WO2012126581A2 - Elektrischer energiespeicher eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to an electrical energy store of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1 and a memory cell of such an electrical energy store according to the preamble of claim 11. Furthermore, the invention relates to an electrical energy storage of a motor vehicle according to the preamble of claim 12 and a coupling means of such an electrical energy store according to the preamble of claim 16.
  • the electrical energy storage disclosed therein comprises a plurality of electrically coupled memory cells, each memory cell having electrical connection poles, namely a positive connection pole and a negative connection pole. To form a series connection of a plurality of memory cells, the electrical connection poles of adjacent memory cells are electrically coupled.
  • the object of the present invention is to provide a novel electrical energy store of a motor vehicle.
  • At least those electrical terminal poles of the memory cells which are electrically coupled to electrical terminal poles of adjacent memory cells, each formed as a plate packs of a plurality of resilient, metallic terminals.
  • the terminal-like electrical terminal poles are formed as disk packs, each with a plurality of resilient metallic terminals, a secure, electrical coupling of the memory cells is always guaranteed, even if the memory cells or terminal poles is subject to mechanical expansion or mechanical shrinkage as a result of temperature cycles ,
  • the disk packs thus always ensure a secure, electrical contact with the coupling element and thus an electrical coupling between the memory cells.
  • a tolerance compensation between the individual memory cells is not required.
  • the coupling means inserted in the disk packs have no fixed connection points to the disk packs, so that a relative movement while maintaining the electrical contact is possible.
  • the rail-like or web-like, electrically conductive coupling means are formed as disk packs of a plurality of conductor rails or conductor bars.
  • the electrical coupling means which are inserted into the terminal poles designed as a plate terminals, are designed as disk packs, the electrical coupling between the coupling means and terminal poles of the memory cells can be further improved.
  • the rail-like or web-like, electrically conductive coupling means on a flowed through by coolant cooling channel is flowed through by coolant cooling channel. Then, when the electrically conductive coupling means having a cooling channel, which is flowed through by coolant, overheating of the electrical energy storage can be avoided in a particularly effective manner.
  • this object is achieved by an electrical energy store according to claim 12 and a coupling means according to claim 16.
  • the contacting principle between memory cells and coupling means is reversed in comparison with the first aspect of the invention, in which case the coupling means have terminal-like coupling segments for plugging them onto the terminal poles of the memory cells.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a first inventive electrical energy storage device of a motor vehicle with a memory cell stack of a plurality of electrically connected in series memory cells;
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of a second electrical energy store according to the invention of a motor vehicle with two memory cell packets connected electrically in parallel, each comprising a plurality of memory cells electrically connected in series;
  • FIG. 3 shows a detail of the energy store of FIGS. 1 and 2 in the region of two connection poles of two memory cells electrically coupled via a coupling means;
  • Fig. 4 shows a detail of a terminal pole.
  • the present invention relates to an electrical energy storage of a motor vehicle, such as a starter battery or a traction battery in a hybrid vehicle or electric vehicle.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of an electrical energy store 10, which comprises a plurality of memory cells 11.
  • all twelve memory cells 11 are arranged geometrically next to one another or behind one another and electrically to form a single memory cell stack 12 in the sense of an electrical series circuit coupled.
  • cuboid memory cells round memory cells or foil memory cells can also be used.
  • Each memory cell 11 has at one side or surface of the same via electrical connection poles 13, 14, namely a positive terminal pole 13 and a minus terminal pole. 1
  • At least those electrical connection poles 13, 14 of the memory cells 11, which are electrically coupled to electrical connection poles 14, 13 of adjacent memory cells 11 are formed terminal-like, wherein the electrical coupling of the respective terminal poles of adjacent memory cells 11 in the terminal-like terminal posts 13, 14 like a rail or web trained, electrically conductive coupling means 15 engage.
  • each disk set comprises four spring-elastic, metallic clamps 16, which are positioned next to one another or one behind the other, forming the respective terminal pole 13 or 14 designed as a disk pack.
  • the number of terminals per disc pack can vary.
  • the terminals 16 of the lamellae are in some U-shaped with several legs, namely with opposite, resilient Druckmaschinesschenkeln 17 for electrically contacting a plugged into the respective disk set, rail-like or web-like coupling means 15 and with a spring-elastic contacting thighs 17 connecting Connecting leg 18, via which the terminals 16 of the respective disk pack are firmly connected to the respective memory cell 11. 4, all manipulate utilizatsschenkel 17 of all terminals 16 are coupled via a common connecting leg 18 and firmly connected to the respective memory cell 11. In contrast, for themaschinessenschenkel 17 and individual connecting leg 18 may be present.
  • the elastic contacting legs 17 of the clamps 16 are resiliently deformable independently of each other.
  • the disk packs and thus the connection poles 13 and 14 can compensate for mechanical and / or thermal expansions of the memory cells 11 and always ensure a secure contacting of a coupling means 15 inserted in the disk packs or connection poles 13, 14.
  • the coupling means 15 inserted into the plate packs or connection poles 13, 14 have no fixed connection points to the plate packs or connection poles 13, 14.
  • the rail-like or web-like, electrically conductive coupling means 15 may be formed by disk packs of a plurality of conductor rails or conductor bars.
  • Fig. 2 shows an embodiment of an electrical energy storage
  • each memory cell packet 12a and 12b the terminal poles 13, 14 of adjacent memory cells 11 are electrically coupled by inserting the coupling means 15 into the terminal poles 13 and 14, each memory cell stack 12a and 12b for a number N-2 memory cells, namely the middle ones Memory cells 11 of the respective memory cell packet 12a and 12b, a positive terminal 13 of a memory cell 11 with a minus terminal 14 of a first, adjacent memory cell 11 and a minus terminal 14 of the respective memory cell 11 with an adjacent plus terminal 13 of a second, adjacent Memory cell 11 of the respective memory cell package 12a, 12b is coupled, namely in each case via a coupling means 15.
  • At least these connection poles 13, 14 are like a clamp, preferably as a plate packs of a plurality of resilient, metallic clamps 16 formed.
  • each memory cell pack 12a and 12b are electrically coupled in another way, namely such that in the case of the first of these memory cells 11 of the memory cell packs 12a and 12b, namely in FIG. 2 in the case of the upper memory cells 11, the minus connection poles 14 of the respective memory cells 11 is coupled to a positive terminal pole 13 of an adjacent memory cell 11 of the respective memory cell stack 12a or 12b via an inserted coupling means 15, whereas the positive terminal poles 13 of these memory cells
  • the positive terminal poles 13 are connected to a negative terminal pole 14 of an adjacent memory cell 11 within the respective memory cell packets 12a or 12b electrically coupled, whereas the negative terminal poles 14 of these outer memory cells 11 of the two memory cell packets 12a and 12b are electrically coupled to each other, namely to form the negative main terminal 21 of the electrical energy storage device 10th
  • all terminal poles 13, 14 of all the memory cells 11 of the memory cell packs 12a, 12b are designed in the manner of a clamp, namely as laminations of a plurality of spring-elastic, metallic clamps 16.
  • the terminal poles of the outer memory cells 11, which form the plus main terminal pole and the minus main terminal of the electrical energy storage device 10 of FIG. 1 not designed as a terminal-like terminal poles in the form of disk packs, but rather in the area of this Terminal poles a screw for electrical contacting of the electrical energy storage 10.
  • the rail-like or web-like, electrically conductive coupling means 15 identify coolant passages through which coolant flows in order to dissipate heat which arises in the region of the memory cells 11 via the coupling means 15.
  • the coupling means 15 not only take over the function of the electrical coupling of memory cells 11 but also a cooling function for the same.
  • the coupling means have clamping-like coupling segments for mounting the same on preferably conventionally formed terminal poles of the memory cells.
  • At least the coupling segments of the coupling means are formed as disk packs of a plurality of resilient, metalli see terminals
  • the terminals of the disk packs are U-shaped with several legs, namely with opposite, resilienttechnischberichtsschenkeln for electrical Kontak orientation of one of the terminal poles a memory cell and with a connecting leg connecting the Bachêtsschenkel, via which di terminals of the disk packs are connected to the coupling means, wherein within each disk pack the justifyêtsschenkel are independently resiliently deformable.
  • the coupling means are formed out completely as a plate packs from each of a plurality of conductor rails or conductor bars out.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren elektrisch gekoppelten Speicherzellen (11), wobei jede Speicherzelle (11) elektrische Anschlusspole (13, 14) aufweist, die mit elektrischen Anschlusspolen (13, 14) benachbarter Speicherzellen (11) elektrisch gekoppelt sind, wobei zumindest diejenigen elektrischen Anschlusspole (13, 14) der Speicherzellen (11), die mit elektrischen Anschlusspolen (13, 14) benachbarter Speicherzellen (11) elektrisch gekoppelt sind, klemmenartig ausgebildet sind, und wobei zur elektrischen Kopplung benachbarten Speicherzellen (11) in die klemmenartig ausgebildeten Anschlusspole (13, 14) schienenartig oder stegartig ausgebildete, elektrisch leitende Kopplungsmittel (15) eingesteckt sind.

Description

Elektrischer Energiespeicher eines Kraftf hrzeugs
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Speicherzelle eines solchen elektrischen Energiespeichers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11. Ferner betrifft die Erfindung einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 12 und ein Kopplungsmittel eines solchen elektrischen Energiespeichers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16.
Aus der US 7,604,896 B2 ist ein elektrischer Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. So umfasst der dort offenbarte elektrische Energiespeicher mehrere elektrisch gekoppelte Speicherzellen, wobei jede Speicherzelle elektrische Anschlusspole, nämlich einen Plus-Anschlusspol und einen Minus- Anschlusspol, aufweist. Zur Ausbildung einer Reihenschaltung von mehreren Speicherzellen sind die elektrischen Anschlusspole benachbarter Speicherzellen elektrisch gekoppelt.
Die aus dem Stand der Technik bekannten, elektrischen Energiespeicher von Kraftfahrzeugen verfügen allesamt über den Nachteil, dass die elektrische Kopplung von Speicherzellen des Energiespeichers aufwendig bzw. umständlich ist. Es besteht daher Bedarf an einem elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs, der sich durch eine einfachere, elektrische Kopplung von Speicherzellen auszeichnet.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde einen neuartigen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs zu schaffen .
BESTÄTIGUNGSKOPIE Diese Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch einen elektrischen Energiespeicher gemäß Patentanspruch 1 und durch eine Speicherzelle gemäß Patentanspruch 11 gelöst.
Hiernach sind zumindest diejenigen Anschlusspole derjenigen Speicherzellen, die mit elektrischen Anschlusspolen benachbarter Speicherzellen des elektrischen Energiespeichers elektrisch gekoppelt sind, klemmartig ausgebildet. In diese klemmartig ausgebildeten Anschlusspole sind zur elektrischen Kopplung benachbarter Speicherzellen schienenartig oder stegartig ausgebildete, elektrisch leitende Kopplungsmittel eingesteckt.
Durch bloßes Einstecken der Kopplungsmittel in die klemmartig ausgebildeten Anschlusspole können so Speicherzellen elektrisch gekoppelt werden. Durch bloßes Entfernen der Kopplungsmittel aus den klemmartig ausgebildeten Anschlusspolen können die Speicherzellen elektrisch entkoppelt werden. Zur elektrischen Kopplung sind demnach keinerlei Schraubverbindungen oder dergleichen erforderlich. Sämtliche Speicherzellen sind mit geringstem Aufwand verbindbar und trennbar.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zumindest diejenigen elektrischen Anschlusspole der Speicherzellen, die mit elektrischen Anschlusspolen benachbarter Speicherzellen elektrisch gekoppelt sind, jeweils als Lamellenpakete aus jeweils mehreren federelastischen, metallischen Klemmen ausgebildet.
Dann, wenn die klemmartigen elektrischen Anschlusspole als Lamellenpakete mit jeweils mehreren federelastischen, metallischen Klemmen ausgebildet sind, ist stets eine sichere, elektrische Kopplung der Speicherzellen gewährleistet, auch dann, wenn die Speicherzellen bzw. Anschlusspole in Folge von Temperaturzyklen einer mechanischen Ausdehnung oder mechanischen Schrumpfung unterliegt. Die Lamellenpakete gewährleisten so stets eine sichere, elektrische Kontaktierung zum Kopplungselement und damit eine elektrische Kopplung zwischen den Speicherzellen. Ein Toleranzausgleich zwischen den einzelnen Speicherzellen nicht erforderlich ist. Die in die Lamellenpakete eingesteckten Kopplungsmittel verfügen über keinen festen Anbindungspunkten zu den Lamellenpaketen, sodass eine Relativbewegung unter Aufrechterhaltung der elektrischen Kontaktierung möglich ist. Vorzugsweise sind die schienenartig oder stegartig ausgebildeten, elektrisch leitenden Kopplungsmittel als Lamellenpakete aus jeweils mehreren Leiterschienen oder Leiterstegen ausgebildet.
Dann, wenn auch die elektrischen Kopplungsmittel, die in die als Lamellenpakete ausgebildeten Anschlusspole eingesteckt sind, als Lamellenpakete ausgeführt sind, kann die elektrische Kopplung zwischen Kopplungsmittel und Anschlusspolen der Speicherzellen weiter verbessert werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die schienenartig oder stegartig ausgebildeten, elektrisch leitenden Kopplungsmittel einen von Kühlmittel durchströmten Kühlkanal auf. Dann, wenn die elektrisch leitenden Kopplungsmittel einen Kühlkanal aufweisen, der von Kühlmittel durchströmt ist, kann auf besonders effektive Art und Weise eine Überhitzung des elektrischen Energiespeichers vermieden werden.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen elektrischen Energiespeicher gemäß Patentanspruch 12 und ein Kopplungsmittel nach Anspruch 16 gelöst.
Hiernach sind zumindest diejenigen elektrischen Anschlusspole der Speicherzellen, die mit elektrischen Anschlusspolen benachbarter Speicherzellen elektrisch gekoppelt sind, über schienenartig oder stegartig ausgebildete, elektrisch leitende Kopplungsmittel gekoppelt, wobei die Kopplungsmittel klemmenartig ausgebildete Kopplungssegmente aufweisen, über welche die Kopplungsmittel auf die Anschlusspole aufgesteckt sind.
Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung ist demnach im Vergleich zum ersten Aspekt der Erfindung das Kontaktierungsprinzip zwischen Speicherzellen und Kopplungsmitteln umgekehrt, in diesem Fall verfügen demnach die Kopplungsmittel klemmenartig ausgebildete Kopplungssegmente zum Aufstecken derselben auf die Anschlusspole der Speicherzellen.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert . Dabei zeigt : Fig. 1 ein schematisierte Draufsicht auf einen ersten erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs mit einem Speicherzellenpaket aus jeweils mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Speicherzellen;
Fig. 2 ein schematisierte Draufsicht auf einen zweiten erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs mit zwei elektrisch parallel geschalteten Speicherzellenpaketen aus jeweils mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Speicherzellen;
Fig. 3 ein Detail der Energiespeicher der Fig. 1 und 2 im Bereich von zwei über ein Kopplungsmittel elektrisch gekoppelten Anschlusspolen von zwei Speicherzellen; und
Fig. 4 ein Detail eines Anschlusspols.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs, so zum Beispiel eine Starterbatterie oder eine Traktionsbatterie in einem Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug .
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektrischen Energiespeichers 10, der mehrere Speicherzellen 11 umfasst . Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 umfasst der Energiespeicher 10 insgesamt über eine Anzahl N = zwölf quaderförmigen Speicherzellen 11. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind alle zwölf Speicherzellen 11 geometrisch nebeneinander oder hintereinander angeordnet und unter Ausbildung eines einzigen Speicherzellenpakets 12 im Sinne einer elektrischen Reihenschaltung elektrisch gekoppelt. Alternativ zu quaderförmigen Speicherzellen können auch runde Speicherzellen oder Folienspeicherzellen zum Einsatz kommen. Jede Speicherzelle 11 verfügt an einer Seite bzw. Fläche derselben über elektrische Anschlusspole 13, 14, nämlich einen Plus-Anschlusspol 13 und einen Minus-Anschlusspol 1 .
Zur Ausbildung der in Fig. 1 gezeigten Reihenschaltung der N = zwölf Speicherzellen 11 ist bei einer Anzahl N-2 = zehn Speicherzellen 11, näm¬ lich bei den mittleren zehn nebeneinander oder hintereinander positionierten Speicherzellen 11, jeweils ein Plus-Anschlusspol 13 einer Speicherzelle 11 mit einem Minus-Anschlusspol 14 einer ersten, benachbarten Speicherzelle 11 und ein Minus-Anschlusspol 14 der jeweiligen Speicherzelle 11 mit einem Plus-Anschlusspol 13 einer zweiten, benachbarten Speicherzelle 11 elektrisch gekoppelt. Bei der verbleibenden Anzahl von zwei Speicherzellen 11, nämlich bei den beiden äußeren Speicherzellen 11, ist jeweils ein Anschlusspol, nämlich bei der linken Speicherzelle 11 der Plus-Anschlusspol 13 und bei der rechten Speicherzelle 11 der Minus-Anschlusspol 14, mit einem gegenpoligen Anschlusspol der jeweiligen benachbarten Speicherzelle 11 gekoppelt, wohingegen der jeweils andere Anschlusspol der jeweiligen äußeren Speicherzelle 11 des Speicherzellenpakets 12, nämlich der Minus-Anschlusspol 14 der linken Speicherzelle 11 und der Plus-Anschlusspol 13 der rechten Speicherzelle 11, jeweils einen Hauptanschlusspol 20, 21 des Speicherzellenpakets 12 und damit des Energiespeichers 10 ausbildet. Beim Hauptanschlusspol 20 des Speicherzellenpakets 12 handelt es sich um einen Plus-Hauptanschlusspol und beim Hauptanschlusspol 21 des Speicherzellenpakets 12 handelt es sich um einen Minus-Hauptanschlusspol.
Zumindest diejenigen elektrischen Anschlusspole 13, 14 der Speicherzellen 11, die mit elektrischen Anschlusspolen 14, 13 benachbarter Speicherzellen 11 elektrisch gekoppelt sind, sind klemmenartig ausgebildet, wobei zur elektrischen Kopplung der jeweiligen Anschlusspole benachbarter Speicherzellen 11 in die klemmenartig ausgebildeten Anschlusspole 13, 14 schienenartig oder stegartig ausgebildete, elektrisch leitende Kopplungsmittel 15 eingreifen.
Wie am besten Fig. 3 und 4 entnommen werden kann, sind die elektrischen Anschlusspole 13 und 14, die klemmenartig ausgebildet sind, vorzugsweise als Lamellenpakete aus jeweils mehreren federelastischen, metallischen Klemmen 16 ausgebildet. Gemäß Fig. 3 und 4 umfasst dabei im gezeigten Ausführungsbeispiel jedes Lamellenpaket vier federelastische, metallische Klemmen 16, die unter Ausbildung des jeweiligen als Lamellenpaket ausgebildeten Anschlusspols 13 bzw. 14 nebeneinander bzw. hintereinander positioniert sind. Die Anzahl der Klemmen pro Lamellenpaket kann variieren.
Die Klemmen 16 der Lamellenpakte sind dabei in etwa U-förmig mit mehreren Schenkeln ausgebildet, nämlich mit sich gegenüberliegenden, federelastischen Kontaktierungsschenkeln 17 zur elektrischen Kontaktierung eines in das jeweiligen Lamellenpaket eingesteckten, schienenartigen oder stegartigen Kopplungsmittels 15 und mit einem die federelastischen Kontaktie- rungsschenkel 17 verbindenden Verbindungsschenkel 18, über welchen die Klemmen 16 des jeweiligen Lamellenpakets an der jeweiligen Speicherzelle 11 fest angebunden sind. Gemäß Fig. 4 sind alle Kontaktierungsschenkel 17 aller Klemmen 16 über einen gemeinsamen Verbindungsschenkel 18 gekoppelt und an der jeweiligen Speicherzelle 11 fest angebunden. Im Unterschied hierzu können für die Kontaktierungsschenkel 17 auch individuelle Verbindungsschenkel 18 vorhanden sein.
Innerhalb eines Lamellenpakets sind die federelastischen Kontaktierungsschenkel 17 der Klemmen 16 unabhängig voneinander federelastisch verformbar. Die Lamellenpakete und damit die Anschlusspole 13 und 14 können mechanische und/oder thermische Ausdehnungen der Speicherzellen 11 ausgleichen und stets eine sichere Kontaktierung eines in die Lamellenpakete bzw. Anschlusspole 13, 14 eingesteckten Kopplungsmittels 15 gewährleisten. Die in die Lamellenpakete bzw. Anschlusspole 13, 14 eingesteckten Kopplungsmittel 15 verfügen über keine festen Anbindungspunkten zu den Lamellenpaketen bzw. Anschlusspole 13, 14.
Die elektrische Kontaktierung eines in ein Lamellenpaket bzw. einen Anschlusspol 13, 14 eingesteckten Kopplungsmittels 15 erfolgt über rampenartige Vorsprünge 19, die an den Kontaktierungsschenkeln 17 ausgebildet sind.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können auch die schienenartig oder stegartig ausgebildeten, elektrischen leitenden Kopplungsmittel 15 von Lamellenpaketen aus jeweils mehreren Leiterschienen oder Leiterstegen ausgebildet sein.
In diesem Fall kann dann auch über die Kopplungsmittel 15 eine Ausdehnung der Speicherzellen 11 innerhalb des elektrischen Energiespeichers 10 ausgeglichen werden.
Wie bereits ausgeführt, sind die einzelnen Speicherzellen 11 des elektrischen Energiespeichers 10 durch bloßes Einstecken der Kopplungsmittel 15 in die Anschlusspole 13, 14 elektrisch kontaktiert. Es bestehen keine festen Verbindungspunkte zwischen den Anschlusspolen 13, 14 und den schienenartigen Kopplungsmitteln 15, sodass kein Toleranzausgleich zwischen den Speicherzellen 11 des elektrischen Energiespeichers 10 erforderlich ist. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Energiespeichers
10 mit einer Anzahl 2 * N = acht Speicherzellen 11, wobei jeweils eine Anzahl N = vier Speicherzellen 11 unter Ausbildung eines Speicherzellenpakets 12a und 12b elektrisch in Reihe geschaltet sind und wobei die beiden Speicherzellenpakete 12a und 12b des elektrischen Energiespeichers 10 elektrisch parallel geschaltet sind.
Innerhalb jedes Speicherzellenpakets 12a und 12b sind die Anschlusspole 13, 14 benachbarter Speicherzellen 11 durch Einstecken der Kopplungsmittel 15 in die als Lamellenpakete ausgebildeten Anschlusspole 13 und 14 elektrisch gekoppelt, wobei je Speicherzellenpaket 12a und 12b für eine Anzahl N-2 Speicherzellen, nämlich für die mittleren Speicherzellen 11 des jeweiligen Speicherzellenpakets 12a und 12b, ein Plus-Anschlusspol 13 einer Speicherzelle 11 mit einem Minus-Anschlusspol 14 einer ersten, benachbarten Speicherzelle 11 und ein Minus-Anschlusspol 14 der jeweiligen Speicherzelle 11 mit einem benachbarten Plus-Anschlusspol 13 einer zweiten, benachbarten Speicherzelle 11 des jeweiligen Speicherzellenpakets 12a, 12b gekoppelt ist, nämlich jeweils über ein Kopplungsmittel 15. Zumindest diese Anschlusspole 13, 14 sind klemmenartig, vorzugsweise als Lamellenpakete aus jeweils mehreren federelastischen, metallischen Klemmen 16, ausgebildet.
Die beiden äußeren Speicherzellen 11 jedes Speicherzellenpakets 12a und 12b sind auf andere Art und Weise elektrisch gekoppelt, nämlich derart, dass bei ersten dieser Speicherzellen 11 der Speicherzellenpakete 12a und 12b, nämlich in Fig. 2 jeweils bei den oberen Speicherzellen 11, die Minus-Anschlusspole 14 der jeweiligen Speicherzellen 11 mit einem Plus- Anschlusspol 13 einer benachbarten Speicherzelle 11 des jeweiligen Speicherzellenpakets 12a bzw. 12b über ein eingestecktes Kopplungsmittel 15 gekoppelt ist, wohingegen die Plus-Anschlusspole 13 dieser Speicherzellen
11 der beiden Speicherzellenpakete 12a und 12b untereinander gekoppelt sind, nämlich unter Ausbildung des Plus-Hauptanschlusspols 20 des elektrischen Energiespeichers 10.
An den beiden anderen äußeren Speicherzellen 11 jedes Speicherzellenpakets 12a und 12b, nämlich in Fig. 2 an den beiden unteren Speicherzellen 11 der beiden Speicherzellenpakete 12a und 12b, sind jeweils die Plus- Anschlusspole 13 mit einem Minus-Anschlusspolen 14 einer benachbarten Speicherzelle 11 innerhalb des jeweiligen Speicherzellenpakets 12a bzw. 12b elektrisch gekoppelt, wohingegen die Minus-Anschlusspole 14 dieser äußeren Speicherzellen 11 der beiden Speicherzellenpakete 12a und 12b untereinander elektrisch gekoppelt sind, nämlich unter Ausbildung des Minus-Hauptanschlusspols 21 des elektrischen Energiespeichers 10.
In Fig. 2 sind sämtliche Anschlusspole 13, 14 aller Speicherzellen 11 der Speicherzellenpakete 12a, 12b klemmenartig ausgeführt, nämlich als Lamellenpakete aus jeweils mehreren federelastischen, metallischen Klemmen 16.
Insofern erfolgt beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die Kontaktierung sämtlicher Speicherzellen 11 im Sinne einer Reihenschaltung innerhalb der Speicherzellenpakete 12a und 12b und im Sinne einer Parallelschaltung zwischen den Speicherzellenpaketen 12a und 12b über schienenartige Kopplungsmittel 15, die in die Anschlusspole 13, 14 eingesteckt sind.
Demgegenüber sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 die Anschlusspole der äußeren Speicherzellen 11, welche den Plus-Hauptanschlusspol und den Minus-Hauptanschlusspol des elektrischen Energiespeichers 10 der Fig. 1 ausbilden, nicht als klemmenartige Anschlusspole in Form von Lamellenpaketen ausgeführt, vielmehr erfolgt im Bereich dieser Anschlusspole eine Schraubverbindung zur elektrischen Kontaktierung des elektrischen Energiespeichers 10. Im Unterschied hierzu ist es jedoch auch möglich, auch diese Anschlusspole klemmenartig über Lamellenpakete auszuführen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die schienenartig oder stegartig ausgebildeten, elektrisch leitenden Kopplungsmittel 15 von Kühlmittel durchströmte Kühlkanäle ausweisen, um so Wärme, die im Bereich der Speicherzellen 11 entsteht, über die Kupplungsmittel 15 abzuführen. Hierdurch übernehmen dann die Kopplungsmittel 15 nicht nur die Funktion der elektrischen Kopplung von Speicherzellen 11 sondern vielmehr auch eine Kühlfunktion für dieselben.
Unter Umkehrung des das Kontaktierungsprinzip zwischen den Speicherzellen und den Kopplungsmitteln ist es in einer nicht gezeigten Variante der Erfindung auch möglich, dass die Kopplungsmittel klemmenartig ausgebildete Kopplungssegmente zum Aufstecken derselben auf dann vorzugsweise konventionell ausgebildete Anschlusspole der Speicherzellen aufweisen. In dieser Variante sind dann zumindest diejenigen elektrischen Anschluss pole der Speicherzellen, die mit elektrischen Anschlusspolen benachbarte Speicherzellen elektrisch gekoppelt sind, über schienenartig oder stegar tig ausgebildete, elektrisch leitende Kopplungsmittel gekoppelt, wobei die Kopplungsmittel klemmenartig ausgebildete Kopplungssegmente aufweisen, über welche die Kopplungsmittel auf die Anschlusspole aufgesteckt sind.
In diesem Fall sind dann zumindest die Kopplungssegmente der Kopplungsmittel als Lamellenpakete aus jeweils mehreren federelastischen, metalli sehen Klemmen ausgebildet, wobei die Klemmen der Lamellenpakete U-förmig mit mehreren Schenkeln ausgebildet sind, nämlich mit sich gegenüberliegenden, federelastischen Kontaktierungsschenkeln zur elektrischen Kontak tierung eines der Anschlusspole einer Speicherzelle und mit einem die Kontaktierungsschenkel verbindenden Verbindungsschenkel, über welchen di Klemmen der Lamellenpakete am Kopplungsmittel angebunden sind, wobei innerhalb jedes Lamellenpakets die Kontaktierungsschenkel unabhängig voneinander federelastisch verformbar sind.
Vorzugsweise sind in diesem Fall die Kopplungsmittel vollständig als Lamellenpakete aus jeweils mehreren Leiterschienen oder Leiterstegen ausge bildet .
Hinsichtlich aller übrigen Details dieser nicht gezeigten Variante der Erfindung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen zu Fig. 1 bis 4 verwiesen.
Bezugszeichenliste elektrischer Energiespeicher
Speicherzelle
Speicherzellenpaket
a Speicherzellenpaket
b Speicherzellenpaket
Anschlusspol / Plus-Anschlusspol
Anschlusspol / Minus-Anschlusspol Kopplungsmittel
Klemme
Kontaktierungsschenkel
Verbindungsschenkel
Vorsprung
Hauptanschlusspol / Plus-Hauptanschlusspol Hauptanschlusspol / Minus-Hauptanschlusspol

Claims

Patentansprüche
Elektrischer Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren elektrisch gekoppelten Speicherzellen (11), wobei jede Speicherzelle (11) elektrische Anschlusspole (13, 14) aufweist, die mit elektrischen Anschlusspolen (13, 14) benachbarter Speicherzellen (11) elektrisch gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest diejenigen elektrischen Anschlusspole (13, 14) der Speicherzellen (11), die mit elektrischen Anschlusspolen (13, 14) benachbarter Speicherzellen (11) elektrisch gekoppelt sind, klemmenartig ausgebildet sind, und dass zur elektrischen Kopplung benachbarten Speicherzellen (11) in die klemmenartig ausgebildeten Anschlusspole (13, 14) schienenartig oder stegartig ausgebildete, elektrisch leitende Kopplungsmittel (15) eingesteckt sind.
Energiespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest diejenigen elektrischen Anschlusspole (13, 14) der Speicherzellen (11), die mit elektrischen Anschlusspolen (13, 14) benachbarter Speicherzellen (11) elektrisch gekoppelt sind, jeweils als Lamellenpakete aus jeweils mehreren federelastischen, metallischen Klemmen (16) ausgebildet sind.
Energiespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Klemmen (16) der Lamellenpakete U-förmig mit mehreren Schenkeln (17, 18) ausgebildet sind, nämlich mit sich gegenüberliegenden, federelastischen Kontaktierungsschenkeln (17) zur elektrischen Kontaktie- rung eines in das jeweilige Lamellenpaket eingesteckten, schienenartig oder stegartig ausgebildeten Kopplungsmittels (15) und mit einem die federelastischen Kontaktierungsschenkel (17) verbindenden Verbindungsschenkel (18) , über welchen die Klemmen (16) der Lamellenpakete an der jeweiligen Speicherzelle (11) angebunden sind.
Energiespeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb jedes Lamellenpakets die federelastischen Kontaktierungsschenkel (17) der Klemmen (16) unabhängig voneinander federelastisch ver¬ formbar sind.
5. Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsm tel (15) als Lamellenpakete aus jeweils mehreren Leiterschienen oder Leiterstegen ausgebildet sind.
6. Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die schienenartig oder stegartig ausgebildeten, elektrisch leitenden Kopplungsmittel (15) mindestens einen von Kühlmittel durchströmten Kühlkanal aufweisen.
7. Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherzellen (11) mindestens ein Speicherzellenpaket (12; 12a, 12b) mit mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Speicherzellen (11) bilden.
8. Energiespeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Speicherzellen (11) mehrere Speicherzellenpakete (12a, 12b) mit jeweils mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Speicherzellen (11) bilden, wobei die Speicherzellenpakete (12a, 12b) elektrisch parallel geschaltet sind.
9. Energiespeicher nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Speicherzellenpaket {12; 12a, 12b) jeweils eine Anzahl von N nebeneinander positionierte Speicherzellen umfasst, wobei bei einer Anzahl von N-2 Speicherzellen (11) ein Plus-Anschlusspol (13) über ein erstes elektrisch leitendes Kopplungsmittel (15) mit einem Minus-Anschlusspol (14) einer ersten benachbarten Speicherzelle (11) und ein Minus-Anschlusspol (14) über ein zweites elektrisch leitendes Kopplungsmittel (15) mit einem Plus-Anschlusspol (13) einer zweiten benachbarten Speicherzelle (11) elektrisch gekoppelt ist, und wobei bei einer Anzahl von 2 Speicherzellen (11) ein
Anschlusspol (13, 14), nämlich bei einer Speicherzelle der Plus- Anschlusspol (13) und bei der anderen Speichelzelle der Minus- Anschlusspol (14), über ein elektrisch leitendes Kopplungsmittel (15) mit einem gegenpoligen Anschlusspol (14, 13) einer benachbarten Speicherzelle (11) gekopplt ist, wohingegen der jeweils andere Anschlusspol (13, 14) der jeweiligen Speichelzelle (11) einen Hauptanschlusspol (20, 21) des Speicherzellenpakets (12; 12a, 12b) und/oder des Energiespeichers bildet.
10. Energiespeicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass gleichpolige Anschlusspole (13, 14) mehrerer Speicherzellenpakete (12a, 12b) jeweils über elektrisch leitende Kopplungsmittel (15) elektrisch gekoppelt sind.
11. Speicherzelle für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für einen Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit elektrischen Anschlusspolen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest diejenigen elektrischen Anschlusspole (13, 14) der Speicherzelle (11), die mit elektrischen Anschlusspolen benachbarter Speicherzellen elektrisch koppelbar sind, klemmenartig ausgebildet sind, wobei zur elektrischen Kopplung benachbarten Speicherzellen in die klemmenartig ausgebildeten Anschlusspole schienenartig oder stegartig ausgebildete, elektrisch leitende Kopplungsmittel (15) einsteckbar sind.
12. Elektrischer Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs, mit mehreren
elektrisch gekoppelten Speicherzellen, wobei jede Speicherzelle elektrische Anschlusspole aufweist, die mit elektrischen Anschlusspolen benachbarter Speicherzellen elektrisch gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest diejenigen elektrischen Anschlusspole der Speicherzellen, die mit elektrischen Anschlusspolen benachbarter Speicherzellen elektrisch gekoppelt sind, über schienenartig oder stegartig ausgebildete, elektrisch leitende Kopplungsmittel gekoppelt sind, wobei die Kopplungsmittel klemmenartig ausgebildete Kopplungssegmente aufweisen, über welche die Kopplungsmittel auf die Anschlusspole aufgesteckt sind.
13. Energiespeicher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Kopplungssegmente der Kopplungsmittel als Lamellenpakete aus jeweils mehreren federelastischen, metallischen Klemmen ausgebildet sind, wobei die Klemmen der Lamellenpakete U-förmig mit mehreren Schenkeln ausgebildet sind, nämlich mit sich gegenüberliegenden, federelastischen Kontaktierungsschenkeln zur elektrischen Kon- taktierung eines der Anschlusspole einer Speicherzelle und mit einem die Kontaktierungsschenkel verbindenden Verbindungsschenkel, über welchen die Klemmen der Lamellenpakete am Kopplungsmittel angebunden sind, wobei innerhalb jedes Lamellenpakets die Kontaktierungsschenkel unabhängig voneinander federelastisch verformbar sind. Elektrischer Energiespeicher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel vollständig als Lamellenpakete aus jeweils mehreren Leiterschienen oder Leiterstegen ausgebildet sind.
15. Elektrischer Energiespeicher nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch Merkmale nach einem der Ansprüche 6 bis 10.
16. Kopplungsmittel zur Kopplung von Speicherzellen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Energiespeichers nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe klemmenartig ausgebildete Kopplungssegmente aufweist, über welche das Kopplungsmittel auf die Anschlusspole von Speicherzellen aufsteckbar ist.
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