WO2012120107A1 - Elektrischer energiespeicher - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to an electrical energy store, in particular for motor vehicles, having at least one battery module with a plurality of individual modules each having at least one cell, wherein the individual modules are arranged between two outer end plates in a stack.
  • the object of the invention is to enable a space, time and part-saving connection of the cells.
  • the battery module is looped around by at least one preferably formed by a steel band clamping band, wherein the cells are pressed together by the pressure plates.
  • each tension band is crimped and crimped overlapping itself with itself. Additionally or alternatively, it may also be provided that in the region of at least one end of each tension band is welded inextricably overlapping with itself.
  • the clamping band preferably in the region of a first end, at least a first positive connection region, wherein the first positive connection region is preferably a detent formed by a bending point.
  • the positive-locking region which is preferably arranged at a first end of the tensioning band, can be connected in a form-fitting manner to an end plate. Thus, only more tension needs to be applied to the second end prior to joining the two ends. Thereafter, the two ends can be permanently or non-detachably connected to each other, for example, by welding and / or crimping or by a positive connection.
  • the tension band has a second form-fitting region which corresponds to the first form-fitting region, wherein preferably the second form-fitting region has at least one opening which is designed to receive a catch in a form-fitting manner.
  • Fig. 1 an inventive electrical energy storage in a
  • Fig. 6 is a tension band in a third embodiment.
  • the electrical energy storage device 1 includes at least one battery module 2 with a stack of 3 individual cells 5 having cells 4, wherein the individual modules 5 are pressed together by end plates 6.
  • the bias is applied by a plurality of straps formed by steel straps 7, which wrap around the stacked individual modules 5 and the end plates 6.
  • Each tension band 7 is hung on the end plate 6 of the battery module 2 with a preformed first end 8 forming a first form-fit region 10 and subsequently wrapped around the battery module 2. Thereafter, the necessary biasing force is adjusted by train on the overlap of the steel strip to be welded - it must therefore be applied only at the second end 9 of the tension band 7, a tensile stress.
  • the biasing force on the housing of the battery module 2 and thus also on the individual modules 5, is generated.
  • the strap 7 is crimped overlapping, verchrincht and / or welded.
  • FIGS. 4 and 5 show a second embodiment variant of a tension band 7, wherein the tension band 7 has a first positive engagement region 10, which is formed by a plurality of detents each formed on three sides.
  • the tension band 7 further has, in an overlap region, a second form-fit region 12, for example in an end region, which is formed by openings in the tension band 7 corresponding to the detents. det, wherein the notches are supported on corresponding edges of the openings.
  • First and second form-fitting region 10, 12 form a positive connection.
  • FIG. 6 shows another example of a tension band 7, wherein the tension band has lateral tabs 13 in an overlapping region, which are connected to one another by clinching. With reference numeral 14 connecting points between the tabs 13 are designated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher (1), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einem Batteriemodul (2) mit mehreren jeweils zumindest eine Zelle (4) aufweisenden Einzelmodulen (5), wobei die Einzelmodule (5) zwischen zwei äußeren Endplatten (6) in einem Stapel (3) angeordnet sind. Eine einfache Verbindung der Einzelmodule wird ermöglicht, wenn der Batteriemodul (2) von zumindest einem Spannband (7), vorzugsweise zumindest einem Stahlband, umschlungen ist, wobei die Zellen (4) durch die Endplatten (6) aneinandergepresst sind.

Description

ELEKTRISCHER ENERGIESPEICHER
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einem Batteriemodul mit mehreren jeweils zumindest eine Zelle aufweisenden Einzelmodulen, wobei die Einzelmodule zwischen zwei äußeren Endplatten in einem Stapel angeordnet sind.
Es ist bekannt, die Zellen durch Verschraubungen der Druckplatten miteinander zu verbinden. Diese Art der Verbindung ist allerdings sehr platz-, zeit- und teile- aufwändig.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine platz-, zeit- und teilesparende Verbindung der Zellen zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird dies durch gelöst, dass der Batteriemodul von zumindest einem vorzugsweise durch ein Stahlband gebildetes Spannband umschlungen ist, wobei die Zellen durch die Druckplatten aneinandergepresst sind.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass im Bereich zumindest eines Endes jedes Spannbandes überlappend mit sich selbst vercrimpt vercrimpt und/oder ver- clincht ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass im Bereich zumindest eines Endes jedes Spannbandes überlappend unlösbar mit sich selbst verschweißt ist.
Eine besonders einfache Montage ergibt sich, das Spannband, vorzugsweise im Bereich eines ersten Endes, zumindest einen ersten Formschlussbereich aufweist, wobei der erste Formschlussbereich vorzugsweise eine durch eine Biegestelle gebildete Raste ist.
Der vorzugsweise an einem ersten Ende des Spannbandes angeordnete Formschlussbereich kann formschlüssig mit einer Endplatte verbunden sein. Somit braucht nur mehr auf das zweite Ende vor dem Verbinden der beiden Enden eine Zugspannung aufgebracht werden. Danach können die beiden Enden dauerhaft bzw. unlösbar zum Beispiel durch Schweißen und/oder Vercrimpen oder durch eine Formschlussverbindung miteinander verbunden werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Spannband einen mit dem ersten Formschlussbereich korrespondierenden zweiten Formschlussbereich aufweist, wobei vorzugsweise der zweite Formschlussbereich zumindest eine Öffnung aufweist, welche ausgebildet ist, um eine Raste formschlüssig aufzunehmen. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeicher in einer
Schrägansicht;
Fig. 2 ein Detail des Energiespeichers;
Fig. 3 ein Spannband in einer ersten Ausführungsvariante;
Fig. 4 ein Spannband in einer zweiten Ausführungsvariante von schräg oben;
Fig. 5 dieses Spannband von schräg unten; und
Fig. 6 ein Spannband in einer dritten Ausführungsvariante.
Der elektrische Energiespeicher 1 beinhaltet zumindest einen Batteriemodul 2 mit einem Stapel 3 an Zellen 4 aufweisenden Einzelmodulen 5, wobei die Einzelmodule 5 durch Endplatten 6 aneinandergepresst sind. Die Vorspannung wird dabei durch mehrere durch Stahlbänder gebildete Spannbänder 7 aufgebracht, welche die gestapelten Einzelmodule 5 und die Endplatten 6 umschlingen. Jedes Spannband 7 wird mit einem einen ersten Formschlussbereich 10 ausbildenden vorgeformten ersten Ende 8 an der Endplatte 6 des Batteriemoduls 2 eingehängt und anschließend um das Batteriemodul 2 geschlungen. Danach wird die nötige Vorspannkraft durch Zug auf die zu verschweißende Überlappung des Stahlbandes eingestellt - es muss somit nur am zweiten Ende 9 des Spannbandes 7 eine Zugspannung aufgebracht werden. Durch Aufbringen einer definierten Zugkraft F auf das freie zweite Ende 9 des Spannbandes 7 wird die Vorspannkraft auf das Gehäuse des Batteriemoduls 2 und somit auch auf die Einzelmodule 5, erzeugt. Schließlich wird das Spannband 7 überlappend vercrimpt, verchrincht und/oder verschweißt.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Spannband sind die überlappenden Enden des Spannbandes 7 miteinander verschweißt, wobei mit Bezugszeichen 11 Schweißnähte einer Laserverschweißung bezeichnet sind. Durch eine Laserverschweißung wird das Stahlband nach Aufbringen der Vorspannkraft auf einer entsprechenden Länge unlösbar ringförmig um das Batteriemodul 2 verbunden.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen eine zweite Ausführungsvariante eines Spannbandes 7, wobei das Spannband 7 einen ersten Formschlussbereich 10 aufweist, welcher durch mehrere jeweils an drei Seiten ausgestanzte Biegestellen gebildete Rasten gebildet ist. Das Spannband 7 weist weiters in einem Überlappungsbereich einen zweiten Formschlussbereich 12, beispielsqweise in einem Endbereich, auf, welcher durch mit den Rasten korrespondierende Öffnungen im Spannband 7 gebil- det ist, wobei sich die Rasten an korrespondierenden Kanten der Öffnungen abstützen. Erste und zweiter Formschlussbereich 10, 12 bilden eine Formschlussverbindung.
Die Fig. 6 zeigt ein weiteres Beispiel eines Spannbandes 7, wobei das Spannband in einem Überlappungsbereich seitliche Laschen 13 aufweist, welche durch Durchsetzfügen (Clinching) miteinander verbunden sind. Mit Bezugszeichen 14 sind Verbindungspunkte zwischen den Laschen 13 bezeichnet.
Diese Art der Verbindung ermöglicht eine wesentliche Einsparung an Teilen, Montagezeit, Platz und an Kosten. Weiters ergibt sich der Vorteil einer gleichmäßigen Druckverteilung. Verzogene Kunststoffteile haben keine wesentlichen nachteiligen Auswirkungen auf den Vorspanndruck.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Elektrischer Energiespeicher (1), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einem Batteriemodul (2) mit mehreren jeweils zumindest eine Zelle (4) aufweisenden Einzelmodulen (5), wobei die Einzelmodule (5) zwischen zwei äußeren Endplatten (6) in einem Stapel (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Batteriemodul (2) von zumindest einem Spannband (7), vorzugsweise zumindest einem Stahlband, umschlungen ist, wobei die Zellen (4) durch die Endplatten (6) aneinandergepresst sind.
2. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zumindest eines Endes (8, 9) jedes Spannband (7) überlappend unlösbar mit sich selbst verschweißt ist.
3. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zumindest eines Endes (8, 9) jedes Spannband (7) überlappend unlösbar mit sich selbst vercrimpt und/oder verclincht ist.
4. Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannband (7), vorzugsweise im Bereich eines ersten Endes (8), zumindest einen ersten Formschlussbereich (10) aufweist, wobei der erste Formschlussbereich (10) vorzugsweise eine durch eine Biegestelle gebildete Raste ist.
5. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorzugsweise an einem ersten Ende (8) des Spannbandes (7) angeordnete Formschlussbereich (10) formschlüssig mit einer Endplatte (6) verbunden ist.
6. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannband (7) einen mit dem ersten Formschlussbereich (10) korrespondierenden zweite Formschlussbereich (12) aufweist, wobei vorzugsweise der zweite Formschlussbereich (12) zumindest eine Öffnung aufweist, welche ausgebildet ist, um eine Raste formschlüssig aufzunehmen.
7. Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf das zweite Ende (9) vor dem unlösbaren Verbinden eine Zugspannung aufgebracht wird und das zweite Ende (9) dauerhaft bzw. unlösbar überlappend mit dem Spannband verbunden wird.
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