WO2013053441A1 - Zellrahmen einer elektrochemischen zelle, elektrochemischen zelle mit zellrahmen und batterie mit entsprechenden elektrochemischen zellen - Google Patents

Zellrahmen einer elektrochemischen zelle, elektrochemischen zelle mit zellrahmen und batterie mit entsprechenden elektrochemischen zellen Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a cell frame of an electrochemical cell, an electrochemical cell with corresponding cell frames and a battery having a number of these electrochemical cells.
  • Electrochemical energy stores also referred to below as electrochemical or galvanic cells
  • electrochemical or galvanic cells are frequently produced in the form of stackable units from which batteries for various applications, in particular for use in electrically powered motor vehicles, can be produced by combining a plurality of such cells.
  • the invention will be described in relation to the use in a motor vehicle, wherein, however, it should be pointed out that a suitably designed electrochemical cell also independent of motor vehicles z. B. can be operated in a stationary operation.
  • Cell frames for receiving an electrochemical cell and corresponding electrochemical cells and batteries with a number of these electrochemical cells are known from the prior art.
  • the present invention is based on the object, an improved cell frame and an improved electrochemical cell and an improved To provide battery with a number of corresponding electrochemical cells.
  • this object is achieved in a cell frame, which is configured to accommodate at least one, preferably a flat designed, electrochemical cell of a battery, in particular designed for use in motor vehicles battery, characterized in that the cell frame at least one outer part with a number preferably rigid functional element receptacles, which are configured and arranged to receive functional elements, and at least one elastic inner part, which is at least partially disposed on at least one inner side of the outer part, preferably on four inner sides of the outer part and which is configured and arranged for holding the electrochemical cell ,
  • An advantage of this embodiment is that the holder of electrochemical cells is improved in the frame. Another advantage is that the electrochemical cell can be better attenuated especially against vibrations and shocks.
  • An additional advantage is that due to the separate outer part reliable effects on the functional elements can be reduced.
  • An electrochemical cell is understood to mean an electrochemical energy store for the present invention, that is to say a device which stores energy in chemical form, delivers it in electrical form to a consumer and preferably can also receive it in electrical form from a charging device.
  • electrochemical energy stores are galvanic cells or fuel cells.
  • the electrochemical cell has at least a first and a second device for storing electrically different charges, which are preferably used as an electrode arrangement are configured, and a means for producing an electrical active connection of both said devices, wherein charge carriers can be moved between these two devices. Under the means for producing an electrical active compound z. B. to understand an electrolyte, which acts as an ion conductor.
  • An electrode arrangement is understood to mean an arrangement of at least two electrodes and an electrolyte arranged therebetween for the present invention.
  • the electrolyte may be partially absorbed by a separator. Then the separator separates the electrodes.
  • the electrode arrangement also serves to store chemical energy and convert it into electrical energy.
  • the electrode assembly is also capable of converting electrical to chemical energy.
  • the electrodes are plate-shaped or foil-like.
  • the electrodes are preferably arranged in the shape of a stack. According to another preferred embodiment, the electrodes may also be wound up.
  • the electrode arrangement may preferably also comprise lithium or another alkali metal in ionic form.
  • a flat electrochemical cell is to be understood as meaning an electrochemical cell whose external shape is characterized by two essentially parallel surfaces whose vertical distance from one another is shorter than the average length of the cell measured parallel to these surfaces. Between these surfaces, often surrounded by a packaging or a cell housing, the electrochemically active components of the cell are arranged. Such cells are often surrounded by a multilayer foil packaging, which has at the edges of the cell packaging a sealed seam, which is formed by a permanent joining or closing of the foil packaging in the region of the sealed seam. Such cells are often referred to as pouch cells or as coffeebag cells.
  • the outer part of the cell frame is preferably configured on at least one longitudinal side surface for connection to an outer part of a further cell frame and preferably on both longitudinal side surfaces for connection to a respective outer part of further cell frames.
  • the outer part of the cell frame on a number of spacer sleeves which are preferably formed of a metal or a metal alloy.
  • the outer part of the cell frame on four spacers, which are preferably arranged in each case in the region of the corners of the outer part.
  • the cell frame is formed such that the elastic inner part substantially completely covers the inwardly facing surfaces of the outer part.
  • the elastic inner part is directly or indirectly connected to at least one first damping element, which is configured substantially circular, in particular spider-web-shaped and which is arranged substantially parallel to a base surface of the cell frame.
  • first damping element configured substantially circular, in particular spider-web-shaped and which is arranged substantially parallel to a base surface of the cell frame.
  • second damping element which is substantially strip-shaped and which is arranged substantially parallel to a base surface of the cell frame.
  • At least one of the second damping elements directly connected to the elastic inner part preferably has a foot part which bears against the elastic inner part.
  • the elastic inner part and / or the foot parts of the second damping elements are preferably designed to be increased in relation to the median plane of the cell frame.
  • the elastic inner part has been formed at least partially from one or more elastomers.
  • at least one elastomer is selected in the cell frame, which can be attached by an injection molding process.
  • at least one elastomer is selected in the cell frame, which is chemically connectable to a thermoplastic.
  • at least one elastomer is selected in the cell frame, which can be positively connected to a thermoplastic.
  • the outer part of the cell frame preferably has elastic regions on at least one longitudinal side surface, preferably elastic regions on both longitudinal side surfaces. An advantage of this embodiment is that the outer part can be better protected against particular side acting loads.
  • the elastic regions are preferably designed as an elastic ring, preferably an elastomer ring, which is introduced at least partially into a groove running around in the longitudinal side surface.
  • the cell frame is configured to hold the electrochemical cells by means of frictional engagement.
  • An advantage of this embodiment is that the electrochemical cell can be maintained improved.
  • the cell frame is designed to hold the electrochemical cells by means of positive locking.
  • An advantage of this embodiment is that the electrochemical cell can be kept improved, in particular in combination with the preceding embodiment.
  • a temperature sensor is introduced into at least one of the functional element receptacles in the cell frame as a functional element, and preferably a channel for a data and / or signal line is introduced into the outer part of this functional element receptacle.
  • the outer part of the cell frame Kunststoffierelementaidn for rigid or spring-loaded Kunststoffier institute which are configured for contacting Abieitern the recorded electrochemical cell.
  • An advantage of this embodiment is that the contacting elements can be better protected against the effects of the electrochemical cells.
  • this object is achieved by an arrangement of the above-mentioned cell frames, in which electrochemical cells have been accommodated in the cell frame and the cell frames are connected via a tie rod system.
  • the object is achieved for a battery in that their electrochemical cells have a cell frame according to one of the above-mentioned embodiments.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a cell frame according to the invention for receiving an electrochemical cell
  • Fig. 2 is a schematic representation of a first section of the cell frame shown in Fig. 1 and
  • Fig. 3 is a schematic representation of a second section of the in Fig.
  • FIGS. 2 and 3 show schematic partial representations of this cell frame 10, which is designed to accommodate an electrochemical cell.
  • the cell frame 10 has an elastic inner part 1 and an outer part 2, are arranged in the functional element receptacles 3. Furthermore, the elastic inner part 1 in the preferred embodiment shown in the figures with a first number of circular damping elements 4 and a second number of strip-shaped damping elements 5 indirectly or directly connected, wherein in the preferred embodiment shown, the circular damping elements 4 and the strip-shaped damping elements. 5 are arranged substantially parallel to the base of the cell frame 10.
  • the circular damping elements 4 and the strip-shaped damping elements 5 are arranged substantially in the median plane of the cell frame 10 and the elastic inner part 1 substantially completely covers the inwardly directed surfaces of the outer part 2, the inner part 1 and the foot parts 9 are formed increased to the center plane of the cell frame 10.
  • the outer part 2 Kunststoffierelementaidn for receiving rigid or spring-loaded Kunststoffierettin 7.
  • the cell frame 10 has a number of spacer sleeves 6 preferably formed of a metal or a metal alloy, which are introduced at the corners of the cell frame 10. In FIG. 2 it can be seen that in the outer part 2 cable channels 9 are arranged.
  • the present invention further relates to a battery having these cell frames, in particular a designed for use in a motor vehicle battery having these cell frames.

Abstract

Der Zellrahmen (10) ist ausgestaltet zur Aufnahme mindestens einer elektrochemischen Zelle einer Batterie, insbesondere einer zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestalteten Batterie, wobei die elektrochemische Zelle vorzugsweise flach ausgestaltet ist. Der Zellrahmen (10) weist mindestens ein Außenteil (2) mit einer Anzahl vorzugsweise starrer Funktionselementaufnahmen (3), die zur Aufnahme von Funktionselementen ausgestaltet und angeordnet sind, und mindestens ein elastisches Innenteil (1 ) auf, das zumindest teilweise an mindestens einer Innenseite des Außenteils (2), vorzugsweise an vier Innenseiten des Außenteils (2) angeordnet ist und das zur Halterung der elektrochemischen Zelle ausgestaltet und angeordnet ist. Weiterhin ist der Zellrahmen (10) mindestens an einer Längsseitenfläche zur Verbindung mit einem weiteren Zellrahmen, vorzugsweise an zwei Längsseitenflächen zur Verbindung mit jeweils einem weiteren Zellrahmen ausgestaltet.

Description

Zellrahmen einer elektrochemischen Zelle, elektrochemischen Zelle mit Zellrahmen und Batterie mit entsprechenden elektrochemischen Zellen
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft einen Zellrahmen einer elektrochemischen Zelle, eine elektrochemischen Zelle mit entsprechenden Zellrahmen sowie eine Batterie mit einer Anzahl dieser elektrochemischen Zellen.
Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2011 116 177 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Elektrochemische Energiespeicher, im Folgenden auch als elektrochemische oder galvanische Zellen bezeichnet, werden häufig in der Form stapelbarer Ein- heiten hergestellt, aus denen durch Zusammenfassung einer Mehrzahl solcher Zellen Batterien für verschiedene Anwendungen, insbesondere für einen Einsatz in elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen hergestellt werden können. Die Erfindung wird in Bezug auf den Einsatz in einem Kraftfahrzeug beschreiben, wobei allerdings darauf hinzuweisen ist, dass eine entsprechend ausgestaltete elektrochemische Zelle auch unabhängig von Kraftfahrzeugen z. B. in einem stationären Einsatz betrieben werden kann.
Aus dem Stand der Technik sind Zellrahmen zur Aufnahme einer elektrochemischen Zelle und entsprechende elektrochemischen Zellen sowie Batterien mit einer Anzahl dieser elektrochemischen Zellen bekannt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Zellrahmen und eine verbesserte elektrochemische Zelle sowie eine verbesserte Batterie mit einer Anzahl entsprechender elektrochemischer Zellen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch einen Zellrahmen nach Anspruch 1 , eine Anordnung an Zellrahmen nach Anspruch 20 und eine Batterie nach Anspruch 21 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Nach einem ersten Gesichtspunkt wird diese Aufgabe bei einem Zellrahmen, der zur Aufnahme mindestens einer, vorzugsweise einer flach ausgestalteten, elektrochemischen Zelle einer Batterie, insbesondere einer zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestalteten Batterie ausgestaltet ist, dadurch gelöst, dass der Zellrahmen mindestens ein Außenteil mit einer Anzahl vorzugsweise starrer Funktionselementaufnahmen, die zur Aufnahme von Funktionselementen ausgestaltet und angeordnet sind, und mindestens ein elastisches Innenteil aufweist, das zumindest teilweise an mindestens einer Innenseite des Außenteils, vorzugsweise an vier Innenseiten des Außenteils angeordnet ist und das zur Halterung der elektrochemischen Zelle ausgestaltet und angeordnet ist. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Halterung elektrochemischer Zellen im Rahmen verbessert wird. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die elektrochemische Zelle insbesondere gegenüber Schwingungen und Stößen besser gedämpft werden kann. Ein zusätzlicher Vorteil liegt darin, dass durch das separate Außenteil zuverlässig Einwirkungen auf die Funktionselemente verringert werden können.
Unter einer elektrochemischen Zelle ist für die vorliegende Erfindung ein elektrochemischer Energiespeicher zu verstehen, also eine Einrichtung, die Energie in chemischer Form speichern, in elektrischer Form an einen Verbraucher abgeben und vorzugsweise auch in elektrischer Form aus einer Ladeeinrichtung aufnehmen kann. Wichtige Beispiele solcher elektrochemischen Energiespeicher sind galvanische Zellen oder Brennstoffzellen. Die elektrochemische Zelle weist wenigstens eine erste und eine zweite Einrichtung zur Speicherung elektrisch unterschiedlicher Ladungen, die vorzugsweise als eine Elektroden- anordnung ausgestaltet sind, sowie ein Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung beider genannten Einrichtungen auf, wobei Ladungsträger zwischen diesen beiden Einrichtungen verschoben werden können. Unter dem Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung ist z. B. ein Elektrolyt zu verstehen, welcher als lonenleiter wirkt.
Unter einer Elektrodenanordnung ist für die vorliegende Erfindung eine Anordnung wenigstens zweier Elektroden und eines dazwischen angeordneten Elektrolyten zu verstehen. Der Elektrolyt kann teilweise von einem Separator aufgenommen sein. Dann trennt der Separator die Elektroden. Die Elektrodenanordnung dient auch zum Abspeichern chemischer Energie und zu deren Wandlung in elektrische Energie. Im Fall einer wiederaufladbaren galvanischen Zelle ist die Elektrodenanordnung auch zur Wandlung von elektrischer in chemische Energie in der Lage. Bevorzugt sind die Elektroden plattenförmig oder folienartig ausgebildet. Bevorzugt sind bei der Elektroden- anordnung die Elektroden stapeiförmig angeordnet. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform können die Elektroden auch aufgewickelt sein. Bevorzugt kann die Elektrodenanordnung Lithium oder ein anderes Alkalimetall auch in ionischer Form aufweisen.
Unter einer flachen elektrochemischen Zelle soll in diesem Zusammenhang eine elektrochemische Zelle verstanden werden, deren äußere Form durch zwei im wesentlichen parallele Flächen charakterisiert ist, deren senkrechter Abstand voneinander kürzer ist als die parallel zu diesen Flächen gemessene mittlere Länge der Zelle. Zwischen diesen Flächen sind, häufig umhüllt von einer Verpackung oder einem Zellgehäuse, die elektrochemisch aktiven Bestandteile der Zelle angeordnet. Solche Zellen sind häufig von einer mehrschichtigen Folienverpackung umgeben, die an den Rändern der Zellenverpackung eine Siegelnaht aufweist, die durch ein dauerhaftes Verbinden oder Schließen der Folienverpackung im Bereich der Siegelnaht gebildet ist. Derartige Zellen werden häufig auch als Pouch-Zellen oder als Coffeebag-Zellen bezeichnet. Bevorzugt ist das Außenteil des Zellrahmens mindestens an einer Längsseitenfläche zur Verbindung mit einem Außenteil eines weiteren Zellrahmens und vorzugsweise an beiden Längsseitenflächen zur Verbindung mit jeweils einem Außenteil weiterer Zellrahmen ausgestaltet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass insbesondere mittels einer abwechselnden Anordnung von Zellrahmen und elektrochemischer Zelle die elektrochemischen Zellen besonders zuverlässig gehalten werden können.
Bevorzugt weist das Außenteil des Zellrahmens eine Anzahl an Distanzhülsen auf, die vorzugsweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet sind. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass mittels der Distanzhülsen sowohl ein genaues Anzugsmoment eingestellt und/oder bestimmt werden kann als auch eine hohe Reproduzierbarkeit erreicht werden kann.
Bevorzugt weist das Außenteil des Zellrahmens vier Distanzhülsen auf, die vorzugsweise jeweils im Bereich der Ecken des Außenteils angeordnet sind. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass eine besonders gute Verbindung der Zellrahmen erreicht werden kann.
Bevorzugt ist der Zellrahmen derart ausgebildet, dass das elastische Innenteil die nach innen gewandten Flächen des Außenteils im Wesentlichen vollständig bedeckt. Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass die im Zellrahmen aufge- nommene elektrochemische Zell besser gegen auf das Außenteil des Rahmens einwirkende Belastungen geschützt werden kann.
Bevorzugt ist bei dem Zellrahmen das elastische Innenteil mit mindestens einem ersten Dämpfungselement unmittelbar oder mittelbar verbunden, das im Wesentlichen kreisförmig, insbesondere spinnennetzförmig ausgestaltet ist und das im Wesentlichen parallel zu einer Grundfläche des Zellrahmens angeordnet ist. Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass die in dem Zellrahmen aufgenommene elektrochemische Zelle besser gegen seitlich einwirkende Belastungen geschützt und besser gehalten werden kann. Bevorzugt ist bei dem Zellrahmen das elastische Innenteil mit mindestens einem zweiten Dämpfungselement unmittelbar oder mittelbar verbunden, das im Wesentlichen streifenförmig ausgestaltet ist und das im Wesentlichen parallel zu einer Grundfläche des Zellrahmens angeordnet ist. Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass die in dem Zellrahmen aufgenommene elektrochemische Zelle insbesondere in Kombination mit der das erste Dämpfungselement aufweisende Ausgestaltung besser gegen seitlich einwirkende Belastungen geschützt und besser gehalten werden kann.
Bevorzugt weist bei dem Zellrahmen mindestens eines der mit dem elastischen Innenteil unmittelbar verbundenen zweiten Dämpfungselemente ein Fußteil auf, das an dem elastischen Innenteil anliegt. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Verbindung des zweiten Dämpfungselementes mit dem elastischen Innenteil verbessert werden kann.
Bevorzugt sind bei dem Zellrahmen das elastische Innenteil und/oder die Fuß- teile der zweiten Dämpfungselemente zur Mittelebene des Zellrahmens erhöht ausgebildet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass mittels der erhöhten Ausbildung und mittels der Anordnung der ersten und zweiten Dämpfungselemente in der Mittelebene des Zellrahmens die elektrochemischen Zellen besonders sicher und geschützt in einer abwechselnden Anordnung von Zellrahmen und elektrochemischen Zellen gehalten werden können.
Bevorzugt ist bei dem Zellrahmen das elastische Innenteil mindestens teilweise aus einem oder mehren Elastomeren gebildet worden. Bevorzugt wird bei dem Zellrahmen mindestens ein Elastomer ausgewählt, der mit einem Spritzgießverfahren angebracht werden kann. Alternativ und/ oder zusätzlich wird bei dem Zellrahmen bevorzugt mindestens ein Elastomer ausgewählt, der chemisch mit einem Thermoplast verbindbar ist. Alternativ und/ oder zusätzlich wird bei dem Zellrahmen mindestens ein Elastomer ausgewählt, der formschlüssig mit einem Thermoplast verbindbar ist. Bevorzugt weist bei dem Zellrahmen das Außenteil des Zellrahmens mindestens an einer Längsseitenfläche elastische Bereiche, vorzugsweise an beiden Längsseitenflächen elastische Bereiche auf. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass das Außenteil besser gegenüber insbesondere seitlichen einwirkenden Belastungen geschützt werden kann.
Bevorzugt sind bei dem Zellrahmen die elastische Bereiche als ein elastischer Ring, vorzugsweise ein Elastomerring ausgebildet, der zumindest teilweise in einer in der Längsseitenfläche umlaufende Nut eingebracht ist. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass der Schutz des Außenteils gegenüber seitlichen einwirkenden Belastungen besonders wirksam erreicht werden kann.
Bevorzugt ist der Zellrahmen ausgestaltet, die elektrochemischen Zellen mittels Reibschluss zu halten. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die elektrochemische Zelle verbessert gehalten werden kann.
Bevorzugt ist der Zellrahmen ausgestaltet, die elektrochemischen Zellen mittels Formschluss zu halten. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die elektrochemische Zelle insbesondere in Kombination mit der vorhergehenden Ausgestaltung verbessert gehalten werden kann.
Bevorzugt ist bei dem Zellrahmen in mindestens eine der Funktionselementaufnahmen als ein Funktionselement ein Temperatursensor eingebracht und vor- zugsweise ist an diese Funktionselementaufnahme in das Außenteil ein Kanal für eine Daten- und/oder Signalleitung eingebracht. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Funktionselemente besser vor Einwirkungen der elektrochemischen Zellen geschützt werden können.
Bevorzugt weist das Außenteil des Zellrahmens Kontaktierelementaufnahmen für starre oder federgelagerte Kontaktierelemente auf, die zum Kontaktieren von Abieitern der aufgenommen elektrochemischen Zelle ausgestaltet sind. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Kontaktierelement besser vor Einwirkungen der elektrochemischen Zellen geschützt werden können. Nach einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Anordnung der vorstehend genannten Zellrahmen gelöst, bei denen in den Zellrahmen elektrochemische Zellen aufgenommen worden sind und die Zellrahmen über ein Zugankersystem verbunden sind. Nach einem dritten Gesichtspunkt wird für eine Batterie die Aufgabe dadurch gelöst, dass deren elektrochemischen Zellen einen Zellrahmen nach einem der vorstehend aufgeführten Ausführungsbeispiele aufweisen.
Im Folgenden werden Gesichtspunkte der Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles und mit Hilfe von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zellrahmens zur Aufnahme einer elektrochemischen Zelle,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausschnittes des in Fig. 1 gezeigten Zellrahmens und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausschnittes des in Fig.
1 gezeigten Zellrahmens.
Fig. 1 zeigt eine schematische Übersichtdarstellung eines zur Aufnahme einer elektrochemischen Zelle ausgestalteten erfindungsgemäßen Zellrahmens 10 und die Figuren 2 und 3 zeigen schematische Teildarstellungen dieses Zell- rahmens 10, der zur Aufnahme einer elektrochemischen Zelle ausgestaltet ist. Der Zellrahmen 10 weist ein elastisches Innenteil 1 und ein Außenteil 2 auf, in dem Funktionselementaufnahmen 3 angeordnet sind. Weiterhin ist das elastische Innenteil 1 bei dem in den Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einer ersten Anzahl an kreisförmigen Dämpfungselementen 4 und einer zweiten Anzahl an streifenförmigen Dämpfungselementen 5 mittelbar oder unmittelbar verbunden, wobei bei dem gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel die kreisförmigen Dämpfungselemente 4 und die streifenförmigen Dämpfungselementen 5 im Wesentlichen parallel zur Grundfläche des Zellrahmens 10 angeordnet sind. Bevorzugt weisen die streifenförmigen Dämpfungselemente 5, die unmittelbar mit dem elastischen Innenteil 1 verbunden sind, ein Fußteil 9 auf, das an dem elastischen Innenteil 1 anliegt. Bei dem in den Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die kreisförmigen Dämpfungselemente 4 und die streifenförmigen Dämpfungselementen 5 im Wesentlichen in der Mittelebene des Zellrahmes 10 angeordnet und bedeckt das elastische Innenteil 1 im Wesentlichen vollständig die nach innen gerichteten Flächen des Außenteils 2, wobei das Innenteil 1 und die Fußteile 9 zur Mittelebene des Zellrahmens 10 erhöht ausgebildet sind. Weiterhin weist das Außenteil 2 Kontaktierelementaufnahmen zur Aufnahme von starren oder federgelagerten Kontaktierelementen 7 auf. Weiterhin weist der Zellrahmen 10 eine Anzahl an vorzugsweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung gebildeten Distanzhülsen 6 auf, die an den Ecken des Zellrahmen 10 eingebracht sind. In der Fig. 2 ist zu erkennen, dass in dem Außenteil 2 Kabelkanäle 9 angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Batterie, welche diese Zellrahmen aufweist, insbesondere eine zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestaltete Batterie, welche diese Zellrahmen aufweist.
Bezugszeichenliste
1 elastisches Innenteil
2 Außenteil
3 Funktionselementaufnahme
4 kreisförmiges Dämpfungselement
5 streifenförmiges Dämpfungselement
6 Distanzhülse
7 Kontaktierelement
8 Kabelkanal
9 Fußteil
10 Zellrahmen

Claims

Patentansprüche
Zellrahmen (10) ausgestaltet zur Aufnahme mindestens einer elektrochemischen, vorzugsweise flach ausgestalteten Zelle einer Batterie, insbesondere einer zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestalteten Batterie, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellrahmen (10) aufweist:
- mindestens ein Außenteil (2) mit einer Anzahl vorzugsweise starrer Funktionselementaufnahmen (3), die zur Aufnahme von Funktionselementen ausgestaltet und angeordnet sind, und
- mindestens ein elastisches Innenteil (1 ), das zumindest teilweise an mindestens einer Innenseite des Außenteils (2), vorzugsweise an vier Innenseiten des Außenteils (2) angeordnet ist und das zur Halterung der elektrochemischen Zelle ausgestaltet und angeordnet ist.
Zellrahmen (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil (2) des Zellrahmens (10) mindestens an einer Längsseitenfläche zur Verbindung mit einem Außenteil eines weiteren Zellrahmens, vorzugsweise an beiden Längsseitenflächen zur Verbindung mit jeweils einem Außenteil weiterer Zellrahmen ausgestaltet ist.
Zellrahmen (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil (2) des Zellrahmens (10) eine Anzahl an Distanzhülsen (6) aufweist, die vorzugsweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet sind.
Zellrahmen (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil (2) des Zellrahmens (10) vier Distanzhülsen (6) aufweist, die vorzugsweise jeweils im Bereich der Ecken des Außenteils (2) angeordnet sind. Zellrahmen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Innenteil (1) die nach innen gewandten Flächen (2) des Außenteils (2) im Wesentlichen vollständig bedeckt.
Zellrahmen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Innenteil (1 ) mit mindestens einem ersten Dämpfungselement (4) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, das im Wesentlichen kreisförmig, insbesondere spinnennetzförmig ausgestaltet ist und das im Wesentlichen parallel zu einer Grundfläche des
Zellrahmens (10) angeordnet ist.
Zellrahmen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Innenteil (1) mit mindestens einem zweiten Dämpfungselement (5) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, das im Wesentlichen streifenförmig ausgestaltet ist und das im
Wesentlichen parallel zu einer Grundfläche des Zellrahmens (10) angeordnet ist.
Zellrahmen (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der mit dem elastischen Innenteil (1 ) unmittelbar verbundenen zweiten Dämpfungselemente (5) ein Fußteil (9) aufweist, das an dem elastischen Innenteil (1 ) anliegt.
Zellrahmen (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Innenteil (1 ) und/oder die Fußteile (9) der zweiten Dämpfungselemente (5) zur Mittelebene des Zellrahmens (10) erhöht ausgebildet sind und dass die ersten Dämpfungselemente (4) und die zweiten Dämpfungselemente (5) im Wesentlichen auf der Mittelebene des Zellrahmens (10) angeordnet sind. Zellrahmen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Innenteil (1 ) mindestens teilweise aus einem oder mehren Elastomeren gebildet worden ist.
Zellrahmen (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Elastomer ausgewählt worden ist, der mit einem
Spritzgießverfahren angebracht werden kann.
Zellrahmen (10) nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Elastomer ausgewählt worden ist, der chemisch mit einem Thermoplast verbindbar ist.
Zellrahmen (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Elastomer ausgewählt worden ist, der formschlüssig mit einem Thermoplast verbindbar ist.
Zellrahmen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil (2) des Zellrahmens (10) mindestens an einer Längsseitenfläche elastische Bereiche, vorzugsweise an beiden Längsseitenflächen elastische Bereiche aufweist.
Zellrahmen (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Bereiche als ein elastischer Ring, vorzugsweise ein Elastomerring ausgebildet sind, der zumindest teilweise in eine in der Längsseitenfläche umlaufende Nut eingebracht ist.
16. Zellrahmen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellrahmen (10) ausgestaltet ist, die elektrochemische Zelle mittels Reibschluss zu halten. Zellrahmen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellrahmen (10) ausgestaltet ist, die elektrochemische Zelle mittels Formschluss zu halten.
Zellrahmen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens eine der Funktionselementaufnahmen (3) als Funktionselement ein Temperatursensor eingebracht ist und dass vorzugsweise an diese Funktionselementaufnahme (3) in das Außenteil (2) ein Kanal (8) für eine Daten- und/oder Signalleitung eingebracht ist.
Zellrahmen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil (2) des Zellrahmens (10) Kontaktierelementaufnahmen für starre oder federgelagerte Kontaktierelemente (7) aufweist, die zum Kontaktieren von Abieitern der aufgenommen elektrochemischen Zelle ausgestaltet sind.
Anordnung von Zellrahmen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in Zellrahmen (10) elektrochemische Zellen aufgenommen worden sind und die Zellrahmen (10) über ein Zugankersystem verbunden sind.
21. Batterie mit einer Anzahl elektrochemischer Zellen und mindestens
einem Zellenrahmen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 und/oder einer Anordnung von Zellrahmen (10) nach Anspruch 20.
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