged in the lower region of the housing side wall 2.2 or vice versa. Such an arrangement can, in particular if the measuring connection 2.11 is missing, prevent unwanted reverse polarity of the cells, since the position of the damping elements 2.4 encodes the pole position.
  • the battery 1 which is used for example in a vehicle, in particular a hybrid and / or electric vehicle, is shown in an exploded view and in a perspective view. 4 shows an exploded view of a battery 1 with a cell network Z formed from a plurality of individual cells 2. To form the cell network Z, the poles P +, P- of several individual cells 2 are serially and / or in dependence on a desired electrical voltage and power of the battery 1 connected electrically in parallel with each other. Also in dependence on the desired voltage and power of the battery 1, the cell assembly Z may be formed in developments of the invention of any number of single cells 2.
  • the cell housing side wall 2.2 of one of the individual cells 2 is non-positively, positively and / or materially connected to the on the
  • the battery 1 is formed in the illustrated embodiment of the invention of thirty individual cells 2, which are electrically connected together in series.
  • an electrical connection element 10 is arranged on the cell housing side wall 2.2 of the first single cell E1 of the cell network Z, which in particular forms the positive pole P + of the first single cell E1.
  • This connection element 10 is designed as an electrical terminal lug and forms the positive pole terminal P pos of the battery first Also on the cell housing side wall 2.1 of the last single cell E2 of the
  • connection element 1 1 is arranged.
  • This connection element 11 is also designed as an electrical terminal lug and forms the negative pole terminal P neg of the battery 1. It should be noted that at least the upper damping element 2.4 of the last single cell E2 is removed at this point.
  • the cell composite Z is thermally coupled to the heat conducting plate 3.
  • the heat conducting plate has
  • Heat transfer connections 3.1 which arranged with a in the interior of the heat conducting 3, for example meandering and possibly branched
  • Heat transfer channel (not shown in detail) are connected.
  • the cell housing side walls are 2.1 with the 90 ° in the direction of
  • the thermally conductive material may additionally or alternatively be formed from a potting compound and / or a lacquer.
  • Heat conducting 3 and the heat-conducting 4 arranged in a housing frame.
  • This housing frame is in particular one or more of the cell composite Z completely enclosing clamping elements 8, z.
  • the heat-conducting plate 3 is preferably at an underside to the dimensions of the clamping elements eighth
  • the damping elements 2.4 are elastically yielding, electrically conductive and thermally conductive. Therefore, the housing side walls 2.1 and 2.2, which form the poles P and P + of the cells 2, between adjacent cells reliably via the damping elements 2.4 electrically contacted. Further, a compressive force, which is introduced via the clamping bands 8 in the cell block Z, on the
  • Damping elements 2.4 introduced into the frame region of the cells 2, wherein the region of the electrode stack 2.5 remains free of clamping forces.
  • the cell 2, in particular the electrode stack 2.5 can expand comparatively freely in the stacking direction during operation. Even shakes can be in the
  • Damping elements 2.4 are absorbed, the individual cells 2 are mechanically largely decoupled from each other. Finally, the damping elements 2.4 have good thermal conduction properties. This allows a heat exchange between adjacent individual cells 2 take place.
  • Cell housing side wall 2.1 of this single cell 2, but additionally via the cell housing side wall 2.1 of an adjacent single cell 2 are derived.
  • the battery 1 for example, a lithium-ion high-voltage battery
  • Malfunction of the battery 1 perform a safe separation of the battery 1 from an electrical network.
  • an electronic component 13 is provided which at least not shown devices for cell voltage monitoring and / or to a
  • the electronic component 13 can in a continuation of the invention as encapsulated electronic
  • the electronic component 13 is arranged at the head end on the cell assembly on the clamping elements 2 and the cell housing frame 2.3 of the individual cells 2. To the largest possible contact surface of the electronic
  • FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of a construction of a damping element 2.4 shown in FIG. 1, 2 or 3 in a first preferred embodiment variant.
  • the damping element 2.4 has a first shell 2.41 and a second shell 2.42.
  • the shells 2.41, 2.42 are connected to one another at a seam 2.43, for example by welding, gluing or the like.
  • the shells 2.41, 2.42 are made of an electrically conductive and thermally conductive material such as aluminum, or
  • the shells 2.41, 2.42 include an interior space 2.44, which is filled in the illustrated embodiment with an insulating material such as a PU foam, sponge rubber, felt or the like. It is also conceivable in another embodiment to fill the interior space 2.44 only with air.
  • FIG. 7 shows, in a schematic cross-sectional view, a structure of a damping element 2.4 shown in FIG. 1, 2 or 3 in another preferred embodiment variant.
  • the damping element 2.4 has a first shell 2.41 and a second shell 2.42. Between the shells 2.41, 2.42 extends at the edge of a bellows structure 2.45, which is connected at seams 2.43 to the shells 2.41, 2.42.
  • the shells 2.41, 2.42 are made of an electrically conductive and thermally conductive material such as aluminum, or the like.
  • the shells 2.41, 2.42 include an interior space 2.44, which is filled in the illustrated embodiment with an insulating material such as a PU foam, sponge rubber, felt or the like. With appropriate rigidity of the bellows structure 2.45 is in another
  • FIG. 8 shows a schematic cross-sectional view of a construction of a damping element 2.4 shown in FIG. 1, 2 or 3 in a further preferred embodiment variant.
  • the damping element 2.4 has a foam block 2.45.
  • the foam block 2.45 has a thermally conductive and electrically conductive plastic.
  • the foam block 2.45 is foamed from a per se electrically and thermally insulating material which is doped with fillers, which are good electrical and thermal conductors.
  • Realizations if necessary, may differ.
  • Fig. 9 illustrates in a schematic spatial
  • Embodiment is a modification of the embodiment shown in Fig. 1 to Fig. 5; Unless otherwise indicated in the following explanations, the explanations given with regard to FIGS. 1 to 5 apply correspondingly.
  • a cell housing (an enclosure) of the cell 2 is formed from two cell housing side walls 2. 1, 2. 2 and an interposed cell housing frame 2.
  • the cell housing side walls 2.1, 2.2 of the cell 2 are designed to be electrically conductive and form poles P +, P- of the cell 2.
  • the cell housing frame 2.3 is made electrically insulating, so that the cell housing side walls 2.1, 2.2 different polarity are electrically isolated from each other.
  • Cell housing frame 2.3 additionally has a partial material increase 2.31 on an upper side.
  • the cell housing side wall 2.1 with the flag-like measuring connection 2.1 1 has, in a lower region, a bevel 2.12 bent by 90 ° in the direction of the cell housing frame 2.3.
  • this cell housing side wall 2.1 has in an upper region two lugs 2.13 bent by 90 ° in the direction of the cell housing frame 2.3.
  • the tabs 2.13 grip next to the material increase 2.31 on the upper narrow side 2.32 of the
  • the cell housing side wall 2.2 serving as a positive pole P + has a damping element 2.4 which rises from the cell housing side wall 2.2.
  • Damping element 2.4 here the third voltage terminal contact K3 of the cell 2, while the other cell housing side wall 2.1 the first
  • Damping element 2.4 is to the explanations of the previous
  • the damping element 2.4 extends to a small edge area over the entire surface of the cell housing side wall 2.2, which is a distribution of compressive forces on the entire surface of the
  • Cell housing side walls 2.1, 2.2 of the cell 2 allows.
  • the damping element 2.4 may be formed only partially on the cell housing side wall 2.2.
  • Fig. 10 illustrates in a schematic spatial
  • the other cell housing side wall 2.2 has in an upper region two lugs 2.22 bent by 90 ° in the direction of the cell housing frame 2.3.
  • the tabs 2.22 of the second housing side wall 2.2 next to the material increase 2.31 on the upper narrow side of the cell housing frame 2.3 2.3, while the edge 2.12 of the first housing side wall 2.1 on the lower narrow side of
  • the second cell housing wall 2.2 has a damping element 2.4
  • the first cell housing wall 2.1 has a damping element 2.4.
  • Both damping elements 2.4 are formed like the damping element 2.4 of the embodiment shown in FIG. 8 and form the first and the third voltage connection contact K1, K3 of the cell 2.
  • a structure of the cell 2 of FIG. 9 or FIG. 10 is advantageous in a battery described as a modification of the battery 1 shown in FIG. 4 and FIG.
  • the clamping bands 8 are made of a thermally conductive material such as metal and are on the upper narrow sides of the cells 2.32 2.32 and thus on the flaps 2.13 of the cell housing side wall 2.1 flat. As a result, a heat transfer between the tabs 2.13 of the cell housing side wall 2.1 take place in the tension bands 8, and the
  • the width of the clamping bands 8 can be increased in relation to the battery 1 shown in FIGS. 4 and 5, and the width of the material increase 2.31 of the cell housing frame 2.3 can be increased
  • Fig. 11 illustrates in a schematic spatial view the structure of such a battery 1 as a further embodiment of the invention.
  • the battery 1 of this embodiment may be used as a
  • the battery 1 is composed of thirty-five single cells 2.
  • the individual cells 2 are secondary cells (accumulator cells) with active regions containing lithium, and are constructed as frame flat cells according to FIG. 9 or FIG. 10.
  • the cooling plate 3 for tempering the cells 2 is arranged below the cells 2, a cooling plate 3 for tempering the cells 2 is arranged.
  • the cooling plate 3 has in its interior a cooling channel (not shown in detail) through which a coolant can flow and two coolant connections 3.1 for supplying and removing the coolant.
  • a cooling channel not shown in detail
  • two coolant connections 3.1 for supplying and removing the coolant.
  • Coolant circuit can be connected, can be discharged via the absorbed by the coolant waste heat from the battery 1.
  • Coolant circuit can be connected, can be discharged via the absorbed by the coolant waste heat from the battery 1.
  • Heat conducting 4 arranged from electrically insulating material, which electrically isolates the cooling plate 3 of the cells 2.
  • a pressure plate 5 is made of a metal such as steel, aluminum or the like, wherein on the underside an electrically insulating coating (not shown in detail) is provided. arranged. Further alternatively, the pressure plate 5 made of an electrically insulating material with good
  • a front pole plate 6 At a front end of the cell assembly is a front pole plate 6, and at a rear end of the cell assembly, a rear pole plate 7 is arranged.
  • the pole plates 6 and 7 each form a pole of the battery 1 and each have a projecting beyond the pressure plate 5 beyond flag-like extension 6.1, 7.1, which each form a pole contact of the battery 1. Furthermore, the pole plates 6 and 7 each have two
  • Fixing tabs (see 6.2, 7.2 in Fig. 3), which are angled parallel to the pressure plate 5 of the respective pole plate 6, 7 and rest on the pressure plate 5 and are electrically isolated from the pressure plate 5.
  • the pressure plate 5, the cells 2, the pole plates 6, 7 and the cooling plate 3 are pressed together by two clamping bands 8, each to the
  • the tension bands 8 span vertically extending planes with respect to the battery 1 and are therefore also referred to as vertical tension bands 8.
  • the clamping bands 8 are formed from a good heat conductor such as spring steel and have an electrically insulating, but heat-conducting or heat-permeable coating. Alternatively, between the
  • Tension bands 8 have heat-conducting, surface contact with the
  • the pressure plate 5 is in one embodiment, at least partially formed as a printed circuit board of an electrically insulating substrate, preferably made of plastic with an optional glass fiber reinforcement, and carries electrical components for monitoring and / or control of
  • Such electrical components are for example
  • the pressure plate 5 has good
  • Heat conduction properties Such zones can also be referred to as heat-conducting zones.
  • the pressure plate 5 is preferably also designed so that heat-generating and / or heat-sensitive
  • thermally conductive contact with the shallleitzone can be arranged.
  • the printed circuit board itself has good heat conduction properties and as such forms the pressure plate 5.
  • the pressure plate 5 can in a further embodiment entirely of a material with good
  • the tensioning device is realized by two metallic straps 8, which are provided with an electrically insulating, but heat-conducting layer.
  • an electrically insulating, but heat-conducting layer As an alternative to a coating can also electrically insulating, but heat-conducting or heat-permeable
  • the tension bands 8 from a
  • non-conductive material such as a thermally conductive plastic, preferably with fiberglass, Kevlar or metal reinforcement and a heat-conductive filler. In such a case is an additional
  • Isolation may not be required.
  • clamping bands 8 each have a clamping area, which in the illustrated embodiment as
  • Fig. 12 is a schematic perspective view showing the structure of a battery cell 2 as another embodiment of the present invention.
  • the battery cell 2 of this embodiment is a so-called
  • Coffeebag or pouch cell whose flat, roughly cuboidal
  • Electrode stack (active part) is wrapped in a foil which is sealed in the edge region and forms a so-called sealed seam 2.7.
  • Current conductors 2.6 of the cell 2 extend through the sealing seam 2.7 at passage areas 2.71.
  • the current collector 2.6 of the cell 2 are arranged in this embodiment on opposite narrow sides, preferably the shorter narrow sides of the cell 2.
  • a seam 2.72 is formed on the other narrow sides of the sealing seam 2.7 .
  • damping elements 2.4 are attached as elastic means (cushion), z. B. glued or the like.
  • Damping elements 2.4 serve the elastic support of the cell 2 against other cells or a battery housing frame or a frame member and are suitable to compensate for thermal expansions or absorb shocks.
  • the damping elements 2.4 have good thermal conductivity, but they are electrically non-conductive.
  • a resilient, not particularly thermally conductive formed material such as PU foam, sponge rubber or the like in a good
  • thermally conductive sheath (foil or the like) arranged.
  • the sheath is preferably itself stretchable or bellows-shaped to follow the movements of the resilient material can.
  • the compliant material which may or may not be disposed in a separate envelope, is itself heat-conducting
  • Fig. 13 is a perspective view showing a battery 1 having a plurality of cells 2 in Fig. 12 as another embodiment of the present invention.
  • a plurality of cells 2 are arranged between each two holding frames 16, 16 or 16, 17.
  • the arrangement of cells 2 and holding frames 16, 17 is arranged between two end plates 18, 19.
  • Four tie rods 20 with lock nuts 21 are provided for bracing the composite of cells, holding frame 16, 17 and end plates 18, 19.
  • connection devices 23, 24 are provided.
  • An attached to struts 25 controller 26 is for monitoring of
  • the tie rods 20 and / or locknuts 21 are electrically insulated against at least one of the end plates 18, 19.
  • the cells 2 are formed in this embodiment as so-called Coffeebag or Pouch cells according to FIG. 12.
  • the cells 2 are held by the holding frames 16, 17 on the Abieitern itself or in the passage areas 2.71 and give at this point heat to the frame members 16, 17 from.
  • a cell 2 and an empty flat side 2.8 of an adjacent cell 2 varnishleitfolien (not shown), which extend up and down to the area of the fold 2.72 of the seal seam 2.7 and there between the fold 2.72 and a respective support frame 16, 17 is clamped.
  • heat can also be released from the cell interior to the frame elements 16, 17 via the flat sides 2.8, the damping elements 2.4 and the heat conducting foils not shown.
  • the heat can through
  • Convection or heat sinks such as a cooling plate, for example as shown in FIG. 5 et al. shown to be dissipated.
  • the tie rods 20 absorb heat from the frame members 16, 17 to discharge them to the outside. They are for this purpose in heat-conducting contact with the end plates 18, 19. About the end plates 18, 19 then the heat by means of a suitable thermoplastic material.
  • Cooling device (not shown in detail) are derived.
  • the tie rods pass through the frame members 16, 17 and receive heat from the support frames 16, 17.
  • separate contact elements can be provided which are gripped by the holding frames 16, 17 and exert the contact pressure on the edge sections of the cells 2 and absorb heat from them.
  • a cooling device comes z.
  • End plates 18, 19 is screwed.
  • one or both of the end plates 18, 19 may have a cooling plate with or without circulating
  • Heat transfer medium be attached to the front side, to which the tie rods 20 can give off heat.
  • tie rods 20 can give off heat.
  • heat dissipation through the tie rods 20 conceivable.
  • the tension can be achieved, for example, via heat-conducting tension bands (compare FIG. 11).
  • a galvanic cell or battery cell (single cell) designed as a flat cell is 2 and a corresponding one to it
  • FIG. 14 shows a perspective view and FIG. 15 shows a cross-sectional view of the single cell 2 and of the
  • the individual cell 2 has an enclosure, which is not described in more detail, which encloses an electrode stack (not illustrated here).
  • the housing has two film layers, which are welded in an edge region in order to form a so-called sealed seam 2.7 in order to enclose the electrode stack in a gas-tight and moisture-proof manner.
  • the electrode stack is pronounced as a thickening of the single cell 2. Which in a stacking direction s to the
  • Flat sides of the electrode stack adjoining parts of the housing can also be understood as housing side walls 2.1, 2.2 in the sense of the definition in FIG. 1 ff.
  • the electrode stack is constructed similarly to the electrode stack 2.5 illustrated in FIG. 2; However, Ableitfahen, depending on the polarity laterally offset, protrude from a single narrow side (here the top) of the electrode stack and are still connected within the enclosure with current conductors 2.6, which extend through the sealing seam 2.7 outwards and pole contacts P +, P- the Train cell 2. In one embodiment, according to polarity Ableitfahnen the electrode stack itself as
  • a damping element 2.4 is arranged on one of the housing side walls, here the housing side wall 2.2.
  • the damping element 2.4 is formed integrally with the housing side wall 2.2 in this embodiment.
  • the housing side wall has an inner shell 2.2a and a
  • Outer shell 2.2b which are formed for example from a film material and can be understood as an analogy to the shells 2.41, 2.42 of the damping element 2.4 in FIG. 6. Between the inner shell 2.2a and the outer shell 2.2b extends a cavity 2.44, which is filled with an elastically yielding and heat-conducting material; to possible
  • the outer shell 2.2b is not electrically conductive, and that the filling of the hollow space 2.44 is thermally conductive.
  • the heat-conducting element 14 is in this embodiment as a
  • Cooling contact surface A1 which in the manner described in more detail below can be cooled.
  • the long leg 14.11 of the heat-conducting element 14 has a thickness b and has a cell contact surface A2, which bears against the first housing side wall 2.1 of the single cell 2. This allows a heat flow W of the
  • FIG. 16 shows in a representation corresponding to FIG. 15 a single cell 2 and a heat-conducting element 14 according to a further exemplary embodiment of the invention in a cross-sectional view.
  • the single cell 2 is similar to the single cell in Figs. 14 and 15 constructed.
  • the single cell 2 of this embodiment lacks a damping element (2.4 in Fig. 14 or 2.2a, 2.2b, 2.44 in Fig. 15). Instead, that points
  • the damping element 14.2 has good thermal conductivity.
  • a resilient, not particularly thermally conductive designed material such as PU foam, sponge rubber or the like in a good heat conducting sheath (foil or the like) is arranged.
  • the shell is preferably itself stretchable or bellows-shaped to the
  • the compliant material which may or may not be disposed in a separate envelope, is itself heat-conducting
  • damping elements 14.2 can be applied as a heat-conducting damping layer directly on the long leg 14.1 1.
  • FIG. 17 shows a single cell 2 and a heat conducting element 14 according to a further embodiment of the invention in a spatial
  • the single cell 2 is constructed like the single cell in FIG. 16.
  • Heat-conducting element 14 is also constructed substantially like the heat-conducting element 14 in FIG. 16; However, the heat-conducting element 14 in this embodiment, a damping element 14.2 on one of the single cell 2 facing side of the long leg 14.11. For details regarding the damping element 14.2, reference is made to the explanations to Fig. 21.
  • FIG. 18 shows in a representation corresponding to FIG. 17 a single cell 2 and a heat-conducting element 14 according to a further exemplary embodiment of the invention in a three-dimensional exploded view.
  • the single cell 2 is constructed like the single cell in FIG. 17.
  • Heat-conducting element 14 is also constructed substantially like the heat-conducting element 14 in FIG. 16 or 17; However, the heat-conducting element 14 in this embodiment, a damping element 14.2 at both
  • FIGS. 19 and 20 show a battery 1 with a plurality of individual cells 2 described with reference to FIGS. 14 to 18 and heat conduction elements 14 arranged between them, wherein the battery 1 in FIGS. 19 and 20
  • Fig. 20 Exploded view and shown in Fig. 20 in an assembled state.
  • the individual cells 2 are combined to form a cell network Z.
  • a cooling plate 3 is arranged on the bottom side of the individual cells 2.
  • the short legs 14.12 of the heat-conducting elements 14 are heat-conducting, namely connected by flat contact with the cooling plate 3.
  • Heat transfer elements 14 transferred heat to the cooling plate 3 dissipated when the temperature is lower than the temperature of the heat conducting elements 14.
  • the heat-conducting elements 14 are pressed by means of clamping elements 8, in particular tension straps, with the individual cells 2 and fixed to the cooling plate 3.
  • clamping elements 8 in particular tension straps
  • the cooling plate 3 on a side facing away from the cell assembly Z side in the longitudinal direction of notches 3.2, which corresponds to the dimensions of
  • Clamping element 8 in particular its width and height, correspond.
  • the number of notches 3.2 corresponds in particular to the number of clamping elements 8 which are used for fastening the cell assembly Z.
  • the cooling plate 3 further has a coolant connection unit 3.10 with at least one inlet opening 3.1 1 and at least one outlet opening 3.12, via which a cooling medium or heat transfer medium can be supplied to the cooling plate 3 or can be removed therefrom.
  • a coolant connection unit 3.10 with at least one inlet opening 3.1 1 and at least one outlet opening 3.12, via which a cooling medium or heat transfer medium can be supplied to the cooling plate 3 or can be removed therefrom.
  • the cooling plate 3 is connected to a coolant circuit, for example, a coolant circuit of an air conditioner, not shown
  • the cooling medium flows, which dissipates heat absorbed via the coolant circuit.
  • Fig. 21 illustrates in a cross-sectional view the structure of a
  • the heat-conducting element 14 of this embodiment has a
  • the support structure 14.1 is made of a good heat conducting material such as aluminum or another metal, a thermally conductive plastic or the like. It has in cross-section the shape of a T-profile with a long leg 14.1 1 and two short legs 14.12.
  • the long limb 14.11 is provided for arrangement between battery cells 2 (shown as dashed outlines 2) of a cell network in order to absorb heat generated in the battery cells 2.
  • the short legs 14.12 are provided for abutment with a heat conduction plate 3 (shown as a dotted outline 3) or the like to absorb heat absorbed by the battery cells 2
  • the damping elements 14.2 are arranged, e.g. glued on or the like.
  • the damping elements 14.2 serve the elastic support of the cells 2 against each other and are suitable to compensate for thermal expansion of the cells 2 or absorb shocks.
  • Damping elements 14.2 referenced to the explanation of the damping element 14.2 in the heat conducting element 14 of FIG. 16.
  • the damping elements 14.22 may extend in a modification to the short legs 14.12, in order to achieve in particular in compassionflachzellen also a suspension down.
  • an electrically insulating heat conducting foil or the like may be provided.
  • the heat-conducting element 14 of this embodiment can be used in a battery 1, as shown in Fig. 4 and Fig. 5, between cells 2, which themselves have no spring elements.
  • both the damping elements 14.2 and the support structure 14.1 are designed to be electrically conductive. At locations within a battery at which a series connection of such cells should be interrupted, as well as for use with cells in which cell poles are formed differently, such as by flag-like Abieiter, at least the
  • Damping elements 14.2 be designed to be electrically insulating.
  • FIG. 22 illustrates, as a further embodiment of the present invention, a heat conducting element 15 with a frame flat cell
  • the cell 2 is formed similarly to the cells 2 shown in FIGS. 1 to 3 or 9 or 10.
  • the cell housing side parts 2.1, 2.2 have no bent sections (2.12, 2.13 or 2.22 in FIG. 6 or FIG. 8), and none of the cell housing side parts 2.1, 2.2 carries a damping element.
  • the cell housing side parts 2.1, 2.2 are thus substantially formed as a flat plate whose height and width in
  • the invention in the embodiment of this embodiment is also functional when the cell housing side parts 2.1, 2.2 of the cell 2 have bent portions and / or spring elements.
  • the heat-conducting element 15 is formed as a flat box with a bottom 15.1 and a narrow peripheral edge 15.2.
  • the bottom 15.1 forms a first flat side of the heat-conducting element 15 and the edge 15.2 forms four narrow sides of the heat-conducting element, while an exposed edge 15.20 of the edge 15.2 defines a second, open flat side of the heat-conducting element 15.
  • the heat-conducting element 15 is in the present
  • Embodiment as a deep-drawn part of a material with good electrical and thermal conductivity properties, preferably from
  • the edge 15.2 has in an upper area in the middle of a
  • the width of the material recess 15.3 corresponds to the width of the material increase 2.31 of the cell housing frame 2.3 of the cell 2 at play.
  • Heat-conducting element 15 abut.
  • the height of the edge 15.2 is dimensioned such that when the cell 2 rests with its cell housing side wall 2.2 on the bottom 15.1 of the heat-conducting element 15, the edge 15.2 does not reach the other cell housing side wall 2.1.
  • damping element 15.5 On the inner surface of the bottom 15.1 a damping element 15.5 is arranged.
  • damping element 15.5 For properties of the damping element 15.5, reference is made to the explanations for damping elements 2.4, 14.2 according to the above
  • a plurality of cells 2 with heat-conducting element 15 can be made into a cell block or a battery, as shown in FIGS. 4 and 5
  • the heat-conducting elements 15 act as a contact between contact sections K1, K3 of successive cells, on the other hand they transport heat generated inside the cells 2 via the damping elements 15.5 and the bottoms 15.1 to the edges 15.2 exposed to the outside, where the heat is either direct delivered to a cooling plate or can be passed via clamping devices to a cooling plate.
  • FIG. 23 illustrates in a schematic spatial view a modification of the heat-conducting element 15 according to FIG. 22.
  • the edge 15.2 of the heat-conducting element has interruptions (notches) 15.4 at its edges, so that the continuous edge 15.2 (FIG. 21) is divided into two lateral edge sections 15.21, a lower edge section 15.22 and two upper edge sections 15.23. If the edge is dimensioned undersized to the cell 2, a joining force can be reduced in this modification, since the edge portions 15.21, 15.22, 15.23 can yield resiliently.
  • the heat-conducting element 15 may initially be punched or cut from a flat sheet metal part during production and then bent into shape. Alternatively, the heat-conducting element 15 can be deep-drawn and then cut out.
  • damping elements 15.5 are provided here, which are distributed over the inner surface of the bottom 15.1.
  • the explanations to the damping elements 2.4 or 14.2 mutatis mutandis applicable.
  • Fig. 24 illustrates in a schematic spatial view the structure of a battery 1 as a further embodiment of the invention.
  • the battery 1 is composed of thirty-five single cells 2, each in a harbourleitelement 15 are taken as shown in FIG. 22 or FIG. 23.
  • the single cells 2 are secondary cells (accumulator cells) with active regions containing lithium, and are constructed as termeffleflachzellen shown in FIG.
  • the battery 1 of this embodiment can be understood as a modification of the battery shown in Figs. 4 and 5, so that reference is made to the explanations herein regarding the basic structure.
  • thermally conductive material are formed and can conduct heat from the top of the battery to the cooling plate 3, yet another clamping band 9 is provided, which extends over the lateral sides of the individual cells 2 and the heat-conducting elements 15 and the battery 1 encloses in a horizontal plane; It is therefore also referred to as a horizontal clamping band 9.
  • the horizontal clamping band 9 is formed thermally conductive.
  • the horizontal strap 9 covers in the region of the pole plates 6, 7, the tension bands 8.
  • the horizontal strap 9 has in the lateral
  • the tension band 9, like the tension bands 8, 9, may have an electrically insulating but heat-conducting or heat-permeable coating.
  • an electrically insulating intermediate layer similar to the heat-conducting foil 4 may be arranged between the pressure plate 5 and the cells 2 or the upper narrow sides of the heat-conducting elements 15.
  • an electrically insulating intermediate layer similar to the heat-conducting foil 4 may be arranged between the pressure plate 5 and the cells 2 or the upper narrow sides of the heat-conducting elements 15.
  • thermally conductive or heat-permeable intermediate layers such as
  • Heat-conducting elements 15 and between the horizontal clamping band 9 and the pole plates 6, 7 may be provided. An electrical insulation between the heat-conducting elements 15 on the one hand and the cooling plate 3, the pressure plate 5 and the clamping band 9 on the other hand is not required if the
  • Embodiment in turn carry an electrically insulating layer.
  • clamping band 9 in not shown depressions in the lateral narrow sides of the clamping band 9
  • Heat-conducting elements 15 and the front and rear pole plate 6, 7 extend.
  • pressure plates (not shown in more detail) can also be provided between the tensioning band 9 and the lateral narrow sides of the heat-conducting elements 15.
  • Fig. 25 illustrates as a further embodiment of the present invention, the structure of a battery 1 in a schematic representation.
  • the battery 1 is composed of a plurality of single cells (cells) 2 arranged in three rows R1 to R3.
  • a first row R1 is disposed adjacent to a battery housing wall 27, while the subsequent rows are spaced one row further apart from the row
  • Battery housing wall 27 are arranged away. In the figure, a cell 2 is shown from each row R1 to R3, while the other cells of the rows are symbolized by dots. Transverse to the extension direction of Rows R1 to R3 adjacent battery cells define a column S
  • the cells 2 of the battery 1 of this embodiment are cylindrically shaped cells 2.
  • the cells 2 of a pillar Si are through a
  • the fastening strip 28 extends from the battery housing wall 27 and wraps around the cells 2 of the column Sj first wave to the cell 2 of the farthest row R3, wraps them further in a loop and then runs back to the battery housing wall 27, wherein it is the cells 2 of the column Si in in reverse order as previously waved in turn wavy. In this way, the cells 2 of a column Sj are held in position.
  • the fastening band 28 is made of a heat conductive material. By wrapping the cells 2, it is in close contact with them, absorbs heat generated in the cells 2, and
  • Fig. 26 illustrates as a further embodiment of the present invention the structure of a battery 1 in a schematic representation. This embodiment is a modification of the embodiment shown in FIG. Here are the cell 2 of the three rows R1 to R3 between two housing side walls 27.1, 27.2. Two fastening straps 28.1, 28.2 extend between the housing side walls 27.1, 27.2, wherein they wrap around the battery cells 2 wave-shaped.
  • the fastening straps 28 or 28.1, 28.1 of the batteries 1 shown in FIG. 25 or FIG. 26 are made of an elastically yielding, preferably well-flexible material.
  • an elastic support between individual cells 2 is achieved with each other and with a battery case.
  • the invention is not limited to three rows R1 to R3 of battery cells 2; Rather, the invention according to the embodiments described above is also applicable to batteries having more or fewer rows Ri of battery cells 2.
  • stacks of flat cylindrical cells such as button cells or the like, may be provided in their place, which may be provided by a further, not shown
  • Embodiment, another variant, alternative or modification are at least analogously applicable.
  • All batteries 1 of the above description are energy storage devices according to the invention.
  • All damping elements 2.4, 14.2, 15.5 and the fastening straps 28, 28.1, 28.2 of the above description are elastic means in the context of the invention.
  • the latter fastening straps 28, 28.1, 28.2 are also a tensioning device according to the invention, as are the tensioning straps 8, 9 and the tie rods 20 with nuts 21, holding frames 16, 17 and pressure frames 18, 19 of the above description.
  • Heat-conducting elements 14, 15 and all heat-conducting damping elements 2.4, 14.2, 15.5 of the above description are functional components of a tempering device in the context of the invention. Cooling plates 3 of the above description are heat exchanger devices in the sense of the invention.

Abstract

The invention relates to an energy storage device comprising a plurality of storage cells and a temperature control device for controlling the temperature of the storage cells or a cell assembly formed by the storage cells. Elastic means are arranged between a storage cell and another component for shock-absorbing bearing or for arranging them at a distance from each other. The other component is another storage cell or a holding element or another housing part or a heat-conducting element. Said elastic means are configured and designed as a functional component part of the temperature control device. Storage cells and heat-conducting elements which are suitable for use in the claimed energy storage device are also described.

Description

Energiespeichervorrichtung, Energiespeicherzelle und  Energy storage device, energy storage cell and
Wärmeleitelement  thermally conductive element
B e s c h r e i b u n g Description
Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 201 1 013 617 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung. Hereby, the entire contents of the priority application DE 10 201 1 013 617 by reference is part of the present application.
Die Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung, eine The invention relates to an energy storage device, a
Energiespeicherzelle und ein Wärmeleitelement. Es ist bekannt, dass eine Batterie zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen mit einem Hybridantrieb oder in Energy storage cell and a heat conducting element. It is known that a battery for use in motor vehicles, in particular in motor vehicles with a hybrid drive or in
Elektrofahrzeugen, mehrere elektrisch in Reihe und/oder parallel geschaltete Zellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen, aufweist. Die Zellen müssen oft gekühlt werden, um die entstehende Verlustwärme abzuführen. Dazu ist es bekannt, eine indirekte Kühlung durch einen Electric vehicles, a plurality of electrically connected in series and / or parallel cells, such as lithium-ion cells having. The cells must often be cooled to dissipate the resulting heat loss. For this it is known, an indirect cooling by a
Kühlmittelkreislauf oder eine direkte Kühlung mittels vorgekühlter Luft, die zwischen die Zellen geleitet wird, einzusetzen. Bei einer Kühlung durch den Kühlmittelkreislauf kann am Zellenblock der Batterie eine von Kühlmittel durchströmte metallische Kühlplatte angeordnet sein, oft unterhalb der Zellen. Von den Zellen zur Kühlplatte wird die Verlustwärme beispielsweise entweder über separate Wärmeleitelemente, z. B. Wärmeleitstäbe oder -bleche, oder über entsprechend aufgedickte Zellgehäusewände der Zellen geleitet. Häufig sind die Zellgehäuse der Zellen metallisch ausgeführt, und es liegt an ihnen eine elektrische Spannung an. Zur Verhinderung von Kurzschlüssen wird die Kühlplatte von den Zellgehäusen dann durch eine elektrische Isolation, beispielsweise eine Wärmeleitfolie, einen Formkörper, eine Vergussmasse oder eine auf die Kühlplatte aufgebrachte Beschichtung oder Folie, getrennt. Der Kühlmittelkreislauf kann auch zur Erwärmung der Batterie z. B. beim Kaltstart verwendet werden. Coolant circuit or direct cooling using pre-cooled air, which is passed between the cells to use. When cooled by the coolant circuit, a metal cooling plate through which coolant flows can be arranged on the cell block of the battery, often below the cells. From the cells to the cooling plate, the heat loss, for example, either via separate heat conducting elements, eg. As thermal conductors or sheets, or passed over appropriately thickened cell housing walls of the cells. Frequently, the cell housings of the cells are made metallic, and they are subject to an electrical voltage. To prevent short circuits, the cooling plate is then separated from the cell housings by an electrical insulation, For example, a heat-conducting film, a molded body, a potting compound or a coating or film applied to the cooling plate, separated. The coolant circuit can also be used to heat the battery z. B. used during cold start.
Es sind bereits verschiedene derartige Batterien bekannt. Beispielsweise sind aus DE 10 2008 034 869 A1 Batterien bekannt, deren Zellen als sogenannte Pouchzellen ausgebildet sind, deren im Wesentlichen quaderförmig There are already known various such batteries. For example, from DE 10 2008 034 869 A1 batteries are known whose cells are formed as so-called pouch cells whose substantially cuboid
ausgebildeter aktiver Teil in einer Hüllfolie (oder einem Paar von Hüllfolien) sandwichartig eingefasst und dicht verschweißt ist, wobei die Hüllfolie eine umlaufende Siegelnaht ausbildet und wobei die Zellenpole durch Abieiter ausgebildet sind, welche an der Oberseite der Zellen durch die Siegelnaht hindurchtreten und nach oben abragen. Zwischen den Zellen sind Kühlbleche angeordnet, die an den Flachseiten der Zellen anliegen, unterhalb der Zellen jeweils abgewinkelt sind und dort auf einer Kühlplatte aufliegen. Über dieformed active part in a cladding film (or a pair of envelopes) is sandwiched and tightly welded, wherein the cladding film forms a circumferential sealing seam and wherein the cell poles are formed by Abieiter, which pass through the seal at the top of the cells and project upwards , Between the cells cooling plates are arranged, which bear against the flat sides of the cells, below the cells are each angled and rest there on a cooling plate. About the
Kühlbleche kann die in der Zelle erzeugte Wärme an die Kühlplatte abgegeben werden. Die Kühlplatte ist von einem Wärmeträger durchströmt und Heat sinks, the heat generated in the cell can be delivered to the cooling plate. The cooling plate is flowed through by a heat transfer medium and
transportiert die Wärme an einen externen Wärmetauscher ab. Aus der gleichen Druckschrift sind Batterien bekannt, deren Zellen als sogenannte Flachzellen ausgebildet sind, die im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet und stapelartig hintereinander auf einer Kühlplatte angeordnet und mit dieser verspannt sind, wobei eine als Zellenpol dienende, elektrisch leitende transports the heat to an external heat exchanger. Batteries are known from the same document, the cells are formed as so-called flat cells, which are substantially cuboid and stacked arranged one behind the other on a cooling plate and braced with this, serving as cell pole, electrically conductive
Seitenwand der Zellen jeweils an der Unterseite, die zu der Kühlplatte hin weist, abgewinkelt ist, um eine möglichst große Wärmeübergangsfläche zu der dort befindlichen Kühlplatte auszubilden. Die Zellen werden in beiden Fällen durch eine Spanneinrichtung, beispielsweise durch eine separate Spannplatte und/oder durch Spannbänder, miteinander verspannt und an die Kühlplatte gepresst. Aus WO 2010/081704 A2 ist eine Batterie bekannt, bei welcher mit Hilfe zweier Druckrahmen und einiger Zuganker mehrere Zellen in Coffeebag-Bauweise zwischen Rahmenelementen verspannt sind. Aus der gleichen Druckschrift ist es bekannt, zwischen aufeinanderfolgenden Zellen in einem Batterieblock nachgiebige Elemente vorzusehen. Damit können auch mechanische Side wall of the cells each at the bottom, which faces towards the cooling plate, is angled to form the largest possible heat transfer surface to the cooling plate located there. The cells are clamped together in both cases by a clamping device, for example by a separate clamping plate and / or by clamping bands, and pressed against the cooling plate. From WO 2010/081704 A2, a battery is known in which several cells are braced in Coffeebag construction between frame elements with the help of two pressure frame and some tie rods. From the same document is it is known to provide compliant elements between successive cells in a battery pack. This can also mechanical
Einwirkungen auf die Flachseiten der Zellen abgemildert und Actions on the flat sides of the cells are mitigated and
Relativbewegungen wie auch thermische Ausdehnungen ausgeglichen werden. Relative movements as well as thermal expansions are compensated.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Aufbau nach dem Stand der Technik zu verbessern. It is an object of the present invention to improve the structure of the prior art.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung bilden den Gegenstand der The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention form the subject of
Unteransprüche. Dependent claims.
Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine According to one aspect of the present invention, a
Energiespeichervorrichtung vorgeschlagen, welche eine Mehrzahl von Energy storage device proposed which a plurality of
Speicherzellen und eine Temperiereinrichtung zum Temperieren der Memory cells and a tempering for tempering the
Speicherzellen oder eines durch die Speicherzellen gebildeten Zellverbundes aufweist, wobei zwischen einer Speicherzelle und einem anderen Bauelement elastische Mittel zur stoßdämpfenden Lagerung oder Beabstandung  Memory cells or a cell network formed by the memory cells, wherein between a memory cell and another device elastic means for shock-absorbing storage or spacing
vorgesehen sind, wobei das andere Bauelement eine andere Speicherzelle oder ein Halteelement oder ein sonstiges Gehäuseteil oder ein are provided, wherein the other component another memory cell or a holding element or other housing part or a
Wärmeleitelement ist, und wobei die elastischen Mittel als funktionaler  Wärmeleitelement is, and wherein the elastic means as a functional
Bestandteil der Temperiereinrichtung ausgelegt und eingerichtet sind. Part of the tempering designed and furnished.
Als eine Energiespeichervorrichtung wird im Sinne der Erfindung eine As an energy storage device according to the invention a
Einrichtung verstanden, die auch in der Lage ist, insbesondere elektrische Energie aufzunehmen, zu speichern und wieder abzugeben, gegebenenfalls unter Ausnutzung elektrochemischer Prozesse. Als eine Speicherzelle wird im Sinne der Erfindung eine in sich abgeschlossene Funktionseinheit der Device understood, which is also able to absorb in particular electrical energy to store and release again, possibly taking advantage of electrochemical processes. As a memory cell in the context of the invention is a self-contained functional unit of
Energiespeichervorrichtung verstanden, die für sich genommen auch in der Lage ist, insbesondere elektrische Energie aufzunehmen, zu speichern und wieder abzugeben, gegebenenfalls unter Ausnutzung elektrochemischer Prozesse. Eine Speicherzelle kann beispielsweise, aber nicht nur, eine galvanische Primär- oder Sekundärzelle (im Rahmen dieser Anmeldung werden Primär- oder Sekundärzellen unterschiedslos als Batteriezellen und eine daraus aufgebaute Energiespeichervorrichtung als Batterie bezeichnet), eine Brennstoffzelle, ein Hochleistungskondensator wie etwa Supercap oder dergleichen, oder eine Energiespeicherzelle anderer Art sein. Insbesondere weist eine als Batteriezelle aufgebaute Speicherzelle beispielsweise einen aktiven Bereich oder aktiven Teil, in welchem elektrochemische Umwandlungsund Speicherungsprozesse stattfinden, eine Einhausung zur Kapselung des aktiven Teils von der Umgebung und wenigstens zwei Stromableiter, die als elektrische Pole der Speicherzelle dienen, auf. Der aktive Teil weist Energy storage device understood, which in itself is also able to absorb in particular electrical energy to store and release again, optionally taking advantage of electrochemical processes. For example, but not limited to, a memory cell galvanic primary or secondary cell (in the context of this application, primary or secondary cells are referred to without distinction as battery cells and an energy storage device constructed as a battery), a fuel cell, a high-performance capacitor such as Supercap or the like, or an energy storage cell of another kind. In particular, a memory cell constructed as a battery cell has, for example, an active region or active part in which electrochemical conversion and storage processes take place, an enclosure for encapsulating the active part from the environment, and at least two current conductors serving as electric poles of the memory cell. The active part points
beispielsweise eine Elektrodenanordnung auf, die vorzugsweise als Stapel oder Wickel mit Stromsammeifolien, aktiven Schichten und Separatorschichten ausgebildet ist, auf. Die aktiven und Separatorschichten können wenigstens teilweise als eigenständige Folienzuschnitte oder als Beschichtungen der Stromsammeifolien vorgesehen sein. Die Stromableiter sind mit den For example, an electrode arrangement, which is preferably designed as a stack or winding with current collecting foils, active layers and Separatorschichten on. The active and separator layers may be at least partially provided as separate foil blanks or as coatings of the current collecting foils. The current conductors are with the
Stromsammeifolien elektrisch verbunden oder durch diese gebildet. Current collecting foils electrically connected or formed by these.
Eine Speicherzelle kann auch eine Zelle sein, welche Energie nicht als elektrische, sondern als thermische, potentielle, kinetische oder sonstige Energieart aufnimmt und/oder abgibt oder eine Zelle welche Energie in einer Energieart aufnimmt und in einer anderen Energieart wieder abgibt, wobei die Speicherung in einer noch anderen Energieart erfolgen kann. A storage cell may also be a cell which receives and / or dispense energy not as electrical, but as thermal, potential, kinetic or other type of energy or a cell which receives energy in one type of energy and again in another type of energy, the storage in a different kind of energy can be done.
Unter einem Temperieren wird im Sinne der Erfindung eine Ab- oder Zufuhr, insbesondere Abfuhr, von Wärme verstanden. Es kann als eine passiveFor the purposes of the invention, tempering is understood as meaning a removal or supply, in particular removal, of heat. It can be considered a passive one
Kühlung, etwa durch Wärmeabstrahlung an Wärmeabstrahlflächen, als eine aktive Kühlung, etwa durch erzwungene Konvektion an Cooling, as by heat radiation at heat radiation surfaces, as an active cooling, such as by forced convection
Wärmeaustauschflächen oder durch Wärmeaustausch mit einem insbesondere zirkulierenden Wärmeträger wie etwa Wasser, Öl oder dergleichen in einem Wärmetauscher verwirklicht sein. Dabei kann eine Steuerung bzw. Regelung vorgesehen sein, um einen vorbestimmten zulässigen Temperaturbereich einzuhalten. Eine Temperiereinrichtung im Sinne der Erfindung kann als Einrichtung zum bloßen Temperaturaustausch innerhalb der Heat exchange surfaces or by heat exchange with a particular circulating heat transfer medium such as water, oil or the like can be realized in a heat exchanger. In this case, a control or regulation may be provided to maintain a predetermined allowable temperature range. A tempering device in the context of the invention can be described as Device for the mere exchange of temperature within the
Energiespeichervorrichtung oder zum Austausch von Wärme mit einer Energy storage device or to exchange heat with a
Umgebung verstanden werden. Als ein elastisches Mittel wird im Sinne der Erfindung insbesondere ein Environment to be understood. As an elastic means is in the context of the invention, in particular a
Bauelement verstanden, welches auch Relativbewegungen zwischen Component understood, which also relative movements between
Speicherzellen, ggf. auch zwischen Speicherzellen und anderen Memory cells, possibly between memory cells and others
Bauelementen, abfangen kann. Es kann sich also insbesondere um ein Components, can catch. So it may be a particular
Dämpfungselement, beispielsweise, aber nicht nur, von der Form eines Damping element, for example, but not only, of the shape of a
Kissens, eines Streifens, einer Schichtlage oder dergleichen, handeln. Pillow, a strip, a layer or the like act.
Wenn die elastischen Mittel als funktionaler Bestandteil der If the elastic means as a functional part of
Temperiereinrichtung ausgelegt und eingerichtet sind, können konstruktive Einschränkungen hinsichtlich der Lage und dem Einsatz solcher elastischer Mittel, überwunden werden. Solche Einschränkungen sind oft gegeben, da Dämpfungselemente oft aus thermisch isolierenden Materialien, die eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, wie etwa PU-Schaum, Moosgummi, Wellpappe oder dergleichen, bestehen und daher einer effizienten Temperature control device are designed and set up, constructive restrictions on the location and use of such elastic means can be overcome. Such limitations are often encountered because damping elements often consist of thermally insulating materials that have very low thermal conductivity, such as PU foam, sponge rubber, corrugated cardboard, or the like, and therefore an efficient one
Wärmeableitung im Wege stehen können. Heat dissipation can be in the way.
In einer bevorzugten Ausgestaltung können die elastischen Mittel eine wärmeleitende Hülle und einen Innenraum aufweisen, wobei der Innenraum mit einem elastisch nachgiebigen Material gefüllt ist. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung können die elastischen Mittel aus einem wärmeleitenden und elastisch nachgiebigen Material ausgebildet sein. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung können die elastischen Mittel eine wärmeleitende oder wärmedurchlässige Hülle und einen Innenraum aufweisen, wobei der In a preferred embodiment, the elastic means may comprise a thermally conductive sheath and an inner space, wherein the interior space is filled with an elastically yielding material. In a further preferred embodiment, the elastic means may be formed of a thermally conductive and elastically yielding material. In a further preferred embodiment, the elastic means may comprise a heat-conducting or heat-permeable casing and an inner space, wherein the
Innenraum mit einem wärmeleitenden und elastisch nachgiebigen Material gefüllt ist. Interior is filled with a thermally conductive and elastically yielding material.
Als wärmeleitend wird im Sinne der Erfindung ein Material dann verstanden, wenn es eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die einen Einsatz als Wärmeleiter im technischen Sinn erlaubt. Es ist in diesem Zusammenhang von einer technisch nutzbaren und konstruktiv intendierten Wärmeleitfähigkeit, nicht etwa von einer auch bei an sich wärmedämmenden Materialien vorhandenen, minimalen und physikalisch unvermeidlichen Restwärmeleitung die Rede. Eine Untergrenze für eine technisch nutzbare Wärmeleitfähigkeit kann im Bereich von etwa 10 bis 20 W m"1 K"1 angenommen werden; das entspricht der Wärmeleitfähigkeit von hochlegiertem Stahl und einigen mit gut wärmeleitenden Füllmaterialien versehenen Kunststoffen. Bevorzugt ist es, wenn die Wärmeleitfähigkeit im Bereich von wenigstens 40 bis 50 W m"1 K"1 liegt, was derjenigen von As a heat-conducting material in the context of the invention is understood then, if it has a thermal conductivity, the use as a heat conductor in the technical sense allowed. In this context, there is talk of a technically usable and structurally intended thermal conductivity, not of a minimal and physically unavoidable residual heat conduction, which is also present in materials that are inherently heat-insulating. A lower limit for a technically usable thermal conductivity can be assumed in the range of about 10 to 20 W m "1 K "1; this corresponds to the thermal conductivity of high-alloyed steel and some plastics provided with highly thermally conductive filling materials. It is preferred if the thermal conductivity lies in the range of at least 40 to 50 W m "1 K " 1 , which corresponds to that of
Federstahl (z.B. 55Cr3) entspricht. Besonders bevorzugt ist eine Spring steel (e.g., 55Cr3). Particularly preferred is a
Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 100 oder einigen 100 W m"1 K"1 gegeben. Beispielsweise, aber nicht nur, kann etwa Silizium mit 148 W m"1 K"1 oder Aluminium mit 221 bis 237 W m~1 K~1 oder Kupfer mit 240 bis 400 W m"1 K"1 oder Silber mit etwa 430 W m"1 K"1 als geeignet gelten. Thermal conductivity of at least 100 or a few 100 W m "1 K " 1 given. For example, but not only, silicon may have 148 W m "1 K " 1 or aluminum 221 to 237 W m ~ 1 K ~ 1 or copper 240 to 400 W m "1 K " 1 or silver about 430 W m "1 K " 1 are considered suitable.
Kohlenstoffnanoröhrchen, deren Wärmeleitfähigkeit mit etwa 6000 W m"1 K"1 angegeben wird, sollten hinsichtlich dieses Gesichtspunkts das derzeit erreichbare Optimum darstellen; ihr Einsatz oder der anderer Carbon nanotubes whose thermal conductivity is given as about 6000 W m "1 K " 1 should, in view of this point of view, represent the optimum that can currently be achieved; their commitment or the other
Spezialwerkstoffen ist im Hinblick auf die Kosten, die Verarbeitbarkeit und sonstige technische Eignung abzuwägen. Vor diesem Hintergrund ist eine Ausbildung mit einem wärmeleitenden Material im Sinne der Erfindung so zu verstehen, dass die elastischen Mittel oder ein Bestandteil davon entweder im Wesentlichen aus diesem Material bestehen oder aber, etwa aus Gründen der Festigkeit, der elektrischen Isolation, der Temperaturbeständigkeit oder sonstiger Eigenschaften oder Einsatzzwecke, nur einen Kern, eine Special materials must be weighed in terms of cost, processability and other technical suitability. Against this background, training with a thermally conductive material according to the invention is to be understood that the elastic means or a component thereof either substantially consist of this material or, for reasons of strength, electrical insulation, temperature resistance or otherwise Properties or uses, only one core, one
Beschichtung oder Schicht, einen Mantel oder dergleichen aus einem solchen Material aufweisen. Durch geeignete Materialkombination können so die gewünschten Eigenschaften zwischen Wärmeleitung und Dämpfung eingestellt werden. Die gleichen Materialien wie die oben genannten, oder auch andere gute Wärmeleiter wie etwa Keramiken oder Diamant, kommen auch als Füllmaterialien für wärmeleitende Kunststoffe in Betracht. So können etwa an sich wärmeisolierende Schäume durch Dotierung mit solchen Materialien eine technisch nutzbare Wärmeleitfähigkeit im Bereich von etwa 10 bis 20 W m"1 K" erhalten. (Alle Angaben zur Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C nach Hütte, Die Grundlagen der Ingenieurwissenschaften, Springer-Verlag, 31. Auflage 2000, Engelkraut et al., Wärmeleitfähige Kunststoffe für Entwärmungsaufgaben, Fraunhofer Institut für Integrierte System und Bauelementetechnologie, Stand 15.07.2008, Deutsche Edelstahlwerke, Datenblatt 1.7176, und Wikipedia, Artikel zu "Wärmeleitfähigkeit", Stand 22.02.411 ; Rundungen und Coating or layer, a sheath or the like of such a material. By suitable combination of materials so the desired properties between heat conduction and damping can be adjusted. The same materials as the above, or other good heat conductors such as ceramics or diamond, are also considered as fillers for thermally conductive plastics. Thermally insulating foams, for example, can be thermally insulating by doping with such materials, a technically usable thermal conductivity in the range of about 10 to 20 W m "1 K " receive. (All information on thermal conductivity at 20 ° C after hut, The fundamentals of engineering, Springer-Verlag, 31st edition 2000, Engelkraut et al., Thermally conductive plastics for Entwärmungsaufgaben, Fraunhofer Institute for Integrated Systems and Device Technology, as of 15.07.2008, German Edelstahlwerke, data sheet 1.7176, and Wikipedia, article on "thermal conductivity", as of 22.02.411;
Bereichszusammenfassungen ggf. diesseits.) Scope summaries, if necessary, on this side.)
Wenn die elastischen Mittel wenigstens abschnittsweise, vorzugsweise flächig, an Wärmeaustauschflächen der Speicherzellen anliegen, ist auch ein guter Wärmeübergang erzielbar. If the elastic means lie at least in sections, preferably flat, against heat exchange surfaces of the storage cells, a good heat transfer is also achievable.
In bevorzugten Ausgestaltungen sind die elastischen Mittel elektrisch leitend oder elektrisch isolierend ausgebildet, um beispielsweise technischen In preferred embodiments, the elastic means are electrically conductive or electrically insulating, for example, technical
Randbedingungen Rechnung zu tragen. Boundary conditions.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die elastischen Mittel an jeweiligen Speicherzellen befestigt oder als integraler Bestandteil jeweiliger In a preferred embodiment, the elastic means are attached to respective memory cells or as an integral part of each
Speicherzellen ausgebildet. Memory cells formed.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung sind die elastischen Mittel an jeweiligen Wärmeleitelementen, die wenigstens abschnittsweise zwischen jeweiligen Speicherzellen angeordnet sind, befestigt oder als integraler Bestandteil solcher Wärmeleitelemente ausgebildet. In another preferred embodiment, the elastic means are attached to respective heat-conducting elements, which are arranged at least in sections between respective memory cells, or formed as an integral part of such heat-conducting elements.
Besonders bevorzugt weist die Temperiereinrichtung eine Particularly preferably, the tempering device has a
Wärmetauschereinrichtung auf und weisen Wärmeleitelemente, die wenigstens abschnittsweise zwischen jeweiligen Speicherzellen angeordnet sind, wärmeleitenden Kontakt mit der Wärmetauschereinrichtung auf. Heat exchange device and have heat conducting elements, which are arranged at least in sections between respective memory cells, thermally conductive contact with the heat exchanger device.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist eine Spanneinrichtung zum Verspannen der Speicherzellen vorgesehen, wobei vorzugsweise die Spanneinrichtung als funktionaler Bestandteil der Temperiereinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist. Unter einem Verspannen wird im Sinne der Erfindung ein Festhalten in einer vorbestimmten Lage, insbesondere In a further preferred embodiment, a clamping device for clamping the memory cells is provided, wherein preferably the Clamping device is designed and set up as a functional part of the tempering device. In the context of the invention, bracing means holding in a predetermined position, in particular
Relativlage zueinander, durch Spannkräfte verstanden. Bei einem Verspannen können auch, aber nicht nur, elastische und Reibkräfte ausgenutzt werden. Das Verspannen schließt im Übrigen eine formschlüssige Lagefestlegung nicht aus; es kann, muss aber nicht, sich auf eine Verhinderung eines Relative position to each other, understood by clamping forces. In a bracing can also, but not only, elastic and frictional forces are exploited. Incidentally, the bracing does not exclude a positive position determination; It may, but need not, focus on preventing one
Auseinanderfallens beschränken. Wenn die Spanneinrichtung als funktionaler Bestandteil der Temperiereinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, kann die Spanneinrichtung auch Funktionen erfüllen, die mit der Temperierung der Speicherzellen bzw. des Zellverbundes zusammenhängen. Diese Funktionen können beispielsweise, aber nicht nur, die Wärmeübertragung von und zu den Speicherzellen, die Wärmeabgabe über Wärmeabstrahlflächen, die Confinement. If the clamping device is designed and set up as a functional component of the tempering device, the tensioning device can also fulfill functions which are related to the temperature control of the memory cells or of the cell network. These functions may, for example, but not only, the heat transfer from and to the memory cells, the heat transfer through heat radiating surfaces, the
Wärmeübertragung von und zu einem Wärmeträger, die Wärmeleitung von und zu einer Wärmequelle oder Wärmesenke und/oder dergleichen umfassen. Hierzu kann beispielsweise die Spanneinrichtung mit einem wärmeleitenden Material ausgebildet sein. Heat transfer from and to a heat carrier, the heat conduction to and from a heat source or heat sink and / or the like. For this purpose, for example, the clamping device may be formed with a thermally conductive material.
Beispielsweise weist die Spanneinrichtung wenigstens ein Spannband auf, das mit dem wärmeleitenden Material ausgebildet ist und das vorzugsweise wenigstens in Abschnitten in sich federnd, etwa wellenfederförmig, ausgebildet ist und/oder einen Spannabschnitt wie etwa ein Spannschloss oder dergleichen aufweist, wobei vorzugsweise mehrere Spannbänder vorgesehen sind, von denen wenigstens ein Spannband wenigstens ein anderes Spannband überdeckt. Unter einem Spannband wird im Sinne der Erfindung ein längliches, insbesondere flaches, bandartiges Bauelement verstanden, welches auch verwendbar ist, eine Anordnung von Speicherzellen gegeneinander zu verspannen, insbesondere umschlingend zu verspannen. Dabei kann ein Verschlussmechanismus, ein Spannmechanismus oder dergleichen For example, the clamping device has at least one clamping band, which is formed with the heat-conducting material and which is preferably resilient at least in sections, such as wave spring-shaped, and / or has a clamping portion such as a turnbuckle or the like, preferably a plurality of clamping bands are provided of which at least one tension band covers at least one other tension band. For the purposes of the invention, a tension band is understood to mean an elongated, in particular flat, band-like component which can also be used to brace an arrangement of memory cells against one another, in particular to brace them in a looping manner. In this case, a shutter mechanism, a clamping mechanism or the like
vorgesehen sein, um eine Montage unter Spannung zu ermöglichen. Durch eine in sich federnde Ausbildung kann auch erreicht werden, dass eine gleichmäßige Spannkraft auf den Zellblock ausgeübt. Eine elastische Längung des Spannbandes kann derart ausgelegt sein, dass das Spannband bei Montage unter Vorspannung Übermaß gegenüber dem Zellblock aufweist und über diesen gestreift werden kann, wobei dann, wenn die Vorspannung nachgelassen wird, sich das Spannband fest um den Zellblock legt. Hierzu kann das Spannband in Abschnitten beispielsweise wellenfederförmig ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft weisen die wellenfederförmig ausgebildeten Abschnitte ebene Abschnitte auf, die sich unter Spannung flächig an Wärmeaustauschflächen von Speicherzellen, Wärmeleitelementen oder dergleichen anlegen. be provided to allow mounting under tension. By a resilient design can also be achieved that exerted a uniform clamping force on the cell block. An elastic elongation of the tension band may be designed such that the tension band, when mounted under bias, has excess over the cell block and can be striped over it, wherein when the bias voltage is released, the tension band lays tightly around the cell block. For this purpose, the tension band may be formed in sections, for example, wave spring-shaped. Particularly advantageously, the wave-spring-shaped sections have planar sections which, under tension, rest flat against heat exchange surfaces of memory cells, heat-conducting elements or the like.
In einer anderen Ausgestaltung kann die Spanneinrichtung eine Mehrzahl von Zugankern aufweisen, die mit dem wärmeleitenden Material ausgebildet sind. Als ein Zuganker wird im Sinne der Erfindung ein länglich ausgebildeter, insbesondere eine Gesamtlänge des Zellstapels überragender Stab In another embodiment, the clamping device may comprise a plurality of tie rods, which are formed with the heat-conducting material. As a tie rod is in the context of the invention, an elongated trained, in particular a total length of the cell stack superior rod
verstanden, welcher inbesondere über Druckelemente wie Platten oder Flansche, die in einer Stapelrichtung der Speicherzellen auf die jeweils äußeren Speicherzellen drücken, den Zellblock verspannt. Üblicherweise sind mehrere Zuganker vorgesehen, etwa vier, sechs, acht oder mehr. Solche Zuganker weisen beispielsweise einen Kopf an einem Ende und ein Gewinde an dem anderen Ende oder Gewinde an beiden Enden auf, um eine understood, which clamps in particular on pressure elements such as plates or flanges, which press in a stacking direction of the memory cells on the respective outer memory cells, the cell block. Usually, a plurality of tie rods are provided, such as four, six, eight or more. Such tie rods include, for example, a head at one end and a thread at the other end, or threads at both ends to one
zuverlässige Verspannung durch Anziehen, durch Einschrauben oder durch Verschrauben mit Hilfe von Muttern zu ermöglichen. Die Verwendung von Zugankern hat bei entsprechender Formgebung der Speicherzellen auch den Vorteil, dass Speicherzellen vor dem Verspannen auf verhältnismäßig einfache Weise auf die Zuganker gefädelt werden können, was auch die Montage vereinfachen kann. Zuganker können sich beispielsweise durch entsprechende Ausnehmungen von Rahmenelementen von Rahmenflachzellen erstrecken und von diesen Wärme aufnehmen. Dabei kann die Spanneinrichtung ferner Halteelemente und Spannelemente aufweisen, wobei die Halteelemente im Wechsel mit den Speicherzellen angeordnet sind, um die Speicherzellen zwischen sich zu halten, und wobei die Spannelemente die Halteelemente mit den Speicherzellen verspannen, wobei die Halteelemente wenigstens abschnittsweise mit Wärmeaustauschflächen der Speicherzellen thermisch gekoppelt sind, und wobei die Spannelemente wenigstens abschnittsweise an Wärmeaustauschflächen der Halteelementen anliegen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Halteelemente wenigstens zwischen den Kontaktflächen mit den Speicherzellen und den Kontaktflächen mit den Spannelementen mit einem wärmeleitenden Material ausgebildet sind. Auf diese Weise kann auch eine zuverlässige Verspannung der Halteelemente und der Speicherzellen zu einem Batterieblock vorgesehen sein. Wärmeaustauschflächen der Halteelemente können Außenflächen, insbesondere Randflächen, der Halteelemente sein, beispielsweise, aber nicht nur, wenn Spannbänder als Spannelemente vorgesehen sind. Spannelemente wie beispielsweise, aber nicht nur, Zuganker können auch durch Durchlässe, etwa Bohrungen, in den Halteelementen geführt sein; in diesem Fall können Wärmeaustauschflächen der reliable tightening by tightening, by screwing or by screwing with the help of nuts to allow. The use of tie rods with appropriate shaping of the memory cells also has the advantage that memory cells can be threaded onto the tie rods in a relatively simple manner before bracing, which can also simplify assembly. Tie rods can extend, for example, through corresponding recesses of frame elements of Rahmenflachzellen and absorb heat from them. In this case, the clamping device further comprise holding elements and clamping elements, wherein the holding elements are arranged in alternation with the memory cells to hold the memory cells between them, and wherein the clamping elements clamp the holding elements with the memory cells, wherein the holding elements at least are thermally coupled in sections with heat exchange surfaces of the memory cells, and wherein the clamping elements abut at least in sections on heat exchange surfaces of the holding elements. It is advantageous if the holding elements are formed at least between the contact surfaces with the memory cells and the contact surfaces with the clamping elements with a thermally conductive material. In this way, a reliable clamping of the holding elements and the memory cells may be provided to a battery pack. Heat exchange surfaces of the holding elements may be outer surfaces, in particular edge surfaces, of the holding elements, for example, but not only if clamping bands are provided as clamping elements. Clamping elements such as, but not limited to, tie rods can also be passed through passages, such as holes, in the retaining elements; in this case, heat exchange surfaces of the
Halteelemente durch Innenflächen der Durchlässe gebildet sein. Retaining elements may be formed by inner surfaces of the passages.
Wärmeaustauschflächen der Speicherzellen können durch Flach- oder Heat exchange surfaces of the memory cells can by flat or
Randseiten der Speicherzellen, durch Stromableiter oder an Edge sides of the memory cells, by current conductors or on
Durchtrittsbereichen von Stromableitern durch eine Einhausung der Passage areas of current conductors by an enclosure of
Speicherzellen vorgesehen sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Spanneinrichtung wenigstens Memory cells may be provided. It is advantageous if the clamping device at least
abschnittsweise, insbesondere durch flächigen Kontakt, mit Abschnitten einer Wärmetauschereinrichtung thermisch gekoppelt ist, wobei die in sections, in particular by surface contact, is thermally coupled to portions of a heat exchanger device, wherein the
Wärmetauschereinrichtung vorzugsweise an einen Wärmeträgerkreislauf angeschlossen ist und wobei der Wärmeträgerkreislauf vorzugsweise steuerbar bzw. regelbar ist. Auf diese Weise kann die Spanneinrichtung von den Heat exchanger device is preferably connected to a heat carrier circuit and wherein the heat carrier circuit is preferably controlled or regulated. In this way, the clamping device of the
Speicherzellen aufgenommene Wärme zu der Wärmetauschereinrichtung transportieren und dort an einen Wärmeträger wie beispielsweise, aber nicht nur, Wasser oder Öl abgeben. Der erwärmte Wärmeträger kann durch den Wärmeträgerkreislauf zirkulieren und an anderer Stelle die aufgenommene Wärme wieder abgeben, etwa an einen Luftkühler oder dergleichen. Nach weiteren Gesichtspunkten werden eine Energiespeicherzelle mit einem aktiven Teil und einer den aktiven Teil umgebenden Einhausung sowie mit elastischen Mitteln, die an der Speicherzelle befestigt oder als integraler Bestandteil derselben ausgebildet sind und zur stoßdämpfenden Lagerung oder Beabstandung der Speicherzelle gegenüber anderen Bauelementen ausgelegt und eingerichtet sind, ein Wärmeleitelement zur Anordnung zwischen Energiespeicherzellen, gekennzeichnet durch elastische Mittel, die an dem Wärmeleitelement befestigt oder als integraler Bestandteil desselben ausgebildet sind und die ausgelegt und eingerichtet sind, Wärme zu leiten, und ein Wärmeleitelement mit einer insbesondere dünnwandigen Trägerstruktur, insbesondere zur Aufnahme einer Energiespeicherzelle, wobei die Transport storage cell heat to the heat exchanger device and there to a heat transfer medium such as, but not only, water or oil. The heated heat transfer medium can circulate through the heat transfer circuit and return the heat absorbed elsewhere, for example to an air cooler or the like. According to further aspects, an energy storage cell having an active part and an enclosure surrounding the active part as well as elastic means fixed to or integral with the memory cell and designed and arranged for shock-absorbing storage or spacing of the memory cell from other components are provided; a heat-conducting element for arrangement between energy storage cells, characterized by elastic means which are attached to the heat-conducting element or formed as an integral part thereof and which are designed and arranged to conduct heat, and a heat-conducting element with a particularly thin-walled support structure, in particular for receiving an energy storage cell, the
dünnwandige Struktur eine Form eines vorzugsweise flachen Quaders umschreibt, und wobei die dünnwandige Struktur wenigstens eine Flachseite und wenigstens zwei an die Flachseite angrenzende Schmalseiten aufweist, und mit elastischen Mitteln, die an dem Wärmeleitelement befestigt oder als integraler Bestandteil desselben ausgebildet sind, und die ausgelegt und eingerichtet sind, Wärme zu leiten, vorgeschlagen. Vorzugsweise sind die elastischen Mittel jeweils gemäß vorstehender Beschreibung ausgebildet. Eine erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung, eine erfindungsgemäße Energiespeicherzelle und ein erfindungsgemäßes Wärmeleitelement sind insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei das Kraftfahrzeug insbesondere ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug ist. Die vorstehenden und weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung deutlicher ersichtlich werden, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angefertigt wurde. In den Zeichnungen zeigen: thin-walled structure circumscribing a shape of a preferably flat parallelepiped, and wherein the thin-walled structure has at least one flat side and at least two narrow sides adjacent to the flat side, and elastic means fixed to or integral with the heat-conducting element and which are designed and are designed to conduct heat proposed. Preferably, the elastic means are each formed as described above. An energy storage device according to the invention, an energy storage cell according to the invention and a heat conducting element according to the invention are provided in particular for use in a motor vehicle, the motor vehicle in particular being a hybrid vehicle or an electric vehicle. The foregoing and other features, objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following description made with reference to the accompanying drawings. In the drawings show:
Fig. 1 eine Rahmenflachzelle in einer schematischen räumlichen Ansicht; Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht der Zelle gemäß Fig. 1 , 1 shows a frame flat cell in a schematic spatial view; FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the cell according to FIG. 1, FIG.
Fig. 3 eine schematische räumliche Explosionsdarstellung der Zelle gemäß Fig. 1 ; Fig. 3 is a schematic exploded view of the cell of FIG. 1;
Fig. 4 eine Batterie mit mehreren Rahmenflachzellen in einer schematischen räumlichen Explosionsdarstellung; Fig. 5 eine schematische räumliche Ansicht der Batterie gemäß Fig. 4 in einem zusammengebauten Zustand; 4 shows a battery with a plurality of frame flat cells in a schematic spatial exploded view; Fig. 5 is a schematic perspective view of the battery of Figure 4 in an assembled condition.
Fig. 6 eine schematische Querschnittsansicht eines Dämpfungselements; Fig. 7 eine schematische Querschnittsansicht eines anderen 6 is a schematic cross-sectional view of a damping element; Fig. 7 is a schematic cross-sectional view of another
Dämpfungselements;  Damping element;
Fig. 8 eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Fig. 8 is a schematic cross-sectional view of another
Dämpfungselements;  Damping element;
Fig. 9 eine andere Rahmenflachzelle in einer schematischen räumlichen Explosionsdarstellung; 9 shows another frame flat cell in a schematic spatial exploded view;
Fig. 10 eine ähnliche Rahmenflachzelle in einer schematischen räumlichen Explosionsdarstellung; 10 shows a similar frame flat cell in a schematic exploded space view;
Fig. 11 eine weitere Batterie mit Rahmenflachzellen in einer schematischen räumlichen Ansicht; Fig. 12 eine Pouchzelle mit Dämpfungselementen in einer schematischen räumlichen Ansicht; Fig. 13 eine Batterie mit einer Mehrzahl von Pouchzellen, die mittels11 shows a further battery with frame flat cells in a schematic spatial view; FIG. 12 shows a pouch cell with damping elements in a schematic spatial view; FIG. 13 shows a battery with a plurality of pouch cells, which by means of
Zugankem zwischen Rahmenelementen verspannt sind, in einer schematischen räumlichen Ansicht; Fig. 14 eine Einzelzelle und ein Wärmeleitelement in einer schematischen räumlichen Ansicht, Zugankem are braced between frame members, in a schematic spatial view; 14 shows a single cell and a heat conducting element in a schematic spatial view,
Fig. 15 eine Einzelzelle und ein Wärmeleitelement in einer schematischen Querschnittsansicht, 15 shows a single cell and a heat conducting element in a schematic cross-sectional view,
Fig. 16 eine Einzelzelle und ein Wärmeleitelement in einer schematischen Querschnittsansicht, 16 shows a single cell and a heat conducting element in a schematic cross-sectional view,
Fig. 17 eine Einzelzelle und ein Wärmeleitelement in einer schematischen perspektivischen Explosionsdarstellung, 17 shows a single cell and a heat conducting element in a schematic perspective exploded view,
Fig. 18 eine Einzelzelle und ein Wärmeleitelement in einer schematischen perspektivischen Explosionsdarstellung, Fig. 19 eine Batterie in einer schematischen räumlichen 18 shows a single cell and a heat conducting element in a schematic perspective exploded view, FIG. 19 shows a battery in a schematic spatial view
Explosionsdarstellung,  Exploded
Fig. 20 eine montierte Batterie in einer schematischen räumlichen Ansicht, Fig. 21 ein Wärmeleitelement in einer schematischen Querschnittsansicht; FIG. 20 shows a mounted battery in a schematic spatial view; FIG. 21 shows a heat-conducting element in a schematic cross-sectional view;
Fig. 22 ein Wärmeleitelement mit Rahmenflachzelle in einer schematischen räumlichen Ansicht; Fig. 23 ein ähnliches Wärmeleitelement in einer schematischen räumlichen Ansicht; . 24 eine Batterie mit einem in drei Raumrichtungen verspannten Zellblock aus mehreren Rahmenflachzellen in einer schematischen räumlichen Ansicht; Fig. 25 eine Batterie mit mehreren Reihen von zylindrischen Batteriezellen, die mittels eines Befestigungsbandes mit einer Batteriegehäusewand verspannt sind, in einer schematischen Draufsicht; FIG. 22 shows a heat conduction element with frame flat cell in a schematic spatial view; FIG. FIG. 23 shows a similar heat-conducting element in a schematic spatial view; FIG. , 24 shows a battery with a cell block braced in three spatial directions from a plurality of frame flat cells in a schematic spatial view; 25 shows a battery with a plurality of rows of cylindrical battery cells, which are braced by means of a fastening band with a battery housing wall, in a schematic plan view;
Fig. 26 eine Batterie mit mehreren Reihen von zylindrischen Batteriezellen, die mittels Befestigungsbändern zwischen zwei Batteriegehäusewänden verspannt sind, in einer schematischen Draufsicht; 26 shows a battery with a plurality of rows of cylindrical battery cells, which are braced by means of fastening bands between two battery housing walls, in a schematic plan view;
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Darstellungen in den Figuren schematisch sind und sich wenigstens im Wesentlichen auf die Wiedergabe von für das Verständnis der Erfindung hilfreichen Merkmalen beschränken. Auch ist darauf hinzuweisen, dass in den Figuren wiedergegebene Abmessungen und It should be noted that the illustrations in the figures are schematic and are at least essentially limited to the reproduction of features which are helpful for the understanding of the invention. It should also be noted that in the figures reproduced dimensions and
Größenverhältnisse im Wesentlichen der Deutlichkeit der Darstellung geschuldet sind und nicht notwendig einschränkend zu verstehen sind, es sei denn, aus der Beschreibung ergäbe sich etwas anderes. Size relations are essentially due to the clarity of the representation and are not necessarily restrictive to understand, unless the description would be something else.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Corresponding parts are the same in all figures
Bezugszeichen versehen. Provided with reference numerals.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine als Flachzelle ausgebildete galvanische Zelle 2 (auch als Einzelzelle 2 oder Zelle 2 bezeichnet). Dabei ist ein Zellgehäuse der Einzelzelle 2 aus zwei Zellgehäuseseitenwänden 2.1 , 2.2 und einem FIG. 1 and FIG. 2 show a galvanic cell 2 (also referred to as single cell 2 or cell 2) designed as a flat cell. In this case, a cell housing of the single cell 2 consists of two cell housing side walls 2.1, 2.2 and one
dazwischen angeordneten, randseitig umlaufenden Zellgehäuserahmen 2.3 gebildet. Die Zellgehäuseseitenwände 2.1 , 2.2 der Einzelzelle 2 sind elektrisch leitend ausgeführt und bilden Pole P+, P- der Einzelzelle 2. Auf der Zellgehäuseseitenwand 2.1 des negativen Pols P- sind zwei arranged between them, edge-surrounding cell housing frame 2.3 formed. The cell housing side walls 2.1, 2.2 of the single cell 2 are designed to be electrically conductive and form poles P +, P- of the single cell 2. On the cell case side wall 2.1 of the negative pole P- are two
Dämpfungselemente 2.4 angeordnet. Die Dämpfungselemente 2.4 sind mit elastisch nachgiebigen Eigenschaften ausgebildet. Zusätzlich sind die Damping elements 2.4 arranged. The damping elements 2.4 are formed with elastically yielding properties. In addition, the
Dämpfungselemente 2.4 elektrisch leitend ausgebildet und weisen gute Damping 2.4 electrically conductive and have good
Wärmeleiteigenschaften auf. Die Dämpfungselemente 2.4 sind mit der Heat conduction properties. The damping elements 2.4 are with the
Zellgehäuseseitenwand 2.1 verklebt, wobei die Klebung wärmeleitend bzw. wärmeduchlässig und elektrisch leitend ausgeführt ist. Bonded cell housing side wall 2.1, wherein the bond is heat-conducting or heat-permeable and electrically conductive.
Die Einzelzelle 2 weist mindestens drei Spannungs-Anschlusskontakte K1 bis K3 auf. Und zwar weist die den Pol P- bildende Zellgehäuseseitenwand 2.1 mindestens zwei Spannungs-Anschlusskontakte K1 , K2 auf, die insbesondere zellintern elektrisch miteinander verschaltet, insbesondere parallel geschaltet sind. Dabei ist der erste Spannungs-Anschlusskontakt K1 durch die an dem Pol P- der Einzelzelle 2 und somit der Zellgehäuseseitenwand 2.1 elektrisch leitend angebrachten Dämpfungselemente 2.4 gebildet. Der zweite Spannungs- Anschlusskontakt K2 ist als Messanschluss 2.1 1 ausgeführt, der radial über die Zellgehäuseseitenwand 2.1 an einer beliebigen Position, hier an der Oberseite der Zelle 2, über die Einzelzelle 2 als eine fahnenartige Verlängerung The single cell 2 has at least three voltage connection contacts K1 to K3. Namely, the cell housing side wall 2.1 forming the pole P- has at least two voltage connection contacts K1, K2, which in particular are electrically connected to one another inside the cell, in particular connected in parallel. In this case, the first voltage connection contact K1 is formed by the damping elements 2.4, which are electrically conductively attached to the pole P- of the individual cell 2 and thus to the cell housing side wall 2.1. The second voltage connection contact K2 is designed as a measuring connection 2.1 1, the radial over the cell housing side wall 2.1 at an arbitrary position, here at the top of the cell 2, via the single cell 2 as a flag-like extension
hinausragt. protrudes.
Der dritte Spannungs-Anschlusskontakt K3 ist durch die den Pol P+ The third voltage terminal contact K3 is through the pole P +
ausbildende Zellgehäuseseitenwand 2.2 gebildet. forming cell housing side wall 2.2 formed.
Der Zellgehäuserahmen 2.3 ist elektrisch isolierend ausgeführt, so dass die Zellgehäuseseitenwände 2.1 , 2.2 unterschiedlicher Polarität elektrisch voneinander isoliert sind. Der Zellgehäuserahmen 2.3 weist zusätzlich an einer Oberseite eine partielle Materialerhöhung 2.31 auf, deren Funktion in der Beschreibung der Fig. 4 und Fig. 5 näher erläutert wird. Fig. 2 zeigt die Einzelzelle 2 gemäß Fig. 1 in einer Querschnittsansicht, wobei in dem Zellgehäuse 2 ein Elektrodenstapel 2.5 angeordnet ist. ln einem mittleren Bereich sind dabei Elektrodenfolien 2.51 unterschiedlicher Polarität, insbesondere Aluminium- und/oder Kupferfolien und/oder Folien aus einer Metalllegierung, übereinander gestapelt und mittels eines Separators (nicht näher dargestellt), insbesondere einer Separatorfolie, elektrisch voneinander isoliert. The cell housing frame 2.3 is made electrically insulating, so that the cell housing side walls 2.1, 2.2 of different polarity are electrically isolated from each other. The cell housing frame 2.3 additionally has on a top side a partial material increase 2.31, the function of which is explained in more detail in the description of FIGS. 4 and 5. FIG. 2 shows the single cell 2 according to FIG. 1 in a cross-sectional view, an electrode stack 2.5 being arranged in the cell housing 2. In a central region, electrode foils 2.51 of different polarity, in particular aluminum and / or copper foils and / or foils of a metal alloy, are stacked on top of one another and electrically isolated from one another by means of a separator (not shown in detail), in particular a separator foil.
In einem über den mittleren Bereich des Elektrodenstapels 2.5 überstehenden Randbereich der Elektrodenfolien 2.51 sind Elektrodenfolien 2.51 gleicher Polarität elektrisch miteinander verbunden. Die miteinander verbundenen Enden der Elektrodenfolien 2.51 gleicher Polarität bilden somit einen In an edge region of the electrode foils 2.51 projecting beyond the middle region of the electrode stack 2.5, electrode foils 2.51 of the same polarity are electrically connected to one another. The interconnected ends of the electrode films 2.51 of the same polarity thus form a
Polkontakt 2.52. Die Polkontakte 2.52 unterschiedlicher Polarität der Pole contact 2.52. The pole contacts 2.52 different polarity of
Einzelzelle 2.2 werden im Weiteren auch als Stromabieiterfahnen 2.52 bezeichnet. Im Detail werden die Enden der Elektrodenfolien 2.51 elektrisch leitend miteinander verpresst und/oder verschweißt und bilden die Single cell 2.2 are also referred to below as Stromabieiterfahnen 2.52. In detail, the ends of the electrode films 2.51 are electrically pressed together and / or welded together and form the
Stromabieiterfahnen 2.52 des Elektrodenstapels 4. Stromabieiterfahnen 2.52 of the electrode stack 4.
Der Elektrodenstapel 2.5 ist in dem den Elektrodenstapel 2.5 randseitig umlaufenden Zellgehäuserahmen 2.3 angeordnet. Der Zellgehäuserahmen 2.3 weist dazu zwei voneinander beabstandete Materialrücknahmen 2.33, 2.34 auf, die so ausgebildet sind, dass die Stromabieiterfahnen 2.52 unterschiedlicher Polarität in den Materialrücknahmen 2.33, 2.34 angeordnet sind. Die lichte Höhe h1 der Materialrücknahmen 2.33, 2.34 ist so ausgebildet, dass sie der Erstreckung der unbeeinflusst übereinander gestapelten Stromabieiterfahnen 2.52 entspricht oder geringer als diese ist. Die Tiefe t der Materialrücknahmen 2.33, 2.34 entspricht der Erstreckung der Stromabieiterfahnen 2.52 oder ist größer ausgebildet als diese. The electrode stack 2.5 is arranged in the cell housing frame 2.3 which surrounds the edge of the electrode stack 2.5. The cell housing frame 2.3 has for this purpose two spaced-apart material returns 2.33, 2.34, which are designed so that the Stromabieiterfahnen 2.52 different polarity in the material returns 2.33, 2.34 are arranged. The clear height h1 of the material returns 2.33, 2.34 is designed so that it corresponds to the extent of the uncontrolled stacked Stromabieiterfahnen 2.52 or less than this. The depth t of the material returns 2.33, 2.34 corresponds to the extension of the Stromabieiterfahnen 2.52 or is designed to be larger than this.
Da der Zellgehäuserahmen 2.3 vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt ist, sind die Stromabieiterfahnen 7 unterschiedlicher Polarität elektrisch voneinander isoliert, so dass zusätzliche Anordnungen für eine elektrische Isolation nicht notwendig sind. Bei einer Befestigung der Zellgehäuseseitenwände 2.1 , 2.2, welche Since the cell housing frame 2.3 is preferably made of an electrically insulating material, the Stromabieiterfahnen 7 different polarity are electrically isolated from each other, so that additional arrangements for electrical insulation are not necessary. When attaching the cell housing side walls 2.1, 2.2, which
beispielsweise in nicht näher dargestellter Weise mittels Kleben und/oder Umbördeln der Flachseiten 2.8 in eine in dem Zellgehäuserahmen 2.3 umlaufende Aussparung erfolgt, werden die Stromableiterfahnen 2.52 unterschiedlicher Polarität gegen die Zellgehäuseseitenwände 2.1 , 2.2 gepresst, so dass ein jeweiliges elektrisches Potenzial der Stromableiterfahnen 2.52 an den Zellgehäuseseitenwänden 2.1 , 2.2 anliegt und diese die Pole P+, P- der Einzelzelle 2 bilden. In einer Weiterbildung der Erfindung kann zwischen den Stromableiterfahnen 2.52, welche z. B. aus Kupfer gefertigt sind, und den Gehäuseseitenwänden 2.1 , 2.2, welche z. B. aus Aluminium gefertigt sind, zusätzlich eine nicht näher dargestellte Folie, welche z. B. aus Nickel gefertigt ist, angeordnet sein, um eine verbesserte elektrische Anbindung zwischen den Stromableiterfahnen 2.52 und den Zellgehäuseseitenwänden 2.1 , 2.2 zu erreichen. For example, in a manner not shown by gluing and / or flanging of the flat sides 2.8 in a cell housing frame 2.3 circumferential recess, the current collector lugs 2.52 of different polarity against the cell housing side walls 2.1, 2.2 pressed so that a respective electric potential of the Stromableiterfahnen 2.52 to the Cell housing side walls 2.1, 2.2 is applied and these form the poles P +, P- of the single cell 2. In one embodiment of the invention can be between the Stromableiterfahnen 2.52, which z. B. made of copper, and the housing side walls 2.1, 2.2, which z. B. made of aluminum, in addition a film not shown, which z. B. made of nickel, may be arranged to achieve an improved electrical connection between the Stromableiterfahnen 2.52 and the cell housing side walls 2.1, 2.2.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es weiterhin möglich, eine nicht näher dargestellte elektrisch isolierende Folie zwischen den Stromableiterfahnen 2.52 und den Zellgehäuseseitenwänden 2.1 , 2.2 anzuordnen bzw. die In one embodiment of the invention, it is also possible to arrange an electrically insulating film not shown in detail between the Stromableiterfahnen 2.52 and the cell housing side walls 2.1, 2.2 or the
Zellgehäuseseitenwände 2.1 , 2.2 einseitig mit einer elektrischen isolierenden Schicht auszuführen, so dass eine elektrische Kontaktierung der Cell housing side walls 2.1, 2.2 on one side to perform with an electrical insulating layer, so that an electrical contact of the
Stromableiterfahnen 2.52 mit den Zellgehäuseseitenwänden 2.1 , 2.2 erst bei einem nicht näher ausgeführten, aus dem Stand der Technik bekannten Durchschweißverfahren von außen durch die Zellgehäuseseitenwände 2.1 , 2.2 entsteht. Stromableiterfahnen 2.52 with the cell housing side walls 2.1, 2.2 only in a not further running, known from the prior art through-welding process from the outside by the cell housing side walls 2.1, 2.2 is formed.
Gemäß der Darstellung in Fig. 2 sind die Dämpfungselemente 2.4 auf in etwa gleicher Höhe wie die Stromableiterfahnen 2.52 an der Gehäuseseitenwand 2.1 angeordnet und weisen von der Gehäuseseitenwand 2.1 aus gemessen eine Höhe h2 auf. Derjenige Teil der Flachseite 2.8 der Zelle 2 bzw. derAccording to the illustration in FIG. 2, the damping elements 2.4 are arranged at approximately the same height as the current collector lugs 2.52 on the housing side wall 2.1 and have a height h2 measured from the housing side wall 2.1. That part of the flat side 2.8 of the cell 2 or the
Gehäuseseitenwand 2.1 , der den Elektrodenstapel 2.5 begrenzt, ist frei von Dämpfungselementen 2.4. Wenn bei Aneinanderreihung und Verspannung mehrerer Einzelzellen 2 in Richtung eines Zellstapels (Stapelrichtung s) eine Druckkraft D auf die Einzelzelle 2 ausgeübt wird, beschränkt sich die Einleitung der Druckkraft D auf die Stromabieiterfahnen 2.52 und die angrenzenden Bereiche des Zellgehäuserahmens 2.3, während der Elektrodenstapel 2.5 frei von Druckkräften bleibt. Dies bleibt auch dann so, wenn sich der Housing side wall 2.1, which limits the electrode stack 2.5, is free of damping elements 2.4. When lined up and tense several single cells 2 in the direction of a cell stack (stacking direction s) a compressive force D is exerted on the single cell 2, the introduction of the compressive force D is limited to the Stromabieiterfahnen 2.52 and the adjacent areas of the cell housing frame 2.3, while the electrode stack 2.5 remains free of compressive forces. This remains the same even if the
Elektrodenstapel 2.5 während des Betriebs der Einzelzelle 2 in Stapelrichtung s ausdehnen sollte.  Electrode stack 2.5 should extend during operation of the single cell 2 in the stacking direction s.
Fig. 3 stellt eine Explosionsdarstellung der in Fig. 1 und Fig. 2 näher erläuterten Einzelzelle 2 dar und zeigt auch die Anordnung des Elektrodenstapels 2.5 in dem Zellgehäuserahmen 2.3 sowie der Zellgehäuseseitenwände 2.1 , 2.2. 3 shows an exploded view of the single cell 2 explained in greater detail in FIGS. 1 and 2 and also shows the arrangement of the electrode stack 2.5 in the cell housing frame 2. 3 and the cell housing side walls 2. 1, 2. 2.
Dabei ist die Zellgehäuseseitenwand 2.1 mit dem fahnenartigen Here, the cell housing side wall is 2.1 with the flag-like
Messanschluss 2.11 in einem unteren Bereich um 90° in Richtung des Measuring connection 2.11 in a lower area by 90 ° in the direction of
Zellgehäuserahmens 2.3 gebogen, um eine Abkantung 2.12 auszubilden, so dass bei einer Verwendung einer in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Cell housing 2.3 bent to form a chamfer 2.12, so that when using a in Fig. 4 and Fig. 5 illustrated
Wärmeleitplatte 4 eine Vergrößerung einer wirksamen Wärmeübergangsfläche A1 und somit eine verbesserte Kühlung der Batterie 1 erzielt werden. In Abwandlungen dieses Ausführungsbeispiels sind die Dämpfungselemente 2.4 auf der anderen Gehäuseseitenwand 2.2 oder auf beiden Wärmeleitplatte 4 an enlargement of an effective heat transfer surface A1 and thus improved cooling of the battery 1 can be achieved. In modifications of this embodiment, the damping elements are 2.4 on the other side wall 2.2 or both
Gehäuseseitenwänden 2.1 , 2.2 angeordnet. In letzterer Abwandlung kann als weitere Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass ein Dämpfungselement 2.4 im oberen Bereich der Gehäuseseitenwand 2.1 und ein weiteres Housing side walls 2.1, 2.2 arranged. In the latter modification can be provided as a further embodiment that a damping element 2.4 in the upper part of the housing side wall 2.1 and another
Dämpfungselement 2.4 im unteren Bereich der Gehäuseseitenwand 2.2 oder umgekehrt angeordnet sind. Eine solche Anordnung kann, insbesondere wenn der Messanschluss 2.11 fehlt, einer ungewollten Verpolung der Zellen vorbeugen, da durch die Position der Dämpfungselemente 2.4 die Pollage kodiert ist. ln Fig. 4 und Fig. 5 ist die Batterie 1 , welche beispielsweise in einem Fahrzeug, insbesondere einem Hybrid- und/oder Elektrofahrzeug zum Einsatz kommt, in einer Explosionsdarstellung und in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Fig. 4 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Batterie 1 mit einem aus mehreren Einzelzellen 2 gebildeten Zellverbundes Z. Zur Bildung des Zellverbundes Z werden die Pole P+, P- mehrerer Einzelzellen 2 in Abhängigkeit von einer gewünschten elektrischen Spannung und Leistung der Batterie 1 seriell und/oder parallel elektrisch miteinander verschaltet. Ebenfalls in Abhängigkeit von der gewünschten elektrischen Spannung und Leistung der Batterie 1 kann der Zellverbund Z in Weiterbildungen der Erfindung aus einer beliebigen Anzahl von Einzelzellen 2 gebildet sein. Damping element 2.4 are arranged in the lower region of the housing side wall 2.2 or vice versa. Such an arrangement can, in particular if the measuring connection 2.11 is missing, prevent unwanted reverse polarity of the cells, since the position of the damping elements 2.4 encodes the pole position. In FIGS. 4 and 5, the battery 1, which is used for example in a vehicle, in particular a hybrid and / or electric vehicle, is shown in an exploded view and in a perspective view. 4 shows an exploded view of a battery 1 with a cell network Z formed from a plurality of individual cells 2. To form the cell network Z, the poles P +, P- of several individual cells 2 are serially and / or in dependence on a desired electrical voltage and power of the battery 1 connected electrically in parallel with each other. Also in dependence on the desired voltage and power of the battery 1, the cell assembly Z may be formed in developments of the invention of any number of single cells 2.
Durch die elektrische Kontaktierung der Zellgehäuseseitenwände 2.1 , 2.2 von benachbarten Einzelzellen 2 mit unterschiedlichem elektrischem Potenzial jeweils über die Dämpfungselemente 2.4 wird eine serielle elektrische By electrically contacting the cell housing side walls 2.1, 2.2 of adjacent individual cells 2 with different electrical potential respectively via the damping elements 2.4 is a serial electrical
Verschaltung der Pole P+, P- der Einzelzellen 2 realisiert. Dabei liegt insbesondere die Zellgehäuseseitenwand 2.2 einer der Einzelzellen 2 kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig an den an der Interconnection of the poles P +, P- realized the single cells 2. In particular, the cell housing side wall 2.2 of one of the individual cells 2 is non-positively, positively and / or materially connected to the on the
Zellgehäuseseitenwand 2.1 mit dem fahnenartigen Messanschluss 2.11 angebrachten Dämpfungselementen 2.4 einer benachbarten Einzelzelle 2 an und ist, da die Dämpfungselemente 2.4 elektrisch leitend sind, auf diese Weise mit der benachbarten Einzelzelle 2 elektrisch verbunden. Die Batterie 1 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung aus dreißig Einzelzellen 2 gebildet, welche elektrisch seriell miteinander verschaltet sind. Zu einer Entnahme und/oder einer Zuführung von elektrischer Energie aus und/oder in die Batterie 1 ist an der Zellgehäuseseitenwand 2.2 der ersten Einzelzelle E1 des Zellverbundes Z, welche insbesondere den positiven Pol P+ der ersten Einzelzelle E1 bildet, ein elektrisches Anschlusselement 10 angeordnet. Dieses Anschlusselement 10 ist als elektrische Anschlussfahne ausgeführt und bildet den positiven Polanschluss Ppos der Batterie 1. Auch an der Zellgehäuseseitenwand 2.1 der letzten Einzelzelle E2 des Cell housing side wall 2.1 with the flag-like measuring connection 2.11 mounted damping elements 2.4 an adjacent single cell 2 and, since the damping elements 2.4 are electrically conductive, thus electrically connected to the adjacent single cell 2. The battery 1 is formed in the illustrated embodiment of the invention of thirty individual cells 2, which are electrically connected together in series. For an extraction and / or a supply of electrical energy from and / or into the battery 1, an electrical connection element 10 is arranged on the cell housing side wall 2.2 of the first single cell E1 of the cell network Z, which in particular forms the positive pole P + of the first single cell E1. This connection element 10 is designed as an electrical terminal lug and forms the positive pole terminal P pos of the battery first Also on the cell housing side wall 2.1 of the last single cell E2 of the
Zellverbundes Z, welche insbesondere den negativen Pol P- der letzten Einzelzelle E2 bildet, ist ein elektrisches Anschlusselement 1 1 angeordnet. Dieses Anschlusselement 11 ist ebenfalls als elektrische Anschlussfahne ausgeführt und bildet den negativen Polanschluss Pneg der Batterie 1. Es sei angemerkt, dass an dieser Stelle wenigstens das obere Dämpfungselement 2.4 der letzten Einzelzelle E2 entfernt ist. An der Unterseite der Batterie 1 ist der Zellverbund Z thermisch mit der Wärmeleitplatte 3 gekoppelt. Die Wärmeleitplatte weist Cell group Z, which in particular forms the negative pole P of the last single cell E2, an electrical connection element 1 1 is arranged. This connection element 11 is also designed as an electrical terminal lug and forms the negative pole terminal P neg of the battery 1. It should be noted that at least the upper damping element 2.4 of the last single cell E2 is removed at this point. At the bottom of the battery 1, the cell composite Z is thermally coupled to the heat conducting plate 3. The heat conducting plate has
Wärmeträgeranschlüsse 3.1 auf, die mit einem im Inneren der Wärmeleitplatte 3 angeordneten, bspw. mäanderförmigen und ggf. verzweigten Heat transfer connections 3.1, which arranged with a in the interior of the heat conducting 3, for example meandering and possibly branched
Wärmeträgerkanal (nicht näher dargestellt) verbunden sind. Dabei sind die Zellgehäuseseitenwände 2.1 mit der um 90° in Richtung des Heat transfer channel (not shown in detail) are connected. Here, the cell housing side walls are 2.1 with the 90 ° in the direction of
Zellgehäuserahmens 2.3 gebogenen Abkantung 2.12 direkt oder indirekt über ein wärmeleitfähiges Material, insbesondere eine Wärmeleitfolie 4, thermisch an die Wärmeleitplatte 3 gekoppelt, sodass eine effektive Kühlung der Batterie 1 erzielt wird.  Cell housing frame 2.3 bent edge 2.12 directly or indirectly via a thermally conductive material, in particular a heat conducting 4, thermally coupled to the heat conducting 3, so that an effective cooling of the battery 1 is achieved.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann das wärmeleitfähige Material zusätzlich oder alternativ aus einer Vergussmasse und/oder einem Lack gebildet sein. Zu einer kraftschlüssigen Verbindung der Einzelzellen 2 zu dem Zellverbund Z und einer kraftschlüssigen Anbindung der Wärmeleitplatte 3 und der In one development of the invention, the thermally conductive material may additionally or alternatively be formed from a potting compound and / or a lacquer. For a non-positive connection of the individual cells 2 to the cell assembly Z and a frictional connection of the heat conducting 3 and the
Wärmeleitfolie 4 an den Zellverbund Z sind der Zellverbund Z, die Wärmeleitfolie 4 to the cell network Z are the cell network Z, the
Wärmeleitplatte 3 und die Wärmeleitfolie 4 in einem Gehäuserahmen angeordnet. Dieser Gehäuserahmen ist insbesondere aus einem oder mehreren den Zellverbund Z vollständig umschließenden Spannelementen 8, z. B. Spannbänder, gebildet, die die Einzelzellen 2 bzw. den Zellverbund Z, die Wärmeleitplatte 3 und die Wärmeleitfolie 4 sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung kraftschlüssig verbinden. Um einen sicheren Halt der Spannelemente 8 zu ermöglichen, sind an einer Unterseite der Wärmeleitplatte 3 vorzugsweise zu den Abmessungen der Spannelemente 8 Heat conducting 3 and the heat-conducting 4 arranged in a housing frame. This housing frame is in particular one or more of the cell composite Z completely enclosing clamping elements 8, z. As clamping bands formed, which the individual cells 2 and the cell composite Z, the heat conducting 3 and the heat-conducting 4 in both horizontal and in connect positively in a vertical direction. In order to enable a secure hold of the clamping elements 8, the heat-conducting plate 3 is preferably at an underside to the dimensions of the clamping elements eighth
korrespondierende Materialvertiefungen 3.2 ausgebildet. corresponding material recesses 3.2 formed.
In nicht näher dargestellten Weiterbildungen der Erfindung können einige oder alle Komponenten, d. h. die Einzelzellen 2, die Wärmeleitplatte 8, die In non-illustrated embodiments of the invention, some or all components, d. H. the single cells 2, the heat conducting 8, the
Wärmeleitfolie 1 1 oder die gesamte Batterie 1 alternativ oder zusätzlich in einem Batteriegehäuse teilweise oder vollständig gekapselt verbaut sein. Wärmeleitfolie 1 1 or the entire battery 1 alternatively or additionally be installed in a battery case partially or completely encapsulated.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Dämpfungselemente 2.4 elastisch nachgiebig, elektrisch leitend und wärmeleitend ausgebildet. Daher sind die Gehäuseseitenwände 2.1 und 2.2, welche die Pole P- und P+ der Zellen 2 ausbilden, zwischen benachbarten Zellen zuverlässig über die Dämpfungselemente 2.4 elektrisch kontaktierbar. Ferner wird eine Druckkraft, die über die Spannbänder 8 in den Zellblock Z eingeleitet wird, über die In this embodiment of the invention, the damping elements 2.4 are elastically yielding, electrically conductive and thermally conductive. Therefore, the housing side walls 2.1 and 2.2, which form the poles P and P + of the cells 2, between adjacent cells reliably via the damping elements 2.4 electrically contacted. Further, a compressive force, which is introduced via the clamping bands 8 in the cell block Z, on the
Dämpfungselemente 2.4 in den Rahmenbereich der Zellen 2 eingeleitet, wobei der Bereich des Elektrodenstapels 2.5 frei von Spannkräften bleibt. Die Zelle 2, insbesondere der Elektrodenstapel 2.5 kann sich im Betrieb vergleichsweise frei in Stapelrichtung ausdehnen. Auch Erschütterungen können in den Damping elements 2.4 introduced into the frame region of the cells 2, wherein the region of the electrode stack 2.5 remains free of clamping forces. The cell 2, in particular the electrode stack 2.5, can expand comparatively freely in the stacking direction during operation. Even shakes can be in the
Dämpfungselementen 2.4 absorbiert werden, wobei die Einzelzellen 2 mechanisch weitgehend voneinander entkoppelt sind. Schließlich weisen die Dämpfungselemente 2.4 gute Wärmeleiteigenschaften auf. Hierdurch kann ein Wärmeaustausch zwischen benachbarten Einzelzellen 2 stattfinden. Damping elements 2.4 are absorbed, the individual cells 2 are mechanically largely decoupled from each other. Finally, the damping elements 2.4 have good thermal conduction properties. This allows a heat exchange between adjacent individual cells 2 take place.
Überschüssige Wärme einer Einzelzelle 2 kann nicht nur über die Excess heat of a single cell 2 can not only on the
Zellgehäuseseitenwand 2.1 dieser Einzelzelle 2, sondern zusätzlich über die Zellgehäuseseitenwand 2.1 einer benachbarten Einzelzelle 2 abgeleitet werden. Ist die Batterie 1 beispielsweise eine Lithium-Ionen-Hochvolt-Batterie, wird im Allgemeinen eine spezielle Elektronik benötigt, welche z. B. eine Zellspannung der Einzelzellen 2 überwacht und korrigiert, ein Batteriemanagementsystem, welches insbesondere eine Leistungsaufnahme und -abgäbe der Batterie 1 steuert (= Batteriesteuerung), und Sicherungselemente, welche bei Cell housing side wall 2.1 of this single cell 2, but additionally via the cell housing side wall 2.1 of an adjacent single cell 2 are derived. If the battery 1, for example, a lithium-ion high-voltage battery, a special electronics is generally required, which, for. B. monitors and corrects a cell voltage of the individual cells 2, a battery management system, which in particular controls a power consumption and Abgäbe the battery 1 (= battery control), and fuse elements, which at
Fehlfunktionen der Batterie 1 eine sichere Abtrennung der Batterie 1 von einem elektrischen Netz durchführen. Malfunction of the battery 1 perform a safe separation of the battery 1 from an electrical network.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein elektronisches Bauelement 13 vorgesehen, welches zumindest nicht näher dargestellte Einrichtungen zur Zellspannungsüberwachung und/oder zu einem In the illustrated embodiment of the invention, an electronic component 13 is provided which at least not shown devices for cell voltage monitoring and / or to a
Zellspannungsausgleich beinhaltet. Das elektronische Bauelement 13 kann in einer Weiterführung der Erfindung auch als gekapselte elektronische Cell voltage compensation includes. The electronic component 13 can in a continuation of the invention as encapsulated electronic
Baueinheit ausgebildet sein. Building unit to be formed.
Das elektronische Bauelement 13 ist kopfseitig an dem Zellverbund auf den Spannelementen 2 und den Zellgehäuserahmen 2.3 der Einzelzellen 2 angeordnet. Um eine möglichst große Auflagefläche des elektronischenThe electronic component 13 is arranged at the head end on the cell assembly on the clamping elements 2 and the cell housing frame 2.3 of the individual cells 2. To the largest possible contact surface of the electronic
Bauelementes 13 und gleichzeitig eine Fixierung der Spannelemente 8 an der Oberseite des Zellverbundes Z zu erreichen, ist an der Oberseite des Rahmens 2.3 einer jeden Einzelzelle 2 partiell die Materialerhöhung 2.31 ausgebildet, deren Höhe insbesondere der Dicke des Spannelementes 8 entspricht. Zu einer Befestigung des elektronischen Bauelementes 13 an dem Zellverbund Z und/oder an den Spannelementen 8 kommen nicht näher dargestellte kraftschlüssige, formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindungstechniken zum Einsatz. Für einen elektrischen Kontakt des Zellverbundes Z mit dem elektronischen Bauelement 13 sind die an den Zellgehäuseseitenwänden 2.1 angeordneten fahnenartigen Messanschlüsse 2.1 1 durch in dem elektronischen Bauelement 13 angeordnete Kontaktelemente 13.3 geführt, die eine zu den fahnenartigen Messanschlüsse 2.1 1 korrespondierende Form aufweisen. Component 13 and at the same time to achieve a fixation of the clamping elements 8 at the top of the cell assembly Z, at the top of the frame 2.3 of each individual cell 2 partially the material increase 2.31 is formed, whose height corresponds in particular to the thickness of the clamping element 8. For a fastening of the electronic component 13 to the cell assembly Z and / or to the clamping elements 8 are not shown frictional, positive and / or cohesive bonding techniques used. For electrical contact of the cell assembly Z with the electronic component 13, the tab-like measuring terminals 2.1 1 arranged on the cell housing side walls 2.1 are guided by contact elements 13.3 arranged in the electronic component 13, which have a shape corresponding to the flag-like measuring terminals 2.1 1.
Zusätzlich sind auch weitere nicht dargestellte elektronische Baueinheiten vorgesehen, welche beispielsweise das Batteriemanagementsystem, die Batteriesteuerung, die Sicherungselemente und/oder weitere Einrichtungen zum Betrieb und zur Steuerung der Batterie 1 beinhalten. In addition, other electronic components, not shown, are provided, which, for example, the battery management system, the Battery control, the fuse elements and / or other means for operating and controlling the battery 1 include.
Fig. 6 zeigt in einer schematisierten Querschnittsansicht einen Aufbau eines in Fig. 1 , Fig. 2 oder Fig. 3 dargestellten Dämpfungselements 2.4 in einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante. 6 shows a schematic cross-sectional view of a construction of a damping element 2.4 shown in FIG. 1, 2 or 3 in a first preferred embodiment variant.
Gemäß der Darstellung in Fig. 6 weist das Dämpfungselement 2.4 eine erste Schale 2.41 und eine zweite Schale 2.42 auf. Die Schalen 2.41 , 2.42 sind an einer Naht 2.43 miteinander verbunden, beispielsweise durch Verschweißen, Verkleben oder dergleichen. Die Schalen 2.41 , 2.42 sind aus einem elektrisch leitfähigen und wärmeleitfähigen Material wie etwa Aluminium, oder As shown in FIG. 6, the damping element 2.4 has a first shell 2.41 and a second shell 2.42. The shells 2.41, 2.42 are connected to one another at a seam 2.43, for example by welding, gluing or the like. The shells 2.41, 2.42 are made of an electrically conductive and thermally conductive material such as aluminum, or
dergleichen hergestellt. Die Schalen 2.41 , 2.42 schließen einen Innenraum 2.44 ein, der in der dargestellten Ausführungsvariante mit einem Dämmstoff wie etwa einem PU-Schaum, Moosgummi, Filz oder dergleichen gefüllt ist. Es ist in einer weiteren Ausführungsvariante auch denkbar, den Innenraum 2.44 nur mit Luft zu füllen. made like. The shells 2.41, 2.42 include an interior space 2.44, which is filled in the illustrated embodiment with an insulating material such as a PU foam, sponge rubber, felt or the like. It is also conceivable in another embodiment to fill the interior space 2.44 only with air.
Fig. 7 zeigt in einer schematisierten Querschnittsansicht einen Aufbau eines in Fig. 1 , Fig. 2 oder Fig. 3 dargestellten Dämpfungselements 2.4 in einer anderen bevorzugten Ausführungsvariante. 7 shows, in a schematic cross-sectional view, a structure of a damping element 2.4 shown in FIG. 1, 2 or 3 in another preferred embodiment variant.
Gemäß der Darstellung in Fig. 7 weist das Dämpfungselement 2.4 eine erste Schale 2.41 und eine zweite Schale 2.42 auf. Zwischen den Schalen 2.41 , 2.42 erstreckt sich randseitig eine Balgstruktur 2.45, die an Nähten 2.43 an die Schalen 2.41 , 2.42 angebunden ist. Die Schalen 2.41 , 2.42 sind aus einem elektrisch leitfähigen und wärmeleitfähigen Material wie etwa Aluminium, oder dergleichen hergestellt. Die Schalen 2.41 , 2.42 schließen einen Innenraum 2.44 ein, der in der dargestellten Ausführungsvariante mit einem Dämmstoff wie etwa einem PU-Schaum, Moosgummi, Filz oder dergleichen gefüllt ist. Bei entsprechender Steifigkeit der Balgstruktur 2.45 ist in einer weiteren As shown in FIG. 7, the damping element 2.4 has a first shell 2.41 and a second shell 2.42. Between the shells 2.41, 2.42 extends at the edge of a bellows structure 2.45, which is connected at seams 2.43 to the shells 2.41, 2.42. The shells 2.41, 2.42 are made of an electrically conductive and thermally conductive material such as aluminum, or the like. The shells 2.41, 2.42 include an interior space 2.44, which is filled in the illustrated embodiment with an insulating material such as a PU foam, sponge rubber, felt or the like. With appropriate rigidity of the bellows structure 2.45 is in another
Ausführungsvariante auch denkbar, den Innenraum 2.44 nur mit Luft zu füllen. Fig. 8 zeigt in einer schematisierten Querschnittsansicht einen Aufbau eines in Fig. 1 , Fig. 2 oder Fig. 3 dargestellten Dämpfungselements 2.4 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante. Variant also conceivable to fill the interior 2.44 only with air. FIG. 8 shows a schematic cross-sectional view of a construction of a damping element 2.4 shown in FIG. 1, 2 or 3 in a further preferred embodiment variant.
Gemäß der Darstellung in Fig. 8 weist das Dämpfungselement 2.4 einen Schaumblock 2.45 auf. Der Schaumblock 2.45 weist einen wärmeleitfähigen und elektrisch leitfähigen Kunststoff auf. In einer weiteren Ausführungsvariante ist der Schaumblock 2.45 aus einem an sich elektrisch und thermisch isolierenden Material geschäumt, das mit Füllstoffen dotiert ist, welche gute elektrische und thermische Leiter sind. As shown in FIG. 8, the damping element 2.4 has a foam block 2.45. The foam block 2.45 has a thermally conductive and electrically conductive plastic. In a further embodiment, the foam block 2.45 is foamed from a per se electrically and thermally insulating material which is doped with fillers, which are good electrical and thermal conductors.
Es sei insbesondere, aber nicht nur, im Hinblick auf Fig.6 bis Fig. 8 nochmals darauf hingewiesen, dass die Relationen von Dimensionen von Bauteilen, wie etwa Bauteildicken bzw. Bauteilstärken, in den Figuren zur Verdeutlichung der Darstellung verzerrt dargestellt sein können und von tatsächlichen It should be noted in particular, but not only, with regard to FIGS. 6 to 8 that the relationships of dimensions of components, such as component thicknesses or component thicknesses, for example, can be represented distorted in the figures to clarify the illustration, and FIG actual
Realisierungen, ggf. deutlich, abweichen können. Realizations, if necessary, may differ.
Fig. 9 veranschaulicht in einer schematisierten räumlichen Fig. 9 illustrates in a schematic spatial
Explosionsdarstellung eine als Flachzelle ausgebildete Einzelzelle 2 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses Exploded view of a trained as a flat cell single cell 2 as a further embodiment of the present invention. This
Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des in Fig. 1 bis Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels; soweit aus den nachstehenden Erläuterungen nichts anderes hervorgeht, sind die zu Fig. 1 bis Fig. 5 gemachten Erläuterungen entsprechend anzuwenden. Embodiment is a modification of the embodiment shown in Fig. 1 to Fig. 5; Unless otherwise indicated in the following explanations, the explanations given with regard to FIGS. 1 to 5 apply correspondingly.
Gemäß der Darstellung in Fig. 9 ist ein Zellgehäuse (eine Einhausung) der Zelle 2 aus zwei Zellgehäuseseitenwänden 2.1 , 2.2 und einem dazwischen angeordneten, randseitig umlaufenden Zellgehäuserahmen 2.3 gebildet. Die Zellgehäuseseitenwände 2.1 , 2.2 der Zelle 2 sind elektrisch leitend ausgeführt und bilden Pole P+, P- der Zelle 2. Der Zellgehäuserahmen 2.3 ist elektrisch isolierend ausgeführt, so dass die Zellgehäuseseitenwände 2.1 , 2.2 unterschiedlicher Polarität elektrisch voneinander isoliert sind. Der According to the illustration in FIG. 9, a cell housing (an enclosure) of the cell 2 is formed from two cell housing side walls 2. 1, 2. 2 and an interposed cell housing frame 2. The cell housing side walls 2.1, 2.2 of the cell 2 are designed to be electrically conductive and form poles P +, P- of the cell 2. The cell housing frame 2.3 is made electrically insulating, so that the cell housing side walls 2.1, 2.2 different polarity are electrically isolated from each other. Of the
Zellgehäuserahmen 2.3 weist zusätzlich an einer Oberseite eine partielle Materialerhöhung 2.31 auf. Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist auch hier die Zellgehäuseseitenwand 2.1 mit dem fahnenartigen Messanschluss 2.1 1 in einem unteren Bereich eine um 90° in Richtung des Zellgehäuserahmens 2.3 gebogene Abkantung 2.12 auf. Ferner weist diese Zellgehäuseseitenwand 2.1 in einem oberen Bereich zwei um 90° in Richtung des Zellgehäuserahmens 2.3 gebogene Laschen 2.13 auf. Im Zusammenbau greifen die Laschen 2.13 neben der Materialerhöhung 2.31 auf die obere Schmalseite 2.32 des Cell housing frame 2.3 additionally has a partial material increase 2.31 on an upper side. As in the previous exemplary embodiment of the invention, here too the cell housing side wall 2.1 with the flag-like measuring connection 2.1 1 has, in a lower region, a bevel 2.12 bent by 90 ° in the direction of the cell housing frame 2.3. Furthermore, this cell housing side wall 2.1 has in an upper region two lugs 2.13 bent by 90 ° in the direction of the cell housing frame 2.3. In assembly, the tabs 2.13 grip next to the material increase 2.31 on the upper narrow side 2.32 of the
Zellgehäuserahmens 2.3, während die Kante 2.12 auf die untere Schmalseite des Zellgehäuserahmens 2.3 greift. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die als positiver Pol P+ dienende Zellgehäuseseitenwand 2.2 ein Dämpfungselement 2.4 auf, das sich von der Zellgehäuseseitenwand 2.2 erhebt. Somit bildet das Cell housing frame 2.3, while the edge engages 2.12 on the lower narrow side of the cell housing frame 2.3. In the present exemplary embodiment, the cell housing side wall 2.2 serving as a positive pole P + has a damping element 2.4 which rises from the cell housing side wall 2.2. Thus, that forms
Dämpfungselement 2.4 hier den dritten Spannungs-Anschlusskontakt K3 der Zelle 2, während die andere Zellgehäuseseitenwand 2.1 den ersten Damping element 2.4 here the third voltage terminal contact K3 of the cell 2, while the other cell housing side wall 2.1 the first
Spannungs-Anschlusskontakt K1 bildet. Zu den Eigenschaften des Voltage contact K1 forms. To the properties of the
Dämpfungselements 2.4 sei auf die Erläuterungen des vorherigen Damping element 2.4 is to the explanations of the previous
Ausführungsbeispiels und seiner Abwandlungen verwiesen. Bei diesem Reference Example and its modifications referenced. In this
Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Dämpfungselement 2.4 bis auf einen kleinen Randbereich über die gesamte Fläche der Zellgehäuseseitenwand 2.2, was eine Verteilung von Druckkräften auf die gesamte Fläche der Embodiment, the damping element 2.4 extends to a small edge area over the entire surface of the cell housing side wall 2.2, which is a distribution of compressive forces on the entire surface of the
Zellgehäuseseitenwände 2.1 , 2.2 der Zelle 2 ermöglicht. In Cell housing side walls 2.1, 2.2 of the cell 2 allows. In
Ausführungsvarianten kann das Dämpfungselement 2.4 nur abschnittsweise auf der Zellgehäuseseitenwand 2.2 ausgebildet sein. Fig. 10 veranschaulicht in einer schematisierten räumlichen Variants, the damping element 2.4 may be formed only partially on the cell housing side wall 2.2. Fig. 10 illustrates in a schematic spatial
Explosionsdarstellung eine Abwandlung der in Fig. 9 dargestellten Zelle 2. Die Zellgehäuseseitenwand 2.1 mit dem fahnenartigen Messanschluss 2.11 weist in einem unteren Bereich eine um 90° in Richtung des Exploded view of a modification of the cell 2 shown in Fig. 9. The cell housing side wall 2.1 with the flag-like measuring connection 2.11 has in a lower region a 90 ° in the direction of
Zellgehäuserahmens 2.3 gebogene Unterkante (Abkantung) 2.12 auf. Bei dieser Abwandlung weist die andere Zellgehäuseseitenwand 2.2 in einem oberen Bereich zwei um 90° in Richtung des Zellgehäuserahmens 2.3 gebogene Laschen 2.22 auf. Im Zusammenbau greifen die Laschen 2.22 der zweiten Gehäuseseitenwand 2.2 neben der Materialerhöhung 2.31 auf die obere Schmalseite 2.32 des Zellgehäuserahmens 2.3, während die Kante 2.12 der ersten Gehäuseseitenwand 2.1 auf die untere Schmalseite des Cell housing frame 2.3 Curved lower edge (fold) 2.12. In this modification, the other cell housing side wall 2.2 has in an upper region two lugs 2.22 bent by 90 ° in the direction of the cell housing frame 2.3. In assembly, the tabs 2.22 of the second housing side wall 2.2 next to the material increase 2.31 on the upper narrow side of the cell housing frame 2.3 2.3, while the edge 2.12 of the first housing side wall 2.1 on the lower narrow side of
Zellgehäuserahmens 2.3 greift. Cell housing frame 2.3 attacks.
Gemäß der Darstellung in Fig. 10 weist die zweite Zellgehäusewand 2.2 ein Dämpfungselement 2.4 auf, und zusätzlich weist die erste Zellgehäusewand 2.1 ein Dämpfungselement 2.4 auf. Beide Dämpfungselemente 2.4 sind wie das Dämpfungselement 2.4 des in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels ausgebildet und bilden den ersten und den dritten Spannungs- Anschlusskontakt K1 , K3 der Zelle 2. As shown in FIG. 10, the second cell housing wall 2.2 has a damping element 2.4, and in addition, the first cell housing wall 2.1 has a damping element 2.4. Both damping elements 2.4 are formed like the damping element 2.4 of the embodiment shown in FIG. 8 and form the first and the third voltage connection contact K1, K3 of the cell 2.
Ein Aufbau der Zelle 2 gemäß Fig. 9 oder Fig. 10 ist vorteilhaft bei einer Batterie, die als Abwandlung von der in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigten Batterie 1 beschrieben wird. Dabei sind die Spannbänder 8 aus einem wärmeleitenden Material wie etwa Metall hergestellt und liegen an den oberen Schmalseiten 2.32 der Zellen 2 und damit an den Laschen 2.13 der Zellgehäuseseitenwand 2.1 flächig an. Dadurch kann ein Wärmeübergang zwischen den Laschen 2.13 der Zellgehäuseseitenwand 2.1 in die Spannbänder 8 stattfinden, und dieA structure of the cell 2 of FIG. 9 or FIG. 10 is advantageous in a battery described as a modification of the battery 1 shown in FIG. 4 and FIG. The clamping bands 8 are made of a thermally conductive material such as metal and are on the upper narrow sides of the cells 2.32 2.32 and thus on the flaps 2.13 of the cell housing side wall 2.1 flat. As a result, a heat transfer between the tabs 2.13 of the cell housing side wall 2.1 take place in the tension bands 8, and the
Überschusswärme kann durch die Spannbänder 8 ggf. bis zu der Kühlplatte 3 transportiert werden. Excess heat can be transported by the tension bands 8, if necessary, up to the cooling plate 3.
Durch eine elektrisch isolierende, aber wärmeleitende bzw. wärmedurchlässige Beschichtung der Spannbänder bzw. eine entsprechende Zwischenlage zwischen den Spannbändern 8 und den Laschen 2.13 der Zellgehäuseseitenwand 2.1 (nicht näher dargestellt) wird ein Kurzschließen bzw. ein unerwünschter Kontakt zwischen benachbarten Zellen 2 vermieden. By an electrically insulating, but heat-conducting or heat-permeable coating of the clamping bands or a corresponding intermediate layer between the clamping bands 8 and the flaps 2.13 of Cell housing side wall 2.1 (not shown in detail), a short-circuiting or unwanted contact between adjacent cells 2 is avoided.
Zur Vergrößerung der Wärmeübergangsfläche kann gegenüber der in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigten Batterie 1 die Breite der Spannbänder 8 vergrößert und die Breite der Materialerhöhung 2.31 des Zellgehäuserahmens 2.3 To increase the heat transfer surface, the width of the clamping bands 8 can be increased in relation to the battery 1 shown in FIGS. 4 and 5, and the width of the material increase 2.31 of the cell housing frame 2.3 can be increased
entsprechend verringert werden. be reduced accordingly.
Eine elektrische Kontaktierung der Zellen 2 untereinander erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel über das Dämpfungselement 2.4. Ein Wärmeaustausch zwischen benachbarten Zellen 2 sowie eine Ableitung von im Inneren der Zellen 2 erzeugter Wärme wird über das Dämpfungselement 2.4 erleichtert. An electrical contacting of the cells 2 with each other takes place in this embodiment via the damping element 2.4. A heat exchange between adjacent cells 2 and a derivative of heat generated in the interior of the cells 2 is facilitated via the damping element 2.4.
Fig. 11 veranschaulicht in einer schematisierten räumlichen Ansicht den Aufbau einer solchen Batterie 1 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Batterie 1 dieses Ausführungsbeispiels kann als eine Fig. 11 illustrates in a schematic spatial view the structure of such a battery 1 as a further embodiment of the invention. The battery 1 of this embodiment may be used as a
Abwandlung der in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigten Batterie verstanden werden, sodass in Bezug auf den grundsätzlichen Aufbau auf die diesbezüglichen Erläuterungen verwiesen wird. Modification of the battery shown in Fig. 4 and Fig. 5 are understood, so reference is made to the relevant explanations with respect to the basic structure.
Die Batterie 1 ist aus fünfunddreißig Einzelzellen 2 aufgebaut. Die Einzelzellen 2 sind Sekundärzellen (Akkumulatorzellen) mit aktiven Bereichen, die Lithium enthalten, und sind als Rahmenflachzellen gemäß Fig. 9 oder Fig. 10 aufgebaut. The battery 1 is composed of thirty-five single cells 2. The individual cells 2 are secondary cells (accumulator cells) with active regions containing lithium, and are constructed as frame flat cells according to FIG. 9 or FIG. 10.
Unter den Zellen 2 ist eine Kühlplatte 3 zum Temperieren der Zellen 2 angeordnet. Die Kühlplatte 3 weist in ihrem Inneren einen Kühlkanal (nicht näher dargestellt), der von einem Kühlmittel durchströmbar ist, sowie zwei Kühlmittelanschlüsse 3.1 zum Zu- und Abführen des Kühlmittels auf. Über die Kühlmittelanschlüsse 3.1 ist die Kühlplatte 3 an einen nicht dargestelltenBelow the cells 2, a cooling plate 3 for tempering the cells 2 is arranged. The cooling plate 3 has in its interior a cooling channel (not shown in detail) through which a coolant can flow and two coolant connections 3.1 for supplying and removing the coolant. About the coolant connections 3.1, the cooling plate 3 to a not shown
Kühlmittelkreislauf anschließbar, über den von dem Kühlmittel aufgenommene Abwärme aus der Batterie 1 abführbar ist. Zwischen der Kühlplatte 3 und den Bodenflächen der Zellen 2 bzw. den unteren Abkantungen 2.12 der Zellgehäuseseitenwände 2.1 ist eine Coolant circuit can be connected, can be discharged via the absorbed by the coolant waste heat from the battery 1. Between the cooling plate 3 and the bottom surfaces of the cells 2 and the lower bends 2.12 of the cell housing side walls 2.1 is a
Wärmeleitfolie 4 aus elektrisch isolierendem Material angeordnet, welche die Kühlplatte 3 von den Zellen 2 elektrisch isoliert. Über den Zellen 2 ist eine Andruckplatte 5 aus einem Metall wie etwa Stahl, Aluminium oder dergleichen hergestellt, wobei an der Unterseite eine elektrisch isolierende Beschichtung (nicht näher dargestellt) vorgesehen ist. angeordnet. Weiter alternativ kann die Andruckplatte 5 aus einem elektrisch isolierenden Material mit guten Heat conducting 4 arranged from electrically insulating material, which electrically isolates the cooling plate 3 of the cells 2. Over the cells 2, a pressure plate 5 is made of a metal such as steel, aluminum or the like, wherein on the underside an electrically insulating coating (not shown in detail) is provided. arranged. Further alternatively, the pressure plate 5 made of an electrically insulating material with good
Wärmeleiteigenschaften wie etwa einem verstärkten Kunststoff mit Wärmeleitigenschaften such as a reinforced plastic with
wärmeleitenden Dotierungen hergestellt sein. be made thermally conductive dopants.
An einem vorderen Ende des Zellenverbundes befindet sich eine vordere Polplatte 6, und an einem hinteren Ende des Zellenverbundes ist eine hintere Polplatte 7 angeordnet. Die Polplatten 6 und 7 bilden jeweils einen Pol der Batterie 1 und weisen jeweils eine über die Andruckplatte 5 hinaus ragende fahnenartige Verlängerung 6.1 , 7.1 auf, welche jeweils einen Polkontakt der Batterie 1 bilden. Ferner weisen die Polplatten 6 und 7 jeweils zwei At a front end of the cell assembly is a front pole plate 6, and at a rear end of the cell assembly, a rear pole plate 7 is arranged. The pole plates 6 and 7 each form a pole of the battery 1 and each have a projecting beyond the pressure plate 5 beyond flag-like extension 6.1, 7.1, which each form a pole contact of the battery 1. Furthermore, the pole plates 6 and 7 each have two
Befestigungsnasen (vgl. 6.2, 7.2 in Fig. 3) auf, die parallel zu der Andruckplatte 5 von der jeweiligen Polplatte 6, 7 abgewinkelt sind und auf der Andruckplatte 5 anliegen und elektrisch von der Andruckplatte 5 isoliert sind. Fixing tabs (see 6.2, 7.2 in Fig. 3), which are angled parallel to the pressure plate 5 of the respective pole plate 6, 7 and rest on the pressure plate 5 and are electrically isolated from the pressure plate 5.
Die Andruckplatte 5, die Zellen 2, die Polplatten 6, 7 und die Kühlplatte 3 sind durch zwei Spannbänder 8 aneinander gepresst, die jeweils um die The pressure plate 5, the cells 2, the pole plates 6, 7 and the cooling plate 3 are pressed together by two clamping bands 8, each to the
Andruckplatte 5, die Polplatten 6, 7 und die Kühlplatte 3 herum geführt sind. Die Spannbänder 8 spannen vertikal verlaufende Ebenen bezüglich der Batterie 1 auf und werden daher auch als vertikale Spannbänder 8 bezeichnet. Pressure plate 5, the pole plates 6, 7 and the cooling plate 3 are guided around. The tension bands 8 span vertically extending planes with respect to the battery 1 and are therefore also referred to as vertical tension bands 8.
Die Spannbänder 8 sind aus einem guten Wärmeleiter wie etwa Federstahl ausgebildet und weisen eine elektrisch isolierende, aber wärmeleitende bzw. wärmedurchlässige Beschichtung auf. Alternativ kann zwischen der The clamping bands 8 are formed from a good heat conductor such as spring steel and have an electrically insulating, but heat-conducting or heat-permeable coating. Alternatively, between the
Andruckplatte 5 und den Zellen 2 eine elektrisch isolierende Zwischenlage ähnlich der Wärmeleitfolie 4 angeordnet sein. Die vertikal verlaufenden Pressure plate 5 and the cells 2 an electrically insulating intermediate layer be arranged similar to the heat conducting 4. The vertically extending
Spannbänder 8 weisen wärmeleitenden, flächigen Kontakt mit der Tension bands 8 have heat-conducting, surface contact with the
Andruckplatte 5 und der Kühlplatte 3 auf. Durch die wärmeleitenden Eigenschaften der vertikalen Spannbänder 8 und der Andruckplatte 5 und den wärmeleitenden Kontakt der Andruckplatte 5 mit den oberen Schmalseiten der die Zellen 2 aufnehmenden Wärmeleitelementen 15 und den vertikalen Spannbändern 8 kann auch im oberen Bereich der Batterie ein Wärmeausgleich zwischen den Zellen 2 sowie ein Wärmetransport von der Oberseite zu der auf der Unterseite liegenden Kühlplatte 3 erfolgen. Pressure plate 5 and the cooling plate 3 on. Due to the heat-conducting properties of the vertical clamping straps 8 and the pressure plate 5 and the heat-conducting contact of the pressure plate 5 with the upper narrow sides of the cells 2 receiving heat conducting elements 15 and the vertical straps 8 can also in the upper part of the battery, a heat balance between the cells 2 and a Heat transfer from the top to the lying on the bottom of the cooling plate 3 done.
Die Andruckplatte 5 ist in einer Ausführungsvariante wenigstens teilweise als Leiterplatte aus einem elektrisch isolierenden Trägermaterial, vorzugsweise aus Kunststoff mit einer optionalen Glasfaserverstärkung, ausgebildet und trägt elektrische Bauelemente zur Überwachung und/oder Steuerung der The pressure plate 5 is in one embodiment, at least partially formed as a printed circuit board of an electrically insulating substrate, preferably made of plastic with an optional glass fiber reinforcement, and carries electrical components for monitoring and / or control of
Batteriefunktionen sowie Leiterbahnen, die jeweils nicht dargestellt sind.  Battery functions and traces, which are not shown.
Derartige elektrische Bauelemente sind beispielsweise Such electrical components are for example
Zellspannungsüberwachungselemente und/oder Cell voltage monitoring elements and / or
Zellspannungsausgleichselemente zum Ausgleich unterschiedlicher Cell voltage compensation elements to compensate for different
Ladungsstände von Zellen, welche beispielsweise auf der Leiterplatte in Form von Mikrochips vorliegen, und/oder Temperatursensoren zur Überwachung einer Temperatur der Zellen 2. Wenigstens in Bereichen, auf weichen die Spannbänder 8 aufliegen, weist die Andruckplatte 5 gute Charge levels of cells, which are present for example on the circuit board in the form of microchips, and / or temperature sensors for monitoring a temperature of the cells 2. At least in areas on which the clamping bands 8 rest, the pressure plate 5 has good
Wärmeleiteigenschaften auf; derartige Zonen können auch als Wärmeleitzonen bezeichnet werden. Die Andruckplatte 5 ist dabei vorzugsweise ferner so ausgebildet, dass Wärme erzeugende und / oder wärmeempfindliche Heat conduction properties; Such zones can also be referred to as heat-conducting zones. The pressure plate 5 is preferably also designed so that heat-generating and / or heat-sensitive
Schaltungselemente in der Nähe der Wärmeleitzone und / oder in Circuit elements in the vicinity of the Wärmeleitzone and / or in
wärmeleitendem Kontakt mit der Wärmeleitzone anordenbar sind. Besonders bevorzugt weist die Leiterplatte selbst gute Wärmeleiteigenschaften auf und bildet als solches die Andruckplatte 5. Die Andruckplatte 5 kann in einer weiteren Ausführungsvariante ganz aus einem Material mit guten thermally conductive contact with the Wärmeleitzone can be arranged. Particularly preferably, the printed circuit board itself has good heat conduction properties and as such forms the pressure plate 5. The pressure plate 5 can in a further embodiment entirely of a material with good
Wärmeleiteigenschaften ausgebildet sein, wobei in Bereichen, an denen keine Spannbänder 8 aufliegen, eine Leiterplatte wie vorstehend beschrieben vorgesehen ist. Wärmeleitigenschaften be formed, wherein in areas where no Tension straps 8 rest, a circuit board is provided as described above.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Spanneinrichtung durch zwei metallische Spannbänder 8 verwirklicht, die mit einer elektrisch isolierenden, aber Wärme leitenden Schicht versehen sind. Alternativ zu einer Beschichtung können auch elektrisch isolierende, aber wärmeleitende oder wärmedurchlässige In this embodiment, the tensioning device is realized by two metallic straps 8, which are provided with an electrically insulating, but heat-conducting layer. As an alternative to a coating can also electrically insulating, but heat-conducting or heat-permeable
Zwischenlagen wie etwa die Wärmeleitfolie 4 auch zwischen den vertikalen Spannbändern 8 und den Polplatten 6, 7. Intermediate layers such as the heat-conducting foil 4 also between the vertical clamping bands 8 and the pole plates 6, 7.
In einer Ausführungsvariante können die Spannbänder 8 aus einem In one embodiment, the tension bands 8 from a
Nichtleitermaterial hergestellt sein, etwa aus einem wärmeleitenden Kunststoff, vorzugsweise mit Glasfaser-, Kevlar- oder Metallarmierung und einem wärmeleitenden Füllmaterial. In einem solchen Fall ist eine zusätzliche Made of non-conductive material, such as a thermally conductive plastic, preferably with fiberglass, Kevlar or metal reinforcement and a heat-conductive filler. In such a case is an additional
Isolierung unter Umständen nicht erforderlich. Isolation may not be required.
In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Spannbänder 8 jeweils einen Spannbereich auf, der in der dargestellten Ausführungsvariante als In this embodiment, the clamping bands 8 each have a clamping area, which in the illustrated embodiment as
wellenartiger Dehnbereich ausgebildet ist. Anstelle eines Dehnbereichs der Spannbänder 8 kann auch ein Crimpverfahren angewendet werden, um die Spannbänder zu spannen und die Enden fest miteinander zu verbinden. In einer weiteren Ausführungsalternative können Knebelverschlüsse, wave-like Dehnbereich is formed. Instead of a Dehnbereichs of the clamping bands 8, a crimping method can be applied to tension the straps and firmly connect the ends together. In a further alternative embodiment, toggle closures,
Schraubverschlüsse oder eine vergleichbare Art von Spannschloss vorgesehen sein. Be provided screw caps or a similar type of turnbuckle.
Die Spannbänder 8 können in einer Ausführungsvariante in nicht näher dargestellten Vertiefungen über die Andruckplatte 5, die hintere Polplatte 7, die Kühlplatte 3 und die vordere Polplatte 6 verlaufen. Fig. 12 veranschaulicht in einer schematischen räumlichen Ansicht den Aufbau einer Batteriezelle 2 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Batteriezelle 2 dieses Ausführungsbeispiels ist eine sogenannte The tension straps 8 may extend in a variant in not shown depressions on the pressure plate 5, the rear pole plate 7, the cooling plate 3 and the front pole plate 6. Fig. 12 is a schematic perspective view showing the structure of a battery cell 2 as another embodiment of the present invention. The battery cell 2 of this embodiment is a so-called
Coffeebag- oder Pouchzelle, deren flacher, in etwa quaderförmiger Coffeebag or pouch cell, whose flat, roughly cuboidal
Elektrodenstapel (aktiver Teil) in eine Folie eingeschlagen ist, welche im Randbereich versiegelt ist und eine sogenannte Siegelnaht 2.7 bildet. Electrode stack (active part) is wrapped in a foil which is sealed in the edge region and forms a so-called sealed seam 2.7.
Stromableiter 2.6 der Zelle 2 erstrecken sich an Durchtrittsbereichen 2.71 durch die Siegelnaht 2.7 hindurch. Die Stromableiter 2.6 der Zelle 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel an gegenüberliegenden Schmalseiten, vorzugsweise den kürzeren Schmalseiten der Zelle 2 angeordnet. An den anderen Schmalseiten der Siegelnaht 2.7 ist ein Falz 2.72 ausgebildet. Current conductors 2.6 of the cell 2 extend through the sealing seam 2.7 at passage areas 2.71. The current collector 2.6 of the cell 2 are arranged in this embodiment on opposite narrow sides, preferably the shorter narrow sides of the cell 2. On the other narrow sides of the sealing seam 2.7 a seam 2.72 is formed.
An den Flachseiten der Zelle 2 sind Dämpfungselemente 2.4 als elastische Mittel (Polster) angebracht, z. B. aufgeklebt oder dergleichen. Die On the flat sides of the cell 2 damping elements 2.4 are attached as elastic means (cushion), z. B. glued or the like. The
Dämpfungselemente 2.4 dienen der elastischen Abstützung der Zelle 2 gegen andere Zellen oder einen Batteriegehäuserahmen oder ein Rahmenelement und sind geeignet, thermische Ausdehnungen auszugleichen oder Stöße abzufedern. Die Dämpfungselemente 2.4 weisen gute Wärmeleiteigenschaften auf, sie sind aber elektrisch nicht leitend. Dazu ist beispielsweise ein nachgiebiges, an sich nicht besonders wärmeleitend ausgebildetes Material wie etwa PU-Schaum, Moosgummi oder dergleichen in einer gut Damping elements 2.4 serve the elastic support of the cell 2 against other cells or a battery housing frame or a frame member and are suitable to compensate for thermal expansions or absorb shocks. The damping elements 2.4 have good thermal conductivity, but they are electrically non-conductive. For this purpose, for example, a resilient, not particularly thermally conductive formed material such as PU foam, sponge rubber or the like in a good
wärmeleitenden Hülle (Folie oder dergleichen) angeordnet. Die Hülle ist vorzugsweise selbst dehnbar oder balgartig ausgebildet, um den Bewegungen des nachgiebigen Materials folgen zu können. In einer Abwandlung weist das nachgiebige Material, das in einer gesonderten Hülle angeordnet sein kann, aber nicht muss, selbst wärmeleitende thermally conductive sheath (foil or the like) arranged. The sheath is preferably itself stretchable or bellows-shaped to follow the movements of the resilient material can. Alternatively, the compliant material, which may or may not be disposed in a separate envelope, is itself heat-conducting
Eigenschaften auf. Es handelt sich beispielsweise um ein Wärmeleitgel, eine Anordnung von Metallfedern, -spänen oder dergleichen oder einen mit Metallteilen dotierten Schaum. Properties on. It is, for example, a Wärmeleitgel, an arrangement of metal springs, shavings or the like or doped with metal parts foam.
Im Übrigen können die Erläuterungen anhand der Fig. 6 bis Fig. 8 zu den Dämpfungselementen 2.4 sinngemäß herangezogen werden. Aufgrund der wärmeleitenden Eigenschaften der Dämpfungselemente 2.4 kann ein thermischer Ausgleich zwischen benachbarten Zellen 2 erleichtert werden. Falls zwischen benachbarten Zellen 2 Wärmeleitmittel wie etwa Incidentally, the explanations with reference to FIGS. 6 to 8 can be used analogously to the damping elements 2.4. Due to the heat-conducting properties of the damping elements 2.4, a thermal balance between adjacent cells 2 can be facilitated. If between adjacent cells 2 heat conduction such
Wärmeleitbleche oder dergleichen angeordnet sind, kann auch eine wirksame Wärmeableitung aus einem Zellverbund aus Zellen 2 verwirklicht werden, ohne im Inneren des Zellverbundes eine aktive Kühlung vorsehen zu müssen. Wärmeleitbleche or the like are arranged, an effective heat dissipation from a cell assembly of cells 2 can be realized without having to provide active cooling in the interior of the cell network.
Fig. 13 veranschaulicht in einer räumlichen Ansicht eine Batterie 1 mit mehreren Zellen 2 gemäß Fig. 12 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 13 is a perspective view showing a battery 1 having a plurality of cells 2 in Fig. 12 as another embodiment of the present invention.
Gemäß der Darstellung in Fig. 13 sind mehrere Zellen 2 zwischen jeweils zwei Halterahmen 16, 16 oder 16, 17 angeordnet. Die Anordnung aus Zellen 2 und Halterahmen 16, 17 ist zwischen zwei Endplatten 18, 19 angeordnet. Vier Zuganker 20 mit Gegenmuttern 21 sind zur Verspannung des Verbundes aus Zellen, Halterahmen 16, 17 und Endplatten 18, 19 vorgesehen. As shown in FIG. 13, a plurality of cells 2 are arranged between each two holding frames 16, 16 or 16, 17. The arrangement of cells 2 and holding frames 16, 17 is arranged between two end plates 18, 19. Four tie rods 20 with lock nuts 21 are provided for bracing the composite of cells, holding frame 16, 17 and end plates 18, 19.
Die Endplatten 18, 19 dienen auch als elektrische Pole der Batterie 1. Zum Anschluss sind entsprechende Anschlusseinrichtungen 23, 24 vorgesehen. Ein an Streben 25 angebrachtes Steuergerät 26 ist zur Überwachung von The end plates 18, 19 also serve as electrical poles of the battery 1. For connection, corresponding connection devices 23, 24 are provided. An attached to struts 25 controller 26 is for monitoring of
Zustandsparametern der Batterie 1 und der einzelnen Zellen 2, zum State parameters of the battery 1 and the individual cells 2, to
Ladungsausgleich und dergleichen vorgesehen. Um einen Kurzschluss zwischen den Endplatten 18, 19 zu vermeiden, sind die Zuganker 20 und/oder Gegenmuttern 21 gegen wenigstens eine der Endplatten 18, 19 elektrisch isoliert. Charge balance and the like provided. In order to avoid a short circuit between the end plates 18, 19, the tie rods 20 and / or locknuts 21 are electrically insulated against at least one of the end plates 18, 19.
Die Zellen 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel als sogenannte Coffeebag- oder Pouch-Zellen gemäß Fig. 12 ausgebildet. Die Zellen 2 werden von den Halterahmen 16, 17 an den Abieitern selbst oder in den Durchtrittsbereichen 2.71 gefasst und geben an dieser Stelle Wärme an die Rahmenelemente 16, 17 ab. Ferner sind zwischen den Dämpfungselementen 2.4 einer Zelle 2 und einer leeren Flachseite 2.8 einer benachbarten Zelle 2 Wärmeleitfolien (nicht näher dargestellt) angeordnet, die sich nach oben und unten bis in den Bereich des Falzes 2.72 der Siegelnaht 2.7 erstrecken und dort zwischen dem Falz 2.72 und einem jeweiligen Halterahmen 16, 17 eingeklemmt wird. Auf diese Weise kann auch über die Flachseiten 2.8, die Dämpfungselemente 2.4 und die nicht näher dargestellten Wärmeleitfolien Wärme aus dem Zellinneren an die Rahmenelemente 16, 17 abgegeben werden. Von den einen kompakten Block ausbildenden Rahmenelementen 16, 17 kann die Wärme durch The cells 2 are formed in this embodiment as so-called Coffeebag or Pouch cells according to FIG. 12. The cells 2 are held by the holding frames 16, 17 on the Abieitern itself or in the passage areas 2.71 and give at this point heat to the frame members 16, 17 from. Furthermore, between the damping elements 2.4 a cell 2 and an empty flat side 2.8 of an adjacent cell 2 Wärmeleitfolien (not shown), which extend up and down to the area of the fold 2.72 of the seal seam 2.7 and there between the fold 2.72 and a respective support frame 16, 17 is clamped. In this way, heat can also be released from the cell interior to the frame elements 16, 17 via the flat sides 2.8, the damping elements 2.4 and the heat conducting foils not shown. Of the compact block forming frame members 16, 17, the heat can through
Konvektion oder Wärmesenken wie etwa eine Kühlplatte, beispielsweise wie in Fig. 5 u.a. gezeigt, abgeführt werden. Convection or heat sinks such as a cooling plate, for example as shown in FIG. 5 et al. shown to be dissipated.
In einer Ausführungsvariante nehmen die Zuganker 20 Wärme von den Rahmenelementen 16, 17 auf, um sie nach außen abzuleiten. Sie befinden sich hierzu in Wärme leitendem Kontakt mit den Endplatten 18, 19. Über die Endplatten 18, 19 kann dann die Wärme mittels einer geeigneten In one embodiment, the tie rods 20 absorb heat from the frame members 16, 17 to discharge them to the outside. They are for this purpose in heat-conducting contact with the end plates 18, 19. About the end plates 18, 19 then the heat by means of a suitable
Kühleinrichtung (nicht näher dargestellt) abgeleitet werden. Die Zuganker verlaufen durch die Rahmenelemente 16, 17 hindurch und nehmen Wärme von den Halterahmen 16, 17 auf. Alternativ können separate Kontaktelemente vorgesehen sein, die von den Halterahmen 16, 17 gefasst werden und den Anpressdruck auf die Randabschnitte der Zellen 2 ausüben und Wärme von diesen aufnehmen. Als Kühleinrichtung kommt z. B. ein von Luft umströmtes Profil aus Aluminium oder einem anderen guten Wärmeleiter in Betracht, das durch die Zuganker auf der Kopfseite und/oder der Mutterseite mit den  Cooling device (not shown in detail) are derived. The tie rods pass through the frame members 16, 17 and receive heat from the support frames 16, 17. Alternatively, separate contact elements can be provided which are gripped by the holding frames 16, 17 and exert the contact pressure on the edge sections of the cells 2 and absorb heat from them. As a cooling device comes z. As an air-flow profile made of aluminum or another good heat conductor into consideration, by the tie rods on the head side and / or the mother side with the
Endplatten 18, 19 verschraubt wird. Alternativ kann auch an einer oder beiden der Endplatten 18, 19 eine Kühlplatte mit oder ohne zirkulierendes End plates 18, 19 is screwed. Alternatively, one or both of the end plates 18, 19 may have a cooling plate with or without circulating
Wärmeträgermedium stirnseitig angebracht sein, an welchen die Zuganker 20 Wärme abgeben können. Es sind auch noch andere Arten der Wärmeableitung über die Zuganker 20 denkbar. In weiteren Ausführungsvarianten können mehr als vier Zuganker, z. B. sechs oder acht Zuganker, vorgesehen sein, um den Zellblock zu verspannen und Wärme abzuleiten. Alternativ kann auch bei dieser Form eines Zellblocks die Verspannung beispielsweise über wärmeleitende Spannbänder erfolgen (vgl. Fig. 11). In einer weiteren Ausführungsvariante können solche Spannbänder Heat transfer medium be attached to the front side, to which the tie rods 20 can give off heat. There are also other types of heat dissipation through the tie rods 20 conceivable. In further embodiments, more than four tie rods, z. B. six or eight tie rods, be provided to clamp the cell block and dissipate heat. Alternatively, even in this form of a cell block, the tension can be achieved, for example, via heat-conducting tension bands (compare FIG. 11). In a further embodiment, such tension straps
beispielsweise, aber nicht nur, über Abschrägungen 16.1 , 17.1 , 18.1 , 19.1 der Halterahmen 16, 17 und der Endplatten 18, 19 geführt werden For example, but not only, over chamfers 16.1, 17.1, 18.1, 19.1 of the support frame 16, 17 and the end plates 18, 19 are performed
In den Fig. 14 und Fig. 15 ist eine als Flachzelle ausgeführte galvanische Zelle bzw. Batteriezelle (Einzelzelle) 2 und ein zu ihr korrespondierendes In FIGS. 14 and 15, a galvanic cell or battery cell (single cell) designed as a flat cell is 2 and a corresponding one to it
Wärmeleitelement 14 dargestellt, wobei Fig. 14 eine perspektivische Ansicht und Fig. 15 eine Querschnittsansicht der Einzelzelle 2 und des FIG. 14 shows a perspective view and FIG. 15 shows a cross-sectional view of the single cell 2 and of the
Wärmeleitelementes 14 zeigen. Wärmeleitelementes 14 show.
Die Einzelzelle 2 weist eine nicht näher bezeichnete Einhausung auf, die einen hier nicht näher dargestellten Elektrodenstapel umschließt. Die Einhausung weist zwei Folienschichten auf, die in einem Randbereich verschweißt sind, um eine sogenannte Siegelnaht 2.7 auszubilden, um den Elektrodenstapel gas- und feuchtigkeitsdicht zu umschließen. Der Elektrodenstapel ist als Verdickung der Einzelzelle 2 ausgeprägt. Die sich in einer Stapelrichtung s an die The individual cell 2 has an enclosure, which is not described in more detail, which encloses an electrode stack (not illustrated here). The housing has two film layers, which are welded in an edge region in order to form a so-called sealed seam 2.7 in order to enclose the electrode stack in a gas-tight and moisture-proof manner. The electrode stack is pronounced as a thickening of the single cell 2. Which in a stacking direction s to the
Flachseiten des Elektrodenstapels anschließenden Teile der Einhausung können im Sinne der Definition in Fig. 1 ff. auch als Gehäuseseitenwände 2.1 , 2.2 verstanden werden. Flat sides of the electrode stack adjoining parts of the housing can also be understood as housing side walls 2.1, 2.2 in the sense of the definition in FIG. 1 ff.
Der Elektrodenstapel ist ähnlich wie der in Fig. 2 dargestellte Elektrodenstapel 2.5 aufgebaut; jedoch ragen Ableitfahnen, je nach Polarität seitlich versetzt, an einer einzigen Schmalseite (hier der Oberseite) des Elektrodenstapels ab und sind noch innerhalb der Einhausung mit Stromableitern 2.6 verbunden, die sich durch die Siegelnaht 2.7 hindurch nach außen erstrecken und Polkontakte P+, P- der Zelle 2 ausbilden. In einer Ausführungsvariante können nach Polarität zusammengefasste Ableitfahnen des Elektrodenstapels selbst als The electrode stack is constructed similarly to the electrode stack 2.5 illustrated in FIG. 2; However, Ableitfahnen, depending on the polarity laterally offset, protrude from a single narrow side (here the top) of the electrode stack and are still connected within the enclosure with current conductors 2.6, which extend through the sealing seam 2.7 outwards and pole contacts P +, P- the Train cell 2. In one embodiment, according to polarity Ableitfahnen the electrode stack itself as
Stromableiter 2.6 durch die Siegelnaht 2.7 nach außen geführt sein. Auf einer der Gehäuseseitenwände, hier der Gehäuseseitenwand 2.2, ist ein Dämpfungselement 2.4 angeordnet. Das Dämpfungselement 2.4 ist in diesem Ausführungsbeispiel integral mit der Gehäuseseitenwand 2.2 gebildet. Und zwar weist die Gehäuseseitenwand eine Innenschale 2.2a und eine Current collector 2.6 be led through the seal seam 2.7 to the outside. On one of the housing side walls, here the housing side wall 2.2, a damping element 2.4 is arranged. The damping element 2.4 is formed integrally with the housing side wall 2.2 in this embodiment. Namely, the housing side wall has an inner shell 2.2a and a
Außenschale 2.2b auf, die beispielsweise aus einem Folienmaterial gebildet sind und als Analogie zu den Schalen 2.41 , 2.42 des Dämpfungselements 2.4 gemäß Fig. 6 verstanden werden können. Zwischen der Innenschale 2.2a und der Außenschale 2.2b erstreckt sich ein Hohlraum 2.44, der mit einem elastisch nachgiebigen und wärmeleitenden Material gefüllt ist; zu möglichen Outer shell 2.2b, which are formed for example from a film material and can be understood as an analogy to the shells 2.41, 2.42 of the damping element 2.4 in FIG. 6. Between the inner shell 2.2a and the outer shell 2.2b extends a cavity 2.44, which is filled with an elastically yielding and heat-conducting material; to possible
Ausführungsvarianten sei auf die Ausführungen zu Fig. 6 verwiesen. Im Embodiments are made to the comments on Fig. 6. in the
Unterschied zu dem in Fig. 6 gezeigten Dämpfungselement 2.4 ist darauf hinzuweisen, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Außenschale 2.2b nicht elektrisch leitend ist, und dass die Füllung des Hohlraums 2.44 wärmeleitend ist. In contrast to the damping element 2.4 shown in FIG. 6, it should be pointed out that in the present exemplary embodiment the outer shell 2.2b is not electrically conductive, and that the filling of the hollow space 2.44 is thermally conductive.
Das Wärmeleitelement 14 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein The heat-conducting element 14 is in this embodiment as a
Wärmeleitblech der Breite w und Höhe h mit einem langen Schenkel 14.11 und einem kurzen Schenkel 14.12 ausgebildet, wobei der kurze Schenkel 14.12 von dem langen Schenkel 14.11 L-förmig um etwa 90° abgewinkelt ist und eine Länge d hat. Die Unterseite des kurzen Schenkels 14.12 bildet eine Wärmeleitblech the width w and height h formed with a long leg 14.11 and a short leg 14.12, wherein the short leg 14.12 of the long leg 14.11 is angled L-shaped by about 90 ° and has a length d. The underside of the short leg 14.12 forms a
Kühlkontaktfläche A1 , welche in unten näher beschriebener Weise kühlbar ist.  Cooling contact surface A1, which in the manner described in more detail below can be cooled.
Der lange Schenkel 14.11 des Wärmeleitelementes 14 hat eine Dicke b und weist eine Zellkontaktfläche A2 auf, welche an der ersten Gehäuseseitenwand 2.1 der Einzelzelle 2 anliegt. Dadurch kann ein Wärmefluss W von der The long leg 14.11 of the heat-conducting element 14 has a thickness b and has a cell contact surface A2, which bears against the first housing side wall 2.1 of the single cell 2. This allows a heat flow W of the
Einzelzelle 2 großflächig durch die Zellkontaktfläche A2 zu dem langen Single cell 2 over a large area through the cell contact surface A2 to the long
Schenkel 14.1 1 des Wärmeleitelementes 14 und von dort zu dessen kurzem Schenkel 14.12 geleitet und über den kurzen Schenkel 14.12 durch dessen Kühlkontaktfläche A1 abgeführt werden. Gleichzeitig kann in einer Leg 14.1 1 of the heat conducting element 14 and from there to the short leg 14.12 passed and discharged via the short leg 14.12 through the cooling contact surface A1. At the same time in one
Stapelanordnung mehrerer Zellen 2 und Wärmeleitelemente 14 in einem weiteren, nicht näher dargestellten Wärmefluss Wärme aus dem Inneren der Zelle 2 über das wärmeleitende Dämfpungselemente 2.4 an den langen Schenkel 14.12 eines Wärmeleitelements 14 abgegeben und über den kurzen Schenkel 14.12 durch dessen Kühlkontaktfläche A1 abgeführt werden. Stack arrangement of a plurality of cells 2 and heat conducting elements 14 in a further heat flow, not shown heat from the interior of the cell 2 via the heat-conducting Dämfpungselemente 2.4 to the long Leg 14.12 a Wärmeleitelements 14 are discharged and discharged via the short leg 14.12 through the cooling contact surface A1.
Fig. 16 zeigt in einer Darstellung entsprechend Fig. 15 eine Einzelzelle 2 und ein Wärmeleitelement 14 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Querschnittsansicht. FIG. 16 shows in a representation corresponding to FIG. 15 a single cell 2 and a heat-conducting element 14 according to a further exemplary embodiment of the invention in a cross-sectional view.
Die Einzelzelle 2 ist ähnlich wie die Einzelzelle in Fig. 14 und 15 aufgebaut. Der Einzelzelle 2 dieses Ausführungsbeispiels fehlt jedoch ein Dämpfungselement (2.4 in Fig. 14 bzw. 2.2a, 2.2b, 2.44 in Fig. 15). Stattdessen weist das The single cell 2 is similar to the single cell in Figs. 14 and 15 constructed. The single cell 2 of this embodiment, however, lacks a damping element (2.4 in Fig. 14 or 2.2a, 2.2b, 2.44 in Fig. 15). Instead, that points
Wärmeleitelement 14 an einer der Einzelzelle 2 abgewandten Seite des langen Schenkels 14.11 ein Dämpfungselement 14.2 auf.  Heat-conducting element 14 on a side facing away from the single cell 2 side of the long leg 14.11 a damping element 14.2.
Das Dämpfungselement 14.2 weist gute Wärmeleiteigenschaften auf. Dazu ist beispielsweise ein nachgiebiges, an sich nicht besonders wärmeleitend ausgebildetes Material wie etwa PU-Schaum, Moosgummi oder dergleichen in einer gut wärmeleitenden Hülle (Folie oder dergleichen) angeordnet. Die Hülle ist vorzugsweise selbst dehnbar oder balgartig ausgebildet, um den The damping element 14.2 has good thermal conductivity. For this purpose, for example, a resilient, not particularly thermally conductive designed material such as PU foam, sponge rubber or the like in a good heat conducting sheath (foil or the like) is arranged. The shell is preferably itself stretchable or bellows-shaped to the
Bewegungen des nachgiebigen Materials folgen zu können. Follow movements of the compliant material.
In einer Abwandlung weist das nachgiebige Material, das in einer gesonderten Hülle angeordnet sein kann, aber nicht muss, selbst wärmeleitende Alternatively, the compliant material, which may or may not be disposed in a separate envelope, is itself heat-conducting
Eigenschaften auf. Es handelt sich beispielsweise um ein Wärmeleitgel, eine Anordnung von Metallfedern, -spänen oder dergleichen oder einen mit Properties on. It is for example a Wärmeleitgel, an arrangement of metal springs, shavings or the like or one with
Metallteilen dotierten Schaum. Metal parts doped foam.
In einer weiteren Abwandlung kann das Dämpfungselemente 14.2 als wärmeleitende Dämpfungsschicht direkt auf den langen Schenkel 14.1 1 aufgetragen sein. In a further modification, the damping elements 14.2 can be applied as a heat-conducting damping layer directly on the long leg 14.1 1.
Aufgrund der wärmeleitenden Eigenschaften der Dämpfungselemente 14.2 kann ein thermischer Ausgleich zwischen benachbarten Zellen 2 erleichtert werden und eine wirksame Wärmeableitung aus einem Zellverbund aus Zellen 2 verwirklicht werden, ohne im Inneren des Zellverbundes eine aktive Kühlung vorsehen zu müssen. Fig. 17 zeigt eine Einzelzelle 2 und ein Wärmeleitelement 14 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer räumlichen Due to the heat-conducting properties of the damping elements 14.2, a thermal balance between adjacent cells 2 can be facilitated be and effective heat dissipation from a cell assembly of cells 2 can be realized without having to provide active cooling in the interior of the cell network. 17 shows a single cell 2 and a heat conducting element 14 according to a further embodiment of the invention in a spatial
Explosionsdarstellung. Exploded view.
Die Einzelzelle 2 ist wie die Einzelzelle in Fig. 16 aufgebaut. Das The single cell 2 is constructed like the single cell in FIG. 16. The
Wärmeleitelement 14 ist ebenfalls im Wesentlichen wie das Wärmeleitelement 14 in Fig. 16 aufgebaut; jedoch weist das Wärmeleitelement 14 in diesem Ausführungsbeispiel ein Dämpfungselement 14.2 an einer der Einzelzelle 2 zugewandten Seite des langen Schenkels 14.11 auf. Zu Einzelheiten bezüglich des Dämpfungselements 14.2 sei auf die Erläuterungen zu Fig. 21 verwiesen. Heat-conducting element 14 is also constructed substantially like the heat-conducting element 14 in FIG. 16; However, the heat-conducting element 14 in this embodiment, a damping element 14.2 on one of the single cell 2 facing side of the long leg 14.11. For details regarding the damping element 14.2, reference is made to the explanations to Fig. 21.
Fig. 18 zeigt in einer Darstellung entsprechend Fig. 17 eine Einzelzelle 2 und ein Wärmeleitelement 14 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer räumlichen Explosionsdarstellung. Die Einzelzelle 2 ist wie die Einzelzelle in Fig. 17 aufgebaut. Das FIG. 18 shows in a representation corresponding to FIG. 17 a single cell 2 and a heat-conducting element 14 according to a further exemplary embodiment of the invention in a three-dimensional exploded view. The single cell 2 is constructed like the single cell in FIG. 17. The
Wärmeleitelement 14 ist ebenfalls im Wesentlichen wie das Wärmeleitelement 14 in Fig. 16 oder 17 aufgebaut; jedoch weist das Wärmeleitelement 14 in diesem Ausführungsbeispiel ein Dämpfungselement 14.2 an beiden  Heat-conducting element 14 is also constructed substantially like the heat-conducting element 14 in FIG. 16 or 17; However, the heat-conducting element 14 in this embodiment, a damping element 14.2 at both
Flachseiten des langen Schenkels 14.1 1 auf. Zu Einzelheiten bezüglich der Dämpfungselemente 14.2 sei auf die Erläuterungen zu Fig. 21 verwiesen. Flat sides of the long leg 14.1 1 on. For details regarding the damping elements 14.2, reference is made to the explanations to Fig. 21.
Fig. 19 und Fig. 20 zeigen eine Batterie 1 mit mehreren anhand der Fig. 14 bis Fig. 18 beschriebenen Einzelzellen 2 und zwischen diesen angeordneten Wärmeleitelementen 14, wobei die Batterie 1 in Fig. 19 in einer FIGS. 19 and 20 show a battery 1 with a plurality of individual cells 2 described with reference to FIGS. 14 to 18 and heat conduction elements 14 arranged between them, wherein the battery 1 in FIG
Explosionsdarstellung und in Fig. 20 in einem montierten Zustand gezeigt ist. Die Einzelzellen 2 sind zu einem Zellenverbund Z zusammengefasst. Zur Kühlung der Batterie 1 ist an den Einzelzellen 2 bodenseitig eine Kühlplatte 3 angeordnet. Dabei sind die kurzen Schenkel 14.12 der Wärmeleitelemente 14 wärmeleitend, nämlich durch flächigen Kontakt, mit der Kühlplatte 3 verbunden. Dadurch wird von den Einzelzellen 2 auf die zugehörigen Exploded view and shown in Fig. 20 in an assembled state. The individual cells 2 are combined to form a cell network Z. For cooling the battery 1, a cooling plate 3 is arranged on the bottom side of the individual cells 2. In this case, the short legs 14.12 of the heat-conducting elements 14 are heat-conducting, namely connected by flat contact with the cooling plate 3. As a result, from the individual cells 2 to the associated
Wärmeleitelemente 14 übertragene Wärme an die Kühlplatte 3 abgeführt, wenn deren Temperatur niedriger als die Temperatur der Wärmeleitelemente 14 ist. Heat transfer elements 14 transferred heat to the cooling plate 3 dissipated when the temperature is lower than the temperature of the heat conducting elements 14.
Die Wärmeleitelemente 14 sind mittels Spannelementen 8, insbesondere Spanngurten, mit den Einzelzellen 2 verpresst und an der Kühlplatte 3 fixiert. Dazu weist die Kühlplatte 3 an einer dem Zellenverbund Z abgewandten Seite in Längsrichtung Einkerbungen 3.2 auf, die zu den Abmaßen des The heat-conducting elements 14 are pressed by means of clamping elements 8, in particular tension straps, with the individual cells 2 and fixed to the cooling plate 3. For this purpose, the cooling plate 3 on a side facing away from the cell assembly Z side in the longitudinal direction of notches 3.2, which corresponds to the dimensions of
Spannelementes 8, insbesondere dessen Breite und Höhe, korrespondieren. Die Anzahl der Einkerbungen 3.2 entspricht insbesondere der Anzahl der Spannelemente 8, die zur Befestigung des Zellenverbundes Z verwendet werden. Clamping element 8, in particular its width and height, correspond. The number of notches 3.2 corresponds in particular to the number of clamping elements 8 which are used for fastening the cell assembly Z.
Die Kühlplatte 3 weist ferner eine Kühlmittelanschlusseinheit 3.10 mit wenigstens einer Eintrittsöffnung 3.1 1 und wenigstens einer Austrittsöffnung 3.12 auf, über welche ein Kühlmedium bzw. Wärmeträger der Kühlplatte 3 zuführbar bzw. aus ihr abführbar ist. Durch die Kühlmittelanschlusseinheit 3.10 ist die Kühlplatte 3 an einen Kühlmittelkreislauf anschließbar, beispielsweise einen Kühlmittelkreislauf einer nicht dargestellten Klimaanlage eines The cooling plate 3 further has a coolant connection unit 3.10 with at least one inlet opening 3.1 1 and at least one outlet opening 3.12, via which a cooling medium or heat transfer medium can be supplied to the cooling plate 3 or can be removed therefrom. By the Kühlmittelanschlusseinheit 3.10, the cooling plate 3 is connected to a coolant circuit, for example, a coolant circuit of an air conditioner, not shown
Kraftfahrzeuges. In dem Kühlmittelkreislauf strömt das Kühlmedium, welches über den Kühlmittelkreislauf aufgenommene Wärme abführt. Motor vehicle. In the coolant circuit, the cooling medium flows, which dissipates heat absorbed via the coolant circuit.
Fig. 21 veranschaulicht in einer Querschnittsansicht den Aufbau einer Fig. 21 illustrates in a cross-sectional view the structure of a
Wärmeleitelement 14 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Wärmeleitelement 14 dieses Ausführungsbeispiels weist eine Wärmeleitelement 14 as a further embodiment of the present invention. The heat-conducting element 14 of this embodiment has a
Trägerstruktur 14.1 und zwei Dämpfungselemente 14.2 auf. Die Trägerstruktur 14.1 ist aus einem gut wärmeleitenden Material wie etwa Aluminium oder einem anderen Metall, einem wärmeleitenden Kunststoff oder dergleichen hergestellt. Sie weist im Querschnitt die Form eines T-Profils mit einem langen Schenkel 14.1 1 und zwei kurzen Schenkeln 14.12 auf. Der lange Schenkel 14.11 ist zur Anordnung zwischen Batteriezellen 2 (als gestrichelte Umrisse 2 dargestellt) eines Zellverbundes vorgesehen, um in den Batteriezellen 2 erzeugte Wärme aufzunehmen. Die kurzen Schenkel 14.12 sind zur Anlage an einer Wärmeleitplatte 3 (als gepunkteter Umriss 3 dargestellt) oder dergleichen vorgesehen, um die von den Batteriezellen 2 aufgenommen Wärme Carrier structure 14.1 and two damping elements 14.2 on. The support structure 14.1 is made of a good heat conducting material such as aluminum or another metal, a thermally conductive plastic or the like. It has in cross-section the shape of a T-profile with a long leg 14.1 1 and two short legs 14.12. The long limb 14.11 is provided for arrangement between battery cells 2 (shown as dashed outlines 2) of a cell network in order to absorb heat generated in the battery cells 2. The short legs 14.12 are provided for abutment with a heat conduction plate 3 (shown as a dotted outline 3) or the like to absorb heat absorbed by the battery cells 2
abzugeben. leave.
Auf beiden Seiten des langen Schenkels 14.1 1 sind die Dämpfungselemente 14.2 angeordnet, z.B. aufgeklebt oder dergleichen. Die Dämpfungselemente 14.2 dienen der elastischen AbStützung der Zellen 2 gegeneinander und sind geeignet, thermische Ausdehnungen der Zellen 2 auszugleichen oder Stöße abzufedern. Im Übrigen wird in Bezug auf Eigenschaften der On both sides of the long leg 14.1 1, the damping elements 14.2 are arranged, e.g. glued on or the like. The damping elements 14.2 serve the elastic support of the cells 2 against each other and are suitable to compensate for thermal expansion of the cells 2 or absorb shocks. Incidentally, in terms of properties of the
Dämpfungselemente 14.2 auf die Erläuterungen zu dem Dämpfungselement 14.2 in dem Wärmeleitelement 14 gemäß Fig. 16 verwiesen.  Damping elements 14.2 referenced to the explanation of the damping element 14.2 in the heat conducting element 14 of FIG. 16.
Die Dämpfungselemente 14.22 können sich in einer Abwandlung auf die kurzen Schenkel 14.12 erstrecken, um insbesondere bei Rahmenflachzellen auch eine Abfederung nach unten zu erzielen. The damping elements 14.22 may extend in a modification to the short legs 14.12, in order to achieve in particular in Rahmenflachzellen also a suspension down.
Zwischen den kurzen Schenkeln 14.22 und der Kühlplatte 3 kann eine elektrisch isolierende Wärmeleitfolie oder dergleichen vorgesehen sein. Between the short legs 14.22 and the cooling plate 3, an electrically insulating heat conducting foil or the like may be provided.
Das Wärmeleitelement 14 dieses Ausführungsbeispiels kann in einer Batterie 1 , wie sie in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt ist, zwischen Zellen 2, die selbst keine Federelemente aufweisen, verwendet werden. Für den Einsatz mit Zellen, deren Flachseiten als Zellenpole ausgebildet sind, sind sowohl die Dämpfungselemente 14.2 als auch die Trägerstruktur 14.1 elektrisch leitend ausgebildet. An Stellen innerhalb einer Batterie, an welcher eine Reihenschaltung von derartigen Zellen unterbrochen werden soll, sowie für den Einsatz mit Zellen, bei denen Zellenpole anders, etwa durch fahnenartige Abieiter ausgebildet sind, können wenigstens die The heat-conducting element 14 of this embodiment can be used in a battery 1, as shown in Fig. 4 and Fig. 5, between cells 2, which themselves have no spring elements. For use with cells whose flat sides are designed as cell poles, both the damping elements 14.2 and the support structure 14.1 are designed to be electrically conductive. At locations within a battery at which a series connection of such cells should be interrupted, as well as for use with cells in which cell poles are formed differently, such as by flag-like Abieiter, at least the
Dämpfungselemente 14.2 elektrisch isolierend ausgebildet sein. Damping elements 14.2 be designed to be electrically insulating.
Fig. 22 veranschaulicht als ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Wärmeleitelement 15 mit einer als Rahmenflachzelle FIG. 22 illustrates, as a further embodiment of the present invention, a heat conducting element 15 with a frame flat cell
ausgebildeten galvanischen Zelle (Einzelzelle) 2 in einer räumlichen Ansicht, wobei die Rahmenflachzelle 2 und das Wärmeleitelement 15 zum Zwecke der Erläuterung voneinander getrennt dargestellt sind. formed galvanic cell (single cell) 2 in a three-dimensional view, wherein the Rahmenflachzelle 2 and the heat-conducting element 15 are shown separated from each other for the purpose of explanation.
Gemäß der Darstellung in Fig. 22 ist die Zelle 2 ähnlich den in Fig. 1 bis Fig. 3 oder Fig. 9 oder Fig. 10 gezeigten Zellen 2 ausgebildet. Allerdings weisen die Zellgehäuseseitenteile 2.1 , 2.2 keine gebogenen Abschnitte (2.12, 2.13 oder 2.22 in Fig. 6 oder Fig. 8) auf, und keines der Zellgehäuseseitenteile 2.1 , 2.2 trägt ein Dämpfungselement. Die Zellgehäuseseitenteile 2.1 , 2.2 sind somit im Wesentlichen als ebene Platten ausgebildet, deren Höhe und Breite im As shown in FIG. 22, the cell 2 is formed similarly to the cells 2 shown in FIGS. 1 to 3 or 9 or 10. However, the cell housing side parts 2.1, 2.2 have no bent sections (2.12, 2.13 or 2.22 in FIG. 6 or FIG. 8), and none of the cell housing side parts 2.1, 2.2 carries a damping element. The cell housing side parts 2.1, 2.2 are thus substantially formed as a flat plate whose height and width in
Wesentlichen denjenigen des Zellgehäuserahmens 2.3 ohne die Essentially those of cell frame 2.3 without the
Materialerhöhung 2.31 entsprechen. Es sei erwähnt, dass die Erfindung in der Ausgestaltung dieses Ausführungsbeispiels auch funktionsfähig ist, wenn die Zellgehäuseseitenteile 2.1 , 2.2 der Zelle 2 gebogene Abschnitte und/oder Federelemente aufweisen. Increase in material 2.31. It should be noted that the invention in the embodiment of this embodiment is also functional when the cell housing side parts 2.1, 2.2 of the cell 2 have bent portions and / or spring elements.
Das Wärmeleitelement 15 ist als ein flacher Kasten mit einem Boden 15.1 und einem schmalen, umlaufenden Rand 15.2 ausgebildet. Dabei bildet der Boden 15.1 eine erste Flachseite des Wärmeleitelements 15 und bildet der Rand 15.2 vier Schmalseiten des Wärmeleitelements, während eine freiliegende Kante 15.20 des Randes 15.2 eine zweite, offene Flachseite des Wärmeleitelements 15 definiert. Das Wärmeleitelement 15 ist in dem vorliegenden The heat-conducting element 15 is formed as a flat box with a bottom 15.1 and a narrow peripheral edge 15.2. In this case, the bottom 15.1 forms a first flat side of the heat-conducting element 15 and the edge 15.2 forms four narrow sides of the heat-conducting element, while an exposed edge 15.20 of the edge 15.2 defines a second, open flat side of the heat-conducting element 15. The heat-conducting element 15 is in the present
Ausführungsbeispiel als ein Tiefziehteil aus einem Material mit guten elektrischen und thermischen Leitereigenschaften, vorzugsweise aus Embodiment as a deep-drawn part of a material with good electrical and thermal conductivity properties, preferably from
Aluminium oder Stahl oder einem anderen Metall, hergestellt. Der Rand 15.2 weist in einem oberen Bereich in der Mitte eine Aluminum or steel or another metal. The edge 15.2 has in an upper area in the middle of a
Materialausnehmung 15.3 auf. Die Breite der Materialausnehmung 15.3 entspricht der Breite der Materialerhöhung 2.31 des Zellgehäuserahmens 2.3 der Zelle 2 auf Spiel. Die Innenabmessungen, insbesondere Innenhöhe und Innenbreite des Wärmeleitelements 15, sind mit geringem Spiel an die Material recess 15.3 on. The width of the material recess 15.3 corresponds to the width of the material increase 2.31 of the cell housing frame 2.3 of the cell 2 at play. The inner dimensions, in particular inner height and inner width of the Wärmeleitelements 15, with a small clearance to the
Außenabmessungen der Zelle 2 angepasst, sodass die Zelle 2 im Inneren des Wärmeleitelements 15 Platz findet und ohne Kraft eingesetzt werden kann (vgl. Pfeil "F" in Fig. 21). Wenn sich die Zelle 2 im Betrieb erwärmt und dadurch ausdehnt, kann das Zellgehäuse dann fest an dem Rand 15.2 des External dimensions of the cell 2 adapted so that the cell 2 finds room in the interior of the Wärmeleitelements 15 and can be used without force (see arrow "F" in Fig. 21). When the cell 2 heats up during operation and thereby expands, the cell housing can then be fixedly secured to the edge 15
Wärmeleitelements 15 anliegen. Die Höhe des Randes 15.2 ist dabei so bemessen, dass dann, wenn die Zelle 2 mit ihrer Zellgehäuseseitenwand 2.2 an dem Boden 15.1 des Wärmeleitelements 15 anliegt, der Rand 15.2 die andere Zellgehäuseseitenwand 2.1 nicht erreicht.  Heat-conducting element 15 abut. The height of the edge 15.2 is dimensioned such that when the cell 2 rests with its cell housing side wall 2.2 on the bottom 15.1 of the heat-conducting element 15, the edge 15.2 does not reach the other cell housing side wall 2.1.
Auf der Innenfläche des Bodens 15.1 ist ein Dämpfungselement 15.5 angeordnet. Zu Eigenschaften des Dämpfungselements 15.5 sei auf die Erläuterungen zu Dämpfungselementen 2.4, 14.2 gemäß vorstehender On the inner surface of the bottom 15.1 a damping element 15.5 is arranged. For properties of the damping element 15.5, reference is made to the explanations for damping elements 2.4, 14.2 according to the above
Beschreibung verwiesen. Description referenced.
Eine Mehrzahl von Zellen 2 mit Wärmeleitelement 15 können ähnlich wie in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt zu einem Zellblock bzw. einer Batterie A plurality of cells 2 with heat-conducting element 15 can be made into a cell block or a battery, as shown in FIGS. 4 and 5
zusammengefasst werden. Dabei wirken die Wärmeleitelemente 15 einerseits als Kontaktierung zwischen Kontaktabschnitten K1 , K3 aufeinander folgender Zellen, andererseits transportieren sie im Inneren der Zellen 2 erzeugte Wärme über die Dämpfungselemente 15.5 und die Böden 15.1 zu den nach außen hin frei liegenden Rändern 15.2, wo die Wärme entweder direkt an eine Kühlplatte abgegeben oder über Spanneinrichtungen zu einer Kühlplatte geleitet werden kann. Analog den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist für eine elektrische Isolierung zwischen den Wärmeleitelementen 15 und der Kühlplatte bzw. den Spannbändern (vgl. 8 in Fig. 5 u.a.) zu sorgen, um eine be summarized. On the one hand, the heat-conducting elements 15 act as a contact between contact sections K1, K3 of successive cells, on the other hand they transport heat generated inside the cells 2 via the damping elements 15.5 and the bottoms 15.1 to the edges 15.2 exposed to the outside, where the heat is either direct delivered to a cooling plate or can be passed via clamping devices to a cooling plate. Analogous to the embodiments described above, provision is made for an electrical insulation between the heat-conducting elements 15 and the cooling plate or the tensioning bands (compare 8 in Fig. 5 et al
Fehlkontaktierung zu vermeiden. ln einer Ausführungsvariante sind die Innenabmessungen des To avoid faulty contact. In one embodiment, the internal dimensions of the
Wärmeleitelements 15 nicht auf Spiel, sondern mit leichtem Untermaß zu den Außenabmessungen der Zelle 2 dimensioniert, sodass das Wärmeleitelement 15 und die Zelle 2 mit einer gewissen Kraft zu fügen sind. Wärmeleitelements 15 not on clearance, but dimensioned with a slight undersize to the outer dimensions of the cell 2, so that the heat-conducting element 15 and the cell 2 are to be added with a certain force.
Obschon in der Figur nicht näher dargestellt, können Vertiefungen vorgesehen sein, die der Aufnahme und Führung von Spannbändern dienlich sind. Fig. 23 veranschaulicht in einer schematisierten räumlichen Ansicht eine Abwandlung des Wärmeleitelements 15 gemäß Fig. 22. Although not shown in detail in the figure, recesses may be provided which are useful for receiving and guiding of straps. FIG. 23 illustrates in a schematic spatial view a modification of the heat-conducting element 15 according to FIG. 22.
Gemäß der Darstellung in Fig. 23 weist der Rand 15.2 des Wärmeleitelements an seinen Kanten Unterbrechungen (Einschnitte) 15.4 auf, sodass der durchgehende Rand 15.2 (Fig. 21) in zwei seitliche Randabschnitte 15.21 , einen unteren Randabschnitt 15.22 und zwei obere Randabschnitte 15.23 zerfällt. Wenn der Rand mit Untermaß zu der Zelle 2 dimensioniert ist, kann bei dieser Abwandlung eine Fügekraft geringer sein, da die Randabschnitte 15.21 , 15.22, 15.23 federnd nachgeben können. Das Wärmeleitelement 15 kann bei der Herstellung zunächst aus einem planen Blechteil gestanzt oder geschnitten und dann in Form gebogen werden. Alternativ kann das Wärmeleitelement 15 tiefgezogen und dann ausgeschnitten werden. As shown in FIG. 23, the edge 15.2 of the heat-conducting element has interruptions (notches) 15.4 at its edges, so that the continuous edge 15.2 (FIG. 21) is divided into two lateral edge sections 15.21, a lower edge section 15.22 and two upper edge sections 15.23. If the edge is dimensioned undersized to the cell 2, a joining force can be reduced in this modification, since the edge portions 15.21, 15.22, 15.23 can yield resiliently. The heat-conducting element 15 may initially be punched or cut from a flat sheet metal part during production and then bent into shape. Alternatively, the heat-conducting element 15 can be deep-drawn and then cut out.
Als eine weitere Abwandlung sind hier vier Dämpfungselemente 15.5 vorgesehen, die sich über die Innenfläche des Bodens 15.1 verteilen. Zu Eigenschaften der elastischen Elemente 15.5 dieser Abwandlung sind die Erläuterungen zu den Dämpfungselementen 2.4 oder 14.2 sinngemäß anwendbar. As a further modification, four damping elements 15.5 are provided here, which are distributed over the inner surface of the bottom 15.1. For properties of the elastic elements 15.5 of this modification, the explanations to the damping elements 2.4 or 14.2 mutatis mutandis applicable.
Fig. 24 veranschaulicht in einer schematisierten räumlichen Ansicht den Aufbau einer Batterie 1 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Batterie 1 ist aus fünfunddreißig Einzelzellen 2 aufgebaut, die jeweils in einem Wärmeleitelement 15 gemäß Fig. 22 oder Fig. 23 aufgenommen sind. Die Einzelzellen 2 sind Sekundärzellen (Akkumulatorzellen) mit aktiven Bereichen, die Lithium enthalten, und sind als Rahmenflachzellen gemäß Fig. 22 aufgebaut. Im Übrigen kann die Batterie 1 dieses Ausführungsbeispiels als eine Abwandlung der in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigten Batterie verstanden werden, sodass in Bezug auf den grundsätzlichen Aufbau auf die diesbezüglichen Erläuterungen verwiesen wird. Fig. 24 illustrates in a schematic spatial view the structure of a battery 1 as a further embodiment of the invention. The battery 1 is composed of thirty-five single cells 2, each in a Wärmeleitelement 15 are taken as shown in FIG. 22 or FIG. 23. The single cells 2 are secondary cells (accumulator cells) with active regions containing lithium, and are constructed as Rahmenflachzellen shown in FIG. Incidentally, the battery 1 of this embodiment can be understood as a modification of the battery shown in Figs. 4 and 5, so that reference is made to the explanations herein regarding the basic structure.
Zusätzlich zu den vertikalen Spannbändern 8, welche aus einem In addition to the vertical tension bands 8, which consists of a
wärmeleitenden Material ausgebildet sind und Wärme von der Oberseite der Batterie zu der Kühlplatte 3 leiten können, ist noch ein weiteres Spannband 9 vorgesehen, welches über die lateralen Seiten der Einzelzellen 2 bzw. der Wärmeleitelemente 15 verläuft und die Batterie 1 in einer horizontalen Ebene umschließt; es wird daher auch als horizontales Spannband 9 bezeichnet. Zu Eigenschaften des horizontalen Spannbandes 9 sei auf die Erläuterungen zu den vertikalen Spannbändern 8 gemäß Fig. 11 verwiesen. Insbesondere ist auch das horizontale Spannband 9 wärmeleitend ausgebildet. Das horizontale Spannband 9 überdeckt im Bereich der Polplatten 6, 7 die Spannbänder 8. In einer Ausführungsalternative können die Spannbänder 8 das Spannband 9 überdecken. Das horizontale Spannband 9 weist im Bereich der lateralenthermally conductive material are formed and can conduct heat from the top of the battery to the cooling plate 3, yet another clamping band 9 is provided, which extends over the lateral sides of the individual cells 2 and the heat-conducting elements 15 and the battery 1 encloses in a horizontal plane; It is therefore also referred to as a horizontal clamping band 9. For properties of the horizontal tension band 9, reference is made to the explanations on the vertical tension bands 8 according to FIG. 11. In particular, the horizontal clamping band 9 is formed thermally conductive. The horizontal strap 9 covers in the region of the pole plates 6, 7, the tension bands 8. In an alternative embodiment, the tension bands 8, the strap cover 9. The horizontal strap 9 has in the lateral
Schmalseiten der Wärmeleitelemente 15 flächigen, wärmeleitenden Kontakt mit diesen und weist ferner im Bereich der Polplatten 6, 7 flächigen, Narrow sides of the heat-conducting elements 15 flat, heat-conducting contact with these and further comprises in the region of the pole plates 6, 7 flat,
wärmeleitenden Kontakt mit den vertikalen Spannbändern 8 auf. Durch die wärmeleitenden Eigenschaften des horizontalen Spannbandes 9 und den wärmeleitenden Kontakt des horizontalen Spannbandes 9 mit den seitlichen Schmalseiten der die Zellen 2 aufnehmenden Wärmeleitelemente 15 und den vertikalen Spannbändern 8 kann einerseits auch im seitlichen Bereich der Batterie ein Wärmeausgleich zwischen den Zellen 2 sowie ein thermally conductive contact with the vertical clamping bands 8. Due to the heat-conducting properties of the horizontal clamping band 9 and the heat-conducting contact of the horizontal clamping band 9 with the lateral narrow sides of the cells 2 receiving heat conducting elements 15 and the vertical clamping bands 8 on the one hand in the lateral region of the battery, a heat balance between the cells 2 and a
Wärmetransport von der lateralen Seite über die vertikalen Spannbänder 8 zu der auf der Unterseite liegenden Kühlplatte 3 erfolgen. Das Spannband 9 kann wie die Spannbänder 8, 9 eine elektrisch isolierende, aber wärmeleitende oder wärmedurchlässige Beschichtung aufweisen. Heat transfer from the lateral side over the vertical tension bands 8 to the lying on the underside of the cooling plate 3 done. The tension band 9, like the tension bands 8, 9, may have an electrically insulating but heat-conducting or heat-permeable coating.
Alternativ kann zwischen der Andruckplatte 5 und den Zellen 2 bzw. den oberen Schmalseiten der Wärmeleitelemente 15 eine elektrisch isolierende Zwischenlage ähnlich der Wärmeleitfolie 4 angeordnet sein. Alternativ können wärmeleitende oder wärmedurchlässige Zwischenlagen wie etwa die Alternatively, between the pressure plate 5 and the cells 2 or the upper narrow sides of the heat-conducting elements 15, an electrically insulating intermediate layer similar to the heat-conducting foil 4 may be arranged. Alternatively, thermally conductive or heat-permeable intermediate layers such as
Wärmeleitfolie 4 auch zwischen den vertikalen Spannbändern 8 und den Polplatten 6, 7, zwischen dem horizontalen Spannband 9 und den Wärmeleitfolie 4 also between the vertical clamping bands 8 and the pole plates 6, 7, between the horizontal clamping band 9 and the
Wärmeleitelementen 15 sowie zwischen dem horizontalen Spannband 9 und den Polplatten 6, 7 vorgesehen sein. Eine elektrische Isolierung zwischen den Wärmeleitelementen 15 einerseits und der Kühlplatte 3, der Andruckplatte 5 und dem Spannband 9 andererseits ist nicht erforderlich, wenn die Heat-conducting elements 15 and between the horizontal clamping band 9 and the pole plates 6, 7 may be provided. An electrical insulation between the heat-conducting elements 15 on the one hand and the cooling plate 3, the pressure plate 5 and the clamping band 9 on the other hand is not required if the
Außenseiten der Ränder der Wärmeleitelemente 15 als eine weitere Outer sides of the edges of the Wärmeleitelemente 15 as another
Ausführungsvariante ihrerseits eine elektrisch isolierende Schicht tragen. Embodiment in turn carry an electrically insulating layer.
In einer weiteren Ausführungsvariante kann das Spannband 9 in nicht näher dargestellten Vertiefungen in den lateralen Schmalseiten der In a further embodiment, the clamping band 9 in not shown depressions in the lateral narrow sides of the
Wärmeleitelemente 15 und der vorderen und hinteren Polplatte 6, 7 verlaufen. In einer weiteren Variante können auch zwischen dem Spannband 9 und den lateralen Schmalseiten der Wärmeleitelemente 15 Andruckplatten (nicht näher dargestellt) vorgesehen sein. Heat-conducting elements 15 and the front and rear pole plate 6, 7 extend. In a further variant, pressure plates (not shown in more detail) can also be provided between the tensioning band 9 and the lateral narrow sides of the heat-conducting elements 15.
Fig. 25 veranschaulicht als ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung den Aufbau einer Batterie 1 in einer schematischen Darstellung. Fig. 25 illustrates as a further embodiment of the present invention, the structure of a battery 1 in a schematic representation.
Die Batterie 1 ist aus einer Mehrzahl von Einzelzellen (Zellen) 2 aufgebaut, die in drei Reihen R1 bis R3 angeordnet sind. Eine erste Reihe R1 ist an eine Batteriegehäusewand 27 angrenzend angeordnet, während die darauf folgenden Reihen jeweils um eine Reihenbreite weiter von der The battery 1 is composed of a plurality of single cells (cells) 2 arranged in three rows R1 to R3. A first row R1 is disposed adjacent to a battery housing wall 27, while the subsequent rows are spaced one row further apart from the row
Batteriegehäusewand 27 entfernt angeordnet sind. In der Figur ist aus jeder Reihe R1 bis R3 eine Zelle 2 dargestellt, während die weiteren Zellen der Reihen durch Punkte symbolisiert sind. Quer zur Erstreckungsrichtung der Reihen R1 bis R3 aneinander grenzende Batteriezellen definieren eine Säule S| von Zellen 2. Battery housing wall 27 are arranged away. In the figure, a cell 2 is shown from each row R1 to R3, while the other cells of the rows are symbolized by dots. Transverse to the extension direction of Rows R1 to R3 adjacent battery cells define a column S | of cells 2.
Die Zellen 2 der Batterie 1 dieses Ausführungsbeispiels sind zylindrisch ausgebildete Zellen 2. Die Zellen 2 einer Säule Si sind durch ein The cells 2 of the battery 1 of this embodiment are cylindrically shaped cells 2. The cells 2 of a pillar Si are through a
geschlungenes Befestigungsband 28 an der Batteriegehäusewand 27 befestigt. Das Befestigungsband 28 verläuft von der Batteriegehäusewand 27 und umschlingt die Zellen 2 der Säule Sj zunächst wellenförmig bis zur Zelle 2 der entferntesten Reihe R3, umschlingt diese weiter in einer Schlaufe und verläuft sodann zurück zur Batteriegehäusewand 27, wobei es die Zellen 2 der Säule Si in umgekehrter Reihenfolge als zuvor wiederum wellenförmig umschlingt. Auf diese Weise werden die Zellen 2 einer Säule Sj in ihrer Position gehalten. looped fastening strap 28 attached to the battery housing wall 27. The fastening strip 28 extends from the battery housing wall 27 and wraps around the cells 2 of the column Sj first wave to the cell 2 of the farthest row R3, wraps them further in a loop and then runs back to the battery housing wall 27, wherein it is the cells 2 of the column Si in in reverse order as previously waved in turn wavy. In this way, the cells 2 of a column Sj are held in position.
Das Befestigungsband 28 ist aus einem Wärme leitenden Material hergestellt. Durch Umschlingung der Zellen 2 befindet es sich in engem Kontakt mit diesen, nimmt Wärme, welche in den Zellen 2 erzeugt wird, auf und The fastening band 28 is made of a heat conductive material. By wrapping the cells 2, it is in close contact with them, absorbs heat generated in the cells 2, and
transportiert sie zu der Batteriegehäusewand 27. Die Batteriegehäusewand 27 ist aktiv oder passiv gekühlt bzw. temperiert. Fig. 26 veranschaulicht als ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung den Aufbau einer Batterie 1 in einer schematischen Darstellung. Dieses Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des in Fig. 25 dargestellten Ausführungsbeispiels. Hier befinden sich die Zelle 2 der drei Reihen R1 bis R3 zwischen zwei Gehäuseseitenwänden 27.1 , 27.2. Zwei Befestigungsbänder 28.1 , 28.2 verlaufen zwischen den Gehäuseseitenwänden 27.1 , 27.2, wobei sie die Batteriezellen 2 wellenförmig umschlingen. transports it to the battery housing wall 27. The battery housing wall 27 is actively or passively cooled or tempered. Fig. 26 illustrates as a further embodiment of the present invention the structure of a battery 1 in a schematic representation. This embodiment is a modification of the embodiment shown in FIG. Here are the cell 2 of the three rows R1 to R3 between two housing side walls 27.1, 27.2. Two fastening straps 28.1, 28.2 extend between the housing side walls 27.1, 27.2, wherein they wrap around the battery cells 2 wave-shaped.
Die Befestigungsbänder 28 bzw. 28.1 , 28.1 der in Fig. 25 oder Fig. 26 dargestellten Batterien 1 sind aus einem elastisch nachgiebigen, vorzugsweise gut biegsamen Material hergestellt. So wird eine elastische Abstützung zwischen Einzelzellen 2 untereinander und mit einem Batteriegehäuse erzielt. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf eine bestimmte Mehrzahl von Säulen Si ausgerichtet ist; vielmehr ist die Erfindung gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen auch auf Batterien anwendbar, die nur eine Säule S von Batteriezellen 2 aufweisen. The fastening straps 28 or 28.1, 28.1 of the batteries 1 shown in FIG. 25 or FIG. 26 are made of an elastically yielding, preferably well-flexible material. Thus, an elastic support between individual cells 2 is achieved with each other and with a battery case. It will be understood that the invention is not directed to any particular plurality of pillars Si; Rather, the invention according to the embodiments described above is also applicable to batteries having only one column S of battery cells 2.
Es versteht sich ferner, dass die Erfindung nicht auf drei Reihen R1 bis R3 von Batteriezellen 2 beschränkt ist; vielmehr ist die Erfindung gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen auch auf Batterien anwendbar, die mehr oder weniger Reihen Ri von Batteriezellen 2 aufweist. It is further understood that the invention is not limited to three rows R1 to R3 of battery cells 2; Rather, the invention according to the embodiments described above is also applicable to batteries having more or fewer rows Ri of battery cells 2.
Obschon in Fig. 25 und Fig. 26 von länglichen, zylindrischen Zellen 2 ausgegangen wurde, können in einer Ausführungsvariante an deren Stelle Stapel von flachen zylindrischen Zellen, etwa Knopfzellen oder dergleichen, vorgesehen sein, die durch eine weitere, nicht näher dargestellte Although elongated cylindrical cells 2 were assumed in FIGS. 25 and 26, in one embodiment, stacks of flat cylindrical cells, such as button cells or the like, may be provided in their place, which may be provided by a further, not shown
Spanneinrichtung in Achsenrichtung aneinander gepresst werden. Clamping device in the axial direction are pressed together.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele, Ausführungsvarianten und -alternativen sowie Abwandlungen beschrieben, die ihrerseits ebenfalls als bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zu verstehen sind. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen wurde dabei, wo es sich anbot, auf Erläuterungen zu anderen Ausführungsbeispielen, -Varianten etc. verwiesen. Es sei nochmals betont, dass überall dort, wo es sich nicht ersichtlich verbietet, Merkmale und Eigenschaften eines Ausführungsbeispiels, einer Variante, Alternative oder Abwandlungen auf ein anderes The invention has been described above on the basis of preferred exemplary embodiments, alternative embodiments and alternatives as well as modifications, which for their part are likewise to be understood as preferred embodiments of the invention. In order to avoid unnecessary repetitions, reference was made to explanations of other exemplary embodiments, variants, etc., wherever possible. It should be emphasized once again that wherever it is not clearly forbidden, features and characteristics of an embodiment, a variant, alternative or modifications to another
Ausführungsbeispiel, eine andere Variante, Alternative oder Abwandlung wenigstens analog anwendbar sind. Embodiment, another variant, alternative or modification are at least analogously applicable.
Alle Zellen bzw. Einzelzellen 2 der vorstehenden Beschreibung sind All cells or single cells 2 of the above description are
Speicherzellen bzw. Energiespeicherzellen im Sinne der Erfindung. Alle Batterien 1 der vorstehenden Beschreibung sind Energiespeichervorrichtungen im Sinne der Erfindung. Alle Dämpfungselemente 2.4, 14.2, 15.5 sowie die Befestigungsbänder 28, 28.1 , 28.2 der vorstehenden Beschreibung sind elastische Mittel im Sinne der Erfindung. Letztere Befestigungsbänder 28, 28.1 , 28.2 sind auch eine Spanneinrichtung im Sinne der Erfindung, ebenso wie die Spannbänder 8, 9 und die Zuganker 20 mit Muttern 21 , Halterahmen 16, 17 und Druckrahmen 18, 19 der vorstehenden Beschreibung. Alle Bestandteile, die mit der Wärmeableitung zu tun haben, insbesondere Kühlplatten 3, Memory cells or energy storage cells in the context of the invention. All batteries 1 of the above description are energy storage devices according to the invention. All damping elements 2.4, 14.2, 15.5 and the fastening straps 28, 28.1, 28.2 of the above description are elastic means in the context of the invention. The latter fastening straps 28, 28.1, 28.2 are also a tensioning device according to the invention, as are the tensioning straps 8, 9 and the tie rods 20 with nuts 21, holding frames 16, 17 and pressure frames 18, 19 of the above description. All components related to heat dissipation, in particular cooling plates 3,
Wärmeleitelemente 14, 15 und alle wärmeleitenden Dämpfungselemente 2.4, 14.2, 15.5 der vorstehenden Beschreibung sind funktionale Bestandteile einer Temperiereinrichtung im Sinne der Erfindung. Kühlplatten 3 der vorstehenden Beschreibung sind Wärmetauschereinrichtungen im Sinne der Erfindung.  Heat-conducting elements 14, 15 and all heat-conducting damping elements 2.4, 14.2, 15.5 of the above description are functional components of a tempering device in the context of the invention. Cooling plates 3 of the above description are heat exchanger devices in the sense of the invention.
Schalen 2.41 , 2.42, eine Innenschale 2.2a, eine Außenschale 2.2b der vorstehenden Beschreibung sind wärmeleitende Hüllen im Sinne der Erfindung. Trays 2.41, 2.42, an inner shell 2.2a, an outer shell 2.2b of the above description are thermally conductive sheaths in the context of the invention.
Liste der Bezugszeichen: List of reference numbers:
1 Batterie 1 battery
2 Zelle  2 cell
2.1 Zellgehäuseseitenwand 2.1 cell housing sidewall
2.11 Messanschluss 2.11 measuring connection
2.12 Abkantung  2.12 fold
2.13 Lasche  2.13 tab
2.2 Zellgehäuseseitenwand 2.2 cell housing sidewall
2.2a Innenschale 2.2a inner shell
2.2b Außenschale  2.2b outer shell
2.4 Dämpfungselement 2.4 damping element
2.22 Lasche 2.22 tab
2.3 Zellgehäuserahmen 2.3 cell housing frame
2.31 Materialerhöhung 2.31 material increase
2.32 Obere Schmalseite 2.32 Upper narrow side
2.33, 2.34 Materialrücknahme2.33, 2.34 Material withdrawal
2.4 Dämpfungselement2.4 damping element
2.41 , 4.42 Schale 2.41, 4.42 bowl
2.43 Naht  2.43 seam
2.44 Innenraum  2.44 interior
2.45 Balgstruktur  2.45 bellows structure
2.46 Schaumblock  2.46 foam block
2.5 Elektrodenstapel  2.5 electrode stacks
2.51 Elektrodenfolie  2.51 electrode foil
2.52 Ableitfahne  2.52 discharge lance
2.6 Polkontakt (Stromableiter) 2.6 pole contact (current conductor)
2.7 Siegelnaht 2.7 Sealed seam
2.71 Durchtrittsbereich  2.71 passage area
2.72 Falz  2.72 fold
2.8 Flachseite  2.8 flat side
3 Kühlplatte 3.1 Kühlmittelanschluss 3 cooling plate 3.1 Coolant connection
3.2 Vertiefung  3.2 deepening
3.3 Kühlkanal  3.3 Cooling channel
4 Wärmeleitfolie  4 heat-conducting foil
5 Andruckplatte  5 pressure plate
5.1 Vertiefung  5.1 deepening
6 Vordere Polplatte  6 front pole plate
7 Hintere Polplatte  7 Rear pole plate
6.1 , 7.1 Fahnenartige Verlängerung  6.1, 7.1 Banner-like extension
6.2, 7.2 Befestigungsnase  6.2, 7.2 Fastening nose
7.3 Vertiefung  7.3 deepening
8 Spannelement (Vertikales Spannband) 8 Clamping element (vertical strap)
8.1 Spannbereich 8.1 clamping range
9 Horizontales Spannband  9 Horizontal strap
10, 1 1 Elektrisches Anschlusselement  10, 1 1 Electrical connection element
13 Elektronisches Bauelement  13 Electronic component
13.1 Einrichtung zur Zellspannungsüberwachung 13.1 Device for cell voltage monitoring
13.2 Einrichtung zum Zellspannungsausgleich13.2 Device for cell voltage compensation
13.3 Kontaktelement 13.3 contact element
14 Wärmeleitelement  14 heat-conducting element
14.1 Trägerstruktur  14.1 support structure
14.11 Langer Schenkel  14.11 Long thigh
14.12 Kurzer Schenkel  14.12 Short thigh
14.2 Dämpfungselement  14.2 damping element
14.21 Nachgiebiges Material  14.21 Resilient material
14.22 Hülle  14.22 Case
15 Wärmeleitelement  15 heat conducting element
15.1 Boden  15.1 ground
15.2 Rand  15.2 edge
15.20 Kante  15.20 edge
15.21 , 15,22, 15.23 Randteilstücke  15.21, 15.22, 15.23 edge sections
15.3 Ausnehmung 15.4 Einschnitte 15.3 recess 15.4 cuts
15.5 Dämpfungselement  15.5 damping element
15 Bodenplatte 15 base plate
16, 17 Halterahmen  16, 17 support frame
16.1 , 17.1 Abschrägung 16.1, 17.1 bevel
18, 19 Endplatten 18, 19 end plates
18.1 , 19.1 Abschrägung 18.1, 19.1 bevel
20 Zuganker 20 tie rods
21 Mutter 21 mother
22, 23, 24 Anschlusseinrichtung 22, 23, 24 connection device
25 Strebe 25 strut
26 Steuergerät 26 control unit
27, 27.1 , 27.2 Gehäusewand  27, 27.1, 27.2 housing wall
28, 28.1 , 28.2 Befestigungsband  28, 28.1, 28.2 fastening tape
A1 Kühlkontaktfläche A1 cooling contact surface
A2 Zellkontaktfläche A2 cell contact area
B Biegerichtung B bending direction
D Druckkraft D pressure force
E1 Erste Zelle E1 First cell
E2 Letzte Zelle E2 Last cell
F Fügerichtung F joining direction
K1 bis K3 Spannungs-Anschlusskontakte P+ Positiver Pol  K1 to K3 Voltage connection contacts P + positive pole
P- Negativer Pol P- negative pole
Pneg Negativer Polanschluss  Pneg Negative terminal
Ppos Positiver PolanschlussPpos positive pole connection
R1 bis R3 Zellenreihen R1 to R3 cell rows
Si Zellensäule  Si cell column
W Wärmefluss W heat flow
Z Zellverbund b, W Breite Z cell network b, W width
d Dicke d thickness
h, h1 , h2 Höhe h, h1, h2 height
s Stapelrichtung s stacking direction
t Tiefe, Dicke t depth, thickness
Es wird darauf hingewiesen, dass vorstehende Bezugszeichenliste integraler Bestandteil der Beschreibung ist. It should be noted that the above list of reference signs is an integral part of the description.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e P a n t a n s p r e c h e
Energiespeichervorrichtung, aufweisend eine Mehrzahl von An energy storage device comprising a plurality of
Speicherzellen und eine Temperiereinrichtung zum Temperieren der Speicherzellen oder eines durch die Speicherzellen gebildeten Memory cells and a tempering device for tempering the memory cells or a formed by the memory cells
Zellverbundes, wobei zwischen einer Speicherzelle und einem anderen Bauelement elastische Mittel zur stoßdämpfenden Lagerung oder Beabstandung vorgesehen sind, wobei das andere Bauelement eine andere Speicherzelle oder ein Halteelement oder ein sonstiges Zellverbundes, wherein between a memory cell and another device elastic means for shock-absorbing storage or spacing are provided, wherein the other component another memory cell or a holding element or another
Gehäuseteil oder ein Wärmeleitelement ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel als funktionaler Bestandteil der Housing part or a heat conducting element, characterized in that the elastic means as a functional part of
Temperiereinrichtung ausgelegt und eingerichtet sind. Temperature control are designed and set up.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel mit einem wärmeleitenden Material ausgebildet sind. Energy storage device according to claim 1, characterized in that the elastic means are formed with a thermally conductive material.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel eine wärmeleitende Hülle und einen Innenraum aufweisen, wobei der Innenraum mit einem elastisch nachgiebigen Material gefüllt ist. Energy storage device according to claim 1 or 2, characterized in that the elastic means comprise a heat-conducting sheath and an inner space, wherein the interior space is filled with an elastically yielding material.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel aus einem wärmeleitenden und elastisch nachgiebigen Material ausgebildet sind. Energy storage device according to claim 1 or 2, characterized in that the elastic means are formed of a thermally conductive and elastically yielding material.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel eine wärmeleitende oder wärmedurchlässige Hülle und einen Innenraum aufweisen, wobei der Innenraum mit einem wärmeleitenden und elastisch nachgiebigen Material gefüllt ist. Energiespeichervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel wenigstens abschnittsweise, vorzugsweise flächig, an Wärmeaustauschflächen der Speicherzellen anliegen. Energy storage device according to claim 1 or 2, characterized in that the elastic means comprise a heat-conducting or heat-permeable casing and an inner space, wherein the interior space is filled with a thermally conductive and elastically yielding material. Energy storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic means at least partially, preferably flat, bear against heat exchange surfaces of the memory cells.
Energiespeichervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel elektrisch leitend ausgebildet sind. Energy storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic means are electrically conductive.
Energiespeichervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel elektrisch isolierend ausgebildet sind. Energy storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic means are designed to be electrically insulating.
Energiespeichervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel an jeweiligen Speicherzellen befestigt oder als integraler Bestandteil jeweiliger Speicherzellen ausgebildet sind. Energy storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic means are attached to respective memory cells or formed as an integral part of respective memory cells.
Energiespeichervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel an jeweiligen Wärmeleitelementen, die wenigstens abschnittsweise zwischen jeweiligen Speicherzellen angeordnet sind, befestigt oder als integraler Bestandteil solcher Wärmeleitelemente ausgebildet sind. Energy storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic means are attached to respective heat-conducting elements, which are arranged at least in sections between respective memory cells, or formed as an integral part of such heat-conducting elements.
Energiespeichervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung eine Energy storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the tempering a
Wärmetauschereinrichtung aufweist und Wärmeleitelemente, die wenigstens abschnittsweise zwischen jeweiligen Speicherzellen angeordnet sind, wärmeleitenden Kontakt mit der Having heat exchanger means and heat conducting elements, which are arranged at least in sections between respective memory cells, thermally conductive contact with the
Wärmetauschereinrichtung aufweisen. Energiespeichervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spanneinrichtung zum Verspannen der Speicherzellen vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Have heat exchanger device. Energy storage device according to one of the preceding claims, characterized in that a clamping device is provided for clamping the memory cells, wherein preferably the
Spanneinrichtung als funktionaler Bestandteil der Temperiereinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist. Clamping device is designed and set up as a functional part of the tempering device.
Energiespeicherzelle, mit einem aktiven Teil und einer den aktiven Teil umgebenden Einhausung, sowie mit elastischen Mitteln, die an der Speicherzelle befestigt oder als integraler Bestandteil derselben ausgebildet sind und zur stoßdämpfenden Lagerung oder Energy storage cell, with an active part and an enclosure surrounding the active part, and with elastic means which are attached to the memory cell or formed as an integral part thereof and for shock-absorbing storage or
Beabstandung der Speicherzelle gegenüber anderen Bauelementen ausgelegt und eingerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel ausgelegt und eingerichtet sind, Wärme zu leiten, wobei die elastischen Mittel vorzugsweise als funktionaler Bestandteil der Temperiereinrichtung ausgelegt und eingerichtet sind. Spacing the memory cell are designed and set up compared to other components, characterized in that the elastic means are designed and arranged to conduct heat, wherein the elastic means are preferably designed and set up as a functional part of the tempering.
Wärmeleitelement zur Anordnung zwischen Energiespeicherzellen, gekennzeichnet durch elastische Mittel, die an dem Wärmeleitelement befestigt oder als integraler Bestandteil desselben ausgebildet sind, und die ausgelegt und eingerichtet sind, Wärme zu leiten, wobei die elastischen Mittel vorzugsweise als funktionaler Bestandteil der Heat conducting element for arrangement between energy storage cells, characterized by elastic means which are attached to the heat conducting element or formed as an integral part thereof, and which are designed and adapted to conduct heat, wherein the elastic means preferably as a functional component of
Temperiereinrichtung ausgelegt und eingerichtet sind. Temperature control are designed and set up.
Wärmeleitelement, mit einer insbesondere dünnwandigen Wärmeleitelement, with a particular thin-walled
Trägerstruktur, insbesondere zur Aufnahme einer Energiespeicherzelle, dadurch gekennzeichnet, dass die dünnwandige Struktur eine Form eines vorzugsweise flachen Quaders umschreibt, und wobei die dünnwandige Struktur wenigstens eine Flachseite und wenigstens zwei an die Flachseite angrenzende Schmalseiten aufweist, und weiter gekennzeichnet durch elastische Mittel, die an dem Wärmeleitelement befestigt oder als integraler Bestandteil desselben ausgebildet sind und die ausgelegt und eingerichtet sind, Wärme zu leiten, wobei die elastischen Mittel vorzugsweise als funktionaler Bestandteil der Temperiereinrichtung ausgelegt und eingerichtet sind. Carrier structure, in particular for receiving an energy storage cell, characterized in that the thin-walled structure circumscribes a shape of a preferably flat cuboid, and wherein the thin-walled structure has at least one flat side and at least two adjacent to the flat side narrow sides, and further characterized by elastic means, the attached to the heat conducting element or formed as an integral part of the same and which are designed and adapted to conduct heat, wherein the elastic means are preferably designed and set up as a functional component of the tempering device.
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