WO2009103524A1 - Batteriemodul mit integriertem elektrischen bauelement - Google Patents

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WO2009103524A1
WO2009103524A1 PCT/EP2009/001176 EP2009001176W WO2009103524A1 WO 2009103524 A1 WO2009103524 A1 WO 2009103524A1 EP 2009001176 W EP2009001176 W EP 2009001176W WO 2009103524 A1 WO2009103524 A1 WO 2009103524A1
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battery
flat
cell
contactor
cell assembly
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PCT/EP2009/001176
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Meintschel
Dirk Schröter
Original Assignee
Daimler Ag
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a battery having a plurality of cell cells forming flat cells, which are arranged one behind the other and electrically connected in series and / or parallel.
  • pole contacts are electrically connected in parallel and / or in series with each other and form a cell network.
  • electrical components such as contactor and fuse via busbars or cables are attached to the contacts of the cell block. Mechanically, these components are e.g. attached to the housing.
  • the invention is based on the object of specifying a battery with the smallest possible width.
  • the battery according to the invention consists of a plurality of flat cells forming a cell composite, which are arranged one behind the other and electrically series and / or parallel interconnected with each other. It is characterized in that at least one electrical component is integrated into the cell assembly by being at least partially arranged between two flat cells of the cell assembly or at one end of the cell assembly and connected to the cell assembly, in particular positive and / or non-positive.
  • an integrated into the cell assembly electrical component for example, an electrical fuse element to protect the battery from electrical overcurrent and / or electrical short circuit.
  • the electrical fuse element preferably has an electrical fuse and two electrical contacts, which are electrically connected to a respective flat cell.
  • the two electrical contacts of the electrical fuse element as two electrically conductive and mutually insulated contact plates are formed, which are arranged between two flat cells of the cell network, for example, centrally within the cell assembly, each of the two contact plates with a to them adjacent flat cell is non-positively connected.
  • the electrical fuse is arranged outside of the cell network or alternatively between the two contact plates.
  • a contactor which comprises a contactor for electrically connecting the battery with an electrical circuit and is arranged for example at one end of the cell assembly.
  • the contactor further comprises a first pressure plate whose outer dimensions largely correspond to the outer dimensions of a flat cell.
  • the cell assembly is frictionally arranged between this first pressure plate and a second pressure plate whose outer dimensions also largely correspond to the outer dimensions of a flat cell.
  • the frictional connection between the cell composite and the two pressure plates is preferably produced by at least one tensioning element, which is guided around the cell composite and the two pressure plates and presses them against each other.
  • a suitable tensioning element is, for example, a tension band or a tensioning frame.
  • An advantageous embodiment of the invention further provides that the pressure plates are formed metallic and cell composite side are electrically connected to a flat cell. As a result, they can be used in addition to their Andruckfunktion at the same time as electrical contacts of the cell network.
  • the contactor element is designed as a flat contactor whose outer dimensions correspond to the outer dimensions of a flat cell.
  • the flat contactor on an electrically conductive outer surface, via which it is electrically connected to a flat cell.
  • the flat contactor can have contact elements, via which it can be contacted electrically from outside the cell assembly and, in particular, can be connected to the cell assembly.
  • the flat protection can have a thermal overload protection that exceeds a
  • Temperature threshold causes a shutdown of the battery by the flat protection. This is particularly advantageous because the flat protection is in close thermal contact with a flat cell, which allows to detect overheating of the flat cell without external input of a temperature signal.
  • the battery may have multiple flat guards.
  • a flat protection may be arranged at each end of the cell assembly.
  • a further flat protection can additionally be arranged in the interior of the cell assembly between two flat cells. This also parts of the battery can be switched off or on.
  • a flat protection arranged at one end of the cell assembly can furthermore have a pressure plate surface on its outer side facing away from the cell composite, via which the flat protection can be pressed against the cell assembly. This eliminates the first pressure plate described above, so that the structure of the battery is further simplified.
  • the inventive integration of at least one electrical component into the cell assembly has a number of advantages over conventional ones Battery designs on:
  • the width of the battery can be reduced, since an inventively in the cell assembly electrical component requires a smaller space area than in conventional designs.
  • the structure of the battery is simplified, which in particular the installation of the battery is facilitated.
  • FIG. 1 is a perspective view of a battery with a contactor and an electrical fuse element in a view from the contactor side
  • FIG. 2 is a perspective view of a battery with a contactor and an electrical fuse element in a view from the side opposite the contactor
  • 3 is an exploded perspective view of a battery with a contactor and an electrical fuse element in a view from the contactor side
  • 4 is an exploded perspective view of a battery with a contactor and an electrical fuse element in a view from the side opposite the contactor
  • FIG. 5 is a perspective view of a fuse element
  • FIG. 7 shows schematically a longitudinal section of a battery with three flat contactors
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of a flat contactor with an electrically conductive outer surface
  • FIG. 9 is a schematic perspective view of a flat contactor with contact elements.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show perspective views of a battery B according to the invention with a plurality of flat cells 1 forming a cell network Z in two different views.
  • the flat cells are arranged one behind the other in the manner of a stack.
  • the battery B has a contactor 3 and an electrical fuse element 2.
  • the contactor element 3 is arranged at one end of the cell assembly Z.
  • the electrical fuse element 2 is arranged centrally in the cell assembly Z between two flat cells 1 in this embodiment.
  • the battery has a cooling plate 15, which is arranged on the underside of the cell assembly Z and the cooling of the battery B is used.
  • the contactor 3 comprises a contactor, by means of which the battery B can be connected to an electrical circuit. Furthermore, the contactor element 3 comprises a first pressure plate 6, the outer dimensions of which largely correspond to the outer dimensions of a flat cell 1.
  • the dimensions of a vertical cross-sectional area of the flat cell 1 in a plane perpendicular to the axial direction of the cell assembly Z are understood as the external dimensions of a flat cell 1. The same applies to the outer dimensions of the first pressure plate. 6
  • a second pressure plate 7 is arranged, whose outer dimensions also largely correspond to the outer dimensions of a flat cell 1.
  • the battery B also has two clamping elements 8, which are designed as clamping bands and are each guided around the cell assembly 3, the two pressure plates 6 and 7 and the cooling plate 15. By means of the clamping elements 8, the pressure plates 6 and 7 are non-positively pressed against the cell composite Z and simultaneously adjacent flat cells 1 to each other.
  • the contacting side surfaces of the flat cells as known from the prior art, metallic designed as electrical pole contacts of the flat cells 1 and arranged, for example, such that the flat cells 1 are electrically connected in series with each other.
  • the pressure plates 6 and 7 are also carried out in an advantageous manner metallic, so that they over their contact with a respective outer flat cell 1 of the Zellverbundes Z electrical contacts of the cell network Z form.
  • the electrical fuse element 2 has a conventionally designed electrical fuse 5, which is arranged for reasons of space above the cell assembly Z and in the manner described in more detail below with the two enclosing the electrical fuse element 2 flat cells 1 is connected.
  • FIGS 3 and 4 show perspective
  • the electrical fuse element 2 has two contact plates 4, which are each connected to the electrical fuse 5 and whose outer dimensions largely correspond to the outer dimensions of a flat cell 1.
  • FIG. 5 shows a perspective view
  • Figure 6 is a sectional view of the electrical fuse element 2.
  • the contact plates 4 are electrically isolated from each other by an insulating layer 17 and connected via a flag-like extension (5.1,5.2) with the electric fuse 5.
  • FIG. 7 shows schematically another embodiment of a battery B according to the invention with three trained as a flat contactor 9 contactors 3.
  • contactor 9 is here called a contactor
  • the outer dimensions of a flat cell comes close in its outer dimensions and its depth is not substantially greater than the depth a flat cell 1, for example, at most a threefold of the depth of a flat cell 1.
  • Such flat contactors are the geometry of the cell assembly Z particularly Well adapted and are therefore particularly suitable for reducing the battery size.
  • IGBT insulated gate bipolar transistor
  • a flat contactor 9 is arranged at each end of the cell assembly Z. As shown, another optional flat contactor 9 can be arranged between two flat cells 1 inside the cell assembly Z.
  • the flat contactors 9 are guided by a battery housing 14 to electrical terminals 13, via which they are electrically connected to consumers.
  • FIG. 8 schematically shows a flat contactor 9 for electrical contacting of a flat cell 1 via an electrically conductive outer surface 10.
  • FIG. 9 shows an alternative embodiment of a flat contactor 9 with electrical contacts 11 on one of the narrow outer sides of the flat contactor 9, for example for contacting a flat cell 1 insulated electrically from the flat contactor 9.
  • a flat contactor 9 according to FIGS. 8 and 9 widely envisage that an outer side of the flat contactor 9 is designed as a pressure plate surface 12, via which the flat contactor 9 can be pressed against the cell assembly Z.
  • this outside of the flat contactor 9 is formed of a material suitable to select strength and hardness.
  • One thus formed Flachsch ⁇ tz 9 is provided for positioning at one end of the cell assembly Z.

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Abstract

Eine Batterie (B) mit mehreren einen Zellverbund (Z) bildenden Flachzellen (1), die hintereinander angeordnet und elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschaltet sind, wobei wenigstens ein elektrisches Bauelement in den Zellverbund (Z) integriert ist, indem es wenigstens teilweise zwischen zwei Flachzellen (1) des Zellverbundes (Z) oder an einem Ende des Zellverbundes (Z) angeordnet und mit dem Zellverbund (Z), insbesondere form- und/oder kraftschlüssig, verbunden ist.

Description

Daimler AG
BATTERIMODUL MIT INTEGRIERTEM ELEKTRISCHEN BAUELEMENT
Die Erfindung betrifft eine Batterie mit mehreren einen Zellverbund bildenden Flachzellen, die hintereinander angeordnet und elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschaltet sind.
Es ist eine Batterie mit mehreren Einzelzellen bekannt, deren Polkontakte elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschaltet sind und einen Zellverbund bilden.
Bei derartigen Batterien werden elektrische Bauteile wie Schütz und Sicherung über Stromschienen bzw. Kabel an den Kontakten des Zellblocks befestigt. Mechanisch sind diese Bauteile z.B. am Gehäuse befestigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Batterie mit einer möglichst geringen Bauweite anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung gelöst, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Batterie besteht aus mehreren einen Zellverbund bildenden Flachzellen, die hintereinander angeordnet und elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschaltet sind. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein elektrisches Bauelement in den Zellverbund integriert ist, indem es wenigstens teilweise zwischen zwei Flachzellen des Zellverbundes oder an einem Ende des Zellverbundes angeordnet und mit dem Zellverbund, insbesondere form- und/oder kraftschlüssig, verbunden ist.
Dabei ist ein in den Zellverbund integriertes elektrisches Bauelement beispielsweise ein elektrisches Sicherungselement zum Schutz der Batterie vor elektrischem Überstrom und/oder elektrischem Kurzschluss. Dazu weist das elektrische Sicherungselement bevorzugt eine elektrische Schmelzsicherung sowie zwei elektrische Kontakte auf, die mit jeweils einer Flachzelle elektrisch verbunden sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Batterie sind die beiden elektrischen Kontakte des elektrischen Sicherungselements als zwei elektrisch leitende und gegeneinander isolierte Kontaktplatten ausgebildet, die zwischen zwei Flachzellen des Zellverbundes, beispielsweise mittig innerhalb des Zellverbundes, angeordnet sind, wobei jede der beiden Kontaktplatten mit einer an sie angrenzenden Flachzelle kraftschlüssig verbunden ist.
Die elektrische Schmelzsicherung ist dabei außerhalb des Zellverbundes oder alternativ zwischen den beiden Kontaktplatten angeordnet ist.
Als ein weiteres oder alternatives in den Zellverbund integriertes elektrisches Bauelement ist ein Schützelement vorgesehen, das einen Schütz zur elektrischen Verbindung der Batterie mit einem elektrischen Stromkreis umfasst und beispielsweise an einem Ende des Zellverbundes angeordnet ist. Bevorzugt weist das Schützelement ferner eine erste Andruckplatte auf, deren Außenabmessungen weitgehend zu den Außenabmessungen einer Flachzelle korrespondieren. Dabei ist der Zellverbund kraftschlüssig zwischen dieser ersten Andruckplatte und einer zweiten Andruckplatte angeordnet, deren Außenabmessungen ebenfalls weitgehend zu den Außenabmessungen einer Flachzelle korrespondieren.
Dabei wird der Kraftschluss zwischen dem Zellverbund und den beiden Andruckplatten bevorzugt durch wenigstens ein Spannelement hergestellt, das um den Zellverbund und die beiden Andruckplatten geführt ist und diese aneinander presst. Ein geeignetes Spannelement ist beispielsweise ein Spannband oder ein Spannrahmen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht ferner vor, dass die Andruckplatten metallisch ausgebildet und zellverbundseitig mit einer Flachzelle elektrisch leitend verbunden sind. Dadurch können sie neben ihrer Andruckfunktion gleichzeitig als elektrische Kontakte des Zellverbundes verwendet werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Batterie ist das Schützelement als ein Flachschütz ausgebildet, dessen Außenabmessungen zu den Außenabmessungen einer Flachzelle korrespondieren. Dabei weist das Flachschütz eine elektrisch leitfähige Außenfläche auf, über die es elektrisch leitend mit einer Flachzelle verbunden ist. Alternativ kann das Flachschütz Kontaktelemente aufweisen, über die es von außerhalb des Zellverbundes elektrisch kontaktierbar und insbesondere mit dem Zellverbund verbindbar ist. Ferner kann das Flachschutz einen thermischen Uberlastschutz aufweisen, der bei überschreiten eines
Temperaturschwellwertes eine Abschaltung der Batterie durch das Flachschutz bewirkt. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da das Flachschutz in engem thermischen Kontakt mit einer Flachzelle steht, der es erlaubt, ohne externen Eingang eines Temperatursignals eine Uberhitzung der Flachzelle zu detektieren.
Des Weiteren kann die Batterie mehrere Flachschutze aufweisen. Beispielsweise kann an beiden Enden des Zellverbundes je ein Flachschutz angeordnet sein. Durch eine derartige Anordnung der Schütze direkt an den Polen des Zellverbundes ist es sicher vermieden, dass die beiden Pole des Zellverbundes über deren Verbindung mit den Schützen Kontakt bekommen können. Damit wird die Sicherheit der Batterie erhöht.
Ferner kann zusatzlich ein weiteres Flachschutz im Inneren des Zellverbundes zwischen zwei Flachzellen angeordnet sein. Dadurch können auch Teilbereiche der Batterie ab- oder eingeschaltet werden.
Ein an einem Ende des Zellverbundes angeordnetes Flachschutz kann ferner an seiner dem Zellverbund abgewandten Außenseite eine Druckplattenflache aufweisen, über die das Flachschutz an den Zellverbund anpressbar ist. Dadurch kann die oben beschriebene erste Andruckplatte entfallen, so dass der Aufbau der Batterie weiter vereinfacht ist.
Zusammengefasst weist die erfindungsgemaße Integration wenigstens eines elektrischen Bauelementes in den Zellverbund eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Batteriebauformen auf:
- Die Bauweite der Batterie kann reduziert werden, da ein erfindungsgemäß in den Zellverbund elektrisches Bauelement einen kleineren Raumbereich als bei herkömmlichen Bauformen benötigt.
- Der Aufbau der Batterie vereinfacht sich, wodurch insbesondere die Montage der Batterie erleichtert wird.
- Die Kosten für die Herstellung und Montage der Batterie werden reduziert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Batterie mit einem Schützelement und einem elektrischen Sicherungselement in einer Ansicht von der Schützseite,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Batterie mit einem Schützelement und einem elektrischen Sicherungselement in einer Ansicht von der der Schützseite gegenüberliegenden Seite,
Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Batterie mit einem Schützelement und einem elektrischen Sicherungselement in einer Ansicht von der Schützseite, Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Batterie mit einem Schützelement und einem elektrischen Sicherungselement in einer Ansicht von der der Schützseite gegenüberliegenden Seite,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Sicherungselementes,
Fig. 6 eine Schnittdarstellung eines Sicherungselementes von der Seite,
Fig. 7 schematisch eine Längsschnittdarstellung einer Batterie mit drei Flachschützen,
Fig. 8 schematisch eine perspektivische Darstellung eines Flachschützes mit einer elektrisch leitfähigen Außenfläche, und
Fig. 9 schematisch eine perspektivische Darstellung eines Flachschützes mit Kontaktelementen.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 und Figur 2 zeigen perspektivische Darstellungen einer erfindungsgemäßen Batterie B mit mehreren einen Zellverbund Z bildenden Flachzellen 1 in zwei verschiedenen Ansichten. Die Flachzellen sind hintereinander nach Art eines Stapels angeordnet.
Die Batterie B weist ein Schützelement 3 und ein elektrisches Sicherungselement 2 auf. Das Schützelement 3 ist an einem Ende des Zellverbundes Z angeordnet. Das elektrische Sicherungselement 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittig in dem Zellverbund Z zwischen zwei Flachzellen 1 angeordnet. Ferner weist die Batterie eine Kühlplatte 15 auf, die an der Unterseite des Zellverbundes Z angeordnet ist und der Kühlung der Batterie B dient.
Das Schützelement 3 umfasst einen Schütz, mittels dessen die Batterie B mit einem elektrischen Stromkreis verbindbar ist. Ferner umfasst das Schützelement 3 eine erste Andruckplatte 6, deren Außenabmessungen weitgehend zu den Außenabmessungen einer Flachzelle 1 korrespondieren. Dabei werden unter den Außenabmessungen einer Flachzelle 1 die Abmessungen einer vertikalen Querschnittsfläche der Flachzelle 1 in einer Ebene senkrecht zur Achsenrichtung des Zellverbundes Z verstanden. Entsprechendes gilt für die Außenabmessungen der ersten Andruckplatte 6.
An dem dem Schützelement 3 gegenüberliegenden Ende des Zellverbundes Z ist eine zweite Andruckplatte 7 angeordnet, deren Außenabmessungen ebenfalls weitgehend zu den Außenabmessungen einer Flachzelle 1 korrespondieren. Die Batterie B weist ferner zwei Spannelemente 8, die als Spannbänder ausgeführt sind und jeweils um den Zellverbund 3, die beiden Andruckplatten 6 und 7 sowie die Kühlplatte 15 geführt sind. Mittels der Spannelemente 8 werden die Andruckplatten 6 und 7 kraftschlüssig an den Zellverbund Z und gleichzeitig jeweils benachbarte Flachzellen 1 aneinander gepresst .
Dabei sind die sich berührenden Seitenflächen der Flachzellen 1, wie aus dem Stand der Technik bekannt, metallisch als elektrische Polkontakte der Flachzellen 1 ausgeführt und beispielsweise derart angeordnet, dass die Flachzellen 1 elektrisch seriell zueinander verschaltet sind.
Die Andruckplatten 6 und 7 sind in vorteilhafter Weise ebenfalls metallisch ausgeführt, so dass sie über ihren Kontakt mit einer jeweiligen äußeren Flachzelle 1 des Zellverbundes Z elektrische Kontakte des Zellverbundes Z bilden.
Das elektrische Sicherungselement 2 weist eine konventionell gestaltete elektrische Schmelzsicherung 5 auf, die aus Bauraumgründen oberhalb des Zellverbundes Z angeordnet ist und in unten näher beschriebener Weise mit den beiden das elektrische Sicherungselement 2 einschließenden Flachzellen 1 verbunden ist.
Die Figuren 3 und 4 zeigen perspektivische
Explosionsdarstellungen der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Batterie B. Dabei wird deutlich, dass das elektrische Sicherungselement 2 zwei Kontaktplatten 4 aufweist, die jeweils mit der elektrischen Schmelzsicherung 5 verbunden sind und deren Außenabmessungen weitgehend zu den Außenabmessungen einer Flachzelle 1 korrespondieren.
Die Gestaltung des elektrischen Sicherungselementes 2 wird in den Figuren 5 und 6 weiter verdeutlicht. Dabei zeigen Figur 5 eine perspektivische Darstellung und Figur 6 eine Schnittdarstellung des elektrischen Sicherungselementes 2. Die Kontaktplatten 4 sind gegeneinander durch eine Isolationsschicht 17 elektrisch isoliert und jeweils über eine fahnenartige Verlängerung (5.1,5.2) mit der elektrischen Schmelzsicherung 5 verbunden.
Figur 7 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batterie B mit drei jeweils als ein Flachschütz 9 ausgebildeten Schützelementen 3. Mit Flachschütz 9 wird hier ein Schütz bezeichnet, das in seinen Außenabmessungen den Außenabmessungen einer Flachzelle nahe kommt und dessen Tiefe nicht wesentlich größer als die Tiefe einer Flachzelle 1 ist, beispielsweise höchstens ein Dreifaches der Tiefe einer Flachzelle 1. Derartige Flachschütze sind der Geometrie des Zellverbundes Z besonders gut angepasst und eignen sich daher insbesondere zu einer Reduzierung der Batteriebauweite.
Der Flachschütz 9 entspricht in seinem inneren Aufbau heute bekannten Schützbauweisen mit Spulen, Elektromagneten, beweglichen Schienen und/oder elektronischen Schaltelementen wie Transistoren, beispielsweise Bipolartransistoren mit isolierter Gateelektrode (IGBT = insulated-gate bipolar transistor) .
Gemäß Figur 7 ist an jedem Ende des Zellverbundes Z ein Flachschütz 9 angeordnet. Im Inneren des Zellverbundes Z kann, wie dargestellt, ein weiteres optionales Flachschütz 9 zwischen zwei Flachzellen 1 angeordnet sein.
Die Flachschütze 9 sind durch ein Batteriegehäuse 14 zu elektrischen Anschlüssen 13 geführt, über die sie mit Verbrauchern elektrisch verbindbar sind.
Figur 8 zeigt schematisch ein Flachschütz 9 zu einer elektrischen Kontaktierung einer Flachzelle 1 über eine elektrisch leitfähige Außenfläche 10.
Figur 9 zeigt eine alternative Ausführung eines Flachschütz 9 mit elektrischen Kontakten 11 an einer der schmalen Außenseiten des Flachschütz 9, beispielsweise zur Kontaktierung einer elektrisch von dem Flachschütz 9 isolierten Flachzellen 1.
Die Ausführungen eines Flachschütz 9 gemäß Figuren 8 und 9 sehen weithin jeweils vor, dass eine Außenseite des Flachschütz 9 als Druckplattenfläche 12 ausgebildet ist, über die das Flachschütz 9 an den Zellverbund Z anpressbar ist. Dazu wird diese Außenseite des Flachschütz 9 aus einem Material geeignet zu wählender Stärke und Härte gebildet. Ein derart ausgebildetes Flachschϋtz 9 ist für eine Positionierung an einem Ende des Zellverbundes Z vorgesehen.
Daimler AG
Bezugszeichenliste
1 Flachzelle
2 Elektrisches Sicherungselement
3 Schützelement
4 Kontaktplatten
5 Elektrische Schmelzsicherung 5.1,5.2 Fahnenartige Verlängerung
6 Erste Andruckplatte
7 Zweite Andruckplatte
8 Spannelement
9 Flachschütz
10 Elektrisch leitfähige Außenfläche
11 Kontaktelement
12 Druckplattenfläche
13 Elektrischer Anschluss
14 Batteriegehäuse
15 Kühlplatte
16 Wärmeleitfolie
17 Isolation B Batterie
Z Zellverbund

Claims

Daimler AGPatentansprüche
1. Batterie (B) mit mehreren einen Zellverbund (Z) bildenden Flachzellen (1), die hintereinander angeordnet und elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrisches Bauelement in den
Zellverbund (Z) integriert ist, indem es wenigstens teilweise zwischen zwei Flachzellen (1) des
Zellverbundes (Z) oder an einem Ende des
Zellverbundes (Z) angeordnet und mit dem Zellverbund (Z), insbesondere form- und/oder kraftschlüssig, verbunden ist.
2. Batterie (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein in den Zellverbund (Z) integriertes elektrische Bauelement ein elektrisches Sicherungselement (2) zum Schutz der Batterie (B) vor elektrischem Überstrom und/oder elektrischem Kurzschluss ist.
3. Batterie (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein in den Zellverbund (Z) integriertes elektrisches Bauelement ein Schützelement (3) mit einem Schütz zur
elektrischen Verbindung der Batterie (B) mit einem elektrischen Stromkreis ist.
4. Batterie (B) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Sicherungselement (2) zwei elektrische Kontakte aufweist, die mit jeweils einer Flachzelle (1) elektrisch verbunden sind.
5. Batterie (B) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden elektrischen Kontakte zwei elektrisch leitende und gegeneinander isolierte Kontaktplatten (4) sind, die zwischen zwei Flachzellen (1) des Zellverbundes (Z) angeordnet sind, wobei jede der beiden Kontaktplatten (4) mit einer an sie angrenzenden Flachzelle (1) kraftschlüssig verbunden ist.
6. Batterie (B) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatten (4) mittig in dem Zellverbundes (Z) angeordnet sind.
7. Batterie (B) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Sicherungselement (2) eine elektrische Schmelzsicherung (5) umfasst.
8. Batterie (B) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schmelzsicherung (5) außerhalb des Zellverbundes (Z) angeordnet ist.
9. Batterie (B) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schmelzsicherung (5) innerhalb des Zellverbundes (Z) zwischen den beiden Kontaktplatten (4) angeordnet ist.
10. Batterie (B) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schützelement (3) an einem Ende des Zellverbundes (Z) angeordnet ist.
11. Batterie (B) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schützelement (3) eine erste Andruckplatte (6) umfasst, deren Außenabmessungen weitgehend zu den Außenabmessungen einer Flachzelle (1) korrespondieren.
12. Batterie (B) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellverbund (Z) kraftschlüssig zwischen der ersten Andruckplatte (6) und einer zweiten Andruckplatte (7) angeordnet ist, wobei die Außenabmessungen der zweiten Andruckplatte (7) weitgehend zu den Außenabmessungen einer Flachzelle (1) korrespondieren.
13. Batterie (B) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (B) wenigstens ein Spannelement (8) aufweist, das um den Zellverbund (Z) und die beiden Andruckplatten (6,7) geführt ist und diese kraftschlüssig miteinander verbindet.
14. Batterie (B) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Spannelement (8) ein Spannband oder ein Spannrahmen ist.
15. Batterie (B) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schützelement (3) zellverbundseitig mit einer Flachzelle (1) elektrisch leitend verbunden ist.
16. Batterie (B) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Andruckplatte (7) aus einem Metall besteht und elektrisch leitend mit dem Zellverbund (Z) verbunden ist, so dass sie einen elektrischen Kontakt des Zellverbundes (Z) bildet.
17. Batterie (B) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schützelement (3) als ein Flachschütz (9) ausgebildet ist, dessen Außenabmessungen zu den Außenabmessungen einer Flachzelle (1) korrespondieren.
18. Batterie (B) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachschütz (9) eine elektrisch leitfähige Außenfläche (10) aufweist, über die es elektrisch leitend mit einer Flachzelle (1) verbunden ist.
19. Batterie (B) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachschütz (9) Kontaktelemente (11) aufweist, über die es von außerhalb des Zellverbundes (Z) elektrisch kontaktierbar ist.
20. Batterie (B) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachschütz (9) einen thermischen Überlastschutz aufweist, der bei Überschreiten eines
Temperaturschwellwertes eine Abschaltung der Batterie (B) durch das Flachschütz (9) bewirkt.
21. Batterie (B) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden des Zellverbundes (Z) je ein Flachschütz (9) angeordnet ist.
22. Batterie (B) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Flachzellen (1) im Inneren des Zellverbundes (Z) ein Flachschütz (9) angeordnet ist.
23. Batterie (B) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein an einem Ende des Zellverbundes (Z) angeordnetes Flachschütz (9) an seiner dem Zellverbund (Z) abgewandten Außenseite eine Druckplattenfläche (12) aufweist, über die das Flachschütz (9) an den Zellverbund (Z) anpressbar ist.
PCT/EP2009/001176 2008-02-23 2009-02-19 Batteriemodul mit integriertem elektrischen bauelement WO2009103524A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013530506A (ja) * 2010-06-28 2013-07-25 エー１２３ システムズ， インコーポレイテッド 保定バンドを有するバッテリモジュールおよび組み立ての方法
DE102018218377A1 (de) 2018-10-26 2020-04-30 Mahle International Gmbh Elektrischer Energiespeicher

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010028194A1 (de) * 2010-04-26 2011-10-27 Robert Bosch Gmbh Batterie mit einer Kühlplatte und Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Batterie
IT1404312B1 (it) * 2011-02-24 2013-11-22 Ferrari Spa Sistema di accumulo di energia elettrica a ridotto spessore per un veicolo con propulsione elettrica.
US9444275B2 (en) * 2011-08-31 2016-09-13 North Carolina State University Intelligent integrated battery module
DE102012217367A1 (de) * 2012-09-26 2014-03-27 Robert Bosch Gmbh Integration einer Batteriezellkühlung in Verspannelemente eines Batteriemoduls
US10008710B2 (en) 2014-08-04 2018-06-26 Johnson Controls Technology Company Overcharge protection assembly for a battery module
WO2018026850A1 (en) * 2016-08-01 2018-02-08 Johnson Controls Technology Company Overcharge protection systems having dual spiral disk features for prismatic lithium ion battery cells
US11233289B2 (en) 2016-08-01 2022-01-25 Cps Technology Holdings Llc Weldable aluminum terminal pads of an electrochemical cell
US10938017B2 (en) 2016-08-01 2021-03-02 Cps Technology Holdings Llc Overcharge protection assembly for a battery cell
US11581618B2 (en) * 2020-11-18 2023-02-14 GM Global Technology Operations LLC Thermomechanical fuses for heat propagation mitigation of electrochemical devices

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2778281A1 (fr) * 1998-04-30 1999-11-05 Alsthom Cge Alcatel Protection pour module de batterie
US6087036A (en) * 1997-07-25 2000-07-11 3M Innovative Properties Company Thermal management system and method for a solid-state energy storing device
WO2006068373A1 (en) * 2004-12-24 2006-06-29 Lg Chem, Ltd. Secondary battery module
US20070080662A1 (en) * 2005-10-11 2007-04-12 Deping Wu Universal battery module and controller therefor
US20070120526A1 (en) * 2005-11-28 2007-05-31 Nec Tokin Corporation Stacked battery module and battery pack
WO2008128764A1 (en) * 2007-04-24 2008-10-30 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Energy storage assembly with poka-yoke connections

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW502467B (en) * 1998-03-18 2002-09-11 Toshiba Battery Battery, lead member for battery connection, and battery pack using the same
GB9900396D0 (en) * 1999-01-08 1999-02-24 Danionics As Arrangements of electrochemical cells
KR100958647B1 (ko) * 2002-12-18 2010-05-20 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 이차전지 유니트
KR100567883B1 (ko) * 2004-03-17 2006-04-04 엘에스전선 주식회사 리드 구조가 개선된 서미스터 및 이 서미스터가 부착된이차전지
DE102005056972A1 (de) * 2005-09-21 2007-03-22 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Energiespeichermodul
SE530190C2 (sv) * 2006-01-17 2008-03-25 Nilar Int Ab Ett batteristapelarrangemang
US20090052104A1 (en) * 2006-03-20 2009-02-26 Peter Birke Energy Store System
DE102007031558A1 (de) * 2007-07-06 2009-01-08 Robert Bosch Gmbh Akkumulator und Akkupack
DE102010033577A1 (de) * 2010-08-03 2012-02-09 Varta Microbattery Gmbh Knopfzelle mit Wickelelektrode mit thermischer Sicherung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6087036A (en) * 1997-07-25 2000-07-11 3M Innovative Properties Company Thermal management system and method for a solid-state energy storing device
FR2778281A1 (fr) * 1998-04-30 1999-11-05 Alsthom Cge Alcatel Protection pour module de batterie
WO2006068373A1 (en) * 2004-12-24 2006-06-29 Lg Chem, Ltd. Secondary battery module
US20070080662A1 (en) * 2005-10-11 2007-04-12 Deping Wu Universal battery module and controller therefor
US20070120526A1 (en) * 2005-11-28 2007-05-31 Nec Tokin Corporation Stacked battery module and battery pack
WO2008128764A1 (en) * 2007-04-24 2008-10-30 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Energy storage assembly with poka-yoke connections

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013530506A (ja) * 2010-06-28 2013-07-25 エー１２３ システムズ， インコーポレイテッド 保定バンドを有するバッテリモジュールおよび組み立ての方法
DE102018218377A1 (de) 2018-10-26 2020-04-30 Mahle International Gmbh Elektrischer Energiespeicher

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