WO2013107552A1 - Energy module for an electrical energy store for a vehicle and method for the production of the energy module - Google Patents

Energy module for an electrical energy store for a vehicle and method for the production of the energy module Download PDF

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WO2013107552A1
WO2013107552A1 PCT/EP2012/074072 EP2012074072W WO2013107552A1 WO 2013107552 A1 WO2013107552 A1 WO 2013107552A1 EP 2012074072 W EP2012074072 W EP 2012074072W WO 2013107552 A1 WO2013107552 A1 WO 2013107552A1
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WO
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energy
energy storage
contact panel
module
pole
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Application number
PCT/EP2012/074072
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Inventor
Bernd Dittmer
Alexander Schmidt
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
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    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Energy module for an electrical energy storage device for a vehicle and method for producing the energy module
  • the present invention relates to a power module for an electrical energy storage device for a vehicle and to a corresponding method for producing a power module.
  • the present invention provides a power module for an electrical energy store for a vehicle and a corresponding method for producing a power module according to the main claims. presented.
  • Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.
  • the approach presented here can be provided in a low-impedance parallel connection of several energy storage cells to form an energy module by means of a contact panel.
  • the contact panel establishes the electrical contact with the individual energy storage cells.
  • the flat design of the contact panel ensures low current densities even at high loads, reduces the line resistance and its inductance. In addition, the heat loss through the flat shape favored can be issued easier.
  • the present invention provides a power module for an electrical energy store for a vehicle, the power module comprising: a first energy storage cell and a second energy storage cell each having a first pole of a first polarity and a second pole of a second polarity, the second polarity opposite to the first polarity; and a planar, planar contact panel, which is at contact points with the first pole of the first energy storage cell and the first pole of the second energy storage cell (parallel connection) or at the contact points with the first pole of the first energy storage cell and the second pole of the second energy storage cell (series connection). connected is.
  • the vehicle may be a motor vehicle, for example a passenger car, a bicycle, a scooter, a lorry or another commercial vehicle.
  • An energy store can be understood to mean a device for storing electrical energy for the purpose of later use.
  • an energy store can continue to be understood as meaning an energy store consisting of a plurality of energy modules.
  • the energy modules can be interconnected in parallel and simultaneously or alternatively in series with an energy store.
  • An energy module can consist of a plurality of energy storage cells, wherein the energy storage cells can be connected in parallel.
  • Under a Contact panel can be understood a planar Verschaltungsschiene that can carry power.
  • a contact panel may also be referred to as a bus bar or by the term "bus bar.”
  • a contact panel may be understood to mean an array of conductors that serve as a central distributor of electrical energy
  • a contact point may be understood to mean the area at which a pole of an energy storage cell is in contact with the contact panel
  • the contact panel may have recesses within a tolerance range around the pad.
  • a tolerance range around the contact point can be understood to mean the range which lies in the projection surface of the energy storage cell on the contact panel or, alternatively, the tolerance range can be understood as an area which is larger (for example slightly) than the projection area of a contact area Energy storage cell on the contact panel but not in the tolerance range of a neighboring energy storage cell protrudes.
  • Such an embodiment is advantageous because air can flow through the recesses in order to cool the energy storage cells. Tolerances in the height of several energy storage cells can preferably be compensated by recesses. Furthermore, fuse elements such as fuses can be inserted in the recesses.
  • the contact panel may have at least one lip, wherein the lip is designed to divert an air flow for cooling the energy storage cell through the contact panel.
  • a turbulent flow can be generated, with which the amount of heat removed can increase.
  • at least one air plate for flow guidance can be arranged on the contact panel and / or in a cell gap and / or on a cell lateral surface. As a result, a turbulent flow can be generated and excess heat energy can be dissipated by the energy storage cells.
  • the contact panel may have at least one compensation element in the region of the contact points in order to compensate for a tolerance in a height of the energy storage cell.
  • a tolerance compensation and spring elements or other compensation elements are structurally integrated.
  • the contact panel may be connected to the first energy storage cell and / or the second energy storage cell by means of spot welds.
  • Contact panel can be done with the spot welding process.
  • various methods can be used, such as spot welding, cramping, soldering or screwing.
  • the fixation of an energy storage cell to the contact panel by means of a welding point combines a cost-effective production method with a fixed connection.
  • a weld point can transfer the excess heat energy very well from the energy storage cell to the contact panel in addition to electrical energy.
  • Energy storage cell and the second energy storage cell may be arranged in a connecting line to each other and a third energy storage cell may be arranged outside the connecting line. In this way, very compact energy modules can arise.
  • the third energy storage cell and a fourth energy storage cell can be arranged in a second connection line and the connection line and the second connection line can be arranged parallel to one another.
  • a cell holder may be provided, wherein the cell holder is adapted to make a mechanical connection by mating with an adjacent power module. This is favorable, as a mechanical construction of a cell holder can be integrated in an energy module, whereby no additional components are required, and by pure mating also the mechanical connection between two energy modules can be produced.
  • At least one side edge of the contact panel can be bent out of the planar plane of the contact panel, in particular perpendicular to the plane of the contact panel, in order to be contactable via a planar, electrical connection to a contact panel to be arranged at least one adjacent power module. This allows a cost-effective contacting of a plurality of energy modules with each other.
  • an energy store may be provided with a first energy module and a second energy module, wherein an edge side of the contact panel of the first energy module has an electrical connection with an edge side of a contact panel of the second energy module, wherein the contact
  • an energy store can be provided with a first energy module and a second energy module, wherein an edge side of the contact panel of the first energy module having an edge side of a contact panel of the second power module has an electrical connection, wherein the contact panel of the first energy module with the first pole of the energy storage cells is connected and the contact panel of the second power module is connected to the second pole of the energy storage cells.
  • Energy storage to be provided with three energy modules, with a peripheral te the contact panel of the first power module is connected to an edge side of a contact panel of the second power module and another edge side of the contact panel of the first power module is connected to an edge side of a contact panel of the third power module, wherein the contact panel of the first power module and the contact panel of the second power module are connected to the first pole of the energy storage cells and the contact panel of the third power module is connected to the second pole of the energy storage cells.
  • the present invention provides a method for producing a power module, comprising the steps of: providing first and second energy storage cells each having a first pole of a first polarity and a second pole of a second polarity, the second polarity being opposite to the first polarity; Step of providing at least one flat, planar contact panel is provided;
  • FIG. 1 shows a power module in a plan view of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows an energy store with a first energy module and a second energy module;
  • FIG. 3 shows a further energy store with a first energy module and a second energy module
  • FIG. 4 shows a further energy store with electrical contacting and mechanical connection to a first energy module and a second energy module
  • Fig. 6 is an energy storage consisting of two energy modules, wherein the contact panels have partially punched sheet metal lips to direct cooling air into the space between the cells.
  • Fig. 1 shows a power module in a plan view of an embodiment of the present invention.
  • 10 energy storage cells 120 (of which four individual energy storage cells 120a, 120b, 120c, 120d have been designated in detail in FIG. 1 for a better understanding of the following description) are arranged under a contact panel 1 in three parallel rows ,
  • the contact panel 1 10 is made of copper sheet in this embodiment.
  • the edges of the contact panel 1 10 are not exactly worked out in Fig. 1, this is to symbolize that this is only a section of a larger contact panel 1 10.
  • the three rows of energy storage cells containing the energy storage cells 120a, 120b, 120c, 120d run from top to bottom, in the left in Fig.
  • the energy storage cells 120c, 120d in the middle row are offset from the other two rows.
  • the energy storage cells for example the energy storage cells 120a, 120b, 120c, 120d, are cylindrical bodies. In a further embodiment, other shapes such as cuboid energy storage cells are conceivable.
  • the contact panel 110 has cutouts in the region of the energy storage cells 120.
  • the recesses have a circular basic shape, wherein eight webs extend from the outside to the center of the recess and connect there to a flag 130. Due to the webs eight circular sectors remain open.
  • the recesses may also have any other geometric shape, such as angular.
  • the webs for cell contacting can also be Z-shaped and thus also compensate for the length compensation of the cells in the vertical direction.
  • the flags 130 may be implemented as fuses or as separate compensating elements.
  • the contact panel 1 10 may be formed as a sheet without recesses in the region of the cell poles.
  • the energy storage cells 120a, 120b, 120c, 120d are arranged in rows as described.
  • a virtual connection line 140a, 140b connect the energy storage cells with each other.
  • the two connecting lines 140a, 140b are substantially parallel to one another.
  • On a first connecting line a first energy storage cell 120a, a second energy storage cell 120b and a further energy storage cell are arranged in a row.
  • a third energy storage cell 120c and a fourth energy storage cell 120d extend, arranged on a second connection line 140b, in a row in FIG Substantially parallel to the energy storage cells 120a, 120b, which are arranged on the connecting line 140a.
  • FIG. 2 shows an energy store 200 with a first energy module 202 and a second energy module 204 in a side view.
  • the two energy modules 202, 204 each consist of two energy storage cells 120a, 120b.
  • a contact panel 110 extends over the negative poles 252 of the energy storage cells 120a, 120b.
  • Another contact panel 1 10 extends over the positive poles 254.
  • the main direction of extension of the energy storage cells 120a, 120b is from top to bottom, that is, the poles 252, 254 are arranged above and below.
  • the power module 202 has a negative pole 252 on its lower side and a positive pole 254 on its upper side.
  • the power module 204 has a positive pole 254 on its lower side and a negative pole 252 on its upper side.
  • a contact panel 1 10 in the form of a current-carrying busbar.
  • the two contact panels 1 10 on the lower side are spaced from each other.
  • the contact panels 1 10 on the upper side of the two power modules 202, 204 have on the side facing each other to a bend which is formed such that in Fig. 2, a vertical contact surface 240 between the contact panel 1 10 of the first power module to 202 and the contact panel 1 10 of the second power module 204 is formed.
  • the vertical contact surface 240 establishes a surface connection between the two energy modules 202, 204.
  • the busbar 1 10 adjacent modules 202, 204 can also be connected flat over a fold 240.
  • the spot welding method, crimping, soldering or screwing is applicable.
  • the individual cells 120a, 120b are proposed via a panel 110 made of copper, designed as in FIG. 1, to form individual modules 202,
  • the planar design 240 of the cell contacting reduces inductance and line resistance within the module 202, 204 and in the interconnection of the individual modules to the battery pack 200 and at the same time improves the heat removal from the cells 120a, 120b. Due to the proposed solution, a complicated liquid cooling of the cells may be necessary 120a, 120b omitted. Furthermore, the number of required components and the manufacturing cost is reduced.
  • the invention is based on the low-resistance parallel connection of a plurality of cells 120a, 120b to a module 100 by means of a single (copper) contact
  • busbar 1 10 ensures low current densities even at high loads, reduces the line resistance and its inductance.
  • the arrangement ensures a favorable dissipation of the heat loss via the defined contacts at the cell poles 252, 254 to the busbar 110 (panel).
  • the advantages of the presented invention are a reduction of line resistance, inductance, current density and power dissipation of the overall battery pack 100. Ideally, a reduction of the assembly effort can be achieved by a smaller number of components.
  • a further advantage of the present invention is improved cooling of the cells 120a, 120b via the direct contact cell pole busbar and the busbar 110 as cooling surface and the conduction of cooling air through the cell gap by means of sheet metal lips.
  • Another advantage is facilitated maintainability of the energy storage by releasable electrical and mechanical connections between the modules and the elimination of fluid conditioning of the battery by heat dissipation via Kontak- tion of the energy storage cells with the planar busbar.
  • the contacting of individual battery cells 120a, 120b of a module by means of a single contact sheet 1 10 takes place.
  • the busbar 1 10 may be solid, or have recesses in the region of the contact points 130.
  • Tolerances in the overall height of a plurality of cells 120a, 120b can preferably be compensated in the embodiment with recesses. These can make the height compensation by depressions or geometric shapes.
  • spring elements / compensation elements are structurally integrated, z. B. meandering.
  • the connection of cells 120a, 120b and contact plate 1 10 is preferably carried out by the spot welding method.
  • fuse elements eg fuses
  • the electrical connection of several modules is also flat over the busbar 1 10.
  • an edge portion 240 of the bus bar 1 10 is bent upward and thus allows a surface contact with the successor module 202, 204.
  • various methods are available, for. As spot welding, crimping, soldering or screws.
  • FIG 3 shows an energy store 200 with a first energy module 202 and a second energy module 204 in a side view.
  • the two energy modules 202, 204 each consist of two energy storage cells 120a, 120b.
  • Contact panel 1 10 extends over the negative poles 252 of the energy storage cells 120a, 120b. Another contact panel 1 10 extends over the positive poles 254. In Fig. 3, the main extension direction of the energy storage cells 120a, 120b from top to bottom, that is, the poles 252, 254 are arranged above and below.
  • the power module 202 has a negative pole on its lower side
  • the power module 204 has a positive pole 254 on its lower side and a negative pole 252 on its upper side. Via the poles 252, 254 of the same polarity of an energy module 202, 204 extends a contact panel 1 10 in the form of a current-carrying busbar.
  • the two contact panels 1 10 on the lower side are spaced from each other.
  • the contact panels 1 10 on the upper side of the two power modules 202, 204 have on the side facing each other on a plug contact, which is designed such that in the embodiment shown in FIG. 3, a connector 340 between the contact panel 1 10 of the first power module to 202 and the contact panel 1 10 of the second power module 204 is formed.
  • the connector 340 establishes an electrical connection between the two power modules 202, 204.
  • the two power modules 202, 204 are connected in series.
  • the busbars 1 10 adjacent modules 202, 204 are via area contacts
  • FIG. 4 shows an energy store 200 with a mechanical connection 460 of two energy modules 202, 204.
  • FIG. 4 is constructed quasi analogously to FIG. 4 shows an energy store 200 with a first energy module 202 and a second energy module 204 in a side view.
  • the two energy musters
  • the modules 202, 204 each consist of two energy storage cells 120a, 120b.
  • a contact panel 110 extends over the negative poles 252 of the energy storage cells 120a, 120b.
  • Another contact panel 1 10 extends over the positive poles 254.
  • the main extension direction of the energy storage cells 120a, 120b is from top to bottom, that is, the poles 252, 254 are arranged above and below.
  • the power module 202 has a negative pole 252 on its lower side and a positive pole 254 on its upper side.
  • the power module 204 has a positive pole 254 on its lower side and a negative pole 252 on its upper side. Via the poles 252, 254 of the same polarity of an energy module 202, 204 extends a contact panel 1 10 in the form of a current-carrying busbar.
  • the two contact panels 1 10 on the lower side are spaced from each other.
  • the contact panels 1 10 on the upper side of the two power modules 202, 204 have on the side facing each other on a plug contact, which is designed such that in the embodiment shown in Fig.
  • a connector 340 between the contact panel 1 10th of the first power module to 202 and the contact panel 1 10 of the second power module 204 is formed.
  • the connector 340 establishes an electrical connection between the two power modules 202, 204.
  • the two power modules 202, 204 are connected in series.
  • the mechanical connection 460 creates a fixed connection between the energy modules 202, 204 within an energy store 200 via a structural design of a cell holder 470.
  • the cell holder 470 of the energy module 202 is formed in a toothed manner with negative ones Counterpart of
  • FIG. 5 shows an energy store with a combination of parallel contacting and series contacting of individual energy modules.
  • FIG. 5 shows an energy store 200 consisting of four energy modules 202, 204. There are always two power modules 202, 204 arranged side by side. Each energy module 202, 204 consists of four energy storage cells 1 10.
  • the energy storage cells 110 of an energy module 202, 204 are each two in two rows
  • Energy storage cells 120a, 120b, 120c which are arranged offset, composed.
  • the energy storage cells are arranged on virtual connecting lines 140a, 140b, wherein the connecting lines are substantially parallel.
  • the two power modules 202 arranged on the left in FIG. 5 are connected to one another in a parallel contact 570.
  • the two power modules 204 arranged one above the other are connected to one another in a parallel contact 570.
  • the two energy modules 202, 204, which are connected to each other in a parallel contact 570 are connected to one another in a series contact 575.
  • FIG. 5 shows in a plan view with possible series and parallel connections of the individual modules.
  • FIG. 5 shows the free choice of the parallel 570 or series contact 575 of the individual modules 202, 204 by means of a corresponding arrangement of the contact geometries.
  • FIG. 6 shows an energy storage consisting of two energy modules, wherein the contact panels have partially punched sheet metal lips to direct cooling air into the space between the cells.
  • FIG. 6 shows an energy store 200 analogous to FIGS. 2 to 4.
  • a contact panel 110 has plate lips 680, with the plate lips being shaped in order to guide cooling air 690 into the space between the energy storage cells 110.
  • Fig. 6 shows partially punched metal lips 680 of the contact sheets 1 10, wherein by means of the metal lips 680 cooling air 690 in the space between the cells 120a, 120b is passed.
  • the contact plates in the busbar 1 10 the cooling air 690 (air flow) for cooling the cells 120 a, 120 b derived.
  • cooling air 690 can be directed into the space between the cells 120a, 120b.
  • air baffles for flow guidance can alternatively be attached anywhere on the busbar 110, in the cell gap, or on the cell envelope surfaces.
  • an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

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Abstract

The invention relates to an energy module (100) for an electrical energy store (200) for a vehicle. The energy module (100) has a first energy storage cell (120a) and a second energy storage cell (120b), each having a first pole (252) of a first polarity and a second pole (254) of a second polarity, wherein the second polarity is opposite the first polarity. According to the invention, a flat, planar contact panel (110) is connected at contact points (132) to the respective first pole (252) of both the first energy storage cell (120a) and the second energy storage cell (120b)

Description

Beschreibung Titel  Description title
Energiemodul für einen elektrischen Energiespeicher für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung des Energiemoduls  Energy module for an electrical energy storage device for a vehicle and method for producing the energy module
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Energiemodul für einen elektrischen Energiespeicher für ein Fahrzeug sowie ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines Energiemoduls. The present invention relates to a power module for an electrical energy storage device for a vehicle and to a corresponding method for producing a power module.
Zur Reduktion der lokalen Emissionen von Kraftfahrzeugen werden derzeit verstärkt hybrid oder rein elektrische Antriebskonzepte entwickelt. Der Betrieb von elektrischen Maschinen im Motor- und Generatorbetrieb setzt einen elektrischen Energiespeicher im Fahrzeug voraus. Aufgrund ihrer im Vergleich zu anderen Batteriesystemen hohen Energiedichte werden Lithium-Ionen-Zellen für mobile und stationäre Speicher elektrischer Energie favorisiert. Um den Bedürfnissen entsprechende Leistungen von ca. 20 bis 500 kW sowie Energien von 1 bis 100 kWh im Fahrzeuggesamtspeicher zu realisieren, werden typischerweise ca. Hundert bis mehrere Tausend Einzelzellen durch Parallel- und Reihenschaltung zu einem Energiespeicher von gewünschter Spannung und Kapazität (hier: To reduce local emissions from motor vehicles, hybrid or purely electric drive concepts are currently being developed. The operation of electrical machines in motor and generator operation requires an electrical energy storage in the vehicle. Due to their high energy density compared to other battery systems, lithium-ion cells are favored for mobile and stationary storage of electrical energy. In order to realize the services corresponding to the requirements of approx. 20 to 500 kW as well as energies of 1 to 100 kWh in the total vehicle memory, approximately one hundred to several thousand individual cells are typically connected in parallel and in series to an energy store of the desired voltage and capacity (here:
Energieinhalt in Ah) verschaltet. Diese Verschaltungen werden mit draht- oder bandförmigen Leiterelementen ausgeführt. Im Allgemeinen werden dabei unterschiedliche Materialien bzw. Bauteile zur Ausführung der Kontaktierung verwendet. Energy content in Ah). These interconnections are carried out with wire or ribbon-shaped conductor elements. In general, different materials or components are used to carry out the contacting.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Energiemodul für einen elektrischen Energiespeicher für ein Fahrzeug sowie ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines Energiemoduls gemäß den Hauptansprü- chen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Against this background, the present invention provides a power module for an electrical energy store for a vehicle and a corresponding method for producing a power module according to the main claims. presented. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.
Der hier vorgestellte Ansatz kann bei einer niederohmigen Parallelschaltung mehrerer Energiespeicherzellen zu einem Energiemodul mittels eines Kontakt- Panels vorgesehen werden. Das Kontakt-Panel stellt als Sammelschiene den elektrischen Kontakt zu den einzelnen Energiespeicherzellen her. Die flächige Gestaltung des Kontakt-Panels sichert auch bei hohen Lasten lokal niedrige Stromdichten, reduziert den Leitungswiderstand und dessen Induktivität. Außerdem kann die Verlustwärme durch die flächige Form begünstigt leichter abgegeben werden. The approach presented here can be provided in a low-impedance parallel connection of several energy storage cells to form an energy module by means of a contact panel. As a busbar, the contact panel establishes the electrical contact with the individual energy storage cells. The flat design of the contact panel ensures low current densities even at high loads, reduces the line resistance and its inductance. In addition, the heat loss through the flat shape favored can be issued easier.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Energiemodul für einen elektrischen Energiespeicher für ein Fahrzeug, wobei das Energiemodul die folgenden Merkmale aufweist: eine erste Energiespeicherzelle und eine zweite Energiespeicherzelle, mit je einem ersten Pol einer ersten Polarität und einem zweiten Pol einer zweiten Polarität, wobei die zweite Polarität entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist; und ein flächiges, planares Kontakt-Panel , das an Kontaktstellen mit dem ersten Pol der ersten Energiespeicherzelle und dem ersten Pol der zweiten Energiespeicherzelle (Parallelschaltung) oder an den Kontaktstellen mit dem ersten Pol der ersten Energiespeicherzelle und dem zweiten Pol der zweiten Energiespeicherzelle (Serienschaltung) verbunden ist. The present invention provides a power module for an electrical energy store for a vehicle, the power module comprising: a first energy storage cell and a second energy storage cell each having a first pole of a first polarity and a second pole of a second polarity, the second polarity opposite to the first polarity; and a planar, planar contact panel, which is at contact points with the first pole of the first energy storage cell and the first pole of the second energy storage cell (parallel connection) or at the contact points with the first pole of the first energy storage cell and the second pole of the second energy storage cell (series connection). connected is.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, beispielsweise um einen Personenkraftwagen, um ein Zweirad (Bike, Scooter), um einen Lastkraftwagen oder um ein sonstiges Nutzfahrzeug handeln. Unter einem Energiespeicher kann eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie zum Zwecke der späteren Nutzung verstanden werden. Hier kann unter einem Energiespeicher weiterhin ein aus einer Mehrzahl von Energiemodulen bestehender Energiespeicher verstanden werden. Die Energiemodule können parallel und gleichzeitig oder alternativ in Reihe zu einem Energiespeicher zusammengeschaltet werden. Ein Energiemodul kann aus einer Mehrzahl von Energiespeicherzellen bestehen, wobei die Energiespeicherzellen parallel verschaltet sein können. Unter einem Kontakt-Panel kann eine planare Verschaltungsschiene verstanden werden, die Strom führen kann. Ein Kontakt-Panel kann auch als Sammelschiene oder mit dem englischen Begriff„Busbar" bezeichnet werden. Unter einem Kontakt-Panel kann eine Anordnung von Leitern, die als zentraler Verteiler von elektrischer Energie dienen, verstanden werden. Ein Kontakt-Panel kann aus einem kupfer- haltigen Material beschaffen sein und kann in der Regel nicht-isoliert sein. Unter einer Kontaktstelle kann die Fläche verstanden werden, an der ein Pol einer Energiespeicherzelle mit dem Kontakt-Panel in Berührung ist. Durch die flächige Ausführung der Zellkontaktierung werden Induktivitäten und Leitungswiderstand innerhalb des Energiemoduls reduziert und gleichzeitig die Wärmeabfuhr aus den Energiespeicherzellen verbessert. Durch die vorgeschlagene Lösung kann gegebenenfalls eine aufwendige Flüssigkeitskühlung der Zellen entfallen. Ferner werden die Anzahl der benötigten Bauteile sowie der Fertigungsaufwand verringert. The vehicle may be a motor vehicle, for example a passenger car, a bicycle, a scooter, a lorry or another commercial vehicle. An energy store can be understood to mean a device for storing electrical energy for the purpose of later use. Here, an energy store can continue to be understood as meaning an energy store consisting of a plurality of energy modules. The energy modules can be interconnected in parallel and simultaneously or alternatively in series with an energy store. An energy module can consist of a plurality of energy storage cells, wherein the energy storage cells can be connected in parallel. Under a Contact panel can be understood a planar Verschaltungsschiene that can carry power. A contact panel may also be referred to as a bus bar or by the term "bus bar." A contact panel may be understood to mean an array of conductors that serve as a central distributor of electrical energy A contact point may be understood to mean the area at which a pole of an energy storage cell is in contact with the contact panel As a result of the proposed solution, costly liquid cooling of the cells may be dispensed with, as well as a reduction in the number of components required and production costs.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Kontakt- Panel Aussparungen innerhalb eines Toleranzbereichs um die Kontaktstelle aufweisen. Unter einem Toleranzbereich um die Kontaktstelle kann der Bereich verstanden werden, der in der Projektionsfläche der Energiespeicherzelle auf das Kontakt-Panel liegt oder alternativ kann unter dem Toleranzbereich ein Bereich verstanden werden, der (z. B. geringfügig) größer ist, als die Projektionsfläche einer Energiespeicherzelle auf das Kontakt-Panel aber nicht in den Toleranzbereich einer benachbarten Energiespeicherzelle ragt. Eine solche Ausführungsform ist von Vorteil, weil durch die Aussparungen Luft strömen kann, um die Energiespeicherzellen zu kühlen. Toleranzen in der Bauhöhe mehrerer Energiespeicherzellen können bevorzugt durch Aussparungen kompensiert werden. Weiterhin können in den Aussparungen Sicherungselemente wie zum Beispiel Schmelzsicherungen eingefügt werden. Ferner kann das Kontakt-Panel zumindest eine Lippe aufweisen, wobei die Lippe ausgebildet ist, um einen Luftstrom zum Kühlen der Energiespeicherzelle durch das Kontakt-Panel abzuleiten. Mittels Anstellwinkel und gegebenenfalls einer leichten Verdrehung der Lippen kann eine turbulente Strömung erzeugt werden, womit sich die abgeführte Wärmemenge erhöhen kann. Vorteilhafterweise kann zumindest ein Luftblech zur Strömungsführung an dem Kontakt-Panel und/oder in einem Zellzwischenraum und/oder an einer Zellmantelfläche angeordnet sein. Hierdurch kann eine turbulente Strömung erzeugt werden und überschüssige Wärmeenergie von den Energiespeicherzellen abge- führt werden. According to an embodiment of the present invention, the contact panel may have recesses within a tolerance range around the pad. A tolerance range around the contact point can be understood to mean the range which lies in the projection surface of the energy storage cell on the contact panel or, alternatively, the tolerance range can be understood as an area which is larger (for example slightly) than the projection area of a contact area Energy storage cell on the contact panel but not in the tolerance range of a neighboring energy storage cell protrudes. Such an embodiment is advantageous because air can flow through the recesses in order to cool the energy storage cells. Tolerances in the height of several energy storage cells can preferably be compensated by recesses. Furthermore, fuse elements such as fuses can be inserted in the recesses. Furthermore, the contact panel may have at least one lip, wherein the lip is designed to divert an air flow for cooling the energy storage cell through the contact panel. By means of the angle of attack and possibly a slight twisting of the lips, a turbulent flow can be generated, with which the amount of heat removed can increase. Advantageously, at least one air plate for flow guidance can be arranged on the contact panel and / or in a cell gap and / or on a cell lateral surface. As a result, a turbulent flow can be generated and excess heat energy can be dissipated by the energy storage cells.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Kontakt-Panel zumindest ein Ausgleichselement im Bereich der Kontaktstellen aufweisen, um eine Toleranz in einer Bauhöhe der Energiespeicherzelle auszu- gleichen. Als Toleranzausgleich sind auch Federelemente bzw. andere Ausgleichselemente konstruktiv integrierbar. According to a further embodiment of the present invention, the contact panel may have at least one compensation element in the region of the contact points in order to compensate for a tolerance in a height of the energy storage cell. As a tolerance compensation and spring elements or other compensation elements are structurally integrated.
Ferner kann gemäß einer weiteren Ausführungsform das Kontakt-Panel mit der ersten Energiespeicherzelle und/oder der zweiten Energiespeicherzelle mittels Schweißpunkten verbunden sein. Die Verbindung von Energiespeicherzellen undFurthermore, according to a further embodiment, the contact panel may be connected to the first energy storage cell and / or the second energy storage cell by means of spot welds. The connection of energy storage cells and
Kontakt-Panel kann mit dem Punktschweißverfahren erfolgen. Zur Fixierung einer Energiespeicherzelle an dem Kontakt-Panel können verschiedene Verfahren eingesetzt werden, wie zum Beispiel Punktschweißen, Krämpfen, Löten oder Schrauben. Die Fixierung einer Energiespeicherzelle an dem Kontakt-Panel mit- tels eines Schweißpunktes kombiniert ein kostengünstiges Herstellungsverfahren mit einer festen Verbindung. Ein Schweißpunkt kann die überschüssige Wärmeenergie sehr gut von der Energiespeicherzelle zu dem Kontakt-Panel neben der elektrischen Energie übertragen. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die ersteContact panel can be done with the spot welding process. For fixing an energy storage cell to the contact panel, various methods can be used, such as spot welding, cramping, soldering or screwing. The fixation of an energy storage cell to the contact panel by means of a welding point combines a cost-effective production method with a fixed connection. A weld point can transfer the excess heat energy very well from the energy storage cell to the contact panel in addition to electrical energy. In a further embodiment of the present invention, the first
Energiespeicherzelle und die zweite Energiespeicherzelle in einer Verbindungslinie zueinander angeordnet sein und eine dritte Energiespeicherzelle kann außerhalb der Verbindungslinie angeordnet sein. Auf diese Art und Weise können sehr kompakte Energiemodule entstehen. Energy storage cell and the second energy storage cell may be arranged in a connecting line to each other and a third energy storage cell may be arranged outside the connecting line. In this way, very compact energy modules can arise.
Ferner kann die dritte Energiespeicherzelle und eine vierte Energiespeicherzelle in einer zweiten Verbindungslinie angeordnet sein und die Verbindungslinie und die zweite Verbindungslinie können parallel zueinander angeordnet sein. Dies erlaubt eine platzsparende Anordnung einer Vielzahl von Energiespeicherzellen in einem Energiemodul. In einer zusätzlichen Ausführungsform kann eine Zellhalterung vorgesehen sein, wobei die Zellhalterung ausgebildet ist, um eine mechanische Verbindung mittels Zusammenstecken mit einem benachbarten Energiemodul herzustellen. Dies ist günstig, da hierdurch eine mechanische Konstruktion eine Zellenhalterung in ei- nem Energiemodul integriert werden kann, wobei keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden, und wobei durch reines Zusammenstecken auch die mechanische Verbindung zwischen zwei Energiemodulen hergestellt werden kann. Furthermore, the third energy storage cell and a fourth energy storage cell can be arranged in a second connection line and the connection line and the second connection line can be arranged parallel to one another. This allows a space-saving arrangement of a plurality of energy storage cells in an energy module. In an additional embodiment, a cell holder may be provided, wherein the cell holder is adapted to make a mechanical connection by mating with an adjacent power module. This is favorable, as a mechanical construction of a cell holder can be integrated in an energy module, whereby no additional components are required, and by pure mating also the mechanical connection between two energy modules can be produced.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zumindest ein Seitenrand des Kontakt-Panels aus der planaren Ebene des Kontakt-Panels gebogen, insbesondere senkrecht zur Ebene des Kontakt-Panels, ausgebildet sein, um kontaktierbar über eine flächige, elektrische Verbindung mit einem Kontakt-Panel zumindest eines benachbarten Energiemoduls angeordnet zu werden. Dies erlaubt eine kostengünstige Kontaktierung einer Mehrzahl von Energiemodulen untereinander. According to a further embodiment of the present invention, at least one side edge of the contact panel can be bent out of the planar plane of the contact panel, in particular perpendicular to the plane of the contact panel, in order to be contactable via a planar, electrical connection to a contact panel to be arranged at least one adjacent power module. This allows a cost-effective contacting of a plurality of energy modules with each other.
Ferner kann ein Energiespeicher mit einem ersten Energiemodul und einem zweiten Energiemodul vorgesehen sein, wobei eine Randseite des Kontakt- Panels des ersten Energiemoduls mit einer Randseite eines Kontakt-Panels des zweiten Energiemoduls eine elektrische Verbindung aufweist, wobei die Kontakt-Furthermore, an energy store may be provided with a first energy module and a second energy module, wherein an edge side of the contact panel of the first energy module has an electrical connection with an edge side of a contact panel of the second energy module, wherein the contact
Panels der zwei Energiemodule je mit dem ersten Pol der Energiespeicherzellen verbunden sind. Dies erlaubt eine kostengünstige elektrische Verbindung zwischen zwei Energiemodulen in einer Parallelkontaktierung. Ferner kann ein Energiespeicher mit einem ersten Energiemodul und einem zweiten Energiemodul vorgesehen sein, wobei eine Randseite des Kontakt- Panels des ersten Energiemoduls mit einer Randseite eines Kontakt-Panels des zweiten Energiemoduls eine elektrische Verbindung aufweist, wobei das Kontakt- Panel des ersten Energiemoduls mit dem ersten Pol der Energiespeicherzellen verbunden ist und das Kontakt-Panel des zweiten Energiemoduls mit dem zweiten Pol der Energiespeicherzellen verbunden ist. Dies erlaubt eine kostengünstige elektrische Verbindung zwischen zwei Energiemodulen in einer Serienkontak- tierung. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einPanels of the two power modules are each connected to the first pole of the energy storage cells. This allows a cost-effective electrical connection between two power modules in a parallel contact. Furthermore, an energy store can be provided with a first energy module and a second energy module, wherein an edge side of the contact panel of the first energy module having an edge side of a contact panel of the second power module has an electrical connection, wherein the contact panel of the first energy module with the first pole of the energy storage cells is connected and the contact panel of the second power module is connected to the second pole of the energy storage cells. This allows a cost-effective electrical connection between two power modules in a series contact. According to a particular embodiment of the present invention, a
Energiespeicher mit drei Energiemodulen vorgesehen sein, wobei eine Randsei- te des Kontakt-Panels des ersten Energiemoduls mit einer Randseite eines Kontakt-Panels des zweiten Energiemoduls verbunden ist und eine weitere Randseite des Kontakt-Panels des ersten Energiemoduls mit einer Randseite eines Kontakt-Panels des dritten Energiemoduls verbunden ist, wobei das Kontakt-Panel des ersten Energiemoduls und das Kontakt-Panel des zweiten Energiemoduls mit dem ersten Pol der Energiespeicherzellen verbunden sind und das Kontakt- Panel des dritten Energiemoduls mit dem zweiten Pol der Energiespeicherzellen verbunden ist. Dies erlaubt eine besonders effiziente elektrische Verbindung zwischen einer Mehrzahl von Energiemodulen sowohl in einer Serienkontaktierung als auch in einer Parallelkontaktierung. Energy storage to be provided with three energy modules, with a peripheral te the contact panel of the first power module is connected to an edge side of a contact panel of the second power module and another edge side of the contact panel of the first power module is connected to an edge side of a contact panel of the third power module, wherein the contact panel of the first power module and the contact panel of the second power module are connected to the first pole of the energy storage cells and the contact panel of the third power module is connected to the second pole of the energy storage cells. This allows a particularly efficient electrical connection between a plurality of energy modules both in a series contact and in a parallel contact.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen eines Energiemoduls mit folgenden Schritten: Bereitstellen einer ersten und einer zweiten Energiespeicherzelle mit je einem ersten Pol einer ersten Polarität und einem zweiten Pol einer zweiten Polarität, wobei die zweite Polarität entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist und wobei im Schritt des Bereitstellens zumindest ein flächiges, planares Kontakt-Panel bereitgestellt wird; The present invention provides a method for producing a power module, comprising the steps of: providing first and second energy storage cells each having a first pole of a first polarity and a second pole of a second polarity, the second polarity being opposite to the first polarity; Step of providing at least one flat, planar contact panel is provided;
Positionieren des Kontakt-Panels und der ersten und zweiten Energiespeicherzelle; und Positioning the contact panel and the first and second energy storage cells; and
Verbinden des Kontakt-Panels mit der ersten und zweiten Energiespeicherzelle, sodass der erste Pol der ersten Energiespeicherzelle und der erste Pol der zweiten Energiespeicherzelle mittels des Kontakt-Panels verbunden ist. Connecting the contact panel with the first and second energy storage cell, so that the first pole of the first energy storage cell and the first pole of the second energy storage cell is connected by means of the contact panel.
Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Verfahrens kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. Also by this embodiment of the invention in the form of a method, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 ein Energiemodul in einer Aufsicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 ein Energiespeicher mit einem ersten Energiemodul und einem zweiten Energiemodul; 1 shows a power module in a plan view of an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows an energy store with a first energy module and a second energy module; FIG.
Fig. 3 ein weiterer Energiespeicher mit einem ersten Energiemodul und einem zweiten Energiemodul; 3 shows a further energy store with a first energy module and a second energy module;
Fig. 4 ein weiterer Energiespeicher mit elektrischer Kontaktierung und mechanischer Verbindung mit einem ersten Energiemodul und einem zweiten Energiemodul; 4 shows a further energy store with electrical contacting and mechanical connection to a first energy module and a second energy module;
Fig. 5 einen Energiespeicher mit einer Kombination von Parallelkontaktierung und Serienkontaktierung einzelner Energiemodule; und 5 shows an energy store with a combination of parallel contacting and series contacting of individual energy modules; and
Fig. 6 ein Energiespeicher bestehend aus zwei Energiemodulen, wobei die Kontakt-Panele teilausgestanzte Blechlippen aufweisen, um Kühlluft in den Raum zwischen den Zellen zu leiten. Fig. 6 is an energy storage consisting of two energy modules, wherein the contact panels have partially punched sheet metal lips to direct cooling air into the space between the cells.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.
Fig. 1 zeigt ein Energiemodul in einer Aufsicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In der Aufsicht des Energiemoduls 100 sind unter einem Kontakt-Panel 1 10 acht Energiespeicherzellen 120 (von denen vier einzelne Energiespeicherzellen 120a, 120b, 120c, 120d in der Fig. 1 zum besseren Verständnis der nachfolgenden Beschreibung näher bezeichnet wurden) in drei parallelen Reihen angeordnet. Das Kontakt-Panel 1 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel aus Kupferblech gefertigt. Die Ränder des Kontakt-Panels 1 10 sind in Fig. 1 nicht exakt ausgearbeitet, dies soll symbolisieren, dass es sich hierbei nur um einen Ausschnitt eines größeren Kontakt-Panels 1 10 handelt. In Fig. 1 verlaufen die drei Reihen mit Energiespeicherzellen, die die Energiespeicherzellen 120a, 120b, 120c, 120d enthalten, von oben nach unten, in der in Fig. 1 links angeordneten Reihe befinden sich drei Energiespeicherzellen inclusive der beiden Energiespeicherzellen 120a, 120b, in der Mitte zwei Energiespeicherzellen 120c, 120d und in der rechten Reihe befinden sich drei Energiespeicherzellen. Die Energiespeicherzellen 120c, 120d in der mittleren Reihe sind versetzt zu den beiden anderen Reihen angeordnet. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Energiespeicherzellen wie beispielsweise den Energiespeicherzellen 120a, 120b, 120c, 120d um zylinderförmige Körper. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind auch andere Formen wie beispielsweise quaderförmige Energiespeicherzellen denkbar. Das Kontakt-Panel 1 10 weist im Bereich der Energiespeicherzellen 120Aussparungen auf. Die Aussparungen haben eine kreisförmige Grundform, wobei acht Stege von außen zum Zentrum der Aussparung verlaufen und sich dort verbinden zu einem Fähnchen 130. Durch die Stege bedingt verbleiben acht Kreissektoren offen. Im Zentrum der Aussparung verbindet an einer Kontaktstelle 132 ein Schweißpunkt das Fähnchen 130 des Kontakt- Panels 1 10 mit einer Energiespeicherzelle 120. Die Aussparungen können auch jede andere geometrische Form aufweisen, z.B. eckig. Die Stege zur Zellkontak- tierung können auch z-förmig ausgeführt werden und somit auch den Längenausgleich der Zellen in vertikaler Richtung ausgleichen. Fig. 1 shows a power module in a plan view of an embodiment of the present invention. In the top view of the energy module 100, 10 energy storage cells 120 (of which four individual energy storage cells 120a, 120b, 120c, 120d have been designated in detail in FIG. 1 for a better understanding of the following description) are arranged under a contact panel 1 in three parallel rows , The contact panel 1 10 is made of copper sheet in this embodiment. The edges of the contact panel 1 10 are not exactly worked out in Fig. 1, this is to symbolize that this is only a section of a larger contact panel 1 10. In Fig. 1, the three rows of energy storage cells containing the energy storage cells 120a, 120b, 120c, 120d, run from top to bottom, in the left in Fig. 1 row are three energy storage cells including the two energy storage cells 120a, 120b, in the middle two energy storage cells 120c, 120d and in the right row there are three energy storage cells. The energy storage cells 120c, 120d in the middle row are offset from the other two rows. In the exemplary embodiment shown here, the energy storage cells, for example the energy storage cells 120a, 120b, 120c, 120d, are cylindrical bodies. In a further embodiment, other shapes such as cuboid energy storage cells are conceivable. The contact panel 110 has cutouts in the region of the energy storage cells 120. The recesses have a circular basic shape, wherein eight webs extend from the outside to the center of the recess and connect there to a flag 130. Due to the webs eight circular sectors remain open. In the center of the recess connects at a contact point 132, a welding point the flag 130 of the contact panel 1 10 with an energy storage cell 120. The recesses may also have any other geometric shape, such as angular. The webs for cell contacting can also be Z-shaped and thus also compensate for the length compensation of the cells in the vertical direction.
Ein einziges Kontakt-Panel 1 10, auch als Sammelschiene 1 10 oder Busbar 1 10 bezeichnet, und aus Kupferblech gefertigt, übernimmt die Verschaltung der Energiespeicherzellen 120 im Energiemodul 100. Im Bereich der Zellpole wird Material ausgestanzt; das entstehende Fähnchen 130 kann mit dem Punktschweißverfahren auf der Energiespeicherzelle 1 10 angebunden werden. Die Fähnchen 130 können als Sicherungen oder als separate Ausgleichselemente ausgeführt werden. In einem weiteren nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Kontakt-Panel 1 10 auch als Blech ohne Aussparungen im Bereich der Zellpole ausgebildet sein. A single contact panel 1 10, also referred to as busbar 1 10 or busbar 1 10, and made of copper sheet, takes over the interconnection of the energy storage cells 120 in the power module 100. Material is punched out in the region of the cell poles; The resulting flag 130 can be connected to the energy storage cell 110 by the spot welding method. The flags 130 may be implemented as fuses or as separate compensating elements. In another embodiment, not shown, the contact panel 1 10 may be formed as a sheet without recesses in the region of the cell poles.
Die Energiespeicherzellen 120a, 120b, 120c, 120d sind wie beschrieben in Reihen angeordnet. Dabei kann eine virtuelle Verbindungslinie 140a, 140b die Energiespeicherzellen miteinander verbinden. Die beiden Verbindungslinien 140a, 140b verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Auf einer ersten Verbindungslinie sind eine erste Energiespeicherzelle 120a, eine zweite Energiespeicherzelle 120b und eine weitere Energiespeicherzelle in einer Reihe angeordnet. Eine dritte Energiespeicherzelle 120c und eine vierte Energiespeicherzelle 120d verlaufen, auf einer zweiten Verbindungslinie 140b angeordnet, in einer Reihe im Wesentlichen parallel zu den Energiespeicherzellen 120a, 120b, welche auf der Verbindungslinie 140a angeordnet sind. The energy storage cells 120a, 120b, 120c, 120d are arranged in rows as described. In this case, a virtual connection line 140a, 140b connect the energy storage cells with each other. The two connecting lines 140a, 140b are substantially parallel to one another. On a first connecting line, a first energy storage cell 120a, a second energy storage cell 120b and a further energy storage cell are arranged in a row. A third energy storage cell 120c and a fourth energy storage cell 120d extend, arranged on a second connection line 140b, in a row in FIG Substantially parallel to the energy storage cells 120a, 120b, which are arranged on the connecting line 140a.
Fig. 2 zeigt einen Energiespeicher 200 mit einem ersten Energiemodul 202 und einem zweiten Energiemodul 204 in einer Seitenansicht. Die beiden Energiemodule 202, 204 bestehen aus jeweils zwei Energiespeicherzellen 120a, 120b. Ein Kontakt-Panel 1 10 erstreckt sich über die Minuspole 252 der Energiespeicherzellen 120a, 120b. Ein weiteres Kontakt-Panel 1 10 erstreckt sich über die Pluspole 254. In Fig. 2 ist die Haupterstreckungsrichtung der Energiespeicherzellen 120a, 120b von oben nach unten, das heißt die Pole 252, 254 sind oben bzw. unten angeordnet. Das Energiemodul 202 weist an seiner unteren Seite einen Minuspol 252 und an seiner oberen Seite einen Pluspol 254 auf. Das Energiemodul 204 weist an seiner unteren Seite einen Pluspol 254 und an seiner oberen Seite einen Minuspol 252 auf. Über die Pole 252, 254 gleicher Polarität eines Energiemoduls 202, 204 erstreckt sich ein Kontakt-Panel 1 10 in Form einer Strom führenden Sammelschiene. Die beiden Kontakt-Panele 1 10 an der unteren Seite sind beabstandet zueinander angeordnet. Die Kontakt-Panele 1 10 auf der oberen Seite der beiden Energiemodule 202, 204 weisen an der zueinander gerichteten Seite eine Biegung auf, die derart ausgebildet ist, dass in Fig. 2 eine senkrechte Kontaktfläche 240 zwischen dem Kontakt-Panel 1 10 des ersten Energiemoduls zu 202 und dem Kontakt-Panel 1 10 des zweiten Energiemoduls 204 ausgebildet ist. Die senkrechte Kontaktfläche 240 stellt eine flächige Verbindung zwischen den beiden Energiemodulen 202, 204 her. FIG. 2 shows an energy store 200 with a first energy module 202 and a second energy module 204 in a side view. The two energy modules 202, 204 each consist of two energy storage cells 120a, 120b. A contact panel 110 extends over the negative poles 252 of the energy storage cells 120a, 120b. Another contact panel 1 10 extends over the positive poles 254. In FIG. 2, the main direction of extension of the energy storage cells 120a, 120b is from top to bottom, that is, the poles 252, 254 are arranged above and below. The power module 202 has a negative pole 252 on its lower side and a positive pole 254 on its upper side. The power module 204 has a positive pole 254 on its lower side and a negative pole 252 on its upper side. Via the poles 252, 254 of the same polarity of an energy module 202, 204 extends a contact panel 1 10 in the form of a current-carrying busbar. The two contact panels 1 10 on the lower side are spaced from each other. The contact panels 1 10 on the upper side of the two power modules 202, 204 have on the side facing each other to a bend which is formed such that in Fig. 2, a vertical contact surface 240 between the contact panel 1 10 of the first power module to 202 and the contact panel 1 10 of the second power module 204 is formed. The vertical contact surface 240 establishes a surface connection between the two energy modules 202, 204.
Die Busbar 1 10 benachbarter Module 202, 204 kann über einen Falz 240 ebenfalls flächig miteinander verbunden werden. Dazu ist das Punktschweißverfahren, das Krimpen, das Löten oder das Schrauben anwendbar. The busbar 1 10 adjacent modules 202, 204 can also be connected flat over a fold 240. For this purpose, the spot welding method, crimping, soldering or screwing is applicable.
Im Rahmen dieser Erfindung wird vorgeschlagen, die Einzelzellen 120a, 120b über ein wie in Fig. 1 gestaltetes Panel 1 10 aus Kupfer zu Einzelmodulen 202,In the context of this invention, the individual cells 120a, 120b are proposed via a panel 110 made of copper, designed as in FIG. 1, to form individual modules 202,
204 zu verbinden. Durch die flächige Ausführung 240 der Zellkontaktierung werden Induktivität und Leitungswiderstand innerhalb des Moduls 202, 204 und bei der Verschaltung der Einzelmodule zum Batteriepack 200 reduziert und gleichzeitig die Wärmeabfuhr aus den Zellen 120a, 120b verbessert. Durch die vorge- schlagene Lösung kann ggf. eine aufwendige Flüssigkeitskühlung der Zellen 120a, 120b entfallen. Ferner werden die Anzahl der benötigten Bauteile sowie der Fertigungsaufwand verringert. 204 to connect. The planar design 240 of the cell contacting reduces inductance and line resistance within the module 202, 204 and in the interconnection of the individual modules to the battery pack 200 and at the same time improves the heat removal from the cells 120a, 120b. Due to the proposed solution, a complicated liquid cooling of the cells may be necessary 120a, 120b omitted. Furthermore, the number of required components and the manufacturing cost is reduced.
Im Kern beruht die Erfindung auf der niederohmigen Parallelschaltung mehrerer Zellen 120a, 120b zu einem Modul 100 mittels eines einzigen (Kupfer-) Kontakt-In essence, the invention is based on the low-resistance parallel connection of a plurality of cells 120a, 120b to a module 100 by means of a single (copper) contact
Panels 1 10. Dieses stellt sowohl den elektrischen Kontakt zwischen einzelnen Zellen 120a, 120b als auch zwischen benachbarten Modulen 100 her. Die flächige Ausführung als Busbar 1 10 sichert auch bei hohen Lasten lokal niedrige Stromdichten, reduziert den Leitungswiderstand und dessen Induktivität. Außer- dem sorgt die Anordnung für eine günstige Abfuhr der Verlustwärme über die definierten Kontakte an den Zellpolen 252, 254 an die Busbar 1 10 (Panel). This establishes both the electrical contact between individual cells 120a, 120b and between adjacent modules 100. The flat design as busbar 1 10 ensures low current densities even at high loads, reduces the line resistance and its inductance. In addition, the arrangement ensures a favorable dissipation of the heat loss via the defined contacts at the cell poles 252, 254 to the busbar 110 (panel).
Die Vorteile der vorgestellten Erfindung liegen in einer Reduktion von Leitungswiderstand, -Induktivität, Stromdichte und Verlustleistung des Gesamt- Batteriepacks 100. Idealerweise kann eine Reduktion des Montageaufwands durch geringere Bauteilanzahl erreicht werden. Ein weiterer Vorteil der vorgestellten Erfindung liegt in einer verbesserten Kühlung der Zellen 120a, 120b über den direkten Kontakt Zellpol-Busbar und der Busbar 1 10 als Kühlfläche und die Leitung von Kühlluft durch den Zellzwischenraum mittels Blechlippen. Vorteilhaft sind auch eine erleichterte Wartbarkeit des Energiespeichers durch lösbare elektrische und mechanische Verbindungen zwischen den Modulen und der Entfall einer Flüssigkeitsklimatisierung der Batterie durch Wärmeableitung über Kontak- tierung der Energiespeicherzellen mit der planaren Sammelschiene. Abweichend zum Stand der Technik erfolgt die Kontaktierung einzelner Batteriezellen 120a, 120b eines Moduls mittels eines einzigen Kontaktblechs 1 10. Je nach Ausführung kann die Busbar 1 10 massiv sein, oder über Aussparungen im Bereich der Kontaktstellen 130 verfügen. Toleranzen in der Bauhöhe mehrerer Zellen 120a, 120b können bevorzugt in der Ausführung mit Aussparungen kom- pensiert werden. Diese können durch Vertiefungen oder geometrische Formen den Höhenausgleich vornehmen. Als Toleranzausgleich sind hier auch Federelemente/Ausgleichelemente konstruktiv integrierbar, z. B. mäanderförmig. Die Verbindung von Zellen 120a, 120b und Kontaktblech 1 10 erfolgt bevorzugt mit dem Punktschweißverfahren. Weiterhin können als Verbinder in den Aussparun- gen Sicherungselemente (z. B. Schmelzsicherungen) eingefügt werden. Die elektrische Verbindung mehrerer Module erfolgt ebenfalls flächig über die Busbar 1 10. Hierzu ist ein Randstück 240 der Busbar 1 10 nach oben gebogen und ermöglicht so eine flächige Kontaktierung zum Nachfolgemodul 202, 204. Zur Fixierung stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, z. B. Punktschweißen, Krimpen, Löten oder Schrauben. Weiterhin besteht die Möglichkeit die Verbin- dung der Einzelmodule 202, 204 durch punktuelle oder flächige SteckkontakteThe advantages of the presented invention are a reduction of line resistance, inductance, current density and power dissipation of the overall battery pack 100. Ideally, a reduction of the assembly effort can be achieved by a smaller number of components. A further advantage of the present invention is improved cooling of the cells 120a, 120b via the direct contact cell pole busbar and the busbar 110 as cooling surface and the conduction of cooling air through the cell gap by means of sheet metal lips. Another advantage is facilitated maintainability of the energy storage by releasable electrical and mechanical connections between the modules and the elimination of fluid conditioning of the battery by heat dissipation via Kontak- tion of the energy storage cells with the planar busbar. In contrast to the prior art, the contacting of individual battery cells 120a, 120b of a module by means of a single contact sheet 1 10 takes place. Depending on the design, the busbar 1 10 may be solid, or have recesses in the region of the contact points 130. Tolerances in the overall height of a plurality of cells 120a, 120b can preferably be compensated in the embodiment with recesses. These can make the height compensation by depressions or geometric shapes. As tolerance compensation here spring elements / compensation elements are structurally integrated, z. B. meandering. The connection of cells 120a, 120b and contact plate 1 10 is preferably carried out by the spot welding method. Furthermore, fuse elements (eg fuses) can be inserted as connectors in the recesses. The electrical connection of several modules is also flat over the busbar 1 10. For this purpose, an edge portion 240 of the bus bar 1 10 is bent upward and thus allows a surface contact with the successor module 202, 204. For fixing various methods are available, for. As spot welding, crimping, soldering or screws. Furthermore, there is the possibility of connecting the individual modules 202, 204 by punctiform or flat plug contacts
340 (-reihen) zu realisieren. 340 (rows) to realize.
Fig. 3 zeigt einen Energiespeicher 200 mit einem ersten Energiemodul 202 und einem zweiten Energiemodul 204 in einer Seitenansicht. Die beiden Energiemo- dule 202, 204 bestehen aus jeweils zwei Energiespeicherzellen 120a, 120b. Ein3 shows an energy store 200 with a first energy module 202 and a second energy module 204 in a side view. The two energy modules 202, 204 each consist of two energy storage cells 120a, 120b. One
Kontakt-Panel 1 10 erstreckt sich über die Minuspole 252 der Energiespeicherzellen 120a, 120b. Ein weiteres Kontakt-Panel 1 10 erstreckt sich über die Pluspole 254. In Fig. 3 ist die Haupterstreckungsrichtung der Energiespeicherzellen 120a, 120b von oben nach unten, das heißt die Pole 252, 254 sind oben bzw. unten angeordnet. Das Energiemodul 202 weist an seiner unteren Seite einen MinuspolContact panel 1 10 extends over the negative poles 252 of the energy storage cells 120a, 120b. Another contact panel 1 10 extends over the positive poles 254. In Fig. 3, the main extension direction of the energy storage cells 120a, 120b from top to bottom, that is, the poles 252, 254 are arranged above and below. The power module 202 has a negative pole on its lower side
252 und an seiner oberen Seite einen Pluspol 254 auf. Das Energiemodul 204 weist an seiner unteren Seite einen Pluspol 254 und an seiner oberen Seite einen Minuspol 252 auf. Über die Pole 252, 254 gleicher Polarität eines Energiemoduls 202, 204 erstreckt sich ein Kontakt-Panel 1 10 in Form einer Strom füh- renden Sammelschiene. Die beiden Kontakt-Panele 1 10 an der unteren Seite sind beabstandet zueinander angeordnet. Die Kontakt-Panele 1 10 auf der oberen Seite der beiden Energiemodule 202, 204 weisen an der zueinander gerichteten Seite einen Steckkontakt auf, der derart ausgebildet ist, dass in dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Steckverbindung 340 zwischen dem Kon- takt-Panel 1 10 des ersten Energiemoduls zu 202 und dem Kontakt-Panel 1 10 des zweiten Energiemoduls 204 ausgebildet ist. Die Steckverbindung 340 stellt eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Energiemodulen 202, 204 her. Die beiden Energiemodule 202, 204 sind in Reihe geschaltet. Die Busbars 1 10 benachbarter Module 202, 204 werden über flächige Kontakte252 and on its upper side a positive pole 254 on. The power module 204 has a positive pole 254 on its lower side and a negative pole 252 on its upper side. Via the poles 252, 254 of the same polarity of an energy module 202, 204 extends a contact panel 1 10 in the form of a current-carrying busbar. The two contact panels 1 10 on the lower side are spaced from each other. The contact panels 1 10 on the upper side of the two power modules 202, 204 have on the side facing each other on a plug contact, which is designed such that in the embodiment shown in FIG. 3, a connector 340 between the contact panel 1 10 of the first power module to 202 and the contact panel 1 10 of the second power module 204 is formed. The connector 340 establishes an electrical connection between the two power modules 202, 204. The two power modules 202, 204 are connected in series. The busbars 1 10 adjacent modules 202, 204 are via area contacts
340 elektrisch miteinander verbunden. 340 electrically connected.
Fig. 4 zeigt einen Energiespeicher 200 mit einer mechanischen Verbindung 460 zweier Energiemodule 202, 204. Die Fig. 4 ist quasi analog zu Fig. 3 aufgebaut. Fig. 4 zeigt einen Energiespeicher 200 mit einem ersten Energiemodul 202 und einem zweiten Energiemodul 204 in einer Seitenansicht. Die beiden Energiemo- dule 202, 204 bestehen aus jeweils zwei Energiespeicherzellen 120a, 120b. Ein Kontakt-Panel 1 10 erstreckt sich über die Minuspole 252 der Energiespeicherzellen 120a, 120b. Ein weiteres Kontakt-Panel 1 10 erstreckt sich über die Pluspole 254. In Fig. 4 ist die Haupterstreckungsrichtung der Energiespeicherzellen 120a, 120b von oben nach unten, das heißt die Pole 252, 254 sind oben bzw. unten angeordnet. Das Energiemodul 202 weist an seiner unteren Seite einen Minuspol 252 und an seiner oberen Seite einen Pluspol 254 auf. Das Energiemodul 204 weist an seiner unteren Seite einen Pluspol 254 und an seiner oberen Seite einen Minuspol 252 auf. Über die Pole 252, 254 gleicher Polarität eines Energie- moduls 202, 204 erstreckt sich ein Kontakt-Panel 1 10 in Form einer Strom führenden Sammelschiene. Die beiden Kontakt-Panele 1 10 an der unteren Seite sind beabstandet zueinander angeordnet. Die Kontakt-Panele 1 10 auf der oberen Seite der beiden Energiemodule 202, 204 weisen an der zueinander gerichteten Seite einen Steckkontakt auf, der derart ausgebildet ist, dass in dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Steckverbindung 340 zwischen dem Kontakt-Panel 1 10 des ersten Energiemoduls zu 202 und dem Kontakt-Panel 1 10 des zweiten Energiemoduls 204 ausgebildet ist. Die Steckverbindung 340 stellt eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Energiemodulen 202, 204 her. Die beiden Energiemodule 202, 204 sind in Reihe geschaltet. FIG. 4 shows an energy store 200 with a mechanical connection 460 of two energy modules 202, 204. FIG. 4 is constructed quasi analogously to FIG. 4 shows an energy store 200 with a first energy module 202 and a second energy module 204 in a side view. The two energy musters The modules 202, 204 each consist of two energy storage cells 120a, 120b. A contact panel 110 extends over the negative poles 252 of the energy storage cells 120a, 120b. Another contact panel 1 10 extends over the positive poles 254. In FIG. 4, the main extension direction of the energy storage cells 120a, 120b is from top to bottom, that is, the poles 252, 254 are arranged above and below. The power module 202 has a negative pole 252 on its lower side and a positive pole 254 on its upper side. The power module 204 has a positive pole 254 on its lower side and a negative pole 252 on its upper side. Via the poles 252, 254 of the same polarity of an energy module 202, 204 extends a contact panel 1 10 in the form of a current-carrying busbar. The two contact panels 1 10 on the lower side are spaced from each other. The contact panels 1 10 on the upper side of the two power modules 202, 204 have on the side facing each other on a plug contact, which is designed such that in the embodiment shown in Fig. 4, a connector 340 between the contact panel 1 10th of the first power module to 202 and the contact panel 1 10 of the second power module 204 is formed. The connector 340 establishes an electrical connection between the two power modules 202, 204. The two power modules 202, 204 are connected in series.
Weiterhin schafft die mechanische Verbindung 460 über eine konstruktive Gestaltung einer Zellhalterung 470 eine feste Verbindung zwischen den Energiemodulen 202, 204 innerhalb eines Energiespeichers 200. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Zellhalterung 470 des Energiemoduls 202 verzahnt ausgeformt mit hierzu negativem Gegenstück derFurthermore, the mechanical connection 460 creates a fixed connection between the energy modules 202, 204 within an energy store 200 via a structural design of a cell holder 470. In the exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the cell holder 470 of the energy module 202 is formed in a toothed manner with negative ones Counterpart of
Verzahnung bei der Zellhalterung 470 des Energiemoduls 204. Es sind auch andere mechanische Steckverbindungen denkbar, um zwei benachbarte Energiemodule miteinander mechanisch zu verbinden. Durch mechanische Konstruktionen können die Zellhalterungen/ZellaufnahmenGearing in the cell holder 470 of the power module 204. There are also other mechanical connectors conceivable to mechanically connect two adjacent power modules together. By mechanical constructions, the cell mounts / cell receptacles
470 in den Modulen 202, 204 so ausgeführt werden, dass diese durch Zusammenstecken auch noch die mechanische Verbindung 460 der Module 202, 204 untereinander übernehmen (Lego-Prinzip). Die Sammelschienen 1 10 benachbarter Module 202, 204 werden über flächige Kontakte 340 elektrisch und über die konstruktive Geometrie (z. B. Verzahnung) mechanisch miteinander verbunden. Fig. 5 zeigt einen Energiespeicher mit einer Kombination von Parallelkontaktie- rung und Serienkontaktierung einzelner Energiemodule. In Fig. 5 ist ein Energiespeicher 200 bestehend aus vier Energiemodulen 202, 204 abgebildet. Es sind immer zwei Energiemodule 202, 204 nebeneinander angeordnet. Jedes Energiemodul 202, 204 besteht aus vier Energiespeicherzellen 1 10. Die Energiespei- cherzellen 1 10 eines Energiemoduls 202, 204 sind je in zwei Reihen ä zwei470 in the modules 202, 204 are designed such that they also take over the mechanical connection 460 of the modules 202, 204 with each other by plugging together (Lego principle). The busbars 1 10 of adjacent modules 202, 204 are electrically connected to one another via flat contacts 340 and mechanically connected to one another via the constructional geometry (eg toothing). 5 shows an energy store with a combination of parallel contacting and series contacting of individual energy modules. FIG. 5 shows an energy store 200 consisting of four energy modules 202, 204. There are always two power modules 202, 204 arranged side by side. Each energy module 202, 204 consists of four energy storage cells 1 10. The energy storage cells 110 of an energy module 202, 204 are each two in two rows
Energiespeicherzellen 120a, 120b, 120c, die versetzt angeordnet sind, zusammengesetzt. Die Energiespeicherzellen sind dabei auf virtuellen Verbindungslinien 140a, 140b angeordnet, wobei die Verbindungslinien im Wesentlichen parallel verlaufen. Die beiden in Fig. 5 Links über einander angeordneten Energiemo- dule 202 sind in einer Parallelkontaktierung 570 miteinander verbunden. Ebenso sind die beiden rechts übereinander angeordneten Energiemodule 204 in einer Parallelkontaktierung 570 miteinander verbunden. Die beiden jeweils in einer Parallelkontaktierung 570 miteinander verbundenen Energiemodule 202, 204 sind in einer Serienkontaktierung 575 miteinander verbunden. Energy storage cells 120a, 120b, 120c, which are arranged offset, composed. The energy storage cells are arranged on virtual connecting lines 140a, 140b, wherein the connecting lines are substantially parallel. The two power modules 202 arranged on the left in FIG. 5 are connected to one another in a parallel contact 570. Likewise, the two power modules 204 arranged one above the other are connected to one another in a parallel contact 570. The two energy modules 202, 204, which are connected to each other in a parallel contact 570, are connected to one another in a series contact 575.
Fig. 5 zeigt in einer Draufsicht mit möglichen Reihen- und Parallelschaltungen der Einzelmodule. In Fig. 5 wird die freie Wahl der Parallel- 570 oder Reihenkon- taktierung 575 der Einzelmodule 202, 204 mittels entsprechender Anordnung der Kontaktgeometrien sichtbar. Fig. 5 shows in a plan view with possible series and parallel connections of the individual modules. FIG. 5 shows the free choice of the parallel 570 or series contact 575 of the individual modules 202, 204 by means of a corresponding arrangement of the contact geometries.
Fig. 6 zeigt einen Energiespeicher bestehend aus zwei Energiemodulen, wobei die Kontakt-Panele teilausgestanzte Blechlippen aufweisen, um Kühlluft in den Raum zwischen den Zellen zu leiten. Fig. 6 zeigt einen Energiespeicher 200 analog zu den Figuren 2 bis 4. Ein Kontakt-Panel 1 10 weist Blechlippen 680 auf, wo- bei die Blechlippen ausgeformt sind, um Kühlluft 690 in den Zwischenraum zwischen den Energiespeicherzellen 1 10 zu leiten. Fig. 6 shows an energy storage consisting of two energy modules, wherein the contact panels have partially punched sheet metal lips to direct cooling air into the space between the cells. FIG. 6 shows an energy store 200 analogous to FIGS. 2 to 4. A contact panel 110 has plate lips 680, with the plate lips being shaped in order to guide cooling air 690 into the space between the energy storage cells 110.
Fig. 6 zeigt teilausgestanzte Blechlippen 680 der Kontaktbleche 1 10, wobei mittels der Blechlippen 680 Kühlluft 690 in den Raum zwischen den Zellen 120a, 120b geleitet wird. Durch konstruktive Maßnahmen können die Kontaktbleche in der Busbar 1 10 die Kühlluft 690 (Luftstrom) zum Kühlen der Zellen 120a, 120b ableiten. Durch teilweise ausgestanzte Lippen 680 im Kontaktblech 1 10 lässt sich Kühlluft 690 in den Raum zwischen den Zellen 120a, 120b leiten. Mittels Anstellwinkel und ggf. einer leichten Verdrehung der Lippen 680 kann eine turbulente Strömung erzeugt werden, womit sich die abgeführte Wärmemenge erhöht. Wei- terhin können Luftleitbleche zur Strömungsführung alternativ an beliebiger Stelle an der Busbar 1 10, im Zell-Zwischenraum, oder an den Zellmantelflächen angebracht werden. Fig. 6 shows partially punched metal lips 680 of the contact sheets 1 10, wherein by means of the metal lips 680 cooling air 690 in the space between the cells 120a, 120b is passed. By constructive measures, the contact plates in the busbar 1 10, the cooling air 690 (air flow) for cooling the cells 120 a, 120 b derived. By partially punched lips 680 in the contact plate 1 10, cooling air 690 can be directed into the space between the cells 120a, 120b. By means of the angle of attack and possibly a slight twisting of the lips 680, a turbulent flow can be generated, whereby the amount of heat removed increases. Furthermore, air baffles for flow guidance can alternatively be attached anywhere on the busbar 110, in the cell gap, or on the cell envelope surfaces.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist. If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Claims

Ansprüche claims
1 . Energiemodul (100) für einen elektrischen Energiespeicher (200) insbesondere für ein Fahrzeug, wobei das Energiemodul (100) die folgenden Merkmale aufweist: eine erste Energiespeicherzelle (120a) und eine zweite Energiespeicherzelle (120b), mit je einem ersten Pol (252) einer ersten Polarität und einem zweiten Pol (254) einer zweiten Polarität, wobei die zweite Polarität entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist; und ein flächiges, planares Kontakt-Panel (1 10), das an Kontaktstellen (132) mit dem ersten Pol (252) der ersten Energiespeicherzelle (120a) und dem ersten Pol (252) der zweiten Energiespeicherzelle (120b) verbunden ist. 1 . An energy module (100) for an electrical energy store (200), in particular for a vehicle, wherein the energy module (100) has the following features: a first energy storage cell (120a) and a second energy storage cell (120b) each having a first pole (252) of one a first polarity and a second pole (254) of a second polarity, the second polarity being opposite to the first polarity; and a planar planar contact panel (110) connected at contact points (132) to the first pole (252) of the first energy storage cell (120a) and the first pole (252) of the second energy storage cell (120b).
2. Energiemodul (100) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kontakt-Panel (1 10) Aussparungen innerhalb eines Toleranzbereichs um die Kontaktstelle (132) aufweist. Second energy module (100) according to claim 1, characterized in that the contact panel (1 10) has recesses within a tolerance range around the contact point (132).
3. Energiemodul (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontakt-Panel (1 10) zumindest eine Lippe (680) aufweist, die ausgebildet ist, um einen Luftstrom (690) zum Kühlen der Energiespeicherzelle (120a, 120b, 120c, 120d) durch das Kontakt-Panel (1 10) abzuleiten. 3. Energy module (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact panel (1 10) has at least one lip (680) which is adapted to an air flow (690) for cooling the energy storage cell (120a, 120b , 120c, 120d) through the contact panel (1 10).
4. Energiemodul (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Luftblech zur Strömungsführung an dem Kontakt-Panel (1 10) und/oder in einem Zellzwischenraum und/oder an einer Zellmantelfläche angeordnet ist. 4. Energy module (100) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one air sheet for flow guidance on the contact panel (1 10) and / or in a cell gap and / or on a cell envelope surface is arranged.
5. Energiemodul (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontakt-Panel (1 10) zumindest ein Aus- gleichselement im Bereich der Kontaktstellen (132) aufweist, um eine Toleranz in einer Bauhöhe der Energiespeicherzelle (120a, 120b, 120c, 120d) auszugleichen. 5. Energy module (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact panel (1 10) at least one output has the same element in the region of the contact points (132) to compensate for a tolerance in a height of the energy storage cell (120a, 120b, 120c, 120d).
Energiemodul (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontakt-Panel (1 10) mit der ersten Energiespeicherzelle (120a) und/oder der zweiten Energiespeicherzelle (120b) mittels Schweißpunkten verbunden ist. Energy module (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact panel (1 10) with the first energy storage cell (120a) and / or the second energy storage cell (120b) is connected by means of welds.
Energiemodul (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Energiespeicherzelle (120a) und die zweite Energiespeicherzelle (120b) in einer Verbindungslinie (140a) zueinander angeordnet sind und dass eine dritte Energiespeicherzelle (120c) außerhalb der Verbindungslinie (140a) angeordnet ist. Energy module (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first energy storage cell (120a) and the second energy storage cell (120b) are arranged in a connecting line (140a) to each other and that a third energy storage cell (120c) outside the connecting line (140a) is arranged.
Energiemodul (100) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Energiespeicherzelle (120c) und eine vierte Energiespeicherzelle (120d) in einer zweiten Verbindungslinie (140b) angeordnet sind und dass die Verbindungslinie (140a) und die zweite Verbindungslinie (140b) parallel zueinander angeordnet sind. Energy module (100) according to claim 7, characterized in that the third energy storage cell (120c) and a fourth energy storage cell (120d) in a second connecting line (140b) are arranged and that the connecting line (140a) and the second connecting line (140b) parallel to each other are arranged.
Energiemodul (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zellhalterung (470) vorgesehen ist, wobei die Zellhalterung (470) ausgebildet ist, um eine mechanische Verbindung (460) mittels Zusammenstecken mit einem benachbarten Energiemodul (100) gemäß der Ansprüche 1 bis 8 herzustellen. Energy module (100) according to one of the preceding claims, characterized in that a cell holder (470) is provided, wherein the cell holder (470) is adapted to a mechanical connection (460) by means of mating with an adjacent power module (100) according to the claims 1 to 8 produce.
0. Energiemodul (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Seitenrand des Kontakt-Panels (1 10) aus der planaren Ebene des Kontakt-Panels (1 10) gebogen ausgebildet ist, um kontaktierbar über eine flächige, elektrische Verbindung (240) mit einem Kontakt-Panel (1 10) zumindest eines benachbarten Energiemoduls (100) gemäß der Ansprüche 1 bis 9 angeordnet zu werden. 0. Energy module (100) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one side edge of the contact panel (1 10) from the planar plane of the contact panel (1 10) is bent to contact over a flat, electrical Connection (240) to be arranged with a contact panel (1 10) at least one adjacent power module (100) according to the claims 1 to 9.
1 1 . Energiespeicher (200) mit einem ersten Energiemodul (100; 202) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche und einem zweiten Energiemodul (100; 204) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine Randseite des Kontakt-Panels (1 10) des ersten Energiemoduls (100; 202) mit einer Randseite eines Kontakt-Panels (1 10) des zweiten Energiemoduls (100; 204) eine elektrische Verbindung aufweist, wobei die Kontakt-Panels (1 10) der zwei Energiemodule (100; 202, 204) je mit dem ersten Pol (252) der Energiespeicherzellen (120a, 120b, 120c, 120d) verbunden sind. 1 1. Energy store (200) with a first energy module (100; 202) according to one of the preceding claims and a second energy module (100; 204) according to one of the preceding claims, characterized indicates that an edge side of the contact panel (110) of the first energy module (100; 202) has an electrical connection with an edge side of a contact panel (110) of the second energy module (100; 204), wherein the contact panels (10) of the two energy modules (100, 202, 204) are each connected to the first pole (252) of the energy storage cells (120a, 120b, 120c, 120d).
2. Energiespeicher (200) mit einem ersten Energiemodul (100; 202) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 und einem zweiten Energiemodul (100; 204) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Randseite des Kontakt-Panels (1 10) des ersten Energiemoduls (100; 202) mit einer Randseite eines Kontakt-Panels (1 10) des zweiten Energiemoduls (100; 204) eine elektrische Verbindung aufweist, wobei das Kontakt-Panel (1 10) des ersten Energiemoduls (100; 202) mit dem ersten Pol (252) der Energiespeicherzellen (120) verbunden ist und das Kontakt-Panel (1 10) des zweiten Energiemoduls (100; 204) mit dem zweiten Pol (254) der Energiespeicherzellen (120) verbunden ist. 2. Energy store (200) with a first energy module (100; 202) according to one of Claims 1 to 10 and a second energy module (100; 204) according to one of Claims 1 to 10, characterized in that one edge side of the contact panel (100; 1 10) of the first energy module (100; 202) having an edge side of a contact panel (1 10) of the second power module (100; 204) has an electrical connection, wherein the contact panel (1 10) of the first energy module (100; 202) is connected to the first pole (252) of the energy storage cells (120) and the contact panel (110) of the second energy module (100; 204) is connected to the second pole (254) of the energy storage cells (120).
3. Energiespeicher (200) gemäß einem der Ansprüche 1 1 bis 12 mit einem dritten Energiemodul (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Randseite des Kontakt-Panels (1 10) des ersten Energiemoduls (100) mit einer Randseite eines Kontakt-Panels (1 10) des zweiten Energiemoduls (100) verbunden ist und dass eine weitere Randseite des Kontakt-Panels (1 10) des ersten Energiemoduls (100) mit einer Randseite eines Kontakt-Panels (1 10) des dritten Energiemoduls (100) verbunden ist, wobei das Kontakt-Panel (1 10) des ersten Energiemoduls (100) und das Kontakt-Panel (1 10) des zweiten Energiemoduls (100) mit dem ersten Pol (252) der Energiespeicherzellen (120a, 120b, 120c, 120d) verbunden sind und das Kontakt-Panel (1 10) des dritten Energiemoduls (100) mit dem zweiten Pol (254) der Energiespeicherzellen (120 a, 120b, 120c, 120d) verbunden ist. 3. energy storage device (200) according to one of claims 1 1 to 12 with a third energy module (100) according to one of claims 1 to 10, characterized in that an edge side of the contact panel (1 10) of the first energy module (100) an edge side of a contact panel (1 10) of the second power module (100) is connected and that a further edge side of the contact panel (1 10) of the first power module (100) having an edge side of a contact panel (1 10) of the third Energy module (100) is connected, wherein the contact panel (1 10) of the first power module (100) and the contact panel (1 10) of the second power module (100) with the first pole (252) of the energy storage cells (120a, 120b , 120c, 120d) and the contact panel (110) of the third power module (100) is connected to the second pole (254) of the energy storage cells (120a, 120b, 120c, 120d).
4. Verfahren zum Herstellen eines Energiemoduls (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 mit folgenden Schritten: 4. A method for producing a power module (100) according to one of claims 1 to 9, comprising the following steps:
Bereitstellen einer ersten und einer zweiten Energiespeicherzelle (120a, 120b) mit je einem ersten Pol (252) einer ersten Polarität und einem zweiten Pol (254) einer zweiten Polarität, wobei die zweite Polarität entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist und wobei im Schritt des Bereitstellens zumindest ein flächiges, planares Kontakt-Panel (1 10) bereitgestellt wird; Providing first and second energy storage cells (120a, 120b) each having a first pole (252) of a first polarity and a second one Pol (254) of a second polarity, wherein the second polarity is opposite to the first polarity and wherein in the step of providing at least one planar, planar contact panel (1 10) is provided;
Positionieren des Kontakt-Panels (1 10) und der ersten und zweiten Energiespeicherzelle (120a, 120b); und Positioning the contact panel (110) and the first and second energy storage cells (120a, 120b); and
Verbinden des Kontakt-Panels mit der ersten und zweiten Energiespeicherzelle (120a, 120b), sodass der erste Pol (252) der ersten Energiespeicherzelle (120a) und der erste Pol (252) der zweiten Energiespeicherzelle (120b) mittels des Kontakt-Panels (1 10) verbunden ist. Connecting the contact panel with the first and second energy storage cell (120a, 120b), so that the first pole (252) of the first energy storage cell (120a) and the first pole (252) of the second energy storage cell (120b) by means of the contact panel (1 10) is connected.
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