WO2013017205A1 - Batterie mit einer anzahl von einzelzellen - Google Patents

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WO2013017205A1
WO2013017205A1 PCT/EP2012/003022 EP2012003022W WO2013017205A1 WO 2013017205 A1 WO2013017205 A1 WO 2013017205A1 EP 2012003022 W EP2012003022 W EP 2012003022W WO 2013017205 A1 WO2013017205 A1 WO 2013017205A1
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Jens Meintschel
Dirk Schröter
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Daimler Ag
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Definitions

  • the invention relates to a battery, which comprises a number of parallel and / or serially interconnected individual cells, at least one spacer and a thermally coupled to the individual cells heat conduction, wherein the individual cells are electrically interconnected by means of a cell connector board.
  • the invention further relates to a use of an electrochemical battery
  • Electrochemical high-voltage batteries for vehicle applications are generally known from the prior art, which are formed from a plurality of individual cells electrically connected in parallel and / or in series.
  • the individual cells have a round or angular cross-section.
  • Prismatic single cells are known, which have a cell housing formed from metal or plastic. Due to large areas of the
  • Housing this has a low rigidity, so that it may come due to a located inside the housing electrode winding to buckling and bulging of the housing.
  • the electrode winding is made of stacked anode and
  • Formed cathode foils which are each separated by a Separatorfolie.
  • the anode and cathode films as well as the separator film are wound on a flat mandrel. A dependent on the state of charge and aging of the single cell
  • Thickness growth of the electrode coil leads to the change of a thickness of the single cell by the bulging of housing walls.
  • an arrangement of a plurality of individual cells in a cell network and a simple electrical contacting of the individual cells by means of cell connectors are only possible if the individual cells are arranged at a defined distance from each other.
  • Spacers also referred to as spacers, are provided for this purpose, into which the individual cells are inserted.
  • a defined thickness of the spacers leads to a uniform grid of
  • Single cells in the cell assembly wherein the thickness change and a thickness tolerance of the single cell are compensated by means of a change in a gap between the housing of the single cell and an inner side of the spacers.
  • the spacer is with provided an elastic element.
  • a length of the cell network remains constant.
  • a direct cooling is known in which a direct flow around the individual cells takes place with a cooling fluid.
  • an indirect cooling is known in which the cooling fluid is guided in a closed heat conducting plate, wherein the individual cells are thermally connected thereto.
  • heat conducting elements are provided, which are in heat-conducting contact with the respective individual cell and the heat conducting.
  • the individual cells are pressed by means of clamping elements on the heat conducting plate, wherein the clamping elements comprise frame members, ironing elements and other elements.
  • the individual cells each comprise a cell housing and an electrochemically active electrode foil stack arranged in the cell housing, wherein in each case at least one spacer is arranged between the individual cells for setting a defined distance between pole contacts of adjacent individual cells.
  • the individual cells are heat conductively coupled to a heat conducting plate, wherein the spacers are each formed as a heat conducting element and also heat conductively coupled to the heat conducting plate.
  • the invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved battery and a use of the electrochemical battery.
  • a battery comprises a number of individual cells connected in parallel and / or in series with one another, at least one spacer and a heat-conducting plate thermally coupled to the individual cells, wherein the individual cells are electrically interconnected by means of a cell connector board.
  • the spacer has a series of equidistant recesses, wherein a width of a recesses corresponds to a thickness of a single cell and the number of individual cells by means of the recesses are spaced apart and held.
  • the spacer is formed as a component, reduced in a particularly advantageous manner, a number of components for the production of the battery, which consequently also in a profit-making manner a time in the
  • the spacer is advantageously an axial space requirement of the battery compared to the battery known from the prior art can be reduced, so that dimensions of a housing of the battery can be reduced and thus a
  • the battery is preferably a high-voltage battery, in particular for a vehicle, which is an electric vehicle, a hybrid vehicle or with a
  • Fuel cell operated vehicle is.
  • the battery is a traction battery of such a vehicle.
  • the spacer is formed from a plastic, which preferably has a comparatively high temperature resistance, so that the spacer is dimensionally stable.
  • the spacer has a number of wells corresponding to the number of individual cells, in which the individual cells are held, wherein the depressions are formed so that the individual cells are spaced apart at a predetermined distance when arranged in the wells.
  • This distance between the single cells can, provided housing walls of the single cells
  • Lead stress used to arrange an electrically non-conductive insulating element to electrically isolate the individual cells from each other.
  • the spacer thus serves on the one hand for adjusting the distance between adjacent individual cells and on the other hand for fixing the respective individual cell.
  • the depressions For spacing the individual cells from one another, the depressions have a shape which at least in sections corresponds to a shape of the single cell.
  • the individual cells are at least partially positively in the respective
  • the shape of the recess corresponds to a lateral housing wall of the individual cell, so that the individual cells are arranged and held in a form-fitting manner laterally in the recess and thereby the axial space requirement can be reduced.
  • the spacer is formed in the region of the recesses comb-like, wherein between each adjacent recesses a broken, pointed or rounded edge is formed.
  • the edges of the spacer are formed identically, so that adjacent individual cells are arranged at the same distance from each other.
  • the spacer in the region of the cell cover of the individual cells on a collar which is arranged at right angles to the insertion direction of the wells.
  • a collar serves to press the individual cells against the heat conducting plate during assembly of the battery, thereby improving heat transfer from the individual cells to the heat conducting plate.
  • the collar may be a third leg of the spacer, provided that it is U-shaped. If the spacer has an L-shape, a limb forms the collar formed at right angles.
  • the spacer is U-shaped and has a lateral first leg, a lateral second leg and an upper third leg, wherein the first and the second leg force, shape and / or
  • the battery is compact and has a substantially cuboid shape, wherein the lateral legs abut the side housing walls and the third leg on the cell cover of the respective single cell.
  • the spacer is designed such that the individual cells arranged in the spacers are arranged flush with one another by means of the spacer and aligned with respect to the heat conducting plate.
  • the individual cells are encased with an insulating element, so that the individual cells are electrically insulated from one another and are preferably protected at least against mechanical stresses.
  • the insulation element is a shrink tube, which is under
  • Loss heat is generated, contracts sharply.
  • a degree of shrinkage can be predetermined by means of a material used.
  • Fig. 1 shows schematically a prismatic single cell in a perspective
  • Fig. 2 shows schematically a shrink tube as insulation element in
  • FIG. 3 shows schematically the single cell with arranged shrink tubing in a perspective view
  • FIG. 4 shows schematically a cell block with heat conducting plate in one
  • Fig. 5 shows schematically the cell block in the assembled state
  • FIG. 7 is a schematic sectional view of the cell block
  • Fig. 8 shows schematically an enlarged section of the cell block in one
  • FIG. 10 is a schematic perspective view of an enlarged detail of a spacer
  • FIG. 11 shows a schematic perspective view of the cell block when placed in the spacer
  • Fig. 12 shows a schematic perspective view of the cell block at partial
  • Fig. 15 shows a schematic perspective view of the cell block with mounted
  • FIG. 1 shows a single cell 1 with a prismatic shape in a perspective view.
  • the individual cell 1 has a cell housing 1.1 and an electrochemically active electrode foil stack not shown arranged in the cell housing 1.1.
  • the electrode foil stack is formed in a manner not shown from stacked anode and cathode foils, which are separated from each other by a Separatorfolie.
  • the anode and cathode foils as well as the separator foil are wound on a flat mandrel so that the electrode foil stack forms an electrode coil.
  • the electrode foil stack is arranged in an un-wound, for example in a stacked form within the cell housing 1.1.
  • a single cell 1 is part of a battery, wherein the battery has a predetermined number of electrically series and / or parallel interconnected single cells 1.
  • electrical poles 1.2, 1.3 of the single cell 1 are led out of the cell housing 1.1 through a cell cover 1.4.
  • the single cell 1 may be formed such that opposite largest sides of the cell housing 1.1 in terms of area form the electrical poles 1.2, 1.3 of the single cell 1.
  • the battery is a vehicle battery, in particular a traction battery of a
  • Electric vehicle a hybrid vehicle or a vehicle powered by fuel cells.
  • the single cell 1 shown in FIG. 1 is part of the battery, the electrical poles 1.2, 1.3 being located on the cell cover 1.4 of the single cell 1.
  • the individual cells 1 are enveloped by a shrink tube 3 shown in FIG. 2, the single cell 1 being shown with shrink tube 3 in FIG.
  • Such a shrink tube 3 is provided on the one hand for electrical insulation and on the other hand to protect the single cell 1 from mechanical stresses. Both the cell lid 1.4 and a cell bottom 1.5 of the individual cell 1 shown in FIGS. 6, 9 and 11 to 14 are not enveloped by the shrink tubing 3.
  • the shrink tube 3 is formed of a plastic which contracts comparatively strong when exposed to heat. A change in size during shrinkage depends on the plastic used.
  • a shrink tube 3 for electrical insulation of the individual cells comparatively thin plastic films are arranged between them, or at least on one side firmly bonded to a surface of the respective single cell 1, in particular glued.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the cell block 2 with further components in a perspective view.
  • FIG. 4 shows in detail a cell connector board 4, two pressure plates 5, 6, a spacer 7 designed as a cell holder, the cell block 2 formed from twenty individual cells 1 provided with shrink tubing 3, and a heat conducting plate 8 with arranged heat conducting foil 9.
  • the individual cells 1 of the cell block 2 are electrically interconnected, in particular in series.
  • the heat-conducting plate 8 has a channel structure 8.1, partially shown in FIG. 6, through which a climate agent and / or a coolant, for example an air-conditioning system of the vehicle, can be flown, wherein an inlet opening 8.2 and an outlet opening 8.3 are arranged on one end side of the heat-conducting plate 8.
  • the heat conducting foil 9 is arranged on a side facing the cell block 2, by means of which in addition a heat transfer from the individual cells 1 to the heat conducting plate 8 is improved , In the longitudinal extension of the heat conducting plate 8 recesses 8.4 are introduced with a thread on the narrow sides thereof.
  • the spacer 7 is integrally formed as a component.
  • the integrally formed spacer 7 is made of a
  • Plastic formed which particularly preferably a comparatively high
  • the spacer 7 can be produced in an injection molding process.
  • the spacer 7 simultaneously forms a cell holder, by means of which the individual cells 1 are at least axially positionable within the cell block 2.
  • This is the spacer 7 is U-shaped, the spacer 7 with respect to the individual cells 1 on lateral housing walls 1.6, 1.7 and the cell cover 1.4 of the respective single cell 1 rests positively.
  • the spacer 7 has a lateral first leg 7.1, a lateral second leg 7.2 and an upper third leg 7.3.
  • U-shape lateral limbs 7.1, 7.2 have on an inner side a comb-like shape, which corresponds to a shape of the lateral housing walls 1.6, 1.7 and receiving units in the form of recesses 7.4 for the
  • the edge can also be made pointed or rounded.
  • Heat conduction is adjustable.
  • by means of the recesses 7.4 a by means of the recesses 7.4 a
  • the gap can be used to arrange a comparatively thin insulating element.
  • third leg 7.3 of the spacer 7 has in the region of the poles 1.2, 1.3 of each individual cell 1 recesses 7.3.1, through which the poles 1.2, 1.3 can be passed when mounting the battery for electrical contact with the cell connector board 4 ,
  • Spacer 7 serve on the heat conduction 8.
  • a number of the recesses 8.4 of the respective side of the heat conduction plate 8 corresponds to the number of
  • FIG. 5 shows the cell block 2 with heat conducting plate 8 in the assembled state in a perspective view.
  • the cell block 2 is not visible in the spacer 7, wherein the
  • Spacer 7 is screwed to the heat conducting plate 8 and the end face, the pressure plates 5, 6 are fixed to the spacer 7.
  • FIG. 6 shows a cross section of the cell block 2 with spacer 7,
  • a arranged in the spacer 7 single cell 1 is shown, wherein the spacer 1 both sets a distance between the individual cells 1 of the cell block 2 and the single cells 1 fixed.
  • the lateral first and second legs 7.1, 7.2 of the spacer 7 surround the lateral housing walls 1.6, 1.7 of the single cell 1 and the poles 1.2, 1.3 are passed through the recesses 7.3.1 and are in contact with the cell connector board 4.
  • the heat-conducting foil 9 is arranged, wherein the spacer 7 with its lateral limbs 7.1, 7.2 with the
  • Heat conducting 8 is screwed.
  • FIGS. 7 and 8 show a plan view of a longitudinal section of the assembled cell block 2 with the pressure plates 5, 6 fastened to the spacer 7 at the front side, wherein FIG. 8 shows an enlarged detail of the spacer 7 with arranged individual cells 1 of the cell block 2.
  • the comb-like shape of the inner sides of the lateral limbs 7.1, 7.2 is shown in more detail.
  • the comb-like shape has the regularly shaped depressions 7.4 as receiving units and the edges for spacing the individual cells 1, the shape of the depressions corresponding to the shape of the lateral housing walls 1.6, .7 of the individual cells 1.
  • the individual cells 1 are at least axially aligned with respect to the cell block 2 by means of the depressions 7.4.
  • the comb-like shape of the spacer 7 preferably extends over the
  • Legs 7.1, 7.2 are arranged. As a result, the individual cells 1 are optimally positioned and aligned.
  • Spacer 7 is the cell block 2 in the longitudinal extension and by means of
  • FIG. 9 shows a first assembly step for producing the cell block 2 with its components.
  • the pressure plates 5, 6 are frontally attached to the spacer 7 and the
  • Spacer 7 is arranged on the head side on its third leg 7.3, so that a kind of box is formed.
  • a kind of box is formed.
  • the cell block 2 is arranged by means of the front two further arranged on this
  • the cell block 2 is inserted into the spacer 7 by means of a further third pressure plate 13, which has dimensions which essentially correspond to the dimensions by means of the cell bottoms 1.5 of the individual cells 1.
  • the cell block 2 Upon further insertion of the cell block 2 into the spacer 7, the cell block 2 axially compressing two further pressure plates 11, 12 on the completion of the spacer 7 forming pressure plates 11, 12 are on.
  • the cell block 2 is inserted by means of the third pressure plate 13 from above between the other two pressure plates 11, 12 and between the lateral legs 7.1, 7.2 in the spacer 7.
  • FIG. 13 shows the cell block 2 completely inserted into the spacer 7, a cell bottom 1.5 of the respective individual cell 1 pointing upwards. Is the cell block 2 completely between the lateral legs 7.1, 7.2 in the spacer. 7
  • the cell cover 1.4 of the individual cells 1 are applied to the third leg 7.3 of the spacer 7 and the poles 1.2, 1.3 of the individual cells 1 protrude into the
  • the heat-conducting foil 9 is arranged on the side of the cell block 2 formed by the cell bottoms 1.5 of the individual cells 1, as shown in more detail in FIG.
  • the heat-conducting foil 9 completely covers this side of the cell block 2.
  • the heat-conducting plate 8 is on the leitfolie 9 and thus on the side of
  • the heat-conducting plate 8 terminates flush with the lateral legs 7.1, 7.2 and the pressure plates 5, 6, so that the assembled cell block 2 has a substantially cuboid shape.
  • the assembled cell block 2 is rotated, for example, so that the poles 1.2, 1.3 of the individual cells 1 for making the contacting of the poles 1.2, 1.3 are accessible to the cell connector board 4.
  • the cell connector board 4 is arranged on the third leg 7.3 of the spacer 7 and, for example, by means of laser welding in the overlapping method cohesively connected to the poles 1.2, 1.3 of the individual cells 1.
  • this is formed from two parts which can be connected to one another and which have an L-shape.
  • the two parts have dimensions, so that the two parts are preferably connected to each other in the assembly of the cell block 2 for the axial alignment of the individual cells 1 in the region of the cell cover 1.4.
  • Receiving units 7.4 in a the cell lids 1.4 facing area have a collar to align the individual cells 1 in attachment of the spacers 7 in the direction of the heat conduction plate 8.
  • Heat conducting 8 are cooled directly by means of a fluid, such as air and / or oil.
  • a fluid such as air and / or oil.
  • the fluid flows around the individual cells 1, wherein the spacer 7 particularly preferably has cooling channels.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie, umfassend eine Anzahl von parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen (1), wenigstens einen Abstandshalter (7) und eine mit den Einzelzellen (1) thermisch gekoppelte Wärmeleitplatte (8), wobei die Einzelzellen (1) mittels einer Zellverbinderplatine (4) elektrisch miteinander verschaltet sind. Erfindungsgemäß weist der Abstandshalter (7) eine Folge von gleichbeabstandeten Vertiefungen (7.4) auf, wobei eine Breite einer Vertiefungen (7.4) mit einer Dicke einer Einzelzelle (1) korrespondiert und die Anzahl der Einzelzellen (1) mittels der Vertiefungen (7.4) zueinander beabstandet und gehalten sind.

Description

Batterie mit einer Anzahl von Einzelzellen
Die Erfindung betrifft eine Batterie, welche eine Anzahl von parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen, wenigstens einen Abstandshalter und eine mit den Einzelzellen thermisch gekoppelte Wärmeleitplatte umfasst, wobei die Einzelzellen mittels einer Zellverbinderplatine elektrisch miteinander verschaltet sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung einer elektrochemischen Batterie
Aus dem Stand der Technik sind allgemein elektrochemische Hochvolt-Batterien für Fahrzeuganwendungen bekannt, welche aus mehreren elektrisch parallel und/oder in Reihe verschalteten Einzelzellen gebildet sind. Die Einzelzellen weisen einen runden oder eckigen Querschnitt auf. Bekannt sind prismatische Einzelzellen, welche ein aus Metall oder Kunststoff gebildetes Zellgehäuse aufweisen. Aufgrund großer Flächen des
Gehäuses weist dieses eine geringe Steifigkeit auf, so dass es bedingt durch einen im Inneren des Gehäuses befindlichen Elektrodenwickel zu Ein- und Ausbeulungen des Gehäuses kommen kann. Der Elektrodenwickel ist aus gestapelten Anoden- und
Kathodenfolien gebildet, welche jeweils durch eine Separatorfolie voneinander getrennt sind. Die Anoden- und Kathodenfolien sowie die Separatorfolie sind auf einen flachen Dorn gewickelt. Ein vom Lade- und Alterungszustand der Einzelzelle abhängiges
Dickenwachstum des Elektrodenwickels führt zur Änderung einer Dicke der Einzelzelle durch das Ausbeulen von Gehäusewänden. Eine Anordnung von mehreren Einzelzellen in einem Zellverbund und eine einfache elektrische Kontaktierung der Einzelzellen mittels Zellverbinder sind jedoch nur dann möglich, wenn die Einzelzellen in einem definierten Abstand zueinander angeordnet sind. Zu diesem Zweck sind Abstandshalter, auch als Spacer bezeichnet, vorgesehen, in welche die Einzelzellen eingesetzt sind. Eine definierte Dicke der Abstandshalter führt zu einem einheitlichen Rastermaß der
Einzelzellen im Zellverbund, wobei die Dickenänderung und eine Dickentoleranz der Einzelzelle mittels einer Änderung eines Spaltes zwischen dem Gehäuse der Einzelzelle und einer Innenseite der Abstandshalter ausgeglichen werden. Der Abstandshalter ist mit einem elastischen Element versehen. Eine Länge des Zellverbundes bleibt konstant. Zur Abführung einer während des Betriebes der Einzelzellen entstehenden Verlustwärme ist eine direkte Kühlung bekannt, bei welcher eine direkte Umströmung der Einzelzellen mit einem Kühlfluid erfolgt. Ferner ist eine indirekte Kühlung bekannt, bei welcher das Kühlfluid in einer geschlossenen Wärmeleitplatte geführt wird, wobei die Einzelzellen thermisch mit dieser verbunden sind. Zur Erhöhung einer Wärmeübertragung zwischen den Einzelzellen und der Wärmeleitplatte sind zusätzliche, als Kühlbleche oder Kühlstäbe ausgebildete Wärmeleitelemente vorgesehen, welche mit der jeweiligen Einzelzelle und der Wärmeleitplatte in Wärme leitendem Kontakt stehen. Zusätzlich ist es bekannt, dass die Einzelzellen mittels Spannelementen auf die Wärmeleitplatte gepresst sind, wobei die Spannelemente Rahmenelemente, Bügelelemente und weitere Elemente umfassen.
Eine elektrochemische Batterie mit einer Anzahl von elektrisch miteinander verschalteten Einzelzellen ist aus der P818771 (Amtliches Aktenzeichen: 102011103965.5) bekannt. Die Einzelzellen umfassen jeweils ein Zellgehäuse und einen in dem Zellgehäuse angeordneten elektrochemisch aktiven Elektrodenfolienstapel, wobei zwischen den Einzelzellen jeweils zumindest ein Abstandshalter zur Einstellung eines definierten Abstandes zwischen Polkontakten benachbarter Einzelzellen angeordnet ist. Darüber hinaus sind die Einzelzellen Wärme leitend mit einer Wärmeleitplatte gekoppelt, wobei die Abstandshalter jeweils als Wärmeleitelement ausgebildet sind und ebenfalls Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte gekoppelt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Batterie und eine Verwendung der elektrochemischen Batterie anzugeben.
Hinsichtlich der Batterie wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Verwendung der Batterie durch die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Batterie umfasst eine Anzahl von parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen, wenigstens einen Abstandshalter und eine mit den Einzelzellen thermisch gekoppelte Wärmeleitplatte, wobei die Einzelzellen mittels einer Zellverbinderplatine elektrisch miteinander verschaltet sind. Erfindungsgemäß weist der Abstandshalter eine Folge von gleichbeabstandeten Vertiefungen auf, wobei eine Breite einer Vertiefungen mit einer Dicke einer Einzelzelle korrespondiert und die Anzahl der Einzelzellen mittels der Vertiefungen zueinander beabstandet und gehalten sind.
Dadurch, dass der Abstandshalter als ein Bauelement ausgebildet ist, verringert sich in besonders vorteilhafter Weise eine Anzahl der Bauelemente zur Herstellung der Batterie, wodurch demzufolge auch in Gewinn bringender Weise ein Zeitaufwand beim
Zusammenbau der Batterie verringert werden kann.
Mittels des Abstandshalters ist vorteilhaft ein axialer Bauraumbedarf der Batterie im Vergleich zu der aus dem Stand der Technik bekannten Batterie verringerbar, so dass Abmessungen eines Gehäuses der Batterie verringerbar sind und somit ein
Bauraumbedarf zur Anordnung der Batterie ebenfalls verringert werden kann.
Bei der Batterie handelt es sich vorzugsweise um eine Hochvoltbatterie, insbesondere für ein Fahrzeug, welches ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug oder ein mit
Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug ist. Dabei ist die Batterie eine Traktionsbatterie eines solchen Fahrzeuges.
In einer möglichen Ausführungsform ist der Abstandshalter aus einem Kunststoff gebildet, welcher vorzugsweise eine vergleichsweise hohe Temperaturbeständigkeit aufweist, so dass der Abstandshalter formbeständig ausgebildet ist.
Besonders bevorzugt weist der Abstandshalter eine der Anzahl der Einzelzellen entsprechende Anzahl von Vertiefungen auf, in welchen die Einzelzellen gehalten sind, wobei die Vertiefungen so ausgebildet sind, dass die Einzelzellen bei Anordnung in den Vertiefungen mit einem vorgebbaren Abstand zueinander beabstandet sind. Dieser Abstand zwischen den Einzelzellen kann, sofern Gehäusewände der Einzelzellen
Spannung führen, dazu genutzt werden, ein elektrisch nicht leitendes Isolationselement anzuordnen, um die Einzelzellen elektrisch voneinander zu isolieren.
Der Abstandshalter dient also einerseits zur Einstellung des Abstandes zwischen benachbarten Einzelzellen und andererseits zur Fixierung der jeweiligen Einzelzelle.
Zur Beabstandung der Einzelzellen zueinander weisen die Vertiefungen eine Form auf, welche zumindest abschnittsweise mit einer Form der Einzelzelle korrespondiert. Dabei sind die Einzelzellen zumindest abschnittsweise formschlüssig in der jeweiligen
Aufnahmeeinheit angeordnet. Dabei korrespondiert die Form der Vertiefung mit einer seitlichen Gehäusewand der Einzelzelle, so dass die Einzelzellen seitlich in der Vertiefung formschlüssig angeordnet und gehalten sind und dadurch der axiale Bauraumbedarf reduziert werden kann.
Dadurch, dass der Abstandshalter entsprechend der Anzahl der Einzelzellen Vertiefungen aufweist, ist der Abstandshalter im Bereich der Vertiefungen kammartig ausgebildet, wobei zwischen jeweils benachbarten Vertiefungen eine gebrochene, spitze oder gerundete Kante ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die Kanten des Abstandshalters identisch ausgebildet, so dass benachbarte Einzelzellen im gleichen Abstand zueinander angeordnet sind. Mittels der Vertiefungen und der Kanten ist der Abstand zwischen den Einzelzellen bei Anordnung dieser in den Vertiefungen eingestellt und die Einzelzellen sind zumindest axial ausgerichtet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Batterie weist der Abstandshalter im Bereich der Zelldeckel der Einzelzellen einen Kragen auf, welcher rechtwinklig zur Einschubrichtung der Vertiefungen angeordnet ist. Ein solcher Kragen dient dazu, dass die Einzelzellen beim Zusammenbau der Batterie gegen die Wärmeleitplatte gepresst werden, wodurch ein Wärmeübertrag von den Einzelzellen zu der Wärmeleitplatte verbessert ist. Dabei kann der Kragen ein dritter Schenkel des Abstandshalters sein, sofern dieser u-förmig ausgebildet ist. Weist der Abstandshalter eine L-Form auf, so bildet ein Schenkel den rechtwinklig ausgebildeten Kragen.
Besonders bevorzugt ist der Abstandshalter u-förmig ausgebildet und weist einen seitlichen ersten Schenkel, einen seitlichen zweiten Schenkel und einen oberen dritten Schenkel auf, wobei der erste und der zweite Schenkel kraft-, form- und/oder
stoffschlüssig mit der Wärmeleitplatte verbunden ist, so dass eine offene Seite des u- förmigen Abstandshalters mittels der Wärmeleitplatte geschlossen ist. Somit ist die Batterie kompakt ausgebildet und weist im Wesentlichen eine Quaderform auf, wobei die seitlichen Schenkel an den seitlichen Gehäusewänden und der dritte Schenkel an dem Zelldeckel der jeweiligen Einzelzelle anliegen.
Vorzugsweise ist der Abstandshalter derart ausgebildet, dass die in dem Abstandshaltern angeordneten Einzelzellen mittels des Abstandhalters bündig hintereinander angeordnet und hinsichtlich der Wärmeleitplatte ausgerichtet sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der obere dritte Schenkel
Aussparungen zur Aufnahme und/oder Durchführung von Polen der Anzahl der Einzelzellen auf, so dass die Pole zur elektrischen Verschaltung mittels der
Zellverbinderplatine in besonders vorteilhafter Weise frei zugänglich sind.
In einer möglichen Ausgestaltung sind die Einzelzellen mit einem Isolationselement ummantelt, so dass die Einzelzellen elektrisch voneinander isoliert und vorzugsweise wenigstens vor mechanischen Beanspruchungen geschützt sind.
Bevorzugt ist das Isolationselement ein Schrumpfschlauch, welcher sich unter
Hitzeinwirkung, welche in vorteilhafter Weise von der jeweiligen Einzelzelle als
Verlustwärme erzeugt wird, stark zusammenzieht. Mittels des Schrumpfschlauches sind benachbarte Einzelzellen, wie bereits erwähnt, elektrisch voneinander isoliert sowie zumindest vor mechanischen Beanspruchungen geschützt. Dabei ist eine Stärke des Schrumpfens mittels eines verwendeten Materials vorgebbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch eine prismatische Einzelzelle in einer perspektivischen
Ansicht,
Fig. 2 schematisch ein Schrumpfschlauch als Isolationselement in
perspektivischer Ansicht,
Fig. 3 schematisch die Einzelzelle mit angeordnetem Schrumpfschlauch in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 4 schematisch einen Zellblock mit Wärmeleitplatte in einer
Explosionsdarstellung,
Fig. 5 schematisch der Zellblock im zusammengesetzten Zustand
perspektivischen Ansicht,
Fig. 6 schematisch eine Schnittdarstellung des Zellblockes,
Fig. 7 schematisch eine weitere Schnittdarstellung des Zellblockes, Fig. 8 schematisch einen vergrößerten Ausschnitt des Zellblockes in einer
Schnittdarstellung,
Fig. 9 schematisch den Zellblock bei einer Montage,
Fig. 10 schematisch in perspektivischer Ansicht einen vergrößerten Ausschnitt eines Abstandhalters,
Fig. 11 schematisch in perspektivischer Ansicht den Zellblock bei Anordnung in dem Abstandshalter,
Fig. 12 schematisch in perspektivischer Ansicht den Zellblock bei teilweiser
Anordnung in dem Abstandshalter,
Fig. 13 schematisch in perspektivischer Ansicht den in dem Abstandshalter
angeordneten Zellblock,
Fig. 14 schematisch in perspektivischer Ansicht den Zellblock bei Montage der
Wärmeleitplatte in einer Explosionsdarstellung und
Fig. 15 schematisch in perspektivischer Ansicht den Zellblock mit montierter
Wärmeleitplatte.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Figur 1 ist eine Einzelzelle 1 mit prismatischer Form in einer perspektivischen Ansicht dargestellt.
Die Einzelzelle 1 weist ein Zellgehäuse 1.1 und einen in dem Zellgehäuse 1.1 angeordneten nicht gezeigten elektrochemisch aktiven Elektrodenfolienstapel auf. Der Elektrodenfolienstapel ist in nicht dargestellter Weise aus gestapelten Anoden- und Kathodenfolien gebildet, welche jeweils durch eine Separatorfolie voneinander getrennt sind. Die Anoden- und Kathodenfolien sowie die Separatorfolie sind auf einen flachen Dorn gewickelt, so dass der Elektrodenfolienstapel einen Elektrodenwickel bildet.
Alternativ ist der Elektrodenfolienstapel in ungewickelter, beispielsweise in gestapelter Form innerhalb des Zellgehäuses 1.1 angeordnet. Eine solche Einzelzelle 1 ist Bestandteil einer Batterie, wobei die Batterie eine vorgebbare Anzahl von elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen 1 aufweist. Hierzu sind elektrische Pole 1.2, 1.3 der Einzelzelle 1 durch einen Zelldeckel 1.4 aus dem Zellgehäuse 1.1 herausgeführt.
Alternativ dazu kann die Einzelzelle 1 derart ausgebildet sein, dass gegenüberliegende flächenmäßig größte Seiten des Zellgehäuses 1.1 die elektrischen Pole 1.2, 1.3 der Einzelzelle 1 bilden.
Die Batterie ist eine Fahrzeugbatterie, insbesondere eine Traktionsbatterie eines
Elektrofahrzeuges, eines Hybridfahrzeuges oder eines mit Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeuges.
Die in der Figur 1 gezeigte Einzelzelle 1 ist Bestandteil der Batterie, wobei sich die elektrischen Pole 1.2, 1.3 an dem Zelldeckel 1.4 der Einzelzelle 1 befinden.
Um benachbarte Einzelzellen 1 eines in Figur 4 gezeigten Zellblockes 2 elektrisch voneinander zu isolieren, sind die Einzelzellen 1 mit einem in Figur 2 dargestellten Schrumpfschlauch 3 umhüllt, wobei die Einzelzelle 1 mit Schrumpfschlauch 3 in Figur 3 gezeigt ist.
Ein solcher Schrumpfschlauch 3 ist einerseits zur elektrischen Isolation und andererseits zum Schutz der Einzelzelle 1 vor mechanischen Beanspruchungen vorgesehen. Dabei sind sowohl der Zelldeckel 1.4 als auch ein in den Figuren 6, 9 und 11 bis 14 dargestellter Zellboden 1.5 der Einzelzelle 1 nicht von dem Schrumpfschlauch 3 umhüllt.
Der Schrumpfschlauch 3 ist aus einem Kunststoff gebildet, welcher sich bei Einwirkung von Hitze vergleichsweise stark zusammenzieht. Dabei ist eine Größenänderung beim Schrumpfen von dem verwendeten Kunststoff abhängig.
Alternativ zur Verwendung eines Schrumpfschlauches 3 zur elektrischen Isolation der Einzelzellen 1 sind zwischen diesen vergleichsweise dünne Kunststofffolien angeordnet oder zumindest einseitig stoffschlüssig an einer flächenmäßig größten Seite der jeweiligen Einzelzelle 1 befestigt, insbesondere geklebt.
Figur 4 zeigt in perspektivischer Ansicht den Zellblock 2 mit weiteren Bestandteilen in einer perspektivischen Ansicht. Im Detail zeigt die Figur 4 eine Zellverbinderplatine 4, zwei Druckplatten 5, 6, einen als Zellhalter ausgebildeten Abstandshalter 7, den aus zwanzig mit Schrumpfschläuchen 3 versehenen Einzelzellen 1 gebildeten Zellblock 2 und eine Wärmeleitplatte 8 mit angeordneter Wärmeleitfolie 9.
Mittels der Zellverbinderplatine 4, welche Zellverbinder umfasst sind die Einzelzellen 1 des Zellblockes 2 elektrisch, insbesondere seriell miteinander verschaltbar.
Die Druckplatten 5, 6, welche auch als Druckbrillen bezeichnet werden, bilden stirnseitig jeweils einen Abschluss des Zellblockes 2 in axialer Richtung, also in Längsausdehnung des Zellblockes 2.
Im Betrieb der Batterie und somit im Betrieb der Einzelzellen 1 entsteht beim Laden und Entladen der Einzelzellen 1 Verlustwärme, welche an die zellbodenseitig zu den
Einzelzellen 1 angeordnete Wärmeleitplatte 8 abführbar ist. Die Wärmeleitplatte 8 weist eine in Figur 6 teilweise dargestellte Kanalstruktur 8.1 auf, welche von einem Klimamittel und/oder von einem Kühlmittel, beispielsweise einer Klimaanlage des Fahrzeuges durchströmbar ist, wobei an einer Stirnseite der Wärmeleitplatte 8 eine Einlassöffnung 8.2 und eine Auslassöffnung 8.3 angeordnet sind.
Zum Ausgleich von Toleranzen hinsichtlich der Einzelzellen 1 und zur elektrischen Isolation der Einzelzellen 1 gegenüber der Wärmeleitplatte 8 ist auf einer dem Zellblock 2 zugewandten Seite der Wärmeleitplatte 8 die Wärmeleitfolie 9 angeordnet, mittels welcher zusätzlich ein Wärmeübertrag von den Einzelzellen 1 zu der Wärmeleitplatte 8 verbessert ist. In Längsausdehnung der Wärmeleitplatte 8 sind an deren Schmalseiten Aussparungen 8.4 mit einem Gewinde eingebracht.
Um eine Anzahl der Bauteile der Batterie gegenüber dem Stand der Technik zu verringern und dadurch wenigstens einen Zeitaufwand bei der Montage der Batterie zu reduzieren, ist vorgesehen, dass der Abstandshalter 7 einstückig als ein Bauelement ausgebildet ist. Dabei ist der einstückig ausgebildete Abstandshalter 7 aus einem
Kunststoff gebildet, welcher besonders bevorzugt eine vergleichsweise hohe
Temperaturbeständigkeit aufweist. Beispielsweise ist der Abstandhalter 7 in einem Spritzgussverfahren herstellbar.
Dabei bildet der Abstandshalter 7 gleichzeitig einen Zellhalter, mittels welchen die Einzelzellen 1 innerhalb des Zellblockes 2 wenigstens axial positionierbar sind. Hierzu ist der Abstandshalter 7 u-förmig ausgebildet, wobei der Abstandshalter 7 in Bezug auf die Einzelzellen 1 an seitlichen Gehäusewänden 1.6, 1.7 und dem Zelldeckel 1.4 der jeweiligen Einzelzelle 1 formschlüssig anliegt. Dazu weist der Abstandshalter 7 einen seitlichen ersten Schenkel 7.1 , einen seitlichen zweiten Schenkel 7.2 und einen oberen dritten Schenkel 7.3 auf.
Mittels der U-Form gebildete seitliche Schenkel 7.1 , 7.2 weisen an einer Innenseite eine kammartige Form auf, welche mit einer Form der seitlichen Gehäusewände 1.6, 1.7 korrespondiert und Aufnahmeeinheiten in Form von Vertiefungen 7.4 für die
Einzelzellen 1 bildet. Dabei ist zwischen jeweils benachbarten Vertiefungen 7.4 eine gebrochene Kante ausgebildet, wobei die Kanten identisch ausgebildet sind.
Alternativ dazu können die Kante auch spitz oder gerundet ausgeführt sein.
Mittels der Vertiefungen 7.4 und den Kanten sind benachbarte Einzelzellen 1 so zueinander positionierbar, dass zwischen den Einzelzellen 1 ein verhältnismäßig geringer Spalt, beispielsweise zur elektrischen Isolation der Einzelzellen 1 und/oder zur
Wärmeleitung einstellbar ist. Darüber hinaus ist mittels der Vertiefungen 7.4 ein
Rastermaß des Zellblockes 2 einstellbar.
Sind die flächenmäßig größten Seiten des Zellgehäuses 1.1 Spannung führend, kann der Spalt zur Anordnung eines vergleichsweise dünnen Isolationselementes genutzt werden.
Der auf den Zelldeckeln 1.4 aufliegende dritte Schenkel 7.3 des Abstandshalters 7 weist im Bereich der Pole 1.2, 1.3 einer jeden Einzelzelle 1 Aussparungen 7.3.1 auf, durch welche die Pole 1.2, 1.3 bei Montage der Batterie zur elektrischen Kontaktierung mit der Zellverbinderplatine 4 hindurchführbar sind.
In einem jeweiligen Randbereich der seitlichen Schenkel 7.1 , 7.2 sind in einer Reihe Durchgangslöcher 7.1.1 , 7.2.1 eingebracht, welche zur Befestigung des
Abstandshalters 7 an der Wärmeleitplatte 8 dienen. Dabei entspricht eine Anzahl der Aussparungen 8.4 der jeweiligen Seite der Wärmeleitplatte 8 der Anzahl der
Durchgangslöcher 7.1.1 , 7.2.1 des jeweiligen Schenkels 7.1 , 7.2.
Bei Befestigung der Wärmeleitplatte 8 an dem Abstandshalter 7 werden die
Einzelzellen 1 in Richtung der Wärmeleitplatte 8 gezogen und so positioniert, dass die in den Einzelzellen 1 entstehende Verlustwärme der Wärmeleitplatte 8 über die
Wärmeleitfolie 9 effektiv zuführbar ist.
Hierzu werden Befestigungsmittel in Form von Schrauben 10 durch die
Durchgangslöcher 7.1.1 , 7.2.1 des Abstandhalters 7 geführt und mit der
Wärmeleitplatte 8 verschraubt.
An sich gegenüberliegenden Stirnseiten des Abstandhalters 7 sind an den seitlichen Schenkeln 7.1 , 7.2 ebenfalls Durchgangslöcher 7.1.2, 7.2.2 eingebracht, welche zur Befestigung der Druckplatten 5, 6 an dem Abstandshalter 7 vorgesehen sind.
In Figur 5 ist der Zellblock 2 mit Wärmeleitplatte 8 im zusammengesetzten Zustand in einer perspektivischen Ansicht gezeigt.
Der Zellblock 2 ist nicht sichtbar in dem Abstandshalter 7 angeordnet, wobei die
Pole 1.2, 1.3 der Einzelzellen 1 in die Aussparungen 7.3.1 des dritten Schenkels 7.3 eingeführt und mittels der Zellverbinderplatine 4 elektrisch verschaltet sind. Der
Abstandshalter 7 ist mit der Wärmeleitplatte 8 verschraubt und stirnseitig sind die Druckplatten 5, 6 an dem Abstandshalter 7 befestigt.
Figur 6 zeigt einen Querschnitt des Zellblockes 2 mit Abstandshalter 7,
Zellverbinderplatine 4, Wärmeleitfolie 9 und Wärmeleitplatte 8 gemäß Figur 5.
Im Detail ist eine in dem Abstandshalter 7 angeordnete Einzelzelle 1 dargestellt, wobei der Abstandhalter 1 sowohl einen Abstand zwischen den Einzelzellen 1 des Zellblockes 2 einstellt als auch die Einzelzellen 1 fixiert. Der seitliche erste und zweite Schenkel 7.1 , 7.2 des Abstandshalters 7 umgreifen die seitlichen Gehäusewände 1.6, 1.7 der Einzelzelle 1 und die Pole 1.2, 1.3 sind durch die Aussparungen 7.3.1 hindurchgeführt und stehen mit der Zellverbinderplatine 4 in Kontakt.
Zwischen dem Zellblock 2 und der Wärmeleitplatte 8 ist die Wärmeleitfolie 9 angeordnet, wobei der Abstandshalter 7 mit seinen seitlichen Schenkeln 7.1 , 7.2 mit der
Wärmeleitplatte 8 verschraubt ist.
Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Draufsicht eines Längsschnittes des fertig montierten Zellblockes 2 mit den stirnseitig an dem Abstandshalter 7 befestigten Druckplatten 5, 6, wobei in Figur 8 ein vergrößerter Ausschnitt des Abstandshalters 7 mit angeordneten Einzelzellen 1 des Zellblockes 2 dargestellt ist.
Dabei ist die kammartige Form der Innenseiten der seitlichen Schenkel 7.1 , 7.2 näher dargestellt. Die kammartige Form weist die regelmäßig ausgeformten Vertiefungen 7.4 als Aufnahmeeinheiten und die Kanten zur Beabstandung der Einzelzellen 1 auf, wobei die Form der Vertiefungen mit der Form der seitlichen Gehäusewände 1.6, .7 der Einzelzellen 1 korrespondiert. Die Einzelzellen 1 sind mittels der Vertiefungen 7.4 hinsichtlich des Zellblockes 2 zumindest axial ausgerichtet.
Die kammartige Form des Abstandshalters 7 erstreckt sich bevorzugt über die
Längsausdehnung der seitlichen Schenkel 7.1 , 7.2 also die Längsausdehnung des Zellblockes 2, wobei die Einzelzellen 1 formschlüssig zwischen den seitlichen
Schenkeln 7.1 , 7.2 angeordnet sind. Dadurch sind die Einzelzellen 1 optimal positioniert und ausgerichtet.
Mittels der Druckplatten 5, 6 als Abschlusselemente für den Zellblock 2 und den
Abstandshalter 7 ist der Zellblock 2 in Längsausdehnung und mittels der
Schenkel 7.1 , 7.2 in Querausdehnung verpresst.
Figur 9 zeigt einen ersten Montageschritt zur Herstellung des Zellblockes 2 mit seinen Bestandteilen.
Die Druckplatten 5, 6 sind stirnseitig an dem Abstandshalter 7 befestigt und der
Abstandshalter 7 ist kopfseitig auf seinem dritten Schenkel 7.3 angeordnet, so dass eine Art Kasten gebildet ist. Dabei zeigen freie Enden der seitlichen Schenkel 7.1 , 7.2 nach oben.
Innere Abmessungen des Abstandshalters 7 mit den befestigten Druckplatten 5, 6 bilden dabei ein Sollmaß oder Rastermaß zur Anordnung des Zellblockes 2.
Der Zellblock 2 wird mittels stirnseitig an diesem angeordneten weiteren zwei
Druckplatten 11 , 12 als Montagehilfen axial verpresst, so dass der Zellblock 2 eine Solllänge zur Anordnung in dem Abstandshalter 7 aufweist. Die Vertiefungen 7.4 der seitlichen Schenkel 7.1 , 7.2 weisen jeweils an ihrem oberen Ende in Figur 10 näher dargestellte Einführschrägen 7.4.1 auf, mittels welchen die Anordnung des Zellblockes 2 in dem Abstandshalter 7 erleichtert ist.
In einem weiteren Montageschritt, welcher in Figur 11 gezeigt ist, wird der Zellblock 2 mittels einer weiteren dritten Druckplatte 13, die Abmessungen aufweist, welche im Wesentlichen den Abmessungen mittels der Zellböden 1.5 der Einzelzellen 1 gebildeten Seite entsprechen, in den Abstandshalter 7 eingeschoben.
Eine Ausrichtung des Zellblockes 2 in Bezug auf den Abstandshalter 7 erfolgt hierbei mittels der Einführschrägen 7.4.1 der Vertiefungen 7.4. Der Zellblock 2 wird beim
Einschieben mittels der weiteren zwei stirnseitig angeordneten Druckplatten 11 , 12 weiterhin axial verpresst.
Beim weiteren Einschieben des Zellblockes 2 in den Abstandshalter 7 liegen die den Zellblock 2 axial verpressenden zwei weiteren Druckplatten 11 , 12 auf den den Abschluss des Abstandshalters 7 bildenden Druckplatten 11 , 12 auf. Der Zellblock 2 wird mittels der dritten Druckplatte 13 von oben zwischen den weiteren zwei Druckplatten 11 , 12 und zwischen die seitlichen Schenkel 7.1 , 7.2 in den Abstandshalter 7 eingeschoben.
Figur 13 zeigt den in den Abstandshalter 7 vollständig eingeschobenen Zellblock 2, wobei ein Zellboden 1.5 der jeweiligen Einzelzelle 1 nach oben zeigt. Ist der Zellblock 2 vollständig zwischen die seitlichen Schenkel 7.1 , 7.2 in den Abstandshalter 7
eingeschoben, liegen die Zelldeckel 1.4 der Einzelzellen 1 an dem dritten Schenkel 7.3 des Abstandshalter 7 an und die Pole 1.2, 1.3 der Einzelzellen 1 ragen in die
Aussparungen 7.3.1.
Anschließend daran wird die Wärmeleitfolie 9 auf die mittels der Zellböden 1.5 der Einzelzellen 1 gebildeten Seite des Zellblockes 2 angeordnet, wie in der Figur 14 näher dargestellt ist. Dabei überdeckt die Wärmeleitfolie 9 diese Seite des Zellblockes 2 vollständig.
Die Wärmeleitplatte 8 wird auf der Wärmeleitfolie 9 und somit auf der Seite der
Zellböden 1.5 der Einzelzellen 1 und zwischen den seitlichen Schenkeln 7.1 , 7.2 des Abstandshalters 7 erstmal im Formschluss angeordnet, so dass eine offene Seite des Abstandshalters 7 mittels der Wärmeleitplatte 8 geschlossen ist. Anschließend wird die Wärmeleitplatte 8 mittels der Schrauben 10 kraftschlüssig an den seitlichen
Schenkeln 7.1 , 7.2 befestigt, wie in der Figur 15 näher gezeigt ist.
Die Wärmeleitplatte 8 schließt bündig mit den seitlichen Schenkeln 7.1 , 7.2 und den Druckplatten 5, 6 ab, so dass der montierte Zellblock 2 im Wesentlichen eine Quaderform aufweist.
Darauffolgend wird der montierte Zellblock 2 beispielsweise gedreht, so dass die Pole 1.2, 1.3 der Einzelzellen 1 zur Herstellung der Kontaktierung der Pole 1.2, 1.3 mit der Zellverbinderplatine 4 zugänglich sind.
Die Zellverbinderplatine 4 wird auf dem dritten Schenkel 7.3 des Abstandshalters 7 angeordnet und beispielsweise mittels Laserschweißens im Überlappverfahren stoffschlüssig mit den Polen 1.2, 1.3 der Einzelzellen 1 verbunden.
In einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform des Abstandshalters 7 in U- Form ist dieser aus zwei miteinander verbindbaren Teilen gebildet, welche eine L-Form aufweisen. Dabei weisen die zwei Teile Abmessungen auf, so dass die beiden Teile bei der Montage des Zellblockes 2 zur axialen Ausrichtung der Einzelzellen 1 vorzugsweise im Bereich der Zelldeckel 1.4 miteinander verbunden werden.
Denkbar ist auch, dass den Abstandshalter 7 bildende seitliche Platten mit den
Aufnahmeeinheiten 7.4 in einem den Zelldeckeln 1.4 zugewandten Bereich einen Kragen aufweisen, um die Einzelzellen 1 bei Befestigung der Abstandshalter 7 in Richtung der Wärmeleitplatte 8 auszurichten.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Einzelzellen 1 statt mittels der
Wärmeleitplatte 8 mittels eines Fluids, beispielsweise Luft und/oder Öl direkt gekühlt werden. Dazu umströmt das Fluid die Einzelzellen 1 , wobei der Abstandshalter 7 besonders bevorzugt Kühlkanäle aufweist. Bezugszeichenliste
1 Einzelzelle
1.1 Zellgehäuse
1.2 Pol
1.3 Pol
1.4 Zelldeckel
1.5 Zellboden
1.6 seitliche Gehäusewand
1.7 seitliche Gehäusewand
2 Zellblock
3 Schrumpfschlauch
4 Zellverbinderplatine
5 Druckplatte
6 Druckplatte
7 Abstandshalter
7.1 erster Schenkel
7.1.1 Durchgangsloch
7.1.2 Durchgangsloch
7.2 zweiter Schenkel
7.2.1 Durchgangsloch
7.2.2 Durchgangsloch
7.3 dritter Schenkel
7.3.1 Aussparung
7.4 Vertiefung
7.4.1 Einführschräge
8 Wärmeleitplatte
8.1 Kanalstruktur
8.2 Einlassöffnung
8.3 Auslassöffnung
8.4 Aussparung
9 Wärmeleitfolie
10 Schraube
11 Druckplatte
12 Druckplatte
13 dritte Druckplatte

Claims

Patentansprüche
1. Batterie, umfassend eine Anzahl von parallel und/oder seriell miteinander
verschalteten Einzelzellen (1 ), wenigstens einen Abstandshalter (7) und eine mit den Einzelzellen (1 ) thermisch gekoppelte Wärmeleitplatte (8), wobei die
Einzelzellen (1 ) mittels einer Zellverbinderplatine (4) elektrisch miteinander verschaltet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstandshalter (7) eine Folge von gleichbeabstandeten Vertiefungen (7.4) aufweist, wobei eine Breite einer Vertiefungen (7.4) mit einer Dicke einer
Einzelzelle (1 ) korrespondiert und die Anzahl der Einzelzellen (1 ) mittels der Vertiefungen (7.4) zueinander beabstandet und gehalten sind,
2. Batterie nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Form einer Vertiefungen (7.4) zumindest abschnittsweise mit einer Form einer seitlichen Gehäusewand (1.6, 1.7) einer Einzelzelle (1 ) korrespondiert.
3. Batterie nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstandshalter (7) im Bereich der Vertiefungen (7.4) kammartig ausgebildet ist, wobei zwischen jeweils benachbarten Vertiefungen (7.4) eine gebrochene, spitze oder gerundete Kante ausgebildet ist.
4. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstandshalter (7) im Bereich der Zelldeckel (1.4) der Anzahl der
Einzelzellen (1 ) einen Kragen aufweist, welcher rechtwinklig zur Einschubrichtung der Vertiefungen (7.4) angeordnet ist.
5. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstandshalter (7) u-förmig ausgebildet ist und einen seitlichen ersten
Schenkel (7.1 ), einen seitlichen zweiten Schenkel (7.2) und einen oberen dritten Schenkel (7.3) aufweist, wobei der erste und der zweite Schenkel (7.1 , 7.2) kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit der Wärmeleitplatte (8) verbunden ist, so dass eine offene Seite des u-förmigen Abstandshalters (7) mittels der Wärmeleitplatte (8) geschlossen ist.
6. Batterie nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der obere dritte Schenkel (7.3) Aussparungen (7.3.1 ) zur Aufnahme und/oder Durchführung von Polen (1.2, 1.3) der Anzahl von Einzelzellen (1 ) aufweist.
7. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (7) einstückig ausgebildet ist.
8. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzahl der Einzelzellen (1 ) mit einem Isolationselement ummantelt ist.
9. Batterie nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Isolationselement ein Schrumpfschlauch (3) ist.
10. Verwendung einer Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche für ein
Fahrzeug, wobei das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug ist.
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