WO2014063793A1 - Rahmen für eine energiespeichereinrichtung, batteriezelle mit dem rahmen und der energiespeichereinrichtung, batterie mit zwei dieser batteriezellen sowie verfahren zur herstellung des rahmens - Google Patents

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storage device
frame
designed
battery
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Li-Tec Battery Gmbh
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Definitions

  • Frame for an energy storage device battery cell with the frame and the energy storage device, battery with two of these battery cells and method for producing the frame
  • the present invention relates to a frame for a
  • the invention is in
  • the battery cells each have an energy storage device which can provide electrical energy.
  • Such an electrochemical energy storage device ages calendarically and through the use or charge exchange.
  • Energy storage device removable power or charging capacity and the time interval during which the consumer can be supplied.
  • the inadequate economy of some known batteries during their operation is sometimes perceived as problematic.
  • Claim 7 describes a battery cell with one of these frames and one of these
  • Claim 8 describes a battery with at least two of these battery cells. The object is also achieved by a manufacturing method according to claim 9 for one of these frames.
  • the frame according to the invention is for an electrochemical
  • the energy storage device has two current conductors of different polarity.
  • the current conductors are to
  • the frame has a receiving space, which is configured to at least partially receive the energy storage device. Furthermore, the frame has a frame body, which is designed to limit the receiving space from the environment. Furthermore, the frame has one, two or more electrical connection devices. This electrical connection device is designed to contact one of these
  • this electrical connection device is designed for electrical connection with another of these electrical connection devices
  • the frame has a measuring device, which is designed to detect at least one parameter of the energy storage device. This at least one parameter allows a conclusion on a, in particular undesirable, operating state of the energy storage device. Further points the frame has a, in particular capacitive, first communication device, which is designed to transmit at least one of these parameters and / or to transmit further data and / or signals, in particular to a higher-level control device.
  • the frame according to the invention has numerous facilities, hereinafter called functional facilities, which the ordinary or
  • the energy storage device in particular within a battery can support.
  • the electrochemical energy storage device may age.
  • Provision of energy also called charging capacity.
  • the electric charge removable from the battery decreases.
  • a residual charge remains in the remaining energy storage devices, which sometimes can not be removed, in particular when the energy storage devices are connected in series. If the stronger aged
  • the energy storage device can be configured technically easier. With the simpler design of the energy storage device without
  • Functional facilities may be associated with cost savings in the manufacture of this energy storage device. This improves the efficiency during operation of the battery and the underlying
  • the energy storage device is designed to convert supplied electrical energy into chemical energy and store it as chemical energy. Next is the
  • Energy storage device configured to convert stored chemical energy into electrical energy before the energy storage device provides this electrical energy to a consumer.
  • the energy storage device is formed substantially cuboid.
  • the energy storage device has at least two electrodes
  • Electrodes of different polarity are spaced apart by a separator, the separator being conductive to ions but not to electrons.
  • Two electrodes of different polarity are spaced in the energy storage device by a separator.
  • the separator is permeable to ions but not to electrons.
  • the separator contains at least a portion of the electrolyte or the conductive salt.
  • the electrolyte is formed in particular after the closing of the energy storage device without a liquid portion.
  • the conductive salt comprises lithium ions.
  • lithium ions are stored or intercalated during charging into the negative electrode and are removed again during discharging.
  • the current conductor with one of the electrodes of the energy storage device is electrically, preferably
  • the current conductor is at least indirectly connected to a consumer to be supplied.
  • the current collector has a first area, which is in the environment of
  • the first region is electrically connectable at least indirectly to a consumer to be supplied or to a second, in particular adjacent, energy storage device, in particular via a connection device, preferably via a
  • Power rail Power band or a connection cable.
  • a receiving space in the sense of the invention is to be understood as a space which serves in particular to at least partially accommodate the energy storage device.
  • the energy storage device finds substantially complete space in this receiving space.
  • the receiving space is designed for the positive and / or non-positive reception of the energy storage device.
  • a frame body in the sense of the connection means a device which serves in particular to limit the receiving space, in particular in relation to the environment.
  • the frame body is at least partially adapted to the shape of the energy storage device.
  • individual portions of the frame body extend along each of a boundary surface of the energy storage device.
  • the receiving space is formed by a recess of the frame body.
  • the frame body is with an electric
  • the frame body is designed with a, in particular curable, polymeric material, particularly preferably with a thermoplastic or thermosetting plastic.
  • the frame body is designed with a, in particular curable, polymeric material, particularly preferably with a thermoplastic or thermosetting plastic.
  • Aramid fibers, rock wool and / or carbon fibers Aramid fibers, rock wool and / or carbon fibers.
  • An electrical connection device in the sense of the invention is to be understood as a device which is configured in particular for contacting one of these current conductors, which is configured in particular for electrical connection to a further one of these energy storage devices, in particular the same battery, or to a consumer.
  • the electrical connection means is a metal, more preferably aluminum, copper, iron, nickel or an alloy with one of these metals, educated.
  • the electrical connection device extends, in particular through the frame body, from the energy storage device inserted into the receiving space into the surroundings.
  • the electrical connection device is formed with a metal sheet, particularly preferably as a sheet metal pressed part.
  • the electrical connection device is formed with a metal sheet, particularly preferably as a sheet metal pressed part.
  • Connecting device in particular cohesively, connectable, preferably integrally formed, with the frame body.
  • a measuring device in the sense of the invention means a device which, in particular for detecting a parameter of the
  • the measuring device is designed.
  • the measuring device is
  • the measuring device has at least one or more sensors or
  • Sensors which is configured in each case for detecting a certain parameter of the energy storage device.
  • the energy storage device Preferably, the
  • Measuring device or its sensor with the frame body in particular cohesively, connectable.
  • the measuring device is designed to detect independently, in particular periodically, at least one of these parameters and to provide an associated measured value.
  • the measuring device can provide the detected parameter or the associated measured value as a proportional electrical signal, in particular as electrical voltage or electric current.
  • the measuring device may preferably provide the detected parameter or the associated measured value of the first communication device.
  • the measuring device in particular cohesively, connectable, preferably integrally formed, with the frame body.
  • a parameter in the sense of the invention means a parameter, in particular of the energy storage device, which in particular • a conclusion on the presence of a desired or
  • predetermined operating state of the energy storage device allows, and / or
  • a sensor or sensor can be detected by a sensor or sensor, wherein the sensor at least temporarily provides a signal available, preferably an electrical voltage or an electric current, and / or ⁇ by a control device, in particular a
  • Battery control device is processable, in particular with a target value is comparable, in particular with another detected parameter can be linked, and / or
  • Energy storage device the integrity of the energy storage device, the release of a substance from the energy storage device, the presence of a foreign substance in particular from the environment of the energy storage device and / or the charge state allows, and / or suggests a transfer of the energy storage device in another operating state.
  • an undesirable operating state of the energy storage device according to the invention fall: too high or too low temperature of Energy storage device, too high internal pressure of the temperature device too small or too large cell voltage, too large a cell current, the presence of a leak of the energy storage device, wherein leak electrolyte or a substance from the environment can penetrate into the energy storage device, too low or too high state of charge
  • a first communication device in the sense of the invention is to be understood as a device which is configured in particular for transmitting one of these parameters, one of these measured values, of data and / or signals, in particular to a higher-level control device.
  • the first communication device is configured to receive a control command from a higher-level control device.
  • the first communication device is configured to receive one of these electrical signals from the measuring device.
  • the first communication device in particular cohesively, connectable, preferably integrally formed, with the frame body.
  • the frame body is formed with a substantially parallelepiped-shaped recess, in particular in the case of an essentially parallelepiped-shaped energy storage device.
  • the frame body is formed with a substantially cylindrical recess, in particular substantially cylindrical
  • the frame has one, two or more first fastening devices, which are designed for the mechanical connection of the frame body, in particular with another of these frames.
  • a first fastening device in the sense of the invention is to be understood as a device which is configured in particular for the mechanical connection of the frame body, in particular with another frame, in particular with a frame holding device of a superordinate battery.
  • the first fastening device in the sense of the invention is to be understood as a device which is configured in particular for the mechanical connection of the frame body, in particular with another frame, in particular with a frame holding device of a superordinate battery.
  • the first fastening device in the sense of the invention is to be understood as a device which is configured in particular for the mechanical connection of the frame body, in particular with another frame, in particular with a frame holding device of a superordinate battery.
  • the first fastening device in the sense of the invention is to be understood as a device which is configured in particular for the mechanical connection of the frame body, in particular with another frame, in particular with a frame holding
  • Fastening device as a through hole, dovetail guide, groove or tongue, hook or eye, with a particular spring-loaded clip, formed with a locking device or the like.
  • the first attachment means finds a counterpart in a further, in particular adjacent, this frame.
  • the first fastening device in particular cohesively, connectable to the frame body.
  • the first fastening device preferably has the same material as the frame body.
  • the first communication device has one or more electrical Chargeable capacitor surfaces on.
  • the at least one capacitor surface in particular cohesively, can be connected to the frame body.
  • the first communication device is a wireless communication device designed for capacitive signal transmission.
  • the first communication device has one or more electrical Chargeable capacitor surfaces on.
  • the at least one capacitor surface in particular cohesively, can be connected to the frame body.
  • the first communication device is a wireless communication device designed for capacitive signal transmission.
  • the first communication device has one or more electrical Chargeable capacitor surfaces on.
  • the at least one capacitor surface in particular cohesively, can be connected to the frame body.
  • the first communication device has two of these capacitor surfaces and is the capacitive, differential
  • the frame body is configured with one or more frame members, which each extend along an element longitudinal axis.
  • at least one of the dimensions of one of these frame elements substantially corresponds to one of the dimensions of the energy storage device.
  • one or more of these frame members have a substantially rectangular, triangular, elliptical or circular cross-section.
  • the frame body has three of these frame elements.
  • the element longitudinal axes of the first and second frame members are mutually substantially parallel and aligned generally perpendicular to the longitudinal axis of the third frame member.
  • the first and second frame members are spaced from each other by the third frame member so that a space, that is, the receiving space, remains between the first and second frame members.
  • these frame elements limit the receiving space.
  • the first or third frame member is configured to hold the electrical connection means.
  • at least one of these frame members configured to hold one or more of these first attachment means.
  • the frame body has four of these frame elements.
  • the element longitudinal axes form a, in particular rectangular, square. So limit these frame elements the
  • Receiving space which is arranged between the frame elements.
  • one of the frame members is configured to hold the electrical connection means.
  • at least one of these frame members is configured, one or more of these first
  • This preferred embodiment has the advantage that the protection of the energy storage device by the
  • Frame body is improved. According to a further preferred embodiment, the electrical
  • Connecting device with the frame body in particular cohesively, connectable.
  • This preferred development has the advantage that the mechanical stability of the frame is improved.
  • Connecting device a, in particular spring-loaded, connecting element for a current collector.
  • this connection elements is designed as, in particular resilient, terminal. This preferred
  • the current-limiting device can be controlled, in particular by a higher-level control device, in particular by a
  • the current limiting device is designed for demand-dependent, in particular temperature-dependent, reduction of the cell current.
  • This preferred embodiment offers the advantage that as even as possible a discharge of the energy storage devices of the same battery is made possible.
  • the current limiting device is designed for demand-dependent, in particular temperature-dependent, reduction of the cell current.
  • Operating state can be isolated by means of the current limiting device.
  • the measuring device with a voltage sensor for detecting the voltage, in particular the
  • Terminal voltage the energy storage device.
  • Connecting device particularly preferably with its connection element, electrically connectable.
  • This preferred development offers the advantage of improved control of the energy storage device.
  • This preferred development offers the advantage of safe operation of
  • the measuring device with a temperature sensor for detecting a temperature of
  • the temperature sensor or the measuring device with a lateral surface and / or with one of the current conductor of the energy storage device thermally conductively connectable.
  • the temperature sensor with one of the frame members, in particular cohesively, connectable such that the temperature sensor with a lateral surface and / or with one of the current conductor in the
  • Receiving space inserted energy storage device passes into heat-conducting contacts.
  • This preferred development offers the advantage of improved control of the energy storage device.
  • This preferred development offers the advantage of safe operation of
  • the frame has an identifier, wherein the identifier is used to identify or address the frame or the energy storage device associated with the frame.
  • the identifier in particular together with one of these parameters, in particular together with one of these measured values, by means of the first
  • the identifier is stored in the first communication device, the measuring device or the cell control device explained later.
  • the first communication device the measuring device or the cell control device explained later.
  • the first communication device the measuring device or the cell control device explained later.
  • Communication device configured to provide received signals only the measuring device or the later-explained cell control device available if this identifier was received together with these received signals, especially if the first
  • the frame has a second
  • Energy storage device in the receiving space releasably secure, which is connectable to the frame body.
  • the second fastening means one or two of these electrical
  • connection elements Connecting devices or one or two of these connection elements open or closed.
  • This preferred development has the advantage that the attachment of the energy storage device is improved in the receiving space.
  • This preferred development offers the advantage that the replacement of the energy storage device is simplified.
  • Frame body in particular non-positively and / or materially connected, connected: one or more of these first fastening means, two of these electrical connection means, this measuring device, the first
  • Communication device in particular one of these voltage sensors, in particular one of these temperature sensors, in particular one or two of these capacitor surfaces, in particular the cell control device set out later.
  • This preferred embodiment has the advantage that said devices and sensors can be mechanically stably connected to the frame body.
  • a battery cell preferably has one of these previously described frames and one of these energy storage devices.
  • Energy storage device is added during the supply of a consumer in the receiving space and the current conductors of different polarity are connected to various of these electrical connection means, in particular electrically and mechanically. Two of these electrical connection devices extend at least partially from the
  • the Energy storage device by means of the second fastening device in the frame or held in the receiving space.
  • This preferred embodiment of a battery cell has the advantage that the change of, in particular aged, energy storage device is simplified.
  • This preferred embodiment of a battery cell has the advantage that, when forming the frame with some of the aforementioned functional devices, the
  • the battery cell has a cell control device, which serves in particular functions of the measuring device, the first
  • the cell control device and the measuring device are integrally formed.
  • the cell control device in particular cohesively, can be connected to the frame body. This preferred embodiment has the advantage that a parent
  • Control device in particular battery control device, can be relieved.
  • Functional devices in particular the measuring device, the measuring sensor, the first communication device, the first communication device, the cell control device, the current limiting device, from
  • Embodiment offers the advantage that can be dispensed with a separate power supply of the energy storage device.
  • the energy storage device has a charge capacity of at least 3 amp hours [Ah], more preferably of at least 5 Ah, more preferably of at least 10 Ah, more preferably of at least 20 Ah, more preferably of at least 50 Ah, more preferably of at least 100 Ah, more preferably at least 200 Ah, more preferably from at most 500 Ah.
  • This embodiment offers the advantage of an improved service life of the consumer powered by the energy storage device.
  • the energy storage device may at least temporarily, preferably for at least one hour, a current of at least 50 A are taken, more preferably of at least 100 A, more preferably of at least 200 A, more preferably of at least 500 A, more preferably of at most 1000 A.
  • a current of at least 50 A are taken, more preferably of at least 100 A, more preferably of at least 200 A, more preferably of at least 500 A, more preferably of at most 1000 A.
  • This embodiment offers the advantage of improved performance of the consumer powered by the energy storage device.
  • the energy storage device can at least temporarily provide a voltage, in particular a terminal voltage of at least 1.2 V, more preferably of at least 1.5 V, more preferably of at least 2 V, more preferably of at least 2.5 V, further preferably of at least 3 V, more preferably of at least 3.5 V, more preferably of at least 4 V, more preferably of at least 4.5 V, more preferably of at least 5 V, further preferably of at least 5.5 V, further preferably of at least 6 V, more preferably of at least 6.5 V, more preferably of at least 7 V, more preferably of at most 7.5 V.
  • the energy storage device on lithium and / or lithium ions. This embodiment offers the advantage of an improved energy density of
  • the energy storage device can be operated at least temporarily, in particular for at least one hour at an ambient temperature between -40 ° C and 100 ° C, more preferably between -20 ° C and 80 ° C, more preferably between -10 ° C and 60 ° C. , more preferably between 0 ° C and 40 ° C.
  • This embodiment offers the advantage of a possible unrestricted installation or use of
  • Energy storage device for supplying a consumer, in particular a motor vehicle or a stationary system or machine.
  • the energy storage device has a gravimetric
  • the electrode assembly comprises lithium ions. This embodiment offers the advantage of an improved energy density of the energy storage device.
  • the energy storage device is provided for installation in a vehicle with at least one electric motor.
  • the energy storage device is to supply this
  • Electric motor provided. Particularly preferred is the
  • Energy storage device provided to supply at least temporarily an electric motor of a drive train of a hybrid or electric vehicle. This embodiment offers the advantage of an improved supply of
  • the electric motor According to another preferred embodiment, the
  • a buffer memory as a device battery
  • the charge capacity of the energy storage device for these applications is preferably at least 3 Ah, more preferably at least 10 Ah.
  • This embodiment offers the advantage of an improved supply of a stationary consumer, in particular a stationary mounted electric motor.
  • the energy storage device is formed with an electrode winding.
  • This embodiment offers the advantage of easier manufacturability in particular in that band-shaped electrodes can be processed.
  • This embodiment offers the advantage that the nominal charging capacity, for example in ampere hours [Ah] or watt-hours [Wh], more rarely in Coulomb [C], can be increased in a simple manner by further windings.
  • the Energy storage device formed with a Elektrodenflachwickel. This development has the advantage that it saves space in addition to another electrode flat winding, in particular within a battery
  • Electrode stack formed.
  • the electrode stack has a predetermined sequence of stack sheets, wherein each two electrode sheets of different polarity are separated by a separator sheet.
  • This embodiment of the energy storage device offers the advantage that the nominal charge capacity, for example in ampere hours [Ah] or watt-hours [Wh], more rarely in Coulomb [C], can be increased in a simple manner by adding further electrode sheets.
  • At least two separator sheets are connected to one another and enclose one
  • Meander-shaped separator is described in WO 201 1/020545. This development offers the advantage that a parasitic current, starting from this limiting edge to an electrode sheet of a different polarity, is encountered.
  • the at least one separator which is not or only poorly electron-conducting, consists of an at least partially permeable carrier.
  • the support is preferably coated on at least one side with an inorganic material.
  • As at least partially permeable carrier is preferably a
  • the organic material which is preferably designed as a non-woven fabric.
  • the organic material which preferably contains a polymer and particularly preferably a polyethylene terephthalate (PET)
  • PET polyethylene terephthalate
  • the inorganic material preferably contains at least one compound from the group of oxides, phosphates, sulfates, titanates, silicates, aluminosilicates with at least one of the elements Zr, Al, Li, particularly preferably zirconium oxide.
  • zirconium oxide serves the material integrity
  • Nanoporosity and flexibility of the separator This preferably has
  • inorganic, ion-conducting material particles with a maximum diameter below 100 nm.
  • This embodiment offers the advantage that durability of the electrode assembly is improved at temperatures above 100 ° C.
  • Such a separator is marketed, for example, under the trade name "Separion” by Evonik AG in Germany.
  • the at least one separator which is not or only poorly electron-conducting, but is conductive for ions, consists at least predominantly or completely of a ceramic, preferably of an oxide ceramic.
  • This embodiment offers the advantage that durability of the electrode assembly is improved at temperatures above 100 ° C.
  • the first region is designed as a metal plate or as a plate with an electrically conductive, in particular metallic, coating.
  • the current conductor is designed as a pressed sheet metal part.
  • This embodiment has the advantage that there is a substantially flat surface for simple electrical connection to a connection device.
  • This embodiment has the advantage that the current conductor is designed to be mechanically stable for connection to the electrical connection device.
  • This embodiment offers the advantage of lower manufacturing costs.
  • This embodiment offers the further advantage that the current conductor is mechanically sufficiently stable for connection to one of the electrical connection devices, such as power rail, power band or power cable is formed.
  • a preferred battery, in particular for the supply of a consumer has at least:
  • a battery control device configured to control the operation, in particular a charging and / or discharging, at least one of the energy storage device, a second communication device configured for communication with the first communication device, a frame holding device configured to hold one or more a plurality of these frames or frame body, a supply device, designed for electrical connection with at least one of these electrical connection devices, in particular designed to interconnect the battery cells, in particular in series and / or parallel, ⁇ two battery connections, designed for electrical connection to the consumer and / or with the interconnection device.
  • the battery has an information bus, which
  • the information bus has at least one means for interacting with one or more of these capacitor surfaces.
  • the information bus is signal-connected to the second communication device.
  • This preferred embodiment of a battery offers the advantage that the change of a, in particular aged, energy storage device is simplified.
  • This preferred embodiment of a battery has the advantage that, when the frame is formed with some of the aforementioned functional devices, the energy storage devices themselves can be made technically simpler and more cost-effective.
  • This preferred embodiment of a battery has the advantage that its continued operation can be more economical.
  • the interconnection device is electrically connected to the battery terminals, so that in particular the
  • the battery control device is assigned a data storage device.
  • This data storage device is used for storing parameters, measured values, data, setpoint data,
  • a preferred method for producing one of these frames comprises the steps: S1 provide one or two of these electrical
  • Fastening devices one of these measuring devices, one of these first communication devices and / or one of these second fastening devices, on which in particular the frame body is formed, in particular after the steps S1 and S2.
  • step S4 in particular after step S3, the curable polymer material is caused to cure, in particular with the supply of heat energy, whereupon in particular the frame body is formed.
  • the polymer material is formed as a thermoplastic or thermosetting plastic.
  • the polymer material is preferably fiber-filled, particularly preferably with glass fibers, aramid fibers, rock wool and / or carbon fibers.
  • This preferred embodiment has the advantage that the mechanical stability of the frame or frame body is improved.
  • FIG. 1 shows schematically a preferred embodiment of the frame and an energy storage device
  • Fig. 2 shows schematically some means of the frame according to a
  • FIG. 1 shows schematically a preferred embodiment of the frame 1 and an energy storage device 2, which in the receiving space 4 of the
  • Frame 1 and the frame body 5 is inserted.
  • the frame body 5 is shown transparent, so that the measuring device 9, electrical connection means 6, the sensors 12, 13 and the first communication device 18 and their arrangement with respect to
  • Energy storage device 2 are easily recognizable.
  • the frame body 5 has four frame members 10, 10a and is formed with a polymer material.
  • the outline of the frame body 5 essentially corresponds to a rectangle.
  • the thickness of the frame body 5 substantially corresponds to the thickness of the energy storage device 2.
  • the frame body 5 has a plurality of first fastening devices 6, 6a, designed as an example as a hook 6 for hooking, for example, into a groove, exemplarily designed as a through hole 6a, through which a clamping device can be guided.
  • first fastening devices 6, 6a By means of this first Fastening devices 6, 6a, the frame body 5 are held by a frame holding device, not shown.
  • the frame body 5 has two of these electrical connection means 7, 7a of different polarity, which is partially from the
  • Frame frame 5 extend into the environment.
  • connection elements 1 1, 1 1 a are spring-loaded
  • the energy storage device 2 has two of these current conductors 3, 3a, which in the connection elements 11, 11 a introduced and with these
  • Connection elements 1 1, 1 1 a are connected both mechanically and electrically. Thus, at the sections of the connecting devices 7, 7 a, which extend into the environment of the frame 1, the electrical voltage of the energy storage device 2 abut.
  • the measuring device 9 Within the frame body 5, the measuring device 9 and their
  • Voltage sensor 12 and the temperature sensor 13 arranged with their leads.
  • the voltage sensors 12 and the temperature sensor 13 are arranged so that the voltage of the energy storage device 2 used in the receiving space 4 and the surface temperature thereof can be measured.
  • the measuring device 9 is configured to provide measured values of the first communication device 18.
  • the first communication device 18 is configured with a
  • Communication device 18 is provided with a rechargeable capacitor surface 24 formed, which is arranged substantially in a surface of the frame body 5.
  • the frame body 5 holds cohesively with one of its frame elements: the measuring device 9, the first communication device 18, a plurality of first fastening means 6, 6a, two electrical connection means 7, 7a, the voltage sensor 12, the temperature sensor 13.
  • This embodiment has the advantage that these devices or sensors are held substantially immovable with respect to the frame 1.
  • This embodiment has the advantage that said devices or sensors are protected by the frame body 5. The inserted into the receiving space 4
  • Energy storage device 2 may be advantageously formed without the said devices or sensors.
  • Frame body serves.
  • Figure 2 shows schematically some devices of the frame 1 according to a preferred embodiment, without the frame body. In the following, differences from the preferred development according to FIG. 1 are set forth.
  • the measuring device 9 is formed integrally with the cell control device 25.
  • the electrical connection device 7a has a controllable current limiting device 26, designed here as a switch. This switch 26 is formed and arranged, the
  • the first communication device 18 is formed with two rechargeable capacitor surfaces 24, 24a. With this design, the signal transmission can be improved, with less transmission errors to occur.

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Abstract

Rahmen für eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung, welche zwei Stromableiter unterschiedlicher Polarität aufweist, wobei die Stromableiter zum Austausch elektrischer Ladung mit der Energiespeichereinrichtung dienen, mit einem Aufnahmeraum, ausgestaltet zur wenigstens teilweisen Aufnahme der Energiespeichereinrichtung, mit einem Rahmenkörper, ausgestaltet zur Begrenzung des Aufnahmeraums gegenüber der Umgebung, mit einer elektrischen Verbindungseinrichtung, ausgestaltet zur Kontaktierung eines dieser Stromableiter, ausgestaltet zur elektrischen Verbindung mit einer weiteren dieser Energiespeichereinrichtungen oder mit einem Verbraucher, mit einer Messeinrichtung, ausgestaltet zur Erfassung eines Parameters der Energiespeichereinrichtung, wobei der Parameter einen Rückschluss auf einen, insbesondere unerwünschten, Betriebszustand der Energiespeichereinrichtung ermöglicht, mit einer, insbesondere kapazitiven, ersten Kommunikationseinrichtung, ausgestaltet zur Übermittlung eines dieser Parameter, von Daten und/oder Signalen, insbesondere an eine übergeordnete Steuereinrichtung.

Description

Rahmen für eine Energiespeichereinrichtung, Batteriezelle mit dem Rahmen und der Energiespeichereinrichtung, Batterie mit zwei dieser Batteriezellen sowie Verfahren zur Herstellung des Rahmens
B e s c h r e i b u n g
Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2012 020 791 durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rahmen für eine
Energiespeichereinrichtung, eine Batteriezelle mit dem Rahmen und der Energiespeichereinrichtung, eine Batterie mit zwei dieser Batteriezellen sowie ein Verfahren zur Herstellung des Rahmens. Die Erfindung wird im
Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien zur Versorgung von Verbrauchern, insbesondere von KFZ-Antrieben, beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch unabhängig von der Bauart der
Energiespeichereinrichtung oder unabhängig von der Art des versorgten Antriebs Verwendung finden kann. Aus dem Stand der Technik sind Batterien mit mehreren verschalteten elektrochemischen Batteriezellen zur Versorgung von Verbrauchern, insbesondere von KFZ-Antrieben, bekannt. Die Batteriezellen weisen je eine Energiespeichereinrichtung auf, welche elektrische Energie bereitstellen kann. Eine solche elektrochemische Energiespeichereinrichtung altert kalendarisch und durch den Gebrauch bzw. Ladungswechsel. Damit sinken die der
Energiespeichereinrichtung entnehmbare Energie bzw. Ladekapazität und das Zeitintervall, während dessen der Verbraucher versorgt werden kann. Die unzureichende Wirtschaftlichkeit einiger bekannter Batterien während ihres Betriebs wird mitunter als problematisch empfunden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Batterie zur Verfügung zu stellen, deren Wirtschaftlichkeit, insbesondere während eines längeren Zeitraums, verbessert ist.
Die Aufgabe wird durch einen Rahmen gemäß Anspruch 1 gelöst. Anspruch 7 beschreibt eine Batteriezelle mit einem dieser Rahmen und einer dieser
Energiespeichereinrichtungen. Anspruch 8 beschreibt eine Batterie mit wenigstens zwei dieser Batteriezellen. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Herstellverfahren gemäß Anspruch 9 für einen dieser Rahmen. Zu
bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Rahmen ist für eine elektrochemische
Energiespeichereinrichtung bestimmt. Die Energiespeichereinrichtung weist zwei Stromableiter unterschiedlicher Polarität auf. Die Stromableiter sind zum
Austausch elektrischer Ladung mit der Energiespeichereinrichtung ausgestaltet. Der Rahmen weist einen Aufnahmeraum auf, welcher ausgestaltet ist, die Energiespeichereinrichtung wenigstens teilweise aufzunehmen. Weiter weist der Rahmen einen Rahmenkörper auf, welcher ausgestaltet ist, den Aufnahmeraum gegenüber der Umgebung zu begrenzen. Weiter weist der Rahmen eine, zwei oder mehrere elektrische Verbindungseinrichtungen auf. Diese elektrische Verbindungseinrichtung ist ausgestaltet zur Kontaktierung eines dieser
Stromableiter. Weiter ist diese elektrische Verbindungseinrichtung ausgestaltet zur elektrischen Verbindung mit einer weiteren dieser
Energiespeichereinrichtungen oder mit einem Verbraucher. Weiter weist der Rahmen eine Messeinrichtung auf, welche zur Erfassung wenigstens eines Parameters der Energiespeichereinrichtung ausgestaltet ist. Dieser wenigstens eine Parameter ermöglicht einen Rückschluss auf einen, insbesondere unerwünschten, Betriebszustand der Energiespeichereinrichtung. Weiter weist der Rahmen eine, insbesondere kapazitive, erste Kommunikationseinrichtung auf, welche zur Übermittlung wenigstens eines dieser Parameter und/oder zur Übermittlung von weiteren Daten und/oder Signalen, insbesondere an eine übergeordnete Steuereinrichtung, ausgestaltet ist. Der erfindungsgemäße Rahmen weist zahlreiche Einrichtungen auf, nachfolgend Funktionseinrichtungen genannt, welche den ordentlichen bzw.
bestimmungsgemäßen Betrieb der Energiespeichereinrichtung, insbesondere innerhalb einer Batterie, unterstützen können. Mit Zeitfortschritt, durch höhere Betriebstemperaturen und/oder durch zahlreiche Ladungswechsel kann die elektrochemische Energiespeichereinrichtung altern. Als Folge der Alterung sinkt die Fähigkeit der Energiespeichereinrichtung zur Speicherung bzw.
Bereitstellung von Energie, auch Ladekapazität genannt. Besonders wenn eine einzelne Energiespeichereinrichtung stärker als die Übrigen derselben Batterie altert, sinkt die der Batterie entnehmbare elektrische Ladung. Dabei verbleibt in den übrigen Energiespeichereinrichtungen jeweils eine Restladung, welche mitunter, insbesondere bei Reihenschaltung der Energiespeichereinrichtungen, nicht entnommen werden kann. Wenn die stärker gealterte
Energiespeichereinrichtung durch eine "jüngere" Energiespeichereinrichtung ersetzt ist, dann können auch die Restladungen wieder zur Versorgung eines Verbrauchers herangezogen werden. Indem der Rahmen statt der
Energiespeichereinrichtung diese Funktionseinrichtungen aufweist, kann die Energiespeichereinrichtung technisch einfacher ausgestaltet sein. Mit der einfacheren Ausbildung der Energiespeichereinrichtung ohne
Funktionseinrichtungen kann eine Kosteneinsparung bei der Herstellung dieser Energiespeichereinrichtung einhergehen. Damit wird die Wirtschaftlichkeit während des Betriebs der Batterie verbessert und die zugrunde liegende
Aufgabe gelöst.
Unter einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung im Sinne der
Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere der
Bereitstellung elektrischer Energie dient. Die Energiespeichereinrichtung ist ausgestaltet, zugeführte elektrische Energie in chemische Energie zu wandeln und als chemische Energie zu speichern. Weiter ist die
Energiespeichereinrichtung ausgestaltet, gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie zu wandeln, bevor die Energiespeichereinrichtung diese elektrische Energie einem Verbraucher zur Verfügung stellt. Vorzugsweise ist die Energiespeichereinrichtung im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet.
Die Energiespeichereinrichtung weist zumindest zwei Elektroden
unterschiedlicher Polarität auf. Diese Elektroden unterschiedlicher Polarität sind durch einen Separator beabstandet, wobei der Separator für Ionen leitfähig ist, nicht aber für Elektronen. Zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität sind in der Energiespeichereinrichtung durch einen Separator beabstandet. Der Separator ist für Ionen durchlässig, nicht aber für Elektronen. Vorzugsweise enthält der Separator zumindest einen Teil des Elektrolyts bzw. das Leitsalzes.
Vorzugsweise ist der Elektrolyt insbesondere nach dem Verschließen der Energiespeichereinrichtung ohne flüssigen Anteil ausgebildet. Vorzugsweise weist das Leitsalz Lithiumionen auf. Besonders bevorzugt werden Lithiumionen beim Laden in die negative Elektrode eingelagert bzw. interkaliert und beim Entladen wieder ausgelagert.
Unter einem Stromableiter im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welcher insbesondere der Leitung von Elektronen zwischen einer der Elektroden der Energiespeichereinrichtung und einem Verbraucher oder zwischen einer der Elektroden und einer benachbarten
Energiespeichereinrichtung dient. Dazu ist der Stromableiter mit einer der Elektroden der Energiespeichereinrichtung elektrisch, vorzugsweise
stoffschlüssig verbunden. Vorzugsweise ist der Stromableiter zumindest mittelbar mit einem zu versorgenden Verbraucher verbunden. Der Stromableiter weist einen ersten Bereich auf, welcher sich in die Umgebung der
Energiespeichereinrichtung erstreckt. Der erste Bereich ist elektrisch zumindest mittelbar mit einem zu versorgenden Verbraucher oder einer zweiten, insbesondere benachbarten Energiespeichereinrichtung verbindbar, insbesondere über eine Anschlusseinrichtung, vorzugsweise über eine
Stromschiene, Stromband oder ein Anschlusskabel.
Unter einem Aufnahmeraum im Sinne der Erfindung ist ein Raum zu verstehen, welche insbesondere dazu dient, die Energiespeichereinrichtung wenigstens teilweise aufzunehmen. Vorzugsweise findet die Energiespeichereinrichtung im Wesentlichen vollständig Platz in diesem Aufnahmeraum. Besonders bevorzugt ist der Aufnahmeraum zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Aufnahme der Energiespeichereinrichtung ausgestaltet.
Unter einem Rahmenkörper im Sinne der Verbindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere dazu dient, den Aufnahmeraum, insbesondere gegenüber der Umgebung, zu begrenzen. Der Rahmenkörper ist zumindest bereichsweise an die Gestalt der Energiespeichereinrichtung angepasst. Bei in den Aufnahmeraum eingesetzter Energiespeichereinrichtung erstrecken sich einzelne Abschnitte des Rahmenkörpers entlang je einer Begrenzungsfläche der Energiespeichereinrichtung. Der Aufnahmeraum ist durch eine Ausnehmung des Rahmenkörpers gebildet. Der Rahmenkörper ist mit einem elektrisch
isolierenden Werkstoff ausgeführt. Vorzugsweise ist der Rahmenkörper mit einem, insbesondere aushärtbaren, Polymerwerkstoff ausgeführt, besonders bevorzugt mit einem Thermoplast oder Duroplast. Vorzugsweise ist der
Rahmenkörper wenigstens abschnittsweise fasergefüllt, insbesondere für erhöhte mechanische Stabilität, besonders bevorzugt mit Glasfasern,
Aramidfasern, Steinwolle und/oder Kohlefasern.
Unter einer elektrischen Verbindungseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zur Kontaktierung eines dieser Stromableiter ausgestaltet ist, welche insbesondere zur elektrischen Verbindung mit einer weiteren dieser Energiespeichereinrichtungen, insbesondere derselben Batterie, oder mit einem Verbraucher ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist die elektrische Verbindungseinrichtung mit einem Metall, besonders bevorzugt mit Aluminium, Kupfer, Eisen, Nickel oder einer Legierung mit einem dieser Metalle, ausgebildet. Vorzugsweise erstreckt sich die elektrische Verbindungseinrichtung, insbesondere durch den Rahmenkörper, von der in den Aufnahmeraum eingesetzten Energiespeichereinrichtung bis in die Umgebung. Vorzugsweise ist die elektrische Verbindungseinrichtung mit einem Metallblech, besonders bevorzugt als Blechpressteil, ausgebildet. Vorzugsweise ist die elektrische
Verbindungseinrichtung, insbesondere stoffschlüssig, verbindbar, vorzugsweise einstückig ausgebildet, mit dem Rahmenkörper.
Unter einer Messeinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zur Erfassung eines Parameters der
Energiespeichereinrichtung ausgestaltet ist. Die Messeinrichtung ist
vorzugsweise ausgestaltet, wenigstens zeitweise einen Messwert, welcher repräsentativ für diesen erfassten Parameter ist, bereit zu stellen. Vorzugsweise weist die Messeinrichtung wenigstens einen oder mehrere Messfühler bzw.
Sensoren auf, welcher jeweils zur Erfassung eines bestimmten Parameters der Energiespeichereinrichtung ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist die
Messeinrichtung bzw. deren Messfühler mit dem Rahmenkörper, insbesondere stoffschlüssig, verbindbar. Vorzugsweise ist die Messeinrichtung ausgestaltet, eigenständig, insbesondere periodisch, wenigstens einen dieser Parameter zu erfassen und einen zugehörigen Messwert zur Verfügung zu stellen.
Vorzugsweise kann die Messeinrichtung den erfassten Parameter bzw. den zugehörigen Messwert als proportionales elektrisches Signal, insbesondere als elektrische Spannung oder elektrischen Strom, zur Verfügung stellen.
Vorzugsweise kann die Messeinrichtung den erfassten Parameter bzw. den zugehörigen Messwert der ersten Kommunikationseinrichtung zur Verfügung stellen. Vorzugsweise ist die Messeinrichtung, insbesondere stoffschlüssig, verbindbar, vorzugsweise einstückig ausgebildet, mit dem Rahmenkörper.
Unter einem Parameter im Sinne der Erfindung ist ein Parameter insbesondere der Energiespeichereinrichtung zu verstehen, welcher insbesondere • einen Rückschluss auf das Vorliegen eines erwünschten bzw.
vorbestimmten Betriebszustands der Energiespeichereinrichtung gestattet, und/oder
• einen Rückschluss auf das Vorliegen eines ungeplanten bzw.
unerwünschten Betriebszustands der Energiespeichereinrichtung gestattet, und/oder
• durch einen Messfühler bzw. Sensor feststellbar ist, wobei der Messfühler zumindest zeitweise ein Signal zur Verfügung stellt, vorzugsweise eine elektrische Spannung oder einen elektrischen Strom, und/oder · von einer Steuereinrichtung, insbesondere einer
Batteriesteuereinrichtung, verarbeitbar ist, insbesondere mit einem Zielwert vergleichbar ist, insbesondere mit einem anderen erfassten Parameter verknüpfbar ist, und/oder
• Aufschluss über die Zellspannung, das ist die elektrische Spannung der Energiespeichereinrichtung, den Zellstrom, d.h. die Stromstärke des elektrischen Stroms in die Energiespeichereinrichtung oder aus der Energiespeichereinrichtung, eine Temperatur der
Energiespeichereinrichtung, den Innendruck der
Energiespeichereinrichtung, die Integrität der Energiespeichereinrichtung, das Freiwerden einer Substanz aus der Energiespeichereinrichtung, das Vorliegen einer Fremdsubstanz insbesondere aus der Umgebung der Energiespeichereinrichtung und/oder den Ladezustand ermöglicht, und/oder eine Überführung der Energiespeichereinrichtung in einen anderen Betriebszustand nahelegt. Unter einem unerwünschten Betriebszustand der Energiespeichereinrichtung im Sinne der Erfindung fallen: zu große oder zu geringe Temperatur der Energiespeichereinrichtung, zu großer Innendruck der Temperatureinrichtung, zu geringe oder zu große Zellspannung, zu großer Zellstrom, das Vorliegen eines Lecks der Energiespeichereinrichtung, wobei Elektrolyt austreten oder eine Substanz aus der Umgebung in die Energiespeichereinrichtung eindringen können, ein zu geringer oder zu hoher Ladezustand der
Energiespeichereinrichtung. Insbesondere ist ein unerwünschter
Betriebszustand dadurch charakterisiert, dass ein sicherer Betrieb der
Energiespeichereinrichtung, insbesondere ohne Gefährdung der
Energiespeichereinrichtung oder der Umgebung, nicht möglich erscheint. Unter einer ersten Kommunikationseinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zur Übermittlung eines dieser Parameter, eines dieser Messwerte, von Daten und/oder Signalen, insbesondere an eine übergeordnete Steuereinrichtung, ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist die erste Kommunikationseinrichtung ausgestaltet, einen Steuerbefehl von einer übergeordneten Steuereinrichtung entgegenzunehmen. Vorzugsweise ist die erste Kommunikationseinrichtung ausgestaltet, eines dieser elektrischen Signale von der Messeinrichtung entgegenzunehmen. Vorzugsweise ist die erste Kommunikationseinrichtung, insbesondere stoffschlüssig, verbindbar, vorzugsweise einstückig ausgebildet, mit dem Rahmenkörper. Als Funktionseinrichtung im Sinne der Erfindung, welche der ordentlichen Funktion bzw. dem bestimmungsgemäßen Gebrauch einer dieser
Energiespeichereinrichtungen dienen, gelten: diese elektrischen
Verbindungseinrichtungen, diese Messeinrichtung, deren Messfühler, diese erste Kommunikationseinrichtung, diese später erläuterte
Strombegrenzungseinrichtung, diese später erläuterte Zellsteuereinrichtung, diese später erläuterten Anschlusselemente, diese später erläuterte erste Befestigungseinrichtung, diese später erläuterte zweite Befestigungseinrichtung. Einige dieser Funktionseinrichtung sind während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Energiespeichereinrichtung mit Energie zu versorgen. Nachfolgend werden zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Rahmenkörper mit einer im Wesentlichen quaderförmigen Ausnehmung ausgebildet, insbesondere bei Wesentlichen quaderförmiger Energiespeichereinrichtung. Alternativ ist der Rahmenkörper mit einer im Wesentlichen zylindrischen Ausnehmung ausgebildet, insbesondere bei Wesentlichen zylindrischer
Energiespeichereinrichtung. Diese bevorzugten Ausgestaltungen bieten den Vorteil, dass eine im Wesentlichen formschlüssige Aufnahme der
Energiespeichereinrichtung möglich ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Rahmen eine, zwei oder mehrere erste Befestigungseinrichtungen auf, welche zur mechanischen Verbindung des Rahmenkörpers, insbesondere mit einem weiteren dieser Rahmen, ausgestaltet ist. Unter einer ersten Befestigungseinrichtung Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zum mechanischen Verbinden des Rahmenkörpers, insbesondere mit einem weiteren dieser Rahmen, insbesondere mit einer Rahmenhalteeinrichtung einer übergeordneten Batterie, ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist die erste
Befestigungseinrichtung als Durchgangsbohrung, Schwalbenschwanzführung, Nut oder Feder, Haken oder Öse, mit einem insbesondere federbelasteten Clip, mit einer Rasteinrichtung oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise findet die erste Befestigungseinrichtung ein Gegenstück in einem weiteren, insbesondere benachbarten, dieser Rahmen. Vorzugsweise ist die erste
Befestigungseinrichtung, insbesondere stoffschlüssig, mit dem Rahmenkörper verbindbar. Vorzugsweise weist die erste Befestigungseinrichtung denselben Werkstoff wie der Rahmenkörper auf.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die erste
Kommunikationseinrichtung zur kapazitiven Signalübertragung ausgestaltet. Dazu weist die erste Kommunikationseinrichtung eine oder mehrere elektrisch aufladbare Kondensatorflächen auf. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Kondensatorfläche, insbesondere stoffschlüssig, mit dem Rahmenkörper verbindbar. Vorzugsweise ist die erste Kommunikationseinrichtung,
insbesondere mittels dieser Kondensatorfläche, zum Austausch von Daten und/oder Signalen mit einem Informationsbus der übergeordneten Batterie ausgestaltet. Vorzugsweise weist die erste Kommunikationseinrichtung zwei dieser Kondensatorflächen auf und ist zur kapazitiven, differentiellen
Signalübertragung mittels dieser beiden Kondensatorflächen ausgestaltet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass eine Signalübertragung mit weniger Übertragungsfehlern einhergehen kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Rahmenkörper mit einem oder mehreren Rahmenelementen ausgestaltet, welche sich jeweils entlang einer Elementlängsachse erstrecken. Vorzugsweise entspricht wenigstens eine der Abmessungen eines dieser Rahmenelemente im Wesentlichen einer der Abmessungen der Energiespeichereinrichtung. Vorzugsweise sind wenigstens zwei dieser Rahmenelemente miteinander, insbesondere stoffschlüssig, verbindbar, wobei besonders bevorzugt deren Elementlängsachsen zueinander im Winkel von im Wesentlichen 90° stehen. Vorzugsweise weisen eines oder mehrere dieser Rahmenelemente einen im Wesentlichen rechteckigen, dreieckigen, elliptischen oder kreisförmigen Querschnitt auf.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung weist der Rahmenkörper drei dieser Rahmenelemente auf. Die Elementlängsachsen des ersten und zweiten Rahmenelements sind zueinander im Wesentlichen parallel und gemeinsam im Wesentlichen senkrecht zu Elementlängsachse des dritten Rahmenelements ausgerichtet. Das erste und das zweite Rahmenelemente sind voneinander durch das dritte Rahmenelement beabstandet, so dass zwischen dem ersten und dem zweiten Rahmenelement einer Raum, das ist der Aufnahmeraum, bleibt. So begrenzen diese Rahmenelemente den Aufnahmeraum.
Vorzugsweise ist das erste oder dritte Rahmenelement ausgestaltet, die elektrischen Verbindungseinrichtungen zu halten. Vorzugsweise ist wenigstens eines dieser Rahmenelemente ausgestaltet, eine oder mehrere dieser ersten Befestigungseinrichtungen zu halten. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass das Einsetzen der Energiespeichereinrichtung in den
Aufnahmeraum vereinfacht ist. Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung weist der Rahmenkörper vier dieser Rahmenelemente auf. Die Elementlängsachsen bilden ein, insbesondere rechtwinkliges, Viereck. So begrenzen diese Rahmenelemente den
Aufnahmeraum, welcher zwischen den Rahmenelementen angeordnet ist.
Vorzugsweise ist eines der Rahmenelemente ausgestaltet, die elektrischen Verbindungseinrichtungen zu halten. Vorzugsweise ist wenigstens eines dieser Rahmenelemente ausgestaltet, eine oder mehrere dieser ersten
Befestigungseinrichtungen zu halten. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der Schutz der Energiespeichereinrichtung durch den
Rahmenkörper verbessert ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die elektrische
Verbindungseinrichtung mit dem Rahmenkörper, insbesondere stoffschlüssig, verbindbar. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die mechanische Stabilität des Rahmens verbessert ist. Diese bevorzugte
Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Kontaktierung der
Energiespeichereinrichtung verbessert ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die elektrische
Verbindungseinrichtung ein, insbesondere federbelastetes, Anschlusselement für einen dieser Stromableiter auf. Vorzugsweise ist dieses Anschlusselemente als, insbesondere federnde, Klemme ausgebildet. Diese bevorzugte
Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Kontaktierung der
Energiespeichereinrichtung verbessert ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die elektrische
Verbindungseinrichtung eine Strombegrenzungseinrichtung zur Begrenzung des Austauschs elektrischer Ladung mit der Energiespeichereinrichtung auf. Dazu ist die Strombegrenzungseinrichtung ansteuerbar, insbesondere durch eine übergeordnete Steuereinrichtung, insbesondere durch eine
Batteriesteuereinrichtung, insbesondere mittels der ersten
Kommunikationseinrichtung. Vorzugsweise ist die Strombegrenzungseinrichtung zur bedarfsabhängigen, insbesondere temperaturabhängigen, Verringerung des Zellstroms ausgestaltet. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass, eine möglichst gleichmäßige Entladung der Energiespeichereinrichtungen derselben Batterie ermöglicht ist. Vorzugsweise ist die
Strombegrenzungseinrichtung als steuerbarer Schalter zur Unterbrechung des Zellstroms ausgestaltet. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die mit der elektrischen Verbindungseinrichtung verbundene
Energiespeichereinrichtung, insbesondere bei einem unerwünschten
Betriebszustand, mittels der Strombegrenzungseinrichtung isoliert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Messeinrichtung mit einem Spannungsfühler zur Erfassung der Spannung, insbesondere der
Klemmenspannung, der Energiespeichereinrichtung. Vorzugsweise ist der Spannungsfühler bzw. die Messeinrichtung mit den Stromableitern der
Energiespeichereinrichtung elektrisch verbindbar. Vorzugsweise ist der
Spannungsfühler bzw. die Messeinrichtung mit der elektrischen
Verbindungseinrichtung, besonders bevorzugt mit deren Anschlusselement, elektrisch verbindbar. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil einer verbesserten Steuerung der Energiespeichereinrichtung. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil eines sicheren Betriebs der
Energiespeichereinrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Messeinrichtung mit einem Temperaturfühler zur Erfassung einer Temperatur der
Energiespeichereinrichtung ausgestaltet. Vorzugsweise ist der Temperaturfühler bzw. die Messeinrichtung mit einer Mantelfläche und/oder mit einem der Stromableiter der Energiespeichereinrichtung wärmeleitend verbindbar.
Vorzugsweise ist der Temperaturfühler mit einem der Rahmenelemente, insbesondere stoffschlüssig, derart verbindbar, dass der Temperaturfühler mit einer Mantelfläche und/oder mit einem der Stromableiter bei in den
Aufnahmeraum eingelegter Energiespeichereinrichtung in wärmeleitende Berührungen gelangt. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil einer verbesserten Steuerung der Energiespeichereinrichtung. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil eines sicheren Betriebs der
Energiespeichereinrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Rahmen eine Kennung auf, wobei die Kennung der Identifikation bzw. Adressierung des Rahmens bzw. der dem Rahmen zugehörigen Energiespeichereinrichtung dient. Vorzugsweise ist die Kennung, insbesondere gemeinsam mit einem dieser Parameter, insbesondere gemeinsam mit einem dieser Messwerte, mittels der ersten
Kommunikationseinrichtung übertragbar. Vorzugsweise ist die Kennung in der ersten Kommunikationseinrichtung, der Messeinrichtung oder der später erläuterten Zellsteuereinrichtung hinterlegt. Vorzugsweise ist die erste
Kommunikationseinrichtung ausgestaltet, empfangene Signale nur dann Messeinrichtung bzw. der später erläuterten Zellsteuereinrichtung zur Verfügung zu stellen, wenn gemeinsam mit diesen empfangenen Signalen auch diese Kennung empfangen wurde, insbesondere wenn die erste
Kommunikationseinrichtung mit einem später erläuterten Informationsbus signalverbunden ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil einer verbesserten Steuerung der Energiespeichereinrichtung. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil eines sicheren Betriebs der
Energiespeichereinrichtung. Diese bevorzugte Weiterbildung ermöglicht die Ausrüstung der übergeordneten Batterie mit dem später erläuterten
Informationsbus. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Rahmen eine zweite
Befestigungseinrichtung auf, welche ausgestaltet ist, die
Energiespeichereinrichtung im Aufnahmeraum lösbar zu befestigen, welche mit dem Rahmenkörper verbindbar ist. Vorzugsweise werden gemeinsam mit der zweiten Befestigungseinrichtung eine oder zwei dieser elektrischen
Verbindungseinrichtungen bzw. eines oder zwei dieser Anschlusselemente geöffnet oder geschlossen. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die Befestigung der Energiespeichereinrichtung im Aufnahmeraum verbessert ist. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass der Austausch der Energiespeichereinrichtung vereinfacht ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Rahmens sind mit dem
Rahmenkörper, insbesondere kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig, verbunden: eine oder mehrere dieser ersten Befestigungseinrichtungen, zwei dieser elektrischen Verbindungseinrichtungen, diese Messeinrichtung, die erste
Kommunikationseinrichtung, insbesondere einer dieser Spannungsfühler, insbesondere einer dieser Temperaturfühler, insbesondere eine oder zwei dieser Kondensatorflächen, insbesondere die später dargelegte Zellsteuereinrichtung. Diese bevorzuge Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die genannten Einrichtungen und Fühler mechanisch stabiler mit dem Rahmenkörper verbunden werden können.
Eine Batteriezelle weist bevorzugt einen dieser zuvor beschriebenen Rahmen und eine dieser Energiespeichereinrichtungen auf. Die
Energiespeichereinrichtung ist während der Versorgung eines Verbrauchers in dem Aufnahmeraum aufgenommen und die Stromableiter unterschiedlicher Polarität sind mit verschiedenen dieser elektrischen Verbindungseinrichtungen, insbesondere elektrisch und mechanisch, verbunden. Zwei dieser elektrischen Verbindungseinrichtungen erstrecken sich wenigstens teilweise aus dem
Rahmenkörper in die Umgebung des Rahmens, insbesondere zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher oder zu elektrischen Verschattung mit wenigstens einer weiteren dieser Batteriezellen. Vorzugsweise ist die Energiespeichereinrichtung mittels der zweiten Befestigungseinrichtung im Rahmen bzw. im Aufnahmeraum gehalten. Diese bevorzugte Ausgestaltung einer Batteriezelle bietet den Vorteil, dass der Wechsel der, insbesondere gealterten, Energiespeichereinrichtung, vereinfacht ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung einer Batteriezelle bietet den Vorteil, dass, bei Ausbildung des Rahmens mit einigen der vorgenannten Funktionseinrichtungen, die
Energiespeichereinrichtung selbst technisch einfacher ausgebildet und kostengünstiger hergestellt werden kann.
Vorzugsweise weist die Batteriezelle eine Zellsteuereinrichtung auf, welche insbesondere dazu dient, Funktionen der Messeinrichtung, der ersten
Kommunikationseinrichtung und/oder der Energiespeichereinrichtung zu steuern. Vorzugsweise sind die Zellsteuereinrichtung und die Messeinrichtung einstückig ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Zellsteuereinrichtung, insbesondere stoffschlüssig, mit dem Rahmenkörper verbindbar. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass eine übergeordnete
Steuereinrichtung, insbesondere Batteriesteuereinrichtung, entlastet werden kann.
Vorzugsweise sind wenigstens zeitweise einige der vorgenannten
Funktionseinrichtungen, insbesondere die Messeinrichtung, deren Messfühler, die erste Kommunikationseinrichtung, die erste Kommunikationseinrichtung, die Zellsteuereinrichtung, die Strombegrenzungseinrichtung, aus der
Energiespeichereinrichtung mit Energie versorgbar. Diese bevorzugte
Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die auf eine separate Energieversorgung der Energiespeichereinrichtung verzichtet werden kann. Vorzugsweise weist die Energiespeichereinrichtung eine Ladekapazität von mindestens 3 Amperestunden [Ah] auf, weiter bevorzugt von mindestens 5 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 10 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 20 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 50 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 100 Ah, weiter bevorzugt von mindestens 200 Ah, weiter bevorzugt von höchstens 500 Ah. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Betriebsdauer des von der Energiespeichereinrichtung versorgten Verbrauchers.
Vorzugsweise kann der Energiespeichereinrichtung zumindest zeitweise, vorzugsweise während zumindest einer Stunde, ein Strom von mindestens 50 A entnommen werden, weiter bevorzugt von mindestens 100 A, weiter bevorzugt von mindestens 200 A, weiter bevorzugt von mindestens 500 A, weiter bevorzugt von höchstens 1000 A. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Leistungsfähigkeit des von der Energiespeichereinrichtung versorgten Verbrauchers. Vorzugsweise kann die Energiespeichereinrichtung zumindest zeitweise eine Spannung, insbesondere eine Klemmenspannung von mindestens 1 ,2 V bereitstellen, weiter bevorzugt von mindestens 1 ,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 2 V, weiter bevorzugt von mindestens 2,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 3 V, weiter bevorzugt von mindestens 3,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 4 V, weiter bevorzugt von mindestens 4,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 5 V, weiter bevorzugt von mindestens 5,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 6 V, weiter bevorzugt von mindestens 6,5 V, weiter bevorzugt von mindestens 7 V, weiter bevorzugt von höchstens 7,5 V. Besonders bevorzugt weist die Energiespeichereinrichtung Lithium und/oder Lithiumionen auf. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Energiedichte der
Energiespeichereinrichtung.
Vorzugsweise kann die Energiespeichereinrichtung zumindest zeitweise, insbesondere während zumindest einer Stunde bei einer Umgebungstemperatur zwischen -40 °C und 100 °C betrieben werden, weiter bevorzugt zwischen -20 °C und 80 °C, weiter bevorzugt zwischen -10 °C und 60 °C, weiter bevorzugt zwischen 0 °C und 40 °C. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer möglichst uneingeschränkten Aufstellung bzw. Verwendung der
Energiespeichereinrichtung zur Versorgung eines Verbrauchers, insbesondere eines Kraftfahrzeugs oder einer stationären Anlage bzw. Maschine. Vorzugsweise weist die Energiespeichereinrichtung eine gravimetrische
Energiedichte von mindestens 50 Wh/kg, weiter bevorzugt von mindestens 100 Wh/kg, weiter bevorzugt von mindestens 200 Wh/kg, weiter bevorzugt von weniger als 500 Wh/kg auf. Vorzugsweise weist die Elektrodenbaugruppe Lithium-Ionen auf. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Energiedichte der Energiespeichereinrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Energiespeichereinrichtung zum Einbau in ein Fahrzeug mit zumindest einem Elektromotor vorgesehen. Vorzugsweise ist die Energiespeichereinrichtung zur Versorgung dieses
Elektromotors vorgesehen. Besonders bevorzugt ist die
Energiespeichereinrichtung vorgesehen, zumindest zeitweise einen Elektromotor eines Antriebsstrangs eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs zu versorgen. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Versorgung des
Elektromotors. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die
Energiespeichereinrichtung zum Einsatz in einer stationären Batterie
vorgesehen, insbesondere in einem Pufferspeicher, als Gerätebatterie,
Industriebatterie oder Starterbatterie. Vorzugsweise beträgt die Ladekapazität der Energiespeichereinrichtung für diese Anwendungen mindestens 3 Ah, besonders bevorzugt mindestens 10 Ah. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einer verbesserten Versorgung eines stationären Verbrauchers, insbesondere eines stationär montierten Elektromotors.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Energiespeichereinrichtung mit einem Elektrodenwickel ausgebildet. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil einfacherer Herstellbarkeit insbesondere dadurch, dass bandförmige Elektroden verarbeitet werden können. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Nennladekapazität, beispielsweise in Amperestunden [Ah] oder Wattstunden [Wh], seltener in Coulomb [C] angegeben, auf einfache Weise durch weitere Wicklungen erhöht werden kann. Vorzugsweise ist die Energiespeichereinrichtung mit einem Elektrodenflachwickel ausgebildet. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, dass dieser raumsparend neben einem weiteren Elektrodenflachwickel insbesondere innerhalb einer Batterie
angeordnet werden kann. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die
Energiespeichereinrichtung mit einem im Wesentlichen quaderförmigen
Elektrodenstapel ausgebildet. Der Elektrodenstapel weist eine vorbestimmte Abfolge von Stapelblättern auf, wobei je zwei Elektrodenblätter unterschiedlicher Polarität von einem Separatorblatt getrennt sind. Diese Ausgestaltung der Energiespeichereinrichtung bietet den Vorteil, dass die Nennladekapazität, beispielsweise in Amperestunden [Ah] oder Wattstunden [Wh], seltener in Coulomb [C] angegeben, auf einfache Weise durch Hinzufügen weiterer Elektrodenblätter erhöht werden kann. Besonders bevorzugt sind zumindest zwei Separatorblätter miteinander verbunden und umschließen eine
begrenzende Kante eines Elektrodenblattes. Eine derartige
Energiespeichereinrichtung mit einem einzelnen, insbesondere
mäanderförmigen Separator ist in der WO 201 1/020545 beschrieben. Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, dass einem parasitären Strom, ausgehend von dieser begrenzenden Kante zu einem Elektrodenblatt anderer Polarität, begegnet ist.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform besteht der zumindest eine Separator, welcher nicht oder nur schlecht elektronenleitend ist, aus einem zumindest teilweise stoffdurchlässigen Träger. Der Träger ist vorzugsweise auf mindestens einer Seite mit einem anorganischen Material beschichtet. Als wenigstens teilweise stoffdurchlässiger Träger wird vorzugsweise ein
organisches Material verwendet, welches vorzugsweise als nicht verwebtes Vlies ausgestaltet ist. Das organische Material, welches vorzugsweise ein Polymer und besonders bevorzugt ein Polyethylenterephthalat (PET) enthält, ist mit einem anorganischen, vorzugsweise ionenleitenden Material beschichtet, welches weiter vorzugsweise in einem Temperaturbereich von - 40°C bis 200°C ionenleitend ist. Das anorganische Material enthält bevorzugt wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Phosphate, Sulfate, Titanate, Silikate, Aluminosilikate mit wenigstens einem der Elemente Zr, AI, Li, besonders bevorzugt Zirkonoxid. Insbesondere Zirkonoxid dient der Stoffintegrität,
Nanoporosität und Flexibilität des Separators. Bevorzugt weist das
anorganische, ionenleitende Material Partikel mit einem größten Durchmesser unter 100 nm auf. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Beständigkeit der Elektrodenbaugruppe bei Temperaturen oberhalb 100°C verbessert ist. Ein solcher Separator wird beispielsweise unter dem Handelsnamen "Separion" von der Evonik AG in Deutschland vertrieben.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform besteht der zumindest eine Separator, welcher nicht oder nur schlecht elektronenleitend, für Ionen aber leitfähig ist, zumindest überwiegend bzw. vollständig aus einer Keramik, vorzugsweise aus einer Oxidkeramik. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Beständigkeit der Elektrodenbaugruppe bei Temperaturen oberhalb 100°C verbessert ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Stromableiters ist der erste Bereich als Metallplatte oder als Platte mit einer elektrisch leitfähigen, insbesondere metallischen, Beschichtung ausgebildet. Vorzugsweise ist der Stromableiter als Blechpressteil ausgebildet. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass eine im Wesentlichen ebene Fläche zur einfachen elektrischen Verbindung mit einer Anschlusseinrichtung vorliegt. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der Stromableiter zur Verbindung mit der elektrischen Verbindungseinrichtung mechanisch stabiler ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil geringer Herstellkosten. Diese Ausgestaltung bietet den weiteren Vorteil, dass das der Stromableiter mechanisch ausreichend stabil zur Verbindung mit einer der elektrischen Verbindungseinrichtungen, beispielsweise Stromschiene, Stromband oder Stromkabel, ausgebildet ist. Eine bevorzugte Batterie, insbesondere zur Versorgung eines Verbrauchers, weist wenigstens auf:
• zwei der vorgenannten Batteriezellen, eine Batteriesteuereinrichtung, ausgestaltet, den Betrieb, insbesondere ein Ladevorgang und/oder einen Entladevorgang, wenigstens einer der Energiespeichereinrichtung zu steuern, eine zweite Kommunikationseinrichtung, ausgestaltet zur Kommunikation mit der ersten Kommunikationseinrichtung, eine Rahmenhalteeinrichtung, ausgestaltet zum Halten eines oder mehrerer dieser Rahmen bzw. Rahmenkörper, eine Versorgungseinrichtung, ausgestaltet zur elektrischen Verbindung mit wenigstens einer dieser elektrischen Verbindungseinrichtungen, insbesondere ausgestaltet zum verschalteten der Batteriezellen, insbesondere in Reihe und/oder parallel, · zwei Batterieanschlüsse, ausgestaltet zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher und/oder mit der Verschaltungseinrichtung.
Vorzugsweise weist die Batterie einen Informationsbus auf, welcher
insbesondere dem Austausch von Signalen mit einem oder mehreren dieser ersten Kommunikationseinrichtungen dient, insbesondere zur Übertragung wenigstens eines dieser Parameter, Messwerte und/oder Daten. Vorzugsweise weist der Informationsbus wenigstens eine Einrichtung zur Wechselwirkung mit einer oder mehreren dieser Kondensatorflächen auf. Vorzugsweise ist der Informationsbus mit der zweiten Kommunikationseinrichtung signalverbunden. Diese bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der Aufbau der Batterie vereinfacht ist.
Diese bevorzugte Ausgestaltung einer Batterie bietet den Vorteil, dass der Wechsel einer, insbesondere gealterten, Energiespeichereinrichtung vereinfacht ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung einer Batterie bietet den Vorteil, dass, bei Ausbildung des Rahmens mit einigen der vorgenannten Funktionseinrichtungen, die Energiespeichereinrichtungen selbst technisch einfacher ausgebildet und kostengünstiger hergestellt werden können. Diese bevorzugte Ausgestaltung einer Batterie bietet den Vorteil, dass deren fortgesetzter Betrieb wirtschaftlicher sein kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind die elektrischen
Verbindungseinrichtungen mittels der Verschaltungseinrichtung in Reihe geschaltet. Diese bevorzugte Weiterbildung bietet den Vorteil, dass die eine größere Spannung zur Verfügung gestellt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Verschaltungseinrichtung mit den Batterieanschlüssen elektrisch verbunden, sodass insbesondere die
Summenspannung der Energiespeichereinrichtungen an den
Batterieanschlüssen abgreifbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Batteriesteuereinrichtung eine Datenspeichereinrichtung zugeordnet. Diese Datenspeichereinrichtung dient zum Abspeichern von Parametern, Messwerten, Daten, Solldaten,
Verknüpfungsergebnissen insbesondere aus dem Vergleich von Messdaten mit Solldaten, Betriebsvorschriften etc.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines dieser Rahmen weist die Schritte auf: S1 Bereitstellen einer oder zwei dieser elektrischen
Verbindungseinrichtungen in einem Formgebungswerkzeug,
S2 Bereitstellen wenigstens einer dieser ersten Befestigungseinrichtungen, Messeinrichtungen, ersten Kommunikationseinrichtungen und/oder zweiten Verbindungseinrichtungen, vorzugsweise einer dieser
Zellsteuereinrichtungen, vorzugsweise einer dieser zweiten
Befestigungseinrichtungen in dem Formgebungswerkzeug, insbesondere vor Schritt S3,
S3 Zuführen eines, insbesondere aushärtbaren Polymerwerkstoffs in das Formgebungswerkzeug, insbesondere Umspritzen wenigstens einer dieser elektrischen Verbindungseinrichtung, einer dieser ersten
Befestigungseinrichtungen, einer dieser Messeinrichtungen, einer dieser ersten Kommunikationseinrichtungen und/oder einer dieser zweiten Befestigungseinrichtungen, worauf insbesondere die Rahmenkörper gebildet ist, insbesondere nach den Schritten S1 und S2.
Vorzugsweise während Schritt S4, insbesondere nach Schritt S3, wird der aushärtbare Polymerwerkstoff zur Aushärtung veranlasst, insbesondere unter Zufuhr von Wärmeenergie, worauf insbesondere der Rahmenkörper gebildet ist.
Vorzugsweise ist der Polymerwerkstoff als Thermoplast oder Duroplast ausgebildet. Vorzugsweise ist der Polymerwerkstoff fasergefüllt, besonders bevorzugt mit Glasfasern, Aramidfasern, Steinwolle und/oder Kohlefasern.
Dieser bevorzugte Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die mechanische Stabilität des Rahmens bzw. Rahmenkörpers verbessert ist.
Mit der vorgenannten Abfolge von Schritten kann eine, insbesondere
stoffschlüssige, Verbindung des Rahmenkörpers mit einigen dieser
Funktionseinrichtungen erreicht werden. Dieses bevorzugte Verfahren bietet den Vorteil, dass die Beständigkeit bzw. die mechanische Stabilität des Rahmens verbessert ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch eine bevorzugte Weiterbildung des Rahmens sowie eine Energiespeichereinrichtung,
Fig. 2 schematisch einige Einrichtungen des Rahmens gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung, ohne den Rahmenkörper. Fig.1 zeigt schematisch eine bevorzugte Weiterbildung des Rahmens 1 sowie eine Energiespeichereinrichtung 2, welche in den Aufnahmeraum 4 des
Rahmens 1 bzw. des Rahmenkörpers 5 eingelegt ist.
Der Rahmenkörper 5 ist durchsichtig dargestellt, damit die Messeinrichtung 9, elektrischen Verbindungseinrichtungen 6, die Messfühler 12, 13 und die erste Kommunikationseinrichtung 18 sowie deren Anordnung bezüglich der
Energiespeichereinrichtung 2 leicht erkennbar sind.
Der Rahmenkörper 5 weist vier Rahmenelemente 10, 10a auf und ist mit einem Polymerwerkstoff ausgebildet. Der Umriss des Rahmenkörpers 5 entspricht im Wesentlichen einem Rechteck. Die Dicke des Rahmenkörpers 5 entspricht im Wesentlichen der Dicke der Energiespeichereinrichtung 2.
Der Rahmenkörper 5 weist mehrere erste Befestigungseinrichtungen 6, 6a, exemplarisch ausgebildet als Haken 6 zum Einhängen beispielsweise in eine Nut, exemplarisch ausgebildet als Durchgangsloch 6a, durch welche eine Spanneinrichtung geführt werden kann. Mittels dieser ersten Befestigungseinrichtungen 6, 6a kann der Rahmenkörper 5 von einer nicht dargestellten Rahmenhalteeinrichtung gehalten werden.
Der Rahmenkörper 5 weist zwei dieser elektrischen Verbindungseinrichtungen 7, 7a unterschiedlicher Polarität auf, welche sich abschnittsweise aus dem
Rahmenkörper 5 in die Umgebung erstrecken. Die elektrischen
Verbindungseinrichtungen 7, 7a weisen je eines dieser Anschlusselemente 1 1 , 1 1 a auf. Die Anschlusselemente 1 1 , 1 1 a sind als federbelastete
Anschlussklemmen ausgebildet, in welcher die Stromableiter 3, 3a gesteckt werden können. Die Energiespeichereinrichtung 2 weist zwei dieser Stromableiter 3, 3a auf, welche in die Anschlusselemente 11 , 11 a eingeführt und mit diesen
Anschlusselementen 1 1 , 1 1 a sowohl mechanisch als auch elektrisch verbunden sind. So kann an den Abschnitten der Verbindungseinrichtungen 7, 7a, welche sich in die Umgebung des Rahmens 1 erstrecken, die elektrische Spannung der Energiespeichereinrichtung 2 anliegen.
Innerhalb des Rahmenkörpers 5 sind die Messeinrichtung 9 sowie deren
Spannungsfühler 12 und deren Temperaturfühler 13 mit ihren Zuleitungen angeordnet. Die Spannungsfühler 12 und der Temperaturfühler 13 sind so angeordnet, dass die Spannung der in den Aufnahmeraum 4 eingesetzten Energiespeichereinrichtung 2 sowie deren Oberflächentemperatur gemessen werden können. Die Messeinrichtung 9 ist ausgestaltet, Messwerte der ersten Kommunikationseinrichtung 18 zur Verfügung zu stellen.
Die erste Kommunikationseinrichtung 18 ist ausgestaltet, mit einer
übergeordneten Steuerung, insbesondere mittels eines nicht dargestellten Informationsbus, zeitweise Signale auszutauschen. Die erste
Kommunikationseinrichtung 18 ist mit einer aufladbaren Kondensatorfläche 24 ausgebildet, welche im Wesentlichen in einer Oberfläche der Rahmenkörpers 5 angeordnet ist.
Der Rahmenkörper 5 hält stoffschlüssig mit einem seiner Rahmenelemente: die Messeinrichtung 9, die erste Kommunikationseinrichtung 18, mehrere erste Befestigungseinrichtungen 6, 6a, zwei elektrischen Verbindungseinrichtungen 7, 7a, den Spannungsfühler 12, den Temperaturfühler 13. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass diese Einrichtungen bzw. Fühler im Wesentlichen unverrückbar bezüglich des Rahmens 1 gehalten sind. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die genannten Einrichtungen bzw. Fühler durch den Rahmenkörper 5 geschützt sind. Die in den Aufnahmeraum 4 einzusetzende
Energiespeichereinrichtung 2 kann vorteilhaft ohne die genannten Einrichtungen bzw. Fühler ausgebildet sein.
Es ist nicht dargestellt, dass die zweite Befestigungseinrichtung mit einem der Rahmenelemente verbunden ist und der sichereren Befestigung der
Energiespeichereinrichtung 2 im Aufnahmeraum 4 bzw. innerhalb des
Rahmenkörpers dient.
Figur 2 zeigt schematisch einige Einrichtungen des Rahmens 1 gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, ohne den Rahmenkörper. Nachfolgend sind Unterschiede gegenüber der bevorzugten Weiterbildung gemäß Figur 1 dargelegt.
Bei dieser bevorzugten Weiterbildung ist die Messeinrichtung 9 einstückig mit der Zellsteuereinrichtung 25 ausgebildet. Die elektrische Verbindungseinrichtung 7a weist eine steuerbare Strombegrenzungseinrichtung 26, hier ausgebildet als Schalter, auf. Dieser Schalter 26 ist ausgebildet und angeordnet, das
Anschlusselement 1 1 a bzw. den eingesetzten Stromableiter (nicht dargestellt) gegenüber der Verschaltungseinrichtung (nicht dargestellt) der übergeordneten Batterie (nicht dargestellt) elektrisch zu isolieren, insbesondere auf
Veranlassung durch die Zellsteuereinrichtung 25.
Bei dieser bevorzugten Weiterbildung ist die erste Kommunikationseinrichtung 18 mit zwei aufladbaren Kondensatorflächen 24, 24a ausgebildet. Mit dieser Ausbildung kann die Signalübertragung verbessert werden, wobei weniger Übertragungsfehler auftreten sollen.
Bezugszeichen
1 Rahmen
2, 2a Energiespeichereinrichtung
3, 3a Stromableiter
4 Aufnahmeraum
5 Rahmenkörper
6, 6a erste Befestigungseinrichtung
7, 7a elektrische Verbindungseinrichtung 8 Verbraucher
9 Messeinrichtung
10, 10a Rahmenelement
11 , 11 a Anschlusselement
12 Spannungsfühler
13 Temperaturfühler
14 zweite Befestigungseinrichtung
15, 15a Batteriezelle
16 Batterie
17 Batteriesteuereinrichtung
18 erste Kommunikationseinrichtung 19 zweite Kommunikationseinrichtung 20 Rahmenhalteeinrichtung
21 Verschaltungseinrichtung 22, 22a Batterieanschluss
23 Informationsbus
24 Kondensatorfläche
25 Zellsteuereinrichtung
26 Strombegrenzungseinrichtung V elektrische Spannung
T Temperatur

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Rahmen (1 ) für eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung (2), welche zwei Stromableiter (3, 3a) unterschiedlicher Polarität aufweist, wobei die Stromableiter (3, 3a) zum Austausch elektrischer Ladung mit der Energiespeichereinrichtung (2) ausgestaltet sind, und wobei der Rahmen (1 ) wenigstens aufweist:
- einen Aufnahmeraum (4), ausgestaltet zur wenigstens teilweisen Aufnahme der Energiespeichereinrichtung (2),
- einen Rahmenkörper (5), ausgestaltet zur Begrenzung des
Aufnahmeraums (4) gegenüber der Umgebung,
- eine elektrische Verbindungseinrichtung (7, 7a), ausgestaltet zur Kontaktierung eines dieser Stromableiter (3, 3a), ausgestaltet zur elektrischen Verbindung mit einer weiteren dieser
Energiespeichereinrichtungen (2a) oder mit einem Verbraucher (8),
- eine Messeinrichtung (9), ausgestaltet zur Erfassung wenigstens eines Parameters der Energiespeichereinrichtung (2), wobei wenigstens einer dieser Parameter einen Rückschluss auf einen, insbesondere
unerwünschten, Betriebszustand der Energiespeichereinrichtung (2) ermöglicht,
- eine, insbesondere kapazitive, erste Kommunikationseinrichtung (18), ausgestaltet zur Übermittlung von wenigstens einem dieser Parameter und/oder von weiteren Daten und/oder Signalen, insbesondere an eine übergeordnete Steuereinrichtung,
- vorzugsweise eine erste Befestigungseinrichtung (6, 6a), ausgestaltet zur mechanischen Verbindung des Rahmenkörpers (5), insbesondere mit einem weiteren dieser Rahmen (1 ),
wobei vorzugsweise wenigstens eine dieser elektrischen
Verbindungseinrichtungen (7, 7a), diese Messeinrichtung (9) und/oder dieser ersten Kommunikationseinrichtung (18) mit dem Rahmenkörper (5), insbesondere stoffschlüssig, verbindbar sind, insbesondere einstückig ausgebildet sind.
Rahmen (1 ) gemäß Anspruch 1 , wobei der Rahmenkörper (5) mit einem oder mehreren Rahmenelementen (10, 10a) ausgestaltet ist, welche sich je entlang einer Elementlängsachse erstrecken, wobei insbesondere wenigstens zwei dieser Rahmenelemente (10, 10a) miteinander verbindbar sind.
Rahmen (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrische Verbindungseinrichtung (7, 7a)
- mit dem Rahmenkörper (5), insbesondere stoffschlüssig, verbindbar ist,
- ein, insbesondere federbelastetes, Anschlusselement (1 1 , 1 1a) für einen dieser Stromableiter (3, 3a) aufweist,
- vorzugsweise eine Strombegrenzungseinrichtung (26) zur Begrenzung des Austausche elektrischer Ladung mit der Energiespeichereinrichtung (2) aufweist.
Rahmen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messeinrichtung (9) mit einem Spannungsfühler (12) zur Erfassung der Spannung, insbesondere der Klemmenspannung, der
Energiespeichereinrichtung (2) und/oder mit einem Temperaturfühler (13) zur Erfassung einer Temperatur der Energiespeichereinrichtung (2) ausgestaltet ist.
Rahmen (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher eine Kennung aufweist, wobei die Kennung der Identifikation bzw.
Adressierung des Rahmens (1 ) bzw. der Energiespeichereinrichtung (2) dient, wobei insbesondere die Kennung, insbesondere gemeinsam mit einem dieser Parameter, mittels der ersten Kommunikationseinrichtung (18) übertragbar ist. Rahmen (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer zweiten Befestigungseinrichtung (14), welche ausgestaltet ist, die Energiespeichereinrichtung (2) im Aufnahmeraum (4) zu befestigen, welche mit dem Rahmenkörper (5) verbindbar ist.
Batteriezelle (15, 15a) mit einem dieser Rahmen (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und einer dieser
Energiespeichereinrichtungen (2, 2a), wobei die
Energiespeichereinrichtung (2) in dem Aufnahmeraum (4) aufgenommen und die Stromableiter (3, 3a) unterschiedlicher Polarität mit
verschiedenen dieser elektrischen Verbindungseinrichtungen (7, 7a) verbunden sind.
Batterie (16), insbesondere zur Versorgung eines Verbrauchers (8), mit wenigstens zwei der Batteriezellen (15, 15a) gemäß Anspruch 7, mit
- einer Batteriesteuereinrichtung (17), welche ausgestaltet ist, den Betrieb, insbesondere einen Ladevorgang und/oder einen
Entladevorgang, wenigstens einer der Energiespeichereinrichtungen (2, 2a) zu steuern,
- einer zweiten Kommunikationseinrichtung (19), welche zur
Kommunikation mit der ersten Kommunikationseinrichtung (18) ausgestaltet ist,
- einer Rahmenhalteeinrichtung (20), welche zum Halten wenigstens eines dieser Rahmenkörper (5, 5a) ausgestaltet ist,
- einer Verschaltungseinrichtung (21 ), welche zur elektrischen Verbindung mit wenigstens einer dieser elektrischen Verbindungseinrichtungen (7, 7a) ausgestaltet ist, welche insbesondere zum Verschalten der
Batteriezellen (15, 15a), insbesondere in Reihe und/oder parallel, ausgestaltet ist,
- zwei Batterieanschlüssen, welche zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher (8) und/oder mit der Verschaltungseinrichtung (21) ausgestaltet sind, - vorzugsweise einem Informationsbus (23), welcher insbesondere mit dieser ersten Kommunikationseinrichtung (18) signalverbindbar ist, welcher insbesondere signalverbindbar mit dieser zweiten
Kommunikationseinrichtung (19) signalverbindbar ist.
Verfahren zur Herstellung des Rahmens (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten
51 Bereitstellen einer oder zwei dieser elektrischen
Verbindungseinrichtungen (7, 7a) in einem Formgebungswerkzeug,
52 Bereitstellen wenigstens einer dieser ersten
Befestigungseinrichtungen (6, 6a), Messeinrichtungen (9), ersten Kommunikationseinrichtungen (18) und/oder zweiten
Verbindungseinrichtungen (19) in dem Formgebungswerkzeug,
53 Zuführen eines, insbesondere aushärtbaren, Polymerwerkstoffs in das Formgebungswerkzeug, insbesondere Umspritzen einer dieser elektrischen Verbindungseinrichtungen (7, 7a), ersten
Befestigungseinrichtungen (6, 6a), einer dieser Messeinrichtungen (9), einer dieser ersten Kommunikationseinrichtungen (18) und/oder einer dieser zweiten Befestigungseinrichtungen (14).
PCT/EP2013/003084 2012-10-23 2013-10-14 Rahmen für eine energiespeichereinrichtung, batteriezelle mit dem rahmen und der energiespeichereinrichtung, batterie mit zwei dieser batteriezellen sowie verfahren zur herstellung des rahmens WO2014063793A1 (de)

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE2250626A1 (en) * 2022-05-25 2023-11-26 Northvolt Ab Integrated sensor in a battery module

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008048995A2 (en) * 2006-10-17 2008-04-24 Valence Technology, Inc. Method and apparatus for monitoring and controlling an electrochemical cell
WO2011020545A1 (de) 2009-08-17 2011-02-24 Li-Tec Battery Gmbh Verfahren zum herstellen eines elektrodenstapels
WO2011064014A1 (de) * 2009-11-26 2011-06-03 Robert Bosch Gmbh Elastischer befestigungsrahmen für mindestens eine folienzelle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008048995A2 (en) * 2006-10-17 2008-04-24 Valence Technology, Inc. Method and apparatus for monitoring and controlling an electrochemical cell
WO2011020545A1 (de) 2009-08-17 2011-02-24 Li-Tec Battery Gmbh Verfahren zum herstellen eines elektrodenstapels
WO2011064014A1 (de) * 2009-11-26 2011-06-03 Robert Bosch Gmbh Elastischer befestigungsrahmen für mindestens eine folienzelle

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