WO2007087665A2 - Hochleistungsbatterie mit kühlung - Google Patents

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WO2007087665A2
WO2007087665A2 PCT/AT2007/000051 AT2007000051W WO2007087665A2 WO 2007087665 A2 WO2007087665 A2 WO 2007087665A2 AT 2007000051 W AT2007000051 W AT 2007000051W WO 2007087665 A2 WO2007087665 A2 WO 2007087665A2
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Martin Michelitsch
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Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a high-performance battery, the electrochemical cells are in a regular arrangement parallelachsig spaced with space cylinder whose shell are at least partially surrounded by a double-walled shell in which a cooling medium flows.
  • Such batteries have a large capacity at a relatively low weight and can supply high current and high voltage power. Therefore, they are used in Kjraftschem electromotive or hybrid drive.
  • Half shells are expensive to manufacture. They leave the inner zone between the cells uncooled and their heat-conducting concern with the cells is doubtful, but at least not guaranteed. In addition, there is a risk that collect vapor bubbles at individual points; In such places the heat transfer is considerably worse and often also the flow of the coolant is hindered. Thus, the individual cells can not be kept all around and over their entire height at the optimum temperature.
  • the shell consists of a tube which, beginning at the bottom and ending up wound around a number of ZeI- len of the battery, the tube with each turn at least partially wraps around one cell after the other.
  • a hose is flexible and can thus be laid around the individual cells alternately on the outside and inside the module, with the hose being guided through the intercellular spaces that are present anyway. So the cells are also cooled on their inner side. This ensures a better temperature distribution over the circumference of the cells and a good heat transfer. For this purpose, the individual turns are created without any gap.
  • a hose is a cheap and indefinitely available component, so that different batteries can be covered with one and the same hose cross-section.
  • a hose is easy to install and without fitting problems.
  • a number of cells can form a cell module with its own shell, wherein the ends of the hoses forming the shell are in each case flow-connected to a common distribution strip (claim 2).
  • a common distribution strip (claim 2).
  • the cells are arranged between a base plate and a cover plate, which are held together by means of tension elements (claim 3). So the cells can be placed on the bottom plate, easily accessible from above and then fixed with the cover plate.
  • the cross-section of the tube forming the shell consists of two straight parallel legs and two small-radius circular ring segments connecting them (claim 4). It is somewhat of a flattened hose. So the heat transfer area is particularly large.
  • the tube is an extruded Kunststoffstof ⁇ rofil (claim 5).
  • the tube is stretchable in the longitudinal direction (claim 6). This can be achieved particularly economically in the assembly a uniform investment of the tube to the cells by the tube is first loosely placed around the cells and then some cells (or a whole series of cells) are moved, the tube is stretched.
  • rhombs consists of two isosceles or even equilateral triangles, resulting in a honeycomb-like pattern.
  • the rhombi are squares (claim 8). A square is a right-angled rhombus.
  • the cells are preferably arranged in rows of two (claim 9).
  • the cells of both rows are equally envelopable from the outside of the battery ago. There are no more difficult cells between the two rows.
  • the tube forming the sleeve wraps around a cell in a semicircle and an adjacent cell in a semicircle inside (claim 10).
  • the tube forming the shell wraps around two adjacent cells (claim 11).
  • the successive turns can be performed differently. If superimposed turns of the tube forming the sheath are guided in a plan view along different paths around the cells (claim 12), all cells can be entwined on both sides and thus cooled. Then, although a small distance between the corresponding Windungs inconvenience, but is easily bridged by the heat conduction in the outer walls of each cell.
  • FIG. 1 is an axonometric view of the subject invention
  • FIG. 1 shows a view according to II in Fig. 1,
  • FIG. 3 shows a view according to III in Fig. 1,
  • FIG. 4 shows a schematic supplement to FIG. 3.
  • Fig.l is shown by the high-performance battery according to the invention only a summarily denoted by 1 module. It is connected to the other modules, not shown, two upper strips 2 and two lower strips 3, preferably screwed.
  • a cover plate 5 is screwed to the upper strips 2 (screw holes 6), a base plate 4 with the lower strips 2. Between the base plate 4 and cover plate 5, a number of cells 10, 11, 12 etc are placed and between the base plate 4 and cover plate 5 held.
  • 5 tie rods 7 are provided between the bottom plate 4 and cover plate, of which only the end face is visible.
  • the cells of a module 1 are arranged in two rows, in the front row in the picture one cell is denoted by 10 and the next one in the row by 11. Of the rear row in the picture, only one cell 12 is provided with a reference numeral.
  • a distribution strip 13 is provided, is supplied through the coolant to the module 1 and other modules, not shown.
  • a collecting strip 14 is attached, through which the coolant is discharged again, for example, to a heat exchanger, not shown.
  • the cells 10, 11, 12 of the high-performance battery can be of the most varied type or mode of operation and are therefore not described in detail. In any case, they need cooling to be kept at their optimum working temperature. For this purpose they are at least partially surrounded by a shell designated overall by 15. This is supplied to the bottom of the distribution bar 13 cooling liquid and discharged above the shell 15 via the collecting bar 14.
  • the sheath 15 is formed by a tube 16, which is guided partly inside, partly outside around the cells.
  • the cross section of the tube is not that of a circular ring, but it is flattened, preferably an extruded plastic profile.
  • the cross section is formed by two long parallel legs 17, 17 ', of which the inner leg 17 rests flat against the respective cell (here 12) and the two parallel legs 17, 17' are connected on both sides by a circular ring segment 18 of small radius ,
  • This hose 16 is mounted in a number of turns.
  • a first winding is denoted by 20, a second by 21 and a third by 22.
  • a winding lies in a horizontal plane; the ascending transition from one turn (20) to the next (21) takes place in a zone 23 which does not touch any of the cells.
  • FIG. 3 shows a preferred geometrical arrangement of the cells 10, 11, 12,... In plan view with the cover plate 5 removed. This also corresponds to the assembly stage in which the tube 16 is mounted around the cells 4 standing on the base plate 4.
  • the centers 25 of the cells form a dashed rhombus 26. Instead of the rhombus, the center points 25 could also form the corners of a square.
  • the cells are regularly arranged according to a specific geometric pattern, here in rows of two, wherein a distance 35 is maintained between the cells of a row.
  • the end 30 of the tube 16 is connected to the distribution bar 13. Starting from this end 30, the tube initially rests against the cell 10 (31) and subsequently wraps around the adjacent cell 11 inside (32), and so on in the following cells.
  • a first turn 20 is formed and without clearance in the height direction more equally running turns until the top 14 associated with the collection bar 14 is reached.
  • the course may also be different from turn to turn, such that a cell is cooled by one turn along a semicircle and by the next higher turn along a semicircle opposite it. In this way, even around the cell uniform temperature distribution can be achieved.
  • Fig. 4 shows an example where a) shows the lowermost turn, b) the overlying turn, and so on.
  • the lowermost turn 20 extends as shown in Fig. 3, from the fitting 30 to its end 40, where it merges into the second turn 21 (Fig. 4b) which cools the cells of the front row on the side opposite to that of Figs first turn was not reached.
  • the second turn 21 merges into the third turn 22 (Fig. 4c) where the cells of the back row are cooled from the previously un-cooled side.
  • the fourth turn (Fig. 4d) begins, which is similar to the first turn (Fig. 4a).
  • the cooling medium leaves the shell 15 through the connecting piece 50.
  • the cover plate 5 is put on and the tie rods 7 are tightened.
  • the tube 16 expandable to the required extent.
  • the cells can initially be set up at a greater distance and moved to the final position after the introduction of the tube.
  • the hose sets in the desired manner to the individual cells, wherein it expands in its length. From the described embodiments can be deviated from within the scope of the invention. So the cells do not have to stand, they can also be arranged horizontally. That the battery composed of one or more modules is accommodated in a corresponding housing has not been described specifically, but is in the nature of a battery.

Abstract

Eine Hochleistungsbatterie, deren elektrochemische Zellen (10,11, ...) in einer regelmäßigen Anordnung parallel mit Zwischenraum (35) aufgestellte Zylinder sind, soll möglichst wirksam und gleichmäßig gekühlt werden. Dazu ist eine Hülle (15) vorgesehen, die aus einem Schlauch (16) besteht, der um eine Anzahl Zellen (10,11, ...) der Batterie gewickelt ist, wobei der Schlauch (16) mit jeder Windung (20, 21, 22, ..) eine Zelle nach der anderen zumindest teilweise umschlingt. Beispielsweise umschlingt der die Hülle bildende Schlauch (16) eine Zelle (10) in einem Halbkreis (31) aussen und eine benachbarte Zelle (11) in einem Halbkreis (32) innen.

Description

HOCHLEISTUNGSBATTERIE MIT KÜHLUNG
Die Erfindung betrifft eine Hochleistungsbatterie, deren elektrochemische Zellen in einer regelmäßigen Anordnung parallelachsig mit Zwischenraum aufgestellte Zylinder sind, deren Mantel zumindest teilweise von einer dop- pelwandigen Hülle umgeben sind, in der ein Kühlmedium strömt. Derartige Batterien haben bei relativ niederem Gewicht eine große Kapazität und können Strom erheblicher Stromstärke und hoher Spannung liefern. Deshalb werden sie in Kjraftfahrzeugen mit elektromotorischem oder hybridem Antrieb verwendet.
Der Nachteil aller derartiger Batterien (es gibt verschiedene Systeme) ist ihre hohe Wärmeentwicklung im Betrieb, sodass sie intensiv gekühlt werden müssen, um ihre Temperatur in einem definierten Bereich zu halten. Zu hohe Temperatur beeinträchtigt ihre Lebensdauer.
Aus der EP 869 571 Bl ist eine gattungsgemäße Batterie bekannt. Dort sind die in Zweierreihen angeordneten Zellen zu einem Modul zusammengefasst, an dessen Aussenseiten beiderseits eine Halbschale angebracht ist. Beide Halbschalen bilden zusammen eine Hülle für den ganzen Modul. Sie sind so geformt, dass sie den Aussenflächen der Zellen folgen und haben jeweils zwei Wände mit inneren Leitrippen, zwischen denen ein Kühlmittel strömt. Diese
Halbschalen sind in der Herstellung teure Bauteile. Sie lassen die innere Zone zwischen den Zellen ungekühlt und ihr wärmeleitendes Anliegen an den Zellen ist zweifelhaft, zumindest aber nicht sichergestellt. Ausserdem besteht die Gefahr, dass sich an einzelnen Stellen Dampfblasen sammeln; an solchen Stel- len ist der Wärmeübergang erheblich schlechter und oft auch die Strömung des Kühlmittels behindert. So können die einzelnen Zellen nicht rundum und über ihre ganze Höhe auf der optimalen Temperatur gehalten werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Hülle zu schaffen, die einen intensi- veren, zuverlässigen und gleichmäßigen Wärmeübergang erlaubt und erheblich billiger in Fertigung und Montage ist.
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, dass die Hülle aus einem Schlauch besteht, der, unten beginnend und oben endend um eine Anzahl ZeI- len der Batterie gewickelt ist, wobei der Schlauch mit jeder Windung eine Zelle nach der anderen zumindest teilweise umschlingt. Ein Schlauch ist biegsam und kann so satt anliegend abwechselnd an der Aussenseite und im Inneren des Moduls um die einzelnen Zellen herum gelegt werden, wobei der Schlauch durch die sowieso vorhandenen Abstände zwischen den Zellen hin- durchgeführt wird. So sind die Zellen auch an ihrer Inneren Seite gekühlt. Damit ist eine bessere Temperaturverteilung über den Umfang der Zellen und ein guter Wärmeübergang sichergestellt. Dazu sind die einzelnen Windungen ohne Zwischenraum angelegt. Ein Schlauch ist ein billiges und in unbegrenzter Länge zur Verfügung stehendes Bauelement, sodass mit einem und dem- selben Schlauchquerschnitt verschiedene Batterien umhüllt werden können. Ausserdem ist ein Schlauch leicht und ohne Passungsprobleme montierbar. So können auch jeweils eine Anzahl Zellen einen Zellenmodul mit einer eigenen Hülle bilden, wobei die Enden der die Hülle bildenden Schläuche mit jeweils einer gemeinsamen Verteilerleiste strömungsverbunden sind (Anspruch 2). Dadurch ist auch in einer aus mehreren Moduln bestehenden Batterie eine gleichmäßige Verteilung der Kühlflüssigkeit erreichbar.
Zur Vereinfachung der Montage ist es vorteilhaft, wenn die Zellen zwischen einer Bodenplatte und einer Deckplatte angeordnet sind, welche mittels Zugelementen zusammengehalten sind (Anspruch 3). So können die Zellen auf der Bodenplatte aufgestellt, gut zugänglich von oben umhüllt und dann mit der Deckplatte fixiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Querschnitt des die Hülle bildende Schlauches aus zwei geraden parallelen Schenkeln und zwei sie verbindenden Kreisringsegmenten mit kleinem Radius (Anspruch 4). Er ist ge- wissermaßen ein nicht ganz flachgedrückter Schlauch. So ist die Wärmeübergangsfläche besonders groß. Vorzugsweise ist der Schlauch ein extrudiertes Kunststofφrofil (Anspruch 5).
Bei Auswahl eines geeigneten Kunststoffes ist der Schlauch in Längsrichtung dehnbar (Anspruch 6). Dadurch kann beim Zusammenbau besonders arbeitsökonomisch eine gleichmäßige Anlage des Schlauches an den Zellen erreicht werden, indem der Schlauch zuerst locker um die Zellen gelegt wird und dann einige Zellen (oder eine ganze Reihe von Zellen) verschoben werden, wobei der Schlauch gespannt wird.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Anordnungsmuster der Zellen möglich. Wenn in Draufsicht die Achsen der Zellen in den Eckpunkten von Rhomben liegen (Anspruch 7), kann auf einer Grundfläche ein Maximum an Zellen untergebracht werden. Im günstigsten Fall besteht ein Rhombus aus zwei gleichschenkeligen oder gar gleichseitigen Dreiecken, sodass sich ein bienenwabenartiges Muster ergibt. In einer Variante sind die Rhomben Quadrate (Anspruch 8). Ein Quadrat ist ja ein rechtwinkeliger Rhombus.
Nach dem einen oder anderen Muster sind die Zellen vorzugsweise in Zweier - Reihen angeordnet (Anspruch 9). So sind die Zellen beider Reihen gleichermaßen vom Äusseren der Batterie her umhüllbar. Es gibt keine schwerer zugänglichen Zellen zwischen den beiden Reihen. So umschlingt vorzugsweise der die Hülle bildende Schlauch eine Zelle in einem Halbkreis aussen und eine benachbarte Zelle in einem Halbkreis innen (Anspruch 10).
An den Enden einer Zweier - Reihe oder alternativ umschlingt der die Hülle bildende Schlauch zwei benachbarte Zellen aussen (Anspruch 11). Das führt zu einer Vielfalt von Möglichkeiten, den Schlauch um die Zellen zu wickeln. Die aufeinanderfolgenden Windungen können verschieden geführt sein. Wenn übereinander liegende Windungen des die Hülle bildenden Schlauches in Draufsicht längs verschiedener Bahnen um die Zellen geführt sind (Anspruch 12), können alle Zellen beiderseits umschlungen und so gekühlt sein. Dann ist zwischen den entsprechenden Windungsteilen zwar ein kleiner Abstand, der aber durch die Wärmeleitung in den Aussenwänden jeder Zelle leicht überbrückt wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 : Eine axonometrische Ansicht des Erfindungsgegenstandes,
Fig. 2: eine Ansicht nach II in Fig. 1,
Fig. 3: eine Ansicht nach III in Fig. 1,
Fig. 4: eine schematische Ergänzung zu Fig. 3. In Fig.l ist von der erfindungsgemäßen Hochleistungsbatterie nur ein summarisch mit 1 bezeichneter Modul dargestellt. Er ist mit den nicht dargestellten weiteren Modulen über zwei obere Leisten 2 und zwei untere Leisten 3 verbunden, vorzugsweise verschraubt. Eine Deckplatte 5 ist mit den oberen Leis- ten 2 verschraubt (Schraubenlöcher 6), eine Bodenplatte 4 mit den unteren Leisten 2. Zwischen Bodenplatte 4 und Deckplatte 5 ist eine Anzahl Zellen 10,11,12 etc aufgestellt und zwischen Bodenplatte 4 und Deckplatte 5 gehalten. Dazu sind zwischen Bodenplatte 4 und Deckplatte 5 Zuganker 7 vorgesehen, von denen nur die Stirnfläche sichtbar ist.
Die Zellen eines Moduls 1 sind in zwei Reihen angeordnet, in der im Bild vorderen Reihe ist eine Zelle mit 10 und die nächste in der Reihe mit 11 bezeichnet. Von der im Bild hinteren Reihe ist nur eine Zelle 12 mit einem Bezugszeichen versehen. Entlang einer unteren Leiste 3 ist eine Verteilerleiste 13 vorgesehen, durch die Kühlmittel dem Modul 1 und weiteren nicht dargestellten Modulen zugeführt wird. An einer der oberen Leisten 2 ist eine Sammelleiste 14 angebracht, durch welche das Kühlmittel wieder abgeführt wird, beispielsweise zu einem nicht dargestellten Wärmetauscher.
Die Zellen 10,11,12 der Hochleistungsbatterie können von der verschiedensten Art oder Wirkungsweise sein, sind daher auch nicht näher beschrieben. Jedenfalls benötigen sie eine Kühlung, um auf ihrer optimalen Arbeitstemperatur gehalten zu werden. Dazu sind sie von einer insgesamt mit 15 bezeichneten Hülle zumindest teilweise umgeben. Dieser wird unten von der Verteiler- leiste 13 Kühlflüssigkeit zugeführt und oben von der Hülle 15 über die Sammelleiste 14 abgeführt. In Fig. 2 ist die Hülle 15 von einem Schlauch 16 gebildet, der teils innen, teils außen um die Zellen herumgeführt ist. Der Querschnitt des Schlauches ist nicht der eines Kreisringes, sondern er ist abgeplattet, vorzugsweise ein extru- diertes Kunststoffprofil. Der Querschnitt wird von zwei langen parallelen Schenkeln 17, 17' gebildet, wovon der innere Schenkel 17 eben an der jewei- ligen Zelle (hier 12) anliegt und die beiden parallelen Schenkel 17, 17' beiderseits durch ein Kreisringsegment 18 kleinen Radius' verbunden sind. Dieser Schlauch 16 ist in einer Anzahl von Windungen angebracht. In Fig. 2 ist eine erste Windung mit 20, eine zweite mit 21 und eine dritte mit 22 bezeichnet. Vorzugsweise liegt eine Windung in einer horizontalen Ebene; der aufsteigen- de Übergang von einer Windung (20) zur nächsten (21) erfolgt in einer Zone 23, die an keiner der Zellen anliegt.
Fig. 3 zeigt eine bevorzugte geometrische Anordnung der Zellen 10, 11, 12,.. in Draufsicht mit abgenommener Deckplatte 5. Das entspricht auch dem Mon- tagestadium, in dem der Schlauch 16 um die auf der Grundplatte 4 stehenden Zellen herum montiert wird. Die Mittelpunkte 25 der Zellen bilden einen strichliert eingezeichneten Rhombus 26. Anstelle des Rhombus könnten die Mittelpunkte 25 auch die Ecken eines Quadrates bilden. Jedenfalls sind die Zellen regelmäßig nach einem bestimmten geometrischen Muster angeordnet, hier in Zweierreihen, wobei zwischen den Zellen einer Reihe ein Abstand 35 eingehalten ist. Das Ende 30 des Schlauches 16 ist mit der Verteilerleiste 13 verbunden. Von diesem Ende 30 ausgehend liegt der Schlauch zunächst aussen an der Zelle 10 an (31) und umschlingt in der Folge die benachbarte Zelle 11 innen (32), und so weiter bei den folgenden Zellen. So wird eine erste Windung 20 gebildet und ohne Zwischenraum in Höhenrichtung weitere genauso verlaufende Windungen, bis das mit der Sammelleiste 14 in Verbindung stehende obere Ende 50 erreicht ist. Für den Verlauf der einzelnen Windungen gibt es je nach dem Grundmuster der Anordnung der Zellen verschiedene Möglichkeiten. Der Verlauf kann auch von Windung zu Windung ein anderer sein, sodass eine Zelle von einer Windung entlang einem Halbkreis und von der nächst höheren Windung entlang einem diesem gegenüber liegenden Halbkreis gekühlt wird. Auf diese Weise kann auch eine rund um die Zelle gleichmäßige Temperaturverteilung erreicht werden.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel, wobei a) die unterste Windung, b) die darüber liegende zeigt, und so weiter. Die unterste Windung 20 verläuft so wie in Fig. 3 dargestellt, vom Anschlussstück 30 bis zu ihrem Ende 40, wo sie in die zweite Windung 21 (Fig.4b) übergeht, welche die Zellen der vorderen Reihe an der Seite kühlt, die von der ersten Windung nicht erreicht wurde. Bei 41 geht die zweite Windung 21 in die dritte Windung 22 (Fig.4c) über, wo die Zellen der hinteren Reihe von der zuvor nicht gekühlten Seite gekühlt werden. Bei 42 beginnt die vierte Windung (Fig.4d) welche der ersten Windung (Fig.4a) gleicht. Schließlich verlässt das Kühlmedium durch das Verbindungsstück 50 die Hülle 15.
Wenn der die Hülle bildende Schlauch in der einen oder anderen Weise ange- bracht wurde, wird die Deckplatte 5 aufgesetzt und werden die Zuganker 7 angezogen. Zur Vereinfachung beziehungsweise Mechanisierung des Anbrin- gens der Hülle liegt es im Rahmen der Erfindung, den Schlauch 16 im erforderlichen Maße dehnbar auszuführen. So können die Zellen zunächst im größerem Abstand aufgestellt und erst nach dem Einbringen des Schlauches in ihre endgültige Position gerückt werden. Dabei erst legt sich der Schlauch in der gewünschten Weise an die einzelnen Zellen an, wobei er sich in seiner Länge ausdehnt. Von den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann im Rahmen der Erfindung abgewichen werden. So müssen die Zellen nicht stehen, sie können auch liegend angeordnet sein. Dass die aus einem oder mehreren Modulen zusammengesetzte Batterie in einem entsprechenden Gehäuse untergebracht ist, wurde nicht eigens beschrieben, liegt aber in der Natur einer Batterie.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Hochleistungsbatterie, deren elektrochemische Zellen (10,11, ...) in einer regelmäßigen Anordnung parallel mit Zwischenraum (35) aufgestellte Zylinder sind, die zumindest teilweise von einer doppelwandigen Hülle umgeben sind, in der ein Kühlmedium strömt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (15) aus einem Schlauch (16) besteht, der um eine Anzahl Zellen (10,11, ...) der Batterie gewickelt ist, wobei der Schlauch (16) mit jeder Windung (20,21,22, ..) eine Zelle nach der anderen zumindest teilweise umschlingt.
2. Hochleistungsbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Anzahl Zellen (10,11, ...) einen Zellenmodul (1) mit einer eigenen Hülle bilden, wobei die Enden (30,50) der die Hülle bildenden Schläuche (16) mit jeweils einer gemeinsamen Verteilerleiste (13) strömungsverbunden sind.
3. Hochleistungsbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (10,11, ...) zwischen einer Bodenplatte (4) und einer Deckplatte (5) angeordnet sind, welche mittels Zugelementen (7) zusammengehalten sind.
4. Hochleistungsbatterie nach Anspruch I5 dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des die Hülle bildenden Schlauches (16) aus zwei geraden parallelen Schenkeln (17,17') und zwei sie verbindenden Kreisringsegmenten (18) mit kleinem Radius besteht.
5. Hochleistungsbatterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (16) ein extrudiertes Kunststoffprofil ist.
6. Hochleistungsbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (16) in seiner Länge dehnbar ist.
7. Hochleistungsbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Draufsicht die Achsen (25) der Zellen in den Eckpunkten von Rhomben (26) liegen.
8. Hochleistungsbatterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rhomben (26) Quadrate sind.
9. Hochleistungsbatterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (10,11,12, ..) in Zweier - Reihen angeordnet sind.
10. Hochleistungsbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Hülle bildende Schlauch (16) eine Zelle (10) in einem Halbkreis (31) aussen und eine benachbarte Zelle (11) in einem Halbkreis (32) innen umschlingt.
11. Hochleistungsbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Hülle bildende Schlauch (16) zwei benachbarte Zellen (10,12) aussen umschlingt.
12. Hochleistungsbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass übereinander liegende Windungen (20,21,22, ..) des die Hülle (15) bildenden Schlauches (16) in Draufsicht längs verschiedener Bahnen um die Zellen geführt sind.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010046933A1 (de) 2010-09-29 2012-03-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Temperlierbare Batteriezellenanordnung
DE102011000575A1 (de) * 2011-02-09 2012-08-09 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batterie
WO2013056878A1 (de) * 2011-10-19 2013-04-25 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul mit einer temperiereinheit
WO2023147615A1 (de) * 2022-02-04 2023-08-10 Fiberdraft E.U. Energiespeicherstapel, energiespeichermodul und verfahren zur herstellung von energiespeichermodulen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4415744A1 (de) * 1993-05-04 1994-11-10 Programme 3 Patent Holdings Hochtemperaturspeicherbatterie
JPH1154157A (ja) * 1997-08-04 1999-02-26 Toyota Motor Corp 熱交換装置及びバッテリケース
EP1261065A2 (de) * 2001-05-23 2002-11-27 Alcatel Thermische Verwaltung mittels Abdeckung und Ummantlung von Batteriesystemmodulen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4415744A1 (de) * 1993-05-04 1994-11-10 Programme 3 Patent Holdings Hochtemperaturspeicherbatterie
JPH1154157A (ja) * 1997-08-04 1999-02-26 Toyota Motor Corp 熱交換装置及びバッテリケース
EP1261065A2 (de) * 2001-05-23 2002-11-27 Alcatel Thermische Verwaltung mittels Abdeckung und Ummantlung von Batteriesystemmodulen

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010046933A1 (de) 2010-09-29 2012-03-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Temperlierbare Batteriezellenanordnung
DE102011000575A1 (de) * 2011-02-09 2012-08-09 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batterie
WO2013056878A1 (de) * 2011-10-19 2013-04-25 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul mit einer temperiereinheit
WO2023147615A1 (de) * 2022-02-04 2023-08-10 Fiberdraft E.U. Energiespeicherstapel, energiespeichermodul und verfahren zur herstellung von energiespeichermodulen

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