JP2015505120A - バッテリおよびバッテリのためのセルブロック - Google Patents

バッテリおよびバッテリのためのセルブロック Download PDF

Info

Publication number
JP2015505120A
JP2015505120A JP2014545120A JP2014545120A JP2015505120A JP 2015505120 A JP2015505120 A JP 2015505120A JP 2014545120 A JP2014545120 A JP 2014545120A JP 2014545120 A JP2014545120 A JP 2014545120A JP 2015505120 A JP2015505120 A JP 2015505120A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cell
cell block
battery
plate
temperature adjustment
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.)
Granted
Application number
JP2014545120A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5893159B2 (ja
Inventor
クリスティアン・ブロマー
ライナー・カウフマン
イエンス・マインチェル
ディルク・シュレーター
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of JP2015505120A publication Critical patent/JP2015505120A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5893159B2 publication Critical patent/JP5893159B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6572Peltier elements or thermoelectric devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6553Terminals or leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554Rods or plates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561Gases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567Liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6571Resistive heaters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522Inorganic material
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本発明は、バッテリ(2)のためのセルブロック(1)に関し、複数の電気化学的単一セル(3)を備え、前記単一セルは電気的に相互に直列および/または並列に接続され、フラットセルとして形成されており、セルブロック(1)内で、基本的に相互に平行に方向付けられ、かつ前後に配置され、少なくとも1つの緊締要素によって相互に緊締されている。本発明では、前記緊締要素が、前記単一セル(3)の温度調整のための温度調整プレート(4)として形成されており、前記温度調整プレートが、前記セルブロック(1)の長手方向側面に配置され、かつ前記単一セル(3)と熱伝導的に接続されている。さらに本発明はバッテリ(2)に関する。

Description

本発明は請求項1の前提部分に添ったバッテリのためのセルブロックおよび請求項8の前提部分の特徴に添った、バッテリに関する。
車両で使用するためのバッテリ、特に車両を駆動するための電気エネルギを蓄えるための駆動バッテリは、従来技術から一般的に知られている。これらのバッテリは、複数の、電気的に相互に、直列および/または並列に接続されている電気化学的単一セルを含み、この電気化学的単一セルはそれに付属する電子回路部と温度調整部と共にケース内に配置されている。バッテリは、温度調整のために、例えばそれぞれ少なくとも1つの、液体、例えば水、冷却剤または空気が直接貫流し、ならびに直接、または熱伝導フィルムもしくは注形コンパウンドを介して、単一セルと熱伝導的に接続されている、温度調整プレートを含む。
この単一セルは、セル結合とも呼ばれる、いわゆるセルブロックにまとめられ、このセルブロックは、それぞれある程度の数の単一セルを含み、また機械的な固定具と電気的接続部も含む。四角形の、フラットセルとして形成された単一セル、例えばポーチセルまたは角柱状単一セルは、セルとそのホルダないしは、双極性フレームフラットセルの場合は、単一セル全体が、締め付け手段を介してプレッシャプレートによって押し付けられている。これによって堅固なセルブロックが形成される。プレッシャプレート上に力を加えるための締め付け手段としては、たとえば緊締ロッドまたは固定ストラップが使われる。
本発明の課題は、バッテリのための改善されたセルブロックおよび改善されたバッテリを提供することである。
この課題は、本発明の、請求項1の特徴を備えるバッテリのためのセルブロック、および請求項8の特徴を備えるバッテリによって解決される。
本発明の有利な実施形態は従属項の対象である。
バッテリのためのセルブロックは、複数の電気化学的単一セルを含み、単一セルは電気的に相互に直列および/または並列に接続され、フラットセルとして形成されており、セルブロック内で、基本的に相互に平行に方向付けられ、かつ前後に配置され、少なくとも1つの緊締要素によって相互に緊締されている。
フラットセルは2つの対向して位置する前面を持ち、この面は環状の縁面よりもはるかに大きい。このようなフラットセルは、例えばいわゆる双極性フレームフラットセル、ポーチセルないしはフィルム状の被覆を持つコーヒーバッグ型セル、または角柱状のフラットセルとして形成されている。
基本的に相互に平行に方向付けられているということは、単一セルが、通常の製造および生産許容誤差の枠内で互いに平行に方向付けられているということを意味する。
本発明の緊締要素は、単一セルの温度調整のための温度調整プレートとして形成されており、温度調整プレートはセルブロックの長手方向側面に配置され、単一セルと熱伝導的に接続されている。
目的にそって機械的に、温度調整プレートを使って実施される、緊締または圧着によって、単一セルは力結合および/または形状結合によってセルブロックに固定され、セル接合体とも呼ばれる、堅固なセルブロックが形成されている。この温度調整プレートは、従来技術から周知の緊締要素に取って代わることができ、またこれゆえにセルブロックがより小さく形成されるため、緊締要素を、または少なくとも複数の緊締要素の1つを、温度調整プレートとして形成することで、セルブロックの重量と価格低減、ならびにセルブロックをバッテリ内に取付けるために必要な構造空間の減少を達成する。すなわち1つの構成部品、温度調整プレートで、同時に2つの機能を果たすことができ、セルブロックへと単一セルを緊締すること、ならびに単一セルの温度調整、すなわち、単一セルを最適な作動温度にするかまたは最適な作動温度に維持するための、単一セルの冷却および/または加熱である。このために、温度調整プレートは、例えば温度調整媒体、例えば空気、水もしくは冷却剤によって貫流されることができ、または貫流され、および/または冷却源および/または熱源、例えば少なくとも1つのペルティエ素子もしくは少なくとも1つの、いわゆる加熱路として形成された加熱ユニットと熱伝導的に接続される。このペルティエ素子ないしは加熱路は、例えば温度調整プレートの、単一セルとは反対側の背側に配置されている。
この温度調整プレートは、直接、または例えば電気的に絶縁する熱伝導フィルム、もしくは電気的に絶縁し、かつ良好に熱を伝導する注形コンパウンドを介して、単一セルと熱伝導的に接続されている。加えて熱伝導フィルムないしは注形コンパウンドを介して、単一セルと温度調整プレート間の許容誤差調整が可能であって、この結果、許容誤差が出現した場合も、非常に良好な、また確実な、温度調整プレートの単一セルとの熱的結合が確保される。このような電気的に絶縁する熱伝導フィルムまたは注形コンパウンドは、例えば、温度調整プレートが電極端子として使われ、これゆえに電気伝導性の単一セルのケースと、または単一セルのセル電極と、またはセル連結材を介して単一セルと熱伝導的に接続されている場合は、必要である。必要であれば、熱伝導フィルムもしくは注形コンパウンドを使用している場合でも、さらに代替としてまたは付加的に、例えば温度調整プレートを冷却バーまたは冷却プレートを介して単一セルと熱的に結合することも可能である。
温度調整プレートが緊締装置の構成部品の1つであることが目的に適っており、この場合緊締装置は、2つの、それぞれセルブロックの横面に、すなわちそれぞれセルブロックの1つの前面に配置されているプレッシャプレートを有する。さらに、緊締装置は少なくとも1つの、少なくともプレッシャプレートの1つを温度調整プレートと接続するための連結要素を備える。この温度調整プレートは、張力または押し付け力を、1つのプレッシャプレートから他のレッシャプレートへ、すなわちセルブロックの一側面から他の側面へと伝えるために、プレッシャプレート間に配置されている。この連結要素は、プレッシャプレートと温度調整プレートとの、長さが変更可能な接続を可能にするように形成されていて、その結果許容誤差が調整可能であり、またプレッシャプレートの温度調整プレートへの接近の増加、およびその結果としての2つのプレッシャプレート相互の接近の増加によって、前以て設定された緊締または圧着に調整することができる。この温度調整プレートはプレッシャプレートの1つと、例えば一体接合で、形状結合でおよび/または力結合で、例えば溶接またはねじ止めで確実に連結されることができる。ただし2つのプレッシャプレートは、接続要素を使って温度調整プレートと連結されていることも可能であり、その結果温度調整プレートが両方のプレッシャプレートへより接近することで、連結要素を介しての単一セルの保持が、またその結果としての、プレッシャプレート相互の接近の増加が可能になる。
目的にそった実施形態においてこの連結要素はプレッシャプレートの、少なくとも1つを温度調整プレートにねじ止めするためのねじとして形成されている。もちろん複数の、例えばねじとして形成されている、この種の連結要素も可能である。ねじが、温度調整プレート内へのねじ込みが増えることによって、このプレッシャプレートの温度調整プレートへの接近の増加を可能にするため、これらのねじは長さが変更可能な連結要素である。代替としての実施形態では、この連結要素は例えばスレッドロッドとして形成されていることができ、スレッドロッドは温度調整プレート内に固定配置されている。従ってプレッシャプレートは、スレッドロッド上で摺動可能であり、またスレッドロッド上にねじ込むナットを使って、温度調整プレー上にねじで取り付けられ、これによってプレッシャプレートの温度調整プレートへの接近は増加し、その間に配置されている単一セルの緊締の増加下で、これによってプレッシャプレートが相互に近づく。
この単一セルは縁側に枠要素を持ち、またはセルブロック内で縁側の枠要素によって少なくとも部分的に囲まれており、温度調整プレートの最大長さは、相互に平行に方向付けられ、かつ前後に配置されているセルブロックの枠要素全体の組み合わせ長さに等しいことが目的に適っている。このようにして、単一セルの堅固な緊締は、プレッシャプレートが温度調整プレートに完全に接近することが保証される。これを、枠要素の幅の許容誤差でも確保するためには、温度調整プレートが幾分短く形成されている場合は有利であり、その結果幾つかの枠要素が僅かにより薄く形成されている場合も、単一セルはプレッシャプレートによって充分に締め付けられる。
1つの有利な実施形態において、セルブロックは2つの温度調整プレートを備え、温度調整プレートはセルブロックの対向する長手方向側面上に配置されている。このようにして、従来技術から周知の緊締要素は全て温度調整プレートで交換され、すなわちセルブロックは単に温度調整プレート、プレッシャプレートおよび連結要素で確実に締め付けられ、その結果、さらなる重量、さらなる経費およびさらなる構造空間を必要とするであろう、これ以外の緊締要素を必要としない。さらに、温度調整プレートが、2つの対向する面から、その全面にわたって、比較的均一にまた確実に温度調整をするため、このようにして単一セルの温度調整は最適化される。もちろん、セルブロックの3つの長手方向側面、またはセルブロックの全ての4つの長手方向側面に、それぞれ温度調整プレートを取り付けることも可能である。このようにして、もしそれが必要であれば、単一セルの温度調整を、また付加的にその緊締もさらに改善することができる。加えてもちろん、2つの温度調整プレートの、セルブロック上での他の配列も可能であり、すなわち対向する側面ではなく、相互に接する側面でも可能である。
目的に適った1つの実施形態では、セルブロックは少なくとも1つのさらなる、単一セルの緊締のための、特に機械的に緊締するための緊締要素を備える。この緊締要素は、単に1つの温度調整プレートがセルブロック上に配置されていて、これが緊締要素として使用されている場合に、特に目的に適っている。この場合は、正しい緊締を確実にするために、対向する側面の領域内に同じく1つの緊締が必要であり、この緊締は1つのまたは複数のさらなる緊締要素で実現することができる。
好ましいのは、さらなる緊締要素が緊締ロッドまたは固定ストラップとして形成されていることである。固定ストラップは、両方のプレッシャプレートを含めてセルブロック全体を長手方向に周りを緊締し、この場合単一セルは固定ストラップを緊張させて緊締し、圧着する。緊締ロッドは、セルブロックの長手方向に、これに沿ってひとつのプレッシャプレートから他のプレッシャプレートへと、またこれらを貫通して案内されている。例えば、結合アンカはスレッドロッドとして形成されていて、ナットをねじ山上で締め付けることでプレッシャプレートを相互に緊締できるように一方の端部または両端にねじ山を有する。緊締ロッドが1つ端部のみにこのようなねじ山を持っている場合、他方の端部とは別の方法で、一体接合で、形状結合でおよび/または力結合で、例えば溶接されて、それぞれのプレッシャプレート上に固定されている。
本発明のバッテリは、少なくとも1つのこの種のセルブロックを含む。温度調整プレートが従来技術から周知の緊締要素に取って代わることができ、またこれゆえにセルブロックがより小さく形成されるため、緊締要素を、または少なくとも複数の緊締要素の1つを、温度調整プレートとして形成することで、セルブロックの、またこれによってバッテリの重量と価格低減、ならびにセルブロックをバッテリ内に取り付けるために必要な構造空間の減少を達成する。すなわち1つの構成部品、温度調整プレートで、同時に2つの機能を果たすことができ、セルブロックへと単一セルを緊締すること、ならびに単一セルの温度調整、すなわち、単一セルを最適な作動温度にするかまたは最適な作動温度に維持するための、単一セルの冷却および/または加熱である。バッテリ内のセルブロックのために必要とされる構造空間が僅かであるため、バッテリもより小さく形成されていて、その結果バッテリも例えば車両内で、より僅かな構造空間を必要とする。
好ましくはこのバッテリは複数の、電気的に相互に、直列および/または並列に接続されているセルブロックを含む。このようにして各々の使用の目的に必要な電圧、電流および蓄電能力を備えるバッテリは形成されている。
このバッテリは車両用バッテリであって、特に電気車両のための、ハイブリッド駆動を備える車両のための、または燃料電池車両のためのトラクションバッテリであることが目的に適っている。このような種類のトラクションバッテリは、車両を駆動するための電気エネルギのエネルギーアキュムレータとして使われる。特に、可能となったセルブロックをより小さく形成すること、またこれによって、1つまたは複数のこのセルブロックを持つバッテリで、構造空間と重量低減が達成され、これは特に、このバッテリまたは複数のこのようなバッテリのために提供される構造空間が制限されている、電気車両、ハイブリッド駆動を備える車両、または燃料電池車両での、トラクションバッテリとしての使用のためには大きな意味を持つ。構造空間の低減によってさらなるこの種のバッテリを使用することが可能となり、これによって例えば車両の走行距離を長くすること、または同じバッテリ数で、乗客と荷物のために車両内により大きな空間を提供することができる。さらに、達成された重量低減によって、より少ない重量のゆえに車両のエネルギ消費が達成され、その結果両の走行距離が長くなり、また加えて、車両の車両総重量がより少ないことから車両内へのより高い積載が達成される。セルブロックとバッテリの価格低減が達成されることによって、車両用バッテリとして使用する場合、車両の価格低減も達成される。
本発明の実施例を、図面を参照に以下に詳細に説明する。
セルブロックの第1の実施形態の概略的部分分解図である。 セルブロックの第1の実施形態の概略的斜視図である。 セルブロックの第1の実施形態の縦断面図である。 セルブロックの第1の実施形態の横断面図である。 セルブロックの第2の実施形態の概略的部分分解図である。 セルブロックの第2の実施形態の概略的斜視図である。 セルブロックの第2の実施形態の縦断面図である。 セルブロックの第3の実施形態の概略的部分分解図である。 セルブロックの第3の実施形態の概略的斜視図である。 セルブロックの第3の実施形態の縦断面図である。 バッテリの概略図である。
相互に対応する部分には、全ての図面で同じ記号が付けられている。
図1から10には、バッテリ2のためのセルブロック1の、3つの異なる実施形態がさまざまな概略図で示されている。この種のセルブロック1はセル接合体とも呼ばれる。図11は、電気的に相互に直列および/または並列に接続されている、複数のこの種のセルブロック1を持つ、1つのバッテリ2を示している。
このセルブロック1は、それぞれ電気的に相互に直列および/または並列に接続されている複数の電気化学的単一セル3を含み、単一セルはフラットセルとして形成されていて、セルブロック1内で、基本的に相互に平行に方向付けられ、また前後に配置されている。フラットセルとして形成されている単一セル3は、それぞれ2つの対向して位置する前面を持ち、この面は環状の縁面よりもはるかに大きい。
第1の、図1から4に示されている実施例、および第2の、図5から7に示されている実施例では、この単一セル3は角柱状のフラットセルとして形成されていて、金属製のセルケースを備え、この際に各々の単一セル3のセル電極3.1、3.2、すなわち1つの電気的正極および1つの電気的負極が単一セル3のその上方の長辺上に配置されている。第3の、図8から10に示されている実施例では、単一セル3が、いわゆるポーチセルとして形成されていて、このポーチセルでは電気化学的に活性な電極フィルムユニットと電解液がフィルム状の被覆に囲まれていて、フィルム状の被覆の縁側が溶着されていて、この際にターミナルラグとして金属板形状に形成されているセル電極3.1、3.2が被覆から外へと案内されている。さらにフラットセルとして、ここでは詳細に例示しない、いわゆる双極性フレームフラットセルも可能であり、双極性フレームフラットセルでは1つのフレームが単一セル3に組み込まれていて、また2つの電気伝導的な金属製の被覆金属板を備え、被覆金属板がそれぞれ単一セル3の電極3.1、3.2として形成される。
この単一セル3は、単一セル3がこのようにして力結合でおよび/または形状結合によってセルブロック1内に固定され、また堅固なセルブロック1として形成されるために、緊締要素を介して相互に緊締されるかまたは圧着される。この場合に、第1の、図1から4に示されている実施形態、ならびに第3の、図8から10に示されている実施形態では、全ての緊締要素が、単一セル3の温度調整のための温度調整プレート4として形成されていて、温度調整プレートはセルブロック1の対向する長手方向側面上に配置され、また単一セル3と熱伝導的に接続されている。第2の、図5から7に示されている実施形態では、ひとつのこの種の、温度調整プレート4として形成されている緊締要素のみを備え、その結果単一セル3の正しい保持を確実にするために、温度調整プレート4としては形成されていない、さらなる緊締要素5を必要とする。このさらなる緊締要素5は温度調整プレート4の領域内で、セルブロック1の対向する長手方向側面上に、第2の実施例ではセルブロック1の上面の領域に配置されている。
この温度調整プレート4は、単一セル3をセルブロック1へと緊締および圧着するための緊締要素としての機能と並んで、さらに単一セル3の温度調整、すなわち、単一セルを最適な作動温度にするかまたは最適な作動温度に維持するために、単一セル3の冷却および/または過熱に使われる。このために実施例に示されている温度調整プレート4は、ダクト6が貫通しており、また、例えば空気、水、冷却剤である、温度調整媒体が貫流可能であるか、貫流する。温度調整プレートは加えて2つの接続要素7を備え、それを介してそれぞれの温度調整プレート4が温度調整回路、例えば空調回路または車両の冷却剤回路と接続される。代替としてまたは付加的に、それぞれの温度調整プレート4は、さらにここには示されていない実施形態において、例えば冷却源および/または熱源と、例えば少なくとも1つのペルティエ素子もしくは少なくとも1つの、いわゆる加熱路として形成された加熱ユニットと熱伝導的に接続されることが可能である。このペルティエ素子ないしは加熱路は例えば温度調整プレート4の、単一セル3とは反対側の背側に配置されている。
この温度調整プレート4はそれぞれ直接、またはここで示されている実施形態のように、単一セル3と温度調整プレート4間に取り付けられている電気的に絶縁する熱伝導フィルム8を介して、それぞれ単一セル3と熱伝導的に接続されている。熱伝導フィルム8の代替として、単一セル3とそれぞれの温度調整プレート4の間の、ここには図示されていない、電気的に絶縁し、かつ良好に熱伝導をする注形コンパウンドも可能である。
熱伝導フィルム8ないしは注形コンパウンドを介して、それぞれの温度調整プレート4は単一セル3に対して電気的に絶縁されている。加えて単一セル3とそれぞれの温度調整プレート4間の許容誤差調整が可能であり、この結果、許容誤差が出現した場合も良好なまた確実なそれぞれの温度調整プレート4と単一セル3との熱的結合が確保される。
図1から7の、第1と第2の実施例に、角柱状のフラットセルとして形成された、金属製のケースを持つ単一セル3で示されているように、電気的に絶縁する熱伝導フィルム8またはここに示されていない例において注形コンパウンドを介して、この温度調整プレート4が単一セル3の金属製の電気伝導的なケースと熱伝導的に連結することが可能である。電気的に絶縁する、それぞれの熱伝導フィルム8を、単一セル3と各々の温度調整プレート4の間に配列することで、温度調整プレート4は単一セル3から電気的に絶縁されるが、熱伝導フィルム8の非常に良好な熱伝導性から、単一セル3とは非常に良好に熱伝導的に接続されている。
第3の、図8から10に示されている実施例には、2つの温度調整プレート4が、セル連結材9を介して、ターミナルラグとして形成された単一セル3のセル電極3.1、3.2と熱伝導的に接続されている。ターミナルラグとして形成されたセル電極3.1、3.2は、U字形の金属製セル連結材9で、例えば超音波溶接によって、または抵抗溶接によって一体接合で連結されていて、その結果この温度調整プレート4はセル連結材9を、またターミナルラグとして形成されたセル電極3.1、3.2を介して、ポーチセルとして形成された単一セル3のセル内部と、すなわち電極フィルムユニットおよび電解液と熱伝導的に接続されている。温度調整プレート4をセル連結材9に対して電気的に絶縁するために、ここでもそれぞれ熱伝導フィルム8が各々の温度調整プレート4と単一セル3ないしはセル連結材9の間に配置されている。
さらに、ここには示されていない実施形態において、代替としてまたは付加的に、例えばそれぞれの温度調整プレート4と単一セル3とを、冷却バーまたは冷却金属板を介して熱的に結合することが可能であり、この際に必要である場合は熱伝導フィルム8または注形コンパウンドを使用することも可能で有る。
セルブロック1内に単一セル3を正しく緊締するために、温度調整プレート4はそれぞれ緊締装置の1つの構成部品である。このような緊締装置は、2つのプレッシャプレート10を備え、これはそれぞれセルブロック1の横側、すなわちそれぞれセルブロック1の前面に配置されている。さらに緊締装置は、プレッシャプレート10を温度調整プレート4と接続するための連結要素11を備える。この温度調整プレート4は、緊締力または圧力を1つのプレッシャプレート10から他のプレッシャプレートへと、すなわちセルブロック1の一側面から他の側面へと伝えるために、プレッシャプレート10間にそれぞれ配置されている。この連結要素11は、プレッシャプレート10と各々の温度調整プレート4との長さが変更可能な接続を可能にするように形成されていて、その結果許容誤差が調整可能であり、またプレッシャプレート10のそれぞれの温度調整プレート4への接近の増加、およびその結果としての2つのプレッシャプレート10相互の接近の増加によって、前以て設定された緊締または圧着に調整することができる。
例えばこの連結要素11は、ここで示されているように、プレッシャプレート10を温度調整プレート4とねじ止めするためのねじとして形成されていて、これはそれぞれのプレッシャプレート10内の開口12を通して貫通案内され、それぞれの温度調整プレート4内にねじ止めされていて、この際にねじ頭は、各々のプレッシャプレート10の温度調整プレート4とは反対側の側方の領域に留まり、その結果ねじでプレッシャプレート10を温度調整プレート4へねじ付けることで、プレッシャプレートは温度調整プレート4に対して押し付けられる。このねじは、温度調整プレート4内へのねじ込みが増えることによって、それぞれのプレッシャプレート10の温度調整プレート4への接近の増加が可能になるため、長さが変更可能な連結要素11である。これを確実にするために、温度調整プレート4内には、特に図3、7および10に示されているように、ねじ穴13が必要であり、ねじ穴は少なくとも、ねじとして形成された連結要素11の最大可能なねじ込みと同じ深さが必要である。
代替として、ここには示されていない実施形態において、この連結要素11は例えばスレッドロッドとして形成されていることができ、スレッドロッドは温度調整プレート4に固定配置されている。従ってプレッシャプレート10はスレッドロッド上に摺動可能であり、この際にスレッドロッドはプレッシャプレート10内の開口12を通して案内されまたスレッドロッド上に締め付けるナットを介して、温度調整プレート4上にねじで取り付けられていて、これによってプレッシャプレートの温度調整プレート4への接近が増加し、これによってプレッシャプレート10は相互に近づき、その間に配置されている単一セル3の緊締が増加する。
さらにここには示されていない実施例において、それぞれの温度調整プレート4は1つのプレッシャプレート10と例えば一体接合で、形状結合でおよび/または力結合で、固定連結されていて、その結果単一セル3をセルブロック1へと緊締することは、それぞれ他方のプレッシャプレート10とそれぞれの温度調整プレート4とのねじ付けを増加することによって行う。
ここで示されている実施例では、セルブロック1内の単一セル3は縁側の枠要素14、15、16によって少なくとも部分的に囲まれている。別の、ここには示されていない実施例では、セルブロック1が例えば双極性フレームフラットセルとして形成されている単一セル3によって形成されていて、この種の縁側の枠要素14、15、16は単一セル3の構成部品である。
第1と第2の、図1から7に示されている実施例では、第1のおよび第2の枠要素14、15が合成樹脂からなるスペーサとも呼ばれる、間隔保持部材であって、単一セル3間ないしはセルブロック1の単一セル3の前面と各々のプレッシャプレート10との間に形成されていて、この際にそれぞれ縁側の枠要素と、1つのそれぞれの単一セル3の前面を被覆する中央領域を備えている。第1の枠要素14によって単一セル3は定義された間隔を持って相互に保持されまた対向して電気的に絶縁されている。セルブロック1の単一セル3の前面と、各々のプレッシャプレート10の間に、それぞれ第2の枠要素15が配置されていて、それには各々の単一セル3の前面の方向に縁側の枠要素が形成されているのみである。セルブロック1の長手方向上面上には、各々の枠要素14、15の縁側の枠構成領域が、その間をセル電極3.1、3.2が貫通案内可能であるように、相互に距離を持って有る。
この単一セル3はセル電極3.1、3.2上に配置されているセル連結材9によって、この例では直列に電気的に相互に接続されていて、しかしながら単一セルはさらなる実施例では平行に接続されていることができ、またはセルブロック1は、相互に、電気的に直列および電気的に並列に接続されている単一セル3を持つことができる。セル連結材基板17にまとめられている、このセル連結材9は、例えば重なり合いを持つレーザー溶接でセル電極3.1、3.2と接続されている。セル連結材素材17は2つのセルブロック電極17.1、17.2を備え、これを介してセルブロック1は電気的に接続可能である。
第3の、図8から10に示されている実施例には、ポーチセルとして形成された単一セル3は、第3の枠要素16によってセルブロック1内に固定され、また定義された間隔が維持されている。すなわち第3の枠要素16は、それぞれ中央に縁側を枠状領域で囲まれた成形部を持ち、その中にそれぞれの単一セル3が取り付けられている。個々の単一セル3は、2つのこの種の、各々の単一セル3の1つの前面上の縁側に当接する、第3の枠要素16の間に挾まれている。セルブロック1の緊締によって発生される押し付け力によって、単一セル3は堅固に第3の枠要素16の間に挟持され、また力結合でおよび/または形状結合によってセルブロック1内に保持される。
ターミナルラグとして形成された、隣接する単一セル3のセル電極3.1、3.2は、第3の枠要素16に取り付けられている、U字形の金属製のセル連結材9を介して、電気的に相互に接続されている。このために、セル電極3.1、3.2は例えば超音波溶接によって、または抵抗溶接によってセル連結材9に取り付けられている。これを可能にするために、第3の枠要素16は2つの対向して位置する側にセル接合領域18を持ち、セル接合領域にはそれぞれ1つのセル連結材9が据え付けられている。この第3の枠要素16のセル連結材9およびセル接合領域18はそれぞれ陥凹部を持つ。この陥凹部は対応した形を持つツールを受入れるために使われ、このツールは超音波溶接による場合、それぞれのセル電極3.1、3.2と各々のセル連結材9との接触のために支持部として利用される。これによって、各々のセル電極3.1、3.2および各々のセル連結材9が溶接の際に適当な力で相互に押し付けられることが可能となり、その結果面状の重なり合いが保証され、また作成された接続は相応に良好な電気伝導性を持つ。
示されている全ての実施形態では、温度調整プレート4は最大で、相互に平行に方向付けられ、また前後に配置されている、それぞれのセルブロック1の枠要素14、15、16の全てを一緒にした長さである。このようにして、単一セル3の堅固な緊締は、プレッシャプレート10がそれぞれの温度調整プレート4に完全に接近した場合に保証される。これを枠要素14、15、16の幅許容誤差にも確保するために、温度調整プレート4が幾分短く形成されている場合は有利であって、その結果幾つかの枠要素14、15、16が僅かにより薄く形成されている場合も、単一セル3はプレッシャプレート10によって充分に締め付けられる。
第1および第3の実施例では、セルブロック1はそれぞれ2つの温度調整プレート4を有し、この温度調整プレートがセルブロック1の対向する長手方向側面上に配置されているが、すでに2つの温度調整プレート4を介して単一セル3を正しく緊締することが可能であることから、その緊締装置は単に、この2つの温度調整プレート4と、2つのプレッシャプレート10と、連結要素11を備えるのみである。すなわち、さらなる緊締要素5を必要としない。
第2の、図5から7に示されている実施例では、セルブロック1は1つの温度調整プレート4のみを持つことから、単一セル3をセルブロック1内に正しく保持するためにはさらなる緊締要素5が必要であり、すなわちこの緊締装置は、この実施例では、温度調整プレート4、プレッシャプレート10および連結要素11と並んで、付加的にさらなる緊締要素5を含む。既に説明したように、この温度調整プレート4は、ここではセルブロック1の下側の長手方向側に配置されていて、さらなる緊締要素5は、温度調整プレート4に対向する、セルブロック1の長手方向側の領域内に、すなわちここに示されている例では、セルブロック1の上方の長手方向側の領域内に配置されている。
このさらなる緊締要素5は、ここに示されている第2の実施例では、緊締ロッドとして形成されている。しかしながら代替として、ここには示されていない実施形態において、このさらなる緊締要素5は、例えば固定ストラップとして形成されていることもでき、固定ストラップは、両方のプレッシャプレート10を含めてセルブロック全体の長手方向に掛け渡され、この場合固定ストラップを緊張させることで単一セル3を緊締し、圧着することができる。
ここに示されている実施例で使用された、緊締ロッドとして形成されているさらなる緊締要素5は、セルブロック1の上方の長手方向側の角領域に、1つのプレッシャプレート10から他のプレッシャプレートへと、セルブロック1の長手方向に沿って配置されている。この際にこれらは、単一セル3を取り囲む第1と第2枠要素14、15内の穴19、ならびにプレッシャプレート10内の1つの付加的な開口20を通って案内され、別のプレッシャプレート10内で、一体接合で、形状結合で、および/または力結合で取り付けられている、例えばここに示されているように、別のプレッシャプレート10内に配置されているねじ要素21内に、ねじ込まれる。緊締ロッドとして形成されたさらなる緊締要素5は、少なくとも部分的にスレッドロッドとして形成されていて、すなわち緊締要素はその両端にそれぞれねじ山を持つ。このようにしてスレッドロッドは1つの端部でのプレッシャプレート10のそれぞれのねじ要素21内にねじ込まれ、他のプレッシャプレート10を貫通して案内された他の端部上にはそれぞれナット22がねじ付けされ、その結果これらのプレッシャプレート10は、各々の緊締ロッドとして形成されたさらなる緊締要素5のねじ山上への、ナット22のねじ付けを増加することで、相応に緊締することができる。
図11に示されたバッテリ2は、複数のこのようなセルブロック1を含み、セルブロックは電気的に相互に、直列および/または並列に接続されている。このようにして、各々の使用の目的に必要な電圧、電流および蓄電能力を備えているバッテリ2は形成されている。
温度調整プレート4または複数の温度調整プレート4が、従来技術から周知の緊締要素に取って代わることができ、またまたこれゆえにセルブロック1がより小さく形成されるため、緊締要素を、または少なくとも緊締要素の1つを、温度調整プレート4として形成することで、セルブロック1の、またこれによってバッテリ2の重量と価格低減、ならびにセルブロック1をバッテリ2内へ取付けるために必要な構造空間の減少が達成される。すなわち1つの構成部品、温度調整プレートで、同時に2つの機能を果たすことができ、セルブロック1へと単一セル3を緊締すること、ならびに単一セルの温度調整、すなわち、単一セル3を最適な作動温度にするかまたは最適な作動温度に維持するための、単一セルの冷却および/または加熱である。バッテリ2内のセルブロック1のために必要とされる構造空間が僅かであるため、バッテリ2もより小さく形成されていて、その結果バッテリ2も例えば車両内で、より僅かな構造空間を必要とする。
このバッテリ2は例えば車両用バッテリであって、特に電気車両のための、ハイブリッド駆動を備える車両のための、または燃料電池車両のためのトラクションバッテリである。このような種類のトラクションバッテリは、車両を駆動するための電気エネルギのエネルギーアキュムレータとして使われる。
特に、可能となったセルブロック1をより小さく形成すること、またこれによって、複数のこのセルブロック1を持つバッテリ2は構造空間と重量低減が達成され、これは特に、バッテリ2または複数のこのようなバッテリ2のために提供される構造空間が制限されている、電気車両、ハイブリッド駆動を備える車両、または燃料電池車両でのトラクションバッテリとしての使用のためには大きな意味を持つ。構造空間の低減によってさらなるこの種のバッテリ2を使用することが可能で、これによって例えば車両の走行距離を長くすること、または同じバッテリ数で、乗客と荷物のために車両内により大きな空間を提供することができる。さらに達成された重量低減によって、より少ない重量のゆえに車両のエネルギ消費が達成され、その結果両の走行距離が長くなり、また加えて、車両の車両総重量がより少ないことから車両内へのより高い積載が達成される。セルブロック1とバッテリ2の価格低減が達成されることによって、車両用バッテリとしての使用する場合、車両の価格低減も達成される。
1 セルブロック
2 バッテリ
3 単一セル
3.1、3.2 セル電極
4 温度調整プレート
5 さらなる緊締要素
6 ダクト
7 接続要素
8 熱伝導フィルム
9 セル連結材
10 プレッシャプレート
11 連結要素
12 開口
13 ねじ穴
14 第1枠要素
15 第2枠要素
16 第3枠要素
17 セル連結材素材
17.1、17.2 セルブロック電極
18 セル接合領域
19 穴
20 付加的開口
21 ねじ要素
22 ナット

Claims (10)

  1. バッテリ(2)のためのセルブロック(1)であって、複数の電気化学的単一セル(3)を備え、前記単一セルは、電気的に相互に直列および/または並列に接続され、フラットセルとして形成されており、前記セルブロック(1)内で、基本的に相互に平行に方向付けられ、かつ前後に配置され、少なくとも1つの緊締要素によって相互に緊締されている、セルブロック(1)において、
    前記緊締要素が、前記単一セル(3)の温度調整のための温度調整プレート(4)として形成されており、前記温度調整プレートが、前記セルブロック(1)の長手方向側面に配置され、かつ前記単一セル(3)と熱伝導的に接続されていることを特徴とする、セルブロック(1)。
  2. 前記温度調整プレート(4)が、緊締装置の構成部品の1つであって、前記緊締装置が、2つのプレッシャプレート(10)を有し、前記プレッシャプレートがそれぞれ前記セルブロック(1)の横面に配置され、前記プレッシャプレート(10)の少なくとも1つを前記温度調整プレート(4)と接続するための少なくとも1つの連結要素(11)を備えることを特徴とする、請求項1に記載のセルブロック(1)。
  3. 前記連結要素(11)が、前記プレッシャプレート(10)の少なくとも1つを前記温度調整プレート(4)にねじ止めするためのねじとして形成されていることを特徴とする、請求項2に記載のセルブロック(1)。
  4. 前記単一セル(3)が、縁側に枠要素(14,15,16)を備え、または前記セルブロック(1)内で縁側の枠要素(14,15,16)によって少なくとも部分的に囲まれており、前記温度調整プレート(4)の最大長さが、相互に平行に方向付けられ、かつ前後に配置されている前記セルブロック(1)の枠要素(14,15,16)全体の組み合わせ長さに等しいことを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載のセルブロック(1)。
  5. 前記セルブロック(1)の対向する長手方向側面に配置されている、2つの温度調整プレート(4)を含むことを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載のセルブロック(1)。
  6. 前記単一セル(3)を緊締するための少なくとも1つのさらなる緊締要素(5)を含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載のセルブロック(1)。
  7. 前記さらなる緊締要素(5)が、緊締ロッドまたは固定ストラップとして形成されていることを特徴とする、請求項6に記載のセルブロック(1)。
  8. 請求項1から7のいずれか1項に記載の少なくとも1つのセルブロック(1)を備えるバッテリ(2)。
  9. 電気的に相互に直列および/または並列に接続されている複数のセルブロック(1)を含む、請求項8に記載のバッテリ(2)。
  10. 前記バッテリ(2)が、車両用バッテリであって、特に電気車両のための、ハイブリッド駆動を備える車両のための、または燃料電池車両のためのトラクションバッテリであることを特徴とする、請求項8または9のいずれか1項に記載のバッテリ(2)。
JP2014545120A 2011-12-07 2012-10-02 バッテリおよびバッテリのためのセルブロック Expired - Fee Related JP5893159B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011120511.3 2011-12-07
DE201110120511 DE102011120511A1 (de) 2011-12-07 2011-12-07 Batterie und Zellblock für eine Batterie
PCT/EP2012/004135 WO2013083214A1 (de) 2011-12-07 2012-10-02 Batterie und zellblock für eine batterie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015505120A true JP2015505120A (ja) 2015-02-16
JP5893159B2 JP5893159B2 (ja) 2016-03-23

Family

ID=47008475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014545120A Expired - Fee Related JP5893159B2 (ja) 2011-12-07 2012-10-02 バッテリおよびバッテリのためのセルブロック

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150104686A1 (ja)
EP (1) EP2789029B1 (ja)
JP (1) JP5893159B2 (ja)
CN (1) CN103988333A (ja)
DE (1) DE102011120511A1 (ja)
WO (1) WO2013083214A1 (ja)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017535022A (ja) * 2014-09-12 2017-11-24 バイエリシエ・モトーレンウエルケ・アクチエンゲゼルシヤフト 車両内に設けられた電圧供給装置のためのエネルギー供給モジュール
KR20170142212A (ko) * 2015-05-14 2017-12-27 에노빅스 코오퍼레이션 에너지 저장 디바이스들에 대한 종방향 구속부들
KR20180085842A (ko) * 2017-01-19 2018-07-30 주식회사 엘지화학 전지셀 정렬을 위한 가이드 블록이 형성된 고정용 지그를 포함하는 전지셀 클램핑 장치
US11063299B2 (en) 2016-11-16 2021-07-13 Enovix Corporation Three-dimensional batteries with compressible cathodes
US11081718B2 (en) 2016-05-13 2021-08-03 Enovix Corporation Dimensional constraints for three-dimensional batteries
US11128020B2 (en) 2017-11-15 2021-09-21 Enovix Corporation Electrode assembly, secondary battery, and method of manufacture
US11205803B2 (en) 2017-11-15 2021-12-21 Enovix Corporation Constrained electrode assembly
US11211639B2 (en) 2018-08-06 2021-12-28 Enovix Corporation Electrode assembly manufacture and device
US11355816B2 (en) 2013-03-15 2022-06-07 Enovix Operations Inc. Separators for three-dimensional batteries
US11411253B2 (en) 2020-12-09 2022-08-09 Enovix Operations Inc. Apparatus, systems and methods for the production of electrodes, electrode stacks and batteries
US11495784B2 (en) 2020-09-18 2022-11-08 Enovix Operations Inc. Apparatus, systems and methods for the production of electrodes for use in batteries
US11600848B2 (en) 2012-08-16 2023-03-07 Enovix Corporation Electrode structures for three-dimensional batteries

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014204245A1 (de) * 2014-03-07 2015-09-10 Robert Bosch Gmbh Energiespeichereinheit mit einer Mehrzahl von galvanischen Zellen, Batteriezelle für eine solche Energiespeichereinheit und Verfahren zur Herstellung der Batteriezelle
US9853275B2 (en) * 2014-04-04 2017-12-26 Ford Global Technologies, Llc Battery pack array separator
DE102014015251A1 (de) * 2014-10-16 2016-04-21 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Temperierung eines Energiespeichersystems und Energiespeichersystem
DE102014015237A1 (de) * 2014-10-16 2016-04-21 Daimler Ag Batterie und Verfahren zur Herstellung einer solchen Batterie
DE102015214662A1 (de) * 2015-07-31 2017-02-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Traktionsbatterie mit Batteriezellmodulen
CN108140761B (zh) * 2015-10-22 2020-08-04 远景Aesc 日本有限公司 组电池及其制造方法
DE102016205124B3 (de) * 2016-03-29 2017-07-27 Robert Bosch Gmbh Batteriepack
CN105957990A (zh) * 2016-07-01 2016-09-21 奇瑞汽车股份有限公司 一种汽车动力电池组框架
WO2018033880A2 (en) 2016-08-17 2018-02-22 Shape Corp. Battery support and protection structure for a vehicle
DE102016219283A1 (de) 2016-10-05 2018-04-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrischer Energiespeicher mit zwischen den Zellen angeordneten Kühlplatten zur Notkühlung
DE102016219284A1 (de) 2016-10-05 2018-04-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrischer Energiespeicher mit einer Notkühleinrichtung
KR20180069989A (ko) * 2016-12-15 2018-06-26 현대자동차주식회사 냉각 구조가 구비된 배터리 모듈
WO2018127832A1 (en) 2017-01-04 2018-07-12 Shape Corp. Vehicle battery tray structure with nodal modularity
DE102017104710A1 (de) * 2017-03-07 2018-09-13 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriemodul zur Verwendung bei einem Hochvolt-Energiespeicher
EP3386002B1 (de) * 2017-04-03 2021-02-24 hofer powertrain innovation GmbH Traktionsakkumulator, inbesondere länglicher bauart mit benachbart angeordneten lithium-ionen-sekundärzellen und verfahren zur kontrolle des thermischen flusses in einem traktionsakkumulator
WO2018213306A1 (en) 2017-05-16 2018-11-22 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
US10483510B2 (en) 2017-05-16 2019-11-19 Shape Corp. Polarized battery tray for a vehicle
WO2018213383A1 (en) 2017-05-16 2018-11-22 Shape Corp. Vehicle battery tray with integrated battery retention and support features
CN111108015A (zh) 2017-09-13 2020-05-05 形状集团 具有管状外围壁的车辆电池托盘
CN111201155A (zh) 2017-10-04 2020-05-26 形状集团 用于电动车辆的电池托盘底板组件
DE102017222771A1 (de) * 2017-12-14 2019-06-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug
DE102017011626A1 (de) 2017-12-15 2019-06-19 Pöppelmann Holding GmbH & Co. KG Batteriezellrahmen für elektrochemische Zellen
EP3759761A4 (en) 2018-03-01 2021-09-08 Shape Corp. COOLING SYSTEM INTEGRATED IN VEHICLE BATTERY COMPARTMENT
US11688910B2 (en) 2018-03-15 2023-06-27 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
KR20190134458A (ko) * 2018-05-25 2019-12-04 주식회사 엘지화학 배터리 하우징 및 이를 포함하는 배터리 모듈
US10631429B2 (en) * 2018-07-13 2020-04-21 Ford Global Technologies, Llc Vehicle power module assembly
DE102018218216A1 (de) * 2018-10-24 2020-04-30 Mahle International Gmbh Akkumulatoranordnung
DE102018221330A1 (de) 2018-12-10 2020-06-10 Audi Ag Batteriezelle mit seitlichen Anschlüssen und Strukturfunktion sowie Batteriemodul mit derartigen Batteriezellen
JP1654099S (ja) * 2019-04-12 2020-03-02 放熱構造体
JP7226229B2 (ja) * 2019-09-27 2023-02-21 トヨタ自動車株式会社 電池スタック及びその製造方法
DE102020209492A1 (de) * 2020-07-28 2022-02-03 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Beheiztes Batteriemodul

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006156392A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池モジュールおよびこれに適用される単位電池固定用エンドプレート
JP2006253149A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池モジュール
JP2009170258A (ja) * 2008-01-16 2009-07-30 Sanyo Electric Co Ltd バッテリシステム
JP2010225552A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Sanyo Electric Co Ltd 組電池

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3451142B2 (ja) * 1994-11-18 2003-09-29 本田技研工業株式会社 温度制御機構を備えたバッテリ組立体
JP3972884B2 (ja) * 2003-10-10 2007-09-05 日産自動車株式会社 組電池
KR100590049B1 (ko) * 2004-11-30 2006-06-14 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈과 이에 적용되는 단위 전지 고정용앤드플레이트
DE102008010813A1 (de) * 2008-02-23 2009-08-27 Daimler Ag Batterie mit einer Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie
DE102008034867A1 (de) * 2008-07-26 2010-01-28 Daimler Ag Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie
DE102008059961B4 (de) * 2008-12-02 2014-08-28 Daimler Ag Batterie, umfassend einen Zellverbund aus mehreren parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen
KR20110024954A (ko) * 2009-09-03 2011-03-09 삼성전자주식회사 냉각용 유로를 갖는 이차 전지 모듈
JP2011171029A (ja) * 2010-02-17 2011-09-01 Sanyo Electric Co Ltd 電池モジュール

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006156392A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池モジュールおよびこれに適用される単位電池固定用エンドプレート
JP2006253149A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池モジュール
JP2009170258A (ja) * 2008-01-16 2009-07-30 Sanyo Electric Co Ltd バッテリシステム
JP2010225552A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Sanyo Electric Co Ltd 組電池

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12009473B2 (en) 2012-08-16 2024-06-11 Enovix Corporation Electrode structures for three-dimensional batteries
US11600848B2 (en) 2012-08-16 2023-03-07 Enovix Corporation Electrode structures for three-dimensional batteries
US11355816B2 (en) 2013-03-15 2022-06-07 Enovix Operations Inc. Separators for three-dimensional batteries
JP2017535022A (ja) * 2014-09-12 2017-11-24 バイエリシエ・モトーレンウエルケ・アクチエンゲゼルシヤフト 車両内に設けられた電圧供給装置のためのエネルギー供給モジュール
US11239488B2 (en) 2015-05-14 2022-02-01 Enovix Corporation Longitudinal constraints for energy storage devices
KR20170142212A (ko) * 2015-05-14 2017-12-27 에노빅스 코오퍼레이션 에너지 저장 디바이스들에 대한 종방향 구속부들
JP2018523259A (ja) * 2015-05-14 2018-08-16 エノビクス・コーポレイションEnovix Corporation エネルギ貯蔵デバイスのための縦方向の拘束
US11894512B2 (en) 2015-05-14 2024-02-06 Enovix Corporation Longitudinal constraints for energy storage devices
JP2021120950A (ja) * 2015-05-14 2021-08-19 エノビクス・コーポレイションEnovix Corporation エネルギ貯蔵デバイスのための縦方向の拘束
KR102493260B1 (ko) 2015-05-14 2023-01-31 에노빅스 코오퍼레이션 에너지 저장 디바이스들에 대한 종방향 구속부들
JP7200287B2 (ja) 2015-05-14 2023-01-06 エノビクス・コーポレイション エネルギ貯蔵デバイスのための縦方向の拘束
US11081718B2 (en) 2016-05-13 2021-08-03 Enovix Corporation Dimensional constraints for three-dimensional batteries
US11961952B2 (en) 2016-05-13 2024-04-16 Enovix Corporation Dimensional constraints for three-dimensional batteries
US11444310B2 (en) 2016-05-13 2022-09-13 Enovix Operations Inc. Dimensional constraints for three-dimensional batteries
US11063299B2 (en) 2016-11-16 2021-07-13 Enovix Corporation Three-dimensional batteries with compressible cathodes
US11901514B2 (en) 2016-11-16 2024-02-13 Enovix Corporation Three-dimensional batteries with compressible cathodes
KR20180085842A (ko) * 2017-01-19 2018-07-30 주식회사 엘지화학 전지셀 정렬을 위한 가이드 블록이 형성된 고정용 지그를 포함하는 전지셀 클램핑 장치
KR102110805B1 (ko) * 2017-01-19 2020-05-15 주식회사 엘지화학 전지셀 정렬을 위한 가이드 블록이 형성된 고정용 지그를 포함하는 전지셀 클램핑 장치
US11128020B2 (en) 2017-11-15 2021-09-21 Enovix Corporation Electrode assembly, secondary battery, and method of manufacture
US11600864B2 (en) 2017-11-15 2023-03-07 Enovix Corporation Constrained electrode assembly
US11264680B2 (en) 2017-11-15 2022-03-01 Enovix Corporation Electrode assembly and secondary battery
US11205803B2 (en) 2017-11-15 2021-12-21 Enovix Corporation Constrained electrode assembly
US11211639B2 (en) 2018-08-06 2021-12-28 Enovix Corporation Electrode assembly manufacture and device
US11811047B2 (en) 2020-09-18 2023-11-07 Enovix Corporation Apparatus, systems and methods for the production of electrodes for use in batteries
US11495784B2 (en) 2020-09-18 2022-11-08 Enovix Operations Inc. Apparatus, systems and methods for the production of electrodes for use in batteries
US11411253B2 (en) 2020-12-09 2022-08-09 Enovix Operations Inc. Apparatus, systems and methods for the production of electrodes, electrode stacks and batteries

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011120511A1 (de) 2013-06-13
CN103988333A (zh) 2014-08-13
EP2789029B1 (de) 2015-07-08
US20150104686A1 (en) 2015-04-16
JP5893159B2 (ja) 2016-03-23
EP2789029A1 (de) 2014-10-15
WO2013083214A1 (de) 2013-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5893159B2 (ja) バッテリおよびバッテリのためのセルブロック
US9902284B2 (en) Heating and cooling apparatus for a battery
US9793585B2 (en) Battery system having an external thermal management system
US8343648B2 (en) Power storage cell with heat conducting plate
US7740978B2 (en) Battery pack
US8568918B2 (en) Battery having a plurality of single cells
US20210119293A1 (en) Battery module with selective temperature control
US9281549B2 (en) Electricity storage module
US20130130086A1 (en) Electrical energy storage device with flat storage cells
MX2011006379A (es) Modulo de bateria electrica termoestabilizada.
US20140227576A1 (en) Single Cell and Battery Made of a Plurality of Single Cells
JP2014513380A (ja) エネルギー貯蔵装置
US11283100B2 (en) Battery device with heat exchange housing configuration
KR20180064298A (ko) 착탈식 전지 컴포넌트 캐리어, 착탈식 전지 컴포넌트 캐리어를 포함하는 전지 시스템 및 전지 시스템을 포함한 자동차
JP2010517244A (ja) 少なくとも1つの電気化学セルを備えた装置
EP2489094A2 (en) Prismatic cell system with thermal management features
KR102383415B1 (ko) 배터리 팩
US10601092B2 (en) Temperature control apparatus for the temperature control of an electric power supply unit
JP2014510381A (ja) 温度制御手段を備えたエネルギー貯蔵装置
JP2003242951A (ja) 電池モジュール
CN111355005B (zh) 用于电连接的组件及电池组或车辆
KR102480948B1 (ko) 슈퍼 캐패시터 모듈의 플레이트형 단자 및 이를 포함하는 슈퍼 캐패시터 모듈
JP7489630B2 (ja) 蓄電パック
JP7085555B2 (ja) 電池パック
CN113690504A (zh) 具有调温的电池模块

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150526

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150609

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150908

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160216

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160223

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5893159

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees