WO2016030339A1 - Zellenträger und zellenverbinder für batteriezellen sowie batteriemodul, batterie, batteriesystem, fahrzeug und verfahren zur herstellung eines batteriemoduls - Google Patents

Zellenträger und zellenverbinder für batteriezellen sowie batteriemodul, batterie, batteriesystem, fahrzeug und verfahren zur herstellung eines batteriemoduls Download PDF

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Martin Gerlach
Sarmimala Hore
Holger Reinshagen
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • a battery system comprises a multiplicity of battery cells, for example cylindrical or prismatic battery cells. Due to their internal cell resistance and the electrochemical processes that take place, the battery cells heat up during charging and discharging.
  • the battery cells can be connected in series (series) to increase the voltage and / or connected in parallel to increase the maximum electric current.
  • the battery cells can be combined to form battery modules or battery units. When used to drive vehicles, for example, about 100 battery cells (as a traction battery) can be connected in series or in parallel.
  • a lithium-ion battery cell comprises a positive electrode (cathode) and a negative electrode (anode), which can store lithium ions (Li +) reversibly during loading (intercalation) or swap out again during unloading (deintercalation).
  • the publication DE 10 2014 204 245 which has not yet been published on the filing date of the present invention, discloses an energy storage unit having a plurality of galvanic cells, wherein the cells each comprise external contacts integrated in a cell housing (nutshell cells, nutshell cells)
  • Endplates include integrated contact plates or printed circuit boards.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a nutshell battery cell 100 according to the prior art.
  • the nutshell battery cell 100 which can be formed as a square plate, as shown by way of example in FIG. 1, comprises a battery cell, a first housing element 110, which is formed, for example, as a metal housing shell and is connected to the positive electrode of the battery cell, and a second housing member 120, which is formed, for example, as a housing shell made of metal and is connected to the negative electrode of the battery cell.
  • the housing elements 110, 120 each comprising a base and four adjoining side surfaces, surround the battery cell and are spaced apart mechanically by means of an insulating member 130, but not electrically connected to each other, so that, as illustrated in the circuit diagram shown in Figure 1, the first Housing element 110 can serve as a positive electrical connection (positive pole) and the second housing element 120 as a negative electrical connection (negative pole).
  • the housing elements 110, 120 may be metal such as aluminum, copper, steel, stainless steel or nickel plated steel (for example, available under the trade name
  • the housing elements 110, 120 may be constructed of sheet metal such as polymer-coated metal sheet.
  • the housing elements 110, 120 may be constructed of one-sided or two-sided polymer-coated metal sheet, so that the nutshell battery cell 100 is an insulating
  • Electrodes electrically connected to the inside of the respective housing element 110, 120 In areas where the insulating coating is absent on the outside, the nutshell battery cells 100 can be electrically connected to each other when they are stacked or stacked be stacked. Thus, the insides and outsides of the housing members 110, 120 may include regions without electrical isolation that facilitate the electrical connections.
  • the nutshell battery cells 100 of a plurality of nutshell battery cells 100 can be arranged linearly as a square column, which can be aligned vertically or horizontally, that the positive pole of a battery cell 100 with the negative terminal of a is connected adjacent battery cell and thus the plurality of nutshell battery cells 100 is connected in series. It determines the
  • Base of the battery cells the base of the column of the plurality of battery cells 100.
  • the devices and methods according to the invention with the features of the independent claims have the advantage that the structure of the battery module can be simplified and / or modularized.
  • the cell carriers, cell connectors, battery cells and / or module housings can be matched to one another in such a way that functionalities, for example electrical ones, can be adapted to one another
  • connections are made during assembly of the elements.
  • the battery cells are initially not electrically connected to each other in a cell carrier, but are connected during the assembly of the cell carrier in each case with battery cells in another cell carrier.
  • the cell carriers and cell connectors for example the recesses of the cell carriers and the contact elements and recesses of the cell connectors, are matched to one another so that a modular system can be provided.
  • the variety of components can be reduced while at the same time the variety of variants or scalability of the battery module can be increased.
  • the mounting of the battery module can be simplified. It can the complexity of process steps are reduced. Thus, the degree of automation of assembly can be increased. Furthermore, the quality can be increased and the reliability can be improved. Furthermore, the structure of the battery module can be made more free and / or integrated higher. As a result, battery modules can be provided with new form factors. In this case, two or more battery cells, for example 1x2, 1x3, 1x4, 2x2, 2x3, 2x4, 3x3, 3x4, 4x4 or generally nxm battery cells, side by side, ie along their side surfaces, spaced from each other and not electrically connected to each other. In addition, repair, maintenance and / or repair can be simplified.
  • the body may be formed like a frame. This can reduce the weight of the cell carrier. Furthermore, the production of the cell carrier can be simplified.
  • the body may comprise an electrically non-conductive material such as plastic.
  • plastic the weight of the cell carrier can be further reduced and the production of the cell carrier can be further simplified.
  • the body at least in the region of the plurality of recesses, an electrically non-conductive layer such as an electrically non-conductive coating, an electrically non-conductive film, an electrically non-conductive paint or an electrically non-conductive paint.
  • an electrically non-conductive layer such as an electrically non-conductive coating, an electrically non-conductive film, an electrically non-conductive paint or an electrically non-conductive paint.
  • a recess for receiving a monitoring device for monitoring the plurality of battery cells can be provided in the body. be formed.
  • the battery module can be integrated higher and / or made more compact.
  • the recess for receiving the monitoring device respectively with the
  • the recesses may be formed like a chamber. This allows the battery cells to be better protected from damage
  • the recess for receiving the monitoring device may be formed like a chamber.
  • the monitoring device can be better protected against damage such as mechanical damage.
  • the recess may be arranged for receiving the monitoring device between the recesses.
  • the structure of the battery module can be simplified.
  • the connecting element may be integrally formed. Thereby, the production of the connecting element can be simplified. Furthermore, contact resistance can be avoided.
  • the connecting element may comprise an electrically conductive material such as metal, aluminum or copper.
  • an electrical and / or thermal connection can be ensured.
  • compatibility of the material with the materials of the battery module can be improved.
  • the risk of corrosion can be reduced.
  • the connecting element may comprise an electrically conductive layer such as an electrically conductive coating, an electrically conductive foil, an electrically conductive paint or an electrically conductive lacquer. point.
  • the production of the connecting element can be simplified.
  • the weight of the connecting element can be reduced.
  • the first contact element and the second contact element may be formed on a same surface of the body.
  • battery cells which are arranged in a same cell carrier, are electrically connected to each other.
  • the first contact element and the second contact element may be formed on two opposite surfaces of the body.
  • the contact elements may comprise a plurality of contact segments, which may be electrically connected in parallel.
  • the body may comprise an electrically non-conductive material or plastic.
  • an insulation between the body and the connecting element can be omitted.
  • the structure and manufacture of the cell connector can be simplified.
  • plastic By using plastic, the weight of the cell connector can be reduced.
  • the conduit element may be formed in the body.
  • the line element can be protected from damage such as mechanical damage.
  • the length of the line element can be shortened and / or, for example by increasing the cross-sections, the electrical resistance of the line element can be reduced.
  • the cross section and / or the width of the connecting line can be selected to be smaller, equal to or greater than the cross section of the contact elements.
  • the conduit member may include a plurality of conduit segments that may be electrically connected in parallel.
  • the conduit member may be formed on a surface between the two opposing surfaces. This allows the
  • the body may comprise an electrically and / or thermally conductive material such as metal or aluminum.
  • the body may comprise an electrically and / or thermally conductive material such as metal or aluminum.
  • a compatibility of the material with the materials of the battery module can be improved.
  • the risk of corrosion can be reduced.
  • the body at least in the region of the connecting element, an electrically non-conductive layer such as an electrically non-conductive coating, an electrically non-conductive film, an electrically non-conductive paint or an electrically non-conductive paint.
  • the layer may comprise, for example, silicone, a polymer, an oxide such as alumina and / or a hydroxide such as aluminum hydroxide.
  • the body may comprise an electrically conductive material.
  • the body may be formed as an end plate or intermediate plate. This can reduce the number of components.
  • a channel for receiving a temperature control can be formed in the body.
  • the plurality of battery cells can be tempered, that is, cooled or heated as needed.
  • the safety, performance and / or life of the battery cells can be increased.
  • the body can use connectors or connectors
  • the cell connector can be connected to a tempering system.
  • a recess for receiving the Matterwachungsseinrichung can be formed in the body.
  • the battery module can be integrated higher and / or made more compact.
  • the recess for receiving the monitoring device between the connecting element and another Be arranged connecting element can be simplified.
  • the invention further provides a prismatic battery cell, such as a nutshell battery cell, comprising a valve, such as a safety valve or pressure relief valve.
  • a prismatic battery cell such as a nutshell battery cell
  • the prismatic battery cell may be formed as a square plate-shaped battery cell.
  • the valve may be arranged in the base or top surface.
  • the valve may be arranged in the base surface or cover surface in the middle or in the region of an edge to a side surface.
  • the invention further provides a monitoring device for monitoring the plurality of battery cells, wherein a multiplicity of detection devices, such as sensors or temperature sensors for detecting measured values, can be arranged on a carrier or a circuit board spaced from one another such that one detection device of the plurality of
  • Detecting means can detect a measured value of a battery cell of the plurality of battery cells.
  • the monitoring device can furthermore comprise a processing device for processing the acquired measured values.
  • the monitoring device can furthermore comprise a connection for transmitting the acquired and / or processed measured values.
  • the invention further provides a module housing.
  • the battery module can be protected from damage such as mechanical damage and / or electrically isolated.
  • the battery cells can be stabilized.
  • the module housing may include a gasket for sealing the battery module. As a result, penetration of moisture can be prevented or at least reduced. Thus, condensation and corrosion can be prevented or reduced.
  • the module housing may be the cell connector described above, for example, as a housing bottom or
  • Housing cover include.
  • the module housing may include guides and / or receptacles for electrical conductors such as busbars.
  • the module housing may include electrical connections for connecting the battery module.
  • the invention further provides a battery module that incorporates the foregoing
  • the invention further provides a battery comprising the cell carrier described above, the cell connector described above, the battery cell described above, the module housing described above or the previously described
  • the invention further provides a battery system comprising the cell carrier described above, the cell connector described above, the battery cell described above, the module housing described above, the battery module described above or the previously described battery.
  • the invention further provides a vehicle, in particular motor vehicle such as electric motor vehicle, hybrid vehicle or electric motorcycle (electric bike, e-bike), electric bicycle (pedal electric cycle, pedelec), a maritime vehicle such as electric boat or submarine (submarine), an aircraft or a
  • vehicle in particular motor vehicle such as electric motor vehicle, hybrid vehicle or electric motorcycle (electric bike, e-bike), electric bicycle (pedal electric cycle, pedelec), a maritime vehicle such as electric boat or submarine (submarine), an aircraft or a
  • a spacecraft ready for use with the above described and connected to the vehicle cell carrier, the previously described and connected to the vehicle cell connector, the previously described and connected to the vehicle battery cell, the previously described and connected to the vehicle module housing, the previously described and the battery module connected to the vehicle, the battery previously described and connected to the vehicle, or the battery system previously described and connected to the vehicle.
  • the first cell carrier may include a third battery cell, fourth battery cell, ninth battery cell and tenth battery cell of the plurality of battery cells, and disposing the first cell carrier on a first cell connector electrically connecting the third battery cell and fourth battery cell in series, and electrically connecting the ninth Battery cell and tenth battery cell in series include.
  • the construction of a Battery module with four or more, battery cells per cell carrier are enabled.
  • the last cell carrier may comprise a first battery cell, sixth battery cell, seventh battery cell and twelfth battery cell of the plurality of battery cells, and disposing the last cell connector on the last cell carrier comprises electrically connecting the sixth battery cell and seventh battery cell in series.
  • the construction of a battery module with two or more, battery cells per cell carrier can be made possible.
  • an electrical connection of the battery module can be made possible.
  • the method may further comprise disposing a second cell connector of the plurality of cell connectors on the first cell carrier.
  • the temperature of a battery module can be improved.
  • the method may further comprise disposing a second cell carrier of the plurality of cell carriers on the first cell carrier or the second cell connector.
  • Battery module with three or more, cell carriers are enabled.
  • the method may include disposing a second cell carrier of the plurality of cell carriers on the first cell carrier and disposing a third cell connector of the plurality of cell connectors on the third cell connector.
  • the method may further provide a monitoring device for monitoring the plurality of battery cells, and placing the monitoring device in recesses in the plurality of cell connectors, the cell carrier or the plurality of cell carriers.
  • the battery module can be integrated higher integrated and / or compact.
  • the second cell carrier may comprise a second battery cell, fifth battery cell, eighth battery cell, and eleventh battery cell of the plurality of
  • Battery cells and arranging the second cell carrier on the first cell carrier or second cell connector electrically connecting the third battery cell and second battery cell in series, electrically connecting the fourth battery cell and fifth battery cell in series, electrically connecting the ninth battery cell and eighth battery cell in series, and electrical
  • weight and / or costs may include, for example, manufacturing costs
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a nutshell battery cell 100 according to the prior art
  • Figure 2 shows a simplified schematic perspective view of a plurality of battery cells 100i, ... 100i 2 of a battery module 20 according to a
  • Figure 3 shows a schematic perspective view of a cell carrier 200 for
  • FIG. 4 shows a schematic perspective view of a cell connector 300 for electrically connecting battery cells of a first cell carrier 200 according to the embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a schematic perspective view of another cell connector 400 for electrically connecting battery cells of the first cell carrier 200 and a second cell carrier 200 M according to the embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a schematic perspective view of another cell connector 500 for electrically connecting battery cells of a third cell carrier 200 m according to the embodiment of the invention.
  • FIG. 7 shows a schematic perspective view of a monitoring device 600 according to the embodiment of the invention.
  • Figure 2 shows a simplified schematic perspective view of a plurality of battery cells 100i, ... 100i 2 of a battery module 20 according to a
  • the battery module 20 comprises, as shown by way of example in FIG. 2, twelve battery cells 100i,... IOO12, such as nutshell battery cells.
  • the twelve battery cells lOOi, ... IOO 12 are, as illustrated in the circuit diagram shown in Figure 2, electrically connected in series.
  • the negative pole of the battery cell 100i forms the negative pole of the battery module 20, and the positive pole of the battery cell 100i 2 forms the positive pole of the battery module 20.
  • the twelve battery cells 100i,... 100i 2 are, as shown by way of example in FIG Segments A, B, C, D arranged so that each stack A, B, C, D three battery cells lOOi, ... 100 3 , IOO4, ... 100 6 , IOO7, ... 100g or IOO10,. ..
  • IOO12 which, as illustrated by connecting ⁇ points in the diagram, each electrically connected directly to each other, comprises and thus, from bottom to top, three layers I, II, III result.
  • each layer I, II, I II are 2x2 battery cells, side by side, ie along their side surfaces, spaced from each other and not electrically connected to each other.
  • the plurality of battery cells lOOi, ... IOO 12 folded like a snake, so that in the stacks A and C, the negative poles of Battery cells 100i, ... 100 3 or 100 7 , ... 100 9 show upward while in the stacks B and D, the negative terminals of the battery cells 100 4 , ... 100 6 or 100i 0 , ... IOO 12 pointing downwards.
  • the stacks A, B, C, D as illustrated by connecting rings in the diagram, are electrically connected to each other indirectly, ie via connecting elements of cell connectors.
  • the battery module 20 includes a plurality of cell carriers 200; 200
  • the battery module 20 may further comprise a monitoring device 600, which is described with reference to FIG. 7
  • FIG. 3 shows a schematic perspective view of a cell carrier 200 for receiving or carrying battery cells 100 A ,... 100 D in accordance with FIG. 3
  • the cell carrier 200 includes a plurality of recesses 250 A , ... 250 D , which are formed in a planar body 210 spaced from each other, for receiving a respective battery cell 100 A , ... 100 D.
  • the body 210 is formed like a frame.
  • the battery cells 100 A , ... 100 D can be used such that the negative poles of the battery cells 100 A , ... 100 c point upward while the negative poles of the battery cells 100 B , ... 100 D down.
  • the cell carrier 200 is designed such that the battery cells 100 A , ... 100 D can be electrically isolated from one another.
  • the body 210 may comprise electrically non-conductive material such as plastic.
  • the body 210 may, at least in the region of the plurality of recesses 250 A , ... 250 D , an electrically non-conductive layer such as an electrically non-conductive coating, an electrically non-conductive film, an electrically non-conductive paint or an electrically non-conductive paint.
  • an electrically non-conductive layer such as an electrically non-conductive coating, an electrically non-conductive film, an electrically non-conductive paint or an electrically non-conductive paint.
  • a recess 260 which is between the
  • Recesses 250 A , ... 250 D is arranged to receive the monitoring device 600 formed.
  • the body 210 is further a plurality of openings 270 A , ... 270 D , the recess 260 for receiving the monitoring device 600 each with the recesses 250 A , ... 250 D , configured to allow the monitoring of the plurality of battery cells 100 A , ⁇ 100 D by the monitoring device 600.
  • the cell carrier 200 may further include, for example, on the base and / or top surface, a circumferential seal for sealing the cell carrier.
  • the cell carrier 200 with the battery cell 100 A ,... 100 D can be used in any of the layers I, II, III.
  • FIG. 4 shows a schematic perspective view of a cell connector 300 for electrically connecting battery cells of a first cell carrier 200 according to the embodiment of the invention.
  • the cell connector 300 includes a first connector 330 A B and a second connector 330 C D formed on a planar body 310 for electrically connecting the battery cells 100 A and 100 B and the battery cells 100 c and 100 D of the first layer I, respectively , so the battery cells 100 and 3 IOO 4 and the battery cell 100 9 and 100i 0th
  • the first connector 330 A B and a second connector 330 C D formed on a planar body 310 for electrically connecting the battery cells 100 A and 100 B and the battery cells 100 c and 100 D of the first layer I, respectively , so the battery cells 100 and 3 IOO 4 and the battery cell 100 9 and 100i 0th
  • the first connector 330 A B and a second connector 330 C D formed on a planar body 310 for electrically connecting the battery cells 100 A and 100 B and the battery cells 100 c and 100 D of the first layer I, respectively , so the battery cells 100 and 3 IOO 4 and the battery cell 100 9 and 100i 0th
  • Connecting element 330 A B and the second connecting element 330 C D each comprise a first contact element 332 A , 332 c and a second contact element 332 B , 332 D for contacting the electrical connections of the battery cells 100 A , ... 100 D , with which they are aligned , and a line element 334 AB , 334 C D respectively for electrically connecting the first contact element 332 A , 332 c and the second contact element 332 B , 332 D.
  • the body 310 comprises in the regions of the connecting element 330 AB , 330 C D an electrically non-conductive layer 320 AB , 320 C D
  • the connecting elements 330 AB , 330 C D are each formed in one piece and each comprise an electrically conductive layer of an electrically conductive material such as metal, aluminum or copper.
  • the body 310 is formed as an end plate, and the first contact elements 332 A , 332 c and the second contact elements 332 B , 332 D are formed on a same surface of the body 310.
  • a recess 360 for receiving the monitoring device 600, between the between the connecting elements 330 AB , 330 C D is arranged and aligned with the recess 260 in the cell carrier 200 is formed.
  • a channel 315 is further formed for receiving a tempering means or coolant, and the body 310 includes a first and a second port 340i, 340 2 with connecting olives 345i, 345 2 , which are fluidly connected to the channel 315 ,
  • the battery cells 100 A , ⁇ 100 D tempered or cooled are fluidly connected to the channel 315 ,
  • the channel 315 as shown in Figure 4, two chambers, which are connected in the region of the recess 360 by means of an opening, comprise.
  • the cell connector 300 may further include, for example, on the base and / or top surface, a peripheral seal for sealing the cell connector.
  • FIG. 5 shows a schematic perspective view of another cell connector 400 for electrically connecting battery cells of the first cell carrier 200 and a second cell carrier 200 M according to the embodiment of the invention.
  • the other cell connector 400 is substantially the same as with reference to FIG.
  • FIG. 4 described cell connector 300.
  • the other cell connector 400 includes four connecting elements 430 A , ... 430 D.
  • the connecting elements 430 A , ... 430 D each comprise a first contact element 432 A , 432 D and a second contact element for contacting the electrical
  • the body 410 is formed as an intermediate plate, and the first contact elements 432 A ,... 432 D and the second contact elements are formed on two opposite surfaces of the body 410. forms.
  • the conduit members 434 A , 432 B are formed on side surfaces between the two opposing surfaces of the body 410.
  • the other cell binder 400 can optionally be used between two layers, for example layers II and III or, as shown by way of example in FIG. 5, layers I and II for temperature control and for bonding the layers.
  • FIG. 6 shows a schematic perspective view of a further cell connector 500 for electrically connecting battery cells of a third cell carrier 200 m according to the embodiment of the invention.
  • the further cell connector 500 essentially corresponds to the cell connector 300 described with reference to FIG. 4.
  • the further cell connector 500 comprises a connection element 530 A and two electrical connection elements 530 A , 530 D.
  • the connecting element 530 B c comprises a first
  • the line element 534 BC is formed narrower than the first contact element 532 B and the second contact element 532 c due to the recess 560. Additionally or alternatively, the conduit member 534 BC may be formed on an adjacent side surface of the body 510 or in the body 510.
  • connection elements 530 A , 530 D each comprise a first contact element 532 A , 532 D for contacting the electrical connections of the battery cells 100 A , 100 A , with which they are aligned, and a second contact element 536 A , 536 D for contacting the battery module 20 and a line element 534 A , 534 D for electrically connecting the first contact element 532 A , 532 D and the second contact element 536 A , 536 D.
  • the second contact elements 536 A , 536 D may be formed, for example, as sockets, terminals such as screw terminals or connectors such as tabs.
  • the body 510 is formed as an end plate, and the connection member 530 BC and the connection members 530 A , 530 D are formed on a same surface of the body 510.
  • the cell binder 500 may be used over the third layer III to connect the stacks B and C, as exemplified in FIG.
  • FIG. 7 shows a schematic perspective view of a monitoring device 600 according to the embodiment of the invention.
  • the monitoring device 600 is used to monitor the plurality of battery cells 100i, ... 100i 2 ; 100 A , ... 100 D and includes a plurality of detection means 620i, ... 620 6 as sensors or temperature sensors for the detection of measured values spaced apart such on a
  • Carrier 610 or a board are arranged, that a detection means 620i, ... 620 6 of the plurality of detection means 620i, ... 620 6 a measured value such as temperature reading from a battery cell 100i, ... 100i 2 ; 100 A , ⁇ 100 D of the plurality of battery cells 100i, ... 100 ⁇ 2 ; 100 A , ... 100 D through an opening 270 A , ... 270 D of the plurality of openings 270 A , 270 D in the
  • the carrier 610 is equipped, for example, on both sides.
  • the monitoring device 600 further comprises a processing device 650, which is connected to the multiplicity of detection devices 620i,... 620 6 via a plurality of line elements 630i,... 630 6 , for processing the acquired measured values.
  • the monitoring device 600 further comprises a connection device 640, which is connected to the plurality of detection devices 620i,... 620 6 and / or to the processing device 650 via another line element 660, for transmitting the acquired and / or processed measured values.
  • the monitoring device 600 can in the recesses 160; 260; 360; 460; 560 in the plurality of cell connectors 300; 400; 500 and / or the plurality of cell carriers 200

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zellenträger (200) zum Aufnehmen einer Vielzahl von Batteriezellen (1001,... 10012; 100A,... 100D), gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Aussparungen (250A,... 250D), die in einem ebenen Körper (210) voneinander beabstandet ausgebildet sind, zur Aufnahme jeweils einer Batteriezelle (1001,... 10012; 100A,... 100D) der Vielzahl von Batteriezellen (1001,... 10012; 100A, ··· 100D), wobei der Zellenträger (200) derart ausgebildet ist, dass die Batteriezellen (1001,... 10012; 100A, ··· 100D) der Vielzahl von Batteriezellen (1001,... 10012; 100A, ··· 100D) voneinander elektrisch isoliert werden, einen Zellenverbinder (300; 400; 500) zum elektrischen Verbinden einer Vielzahl von Batteriezellen (1001,... 10012; 100A, ··· 100D), gekennzeichnet durch ein Verbindungselement (330AB, 330CD; 430A,... 430D; 530BC), das auf einem ebenen Körper (310; 410; 510) ausgebildet ist, zum elektrischen Verbinden der Vielzahl von Batteriezellen (1001,... 10012; 100A, ··· 100D), wobei das Verbindungselement (330AB, 330CD; 430A,... 430D; 530BC) ein erstes Kontaktelement (332A, 332C; 432A,... 432D; 532B) zum Kontaktieren eines elektrischen Anschlusses einer ersten Batteriezelle (1001,... 10012; 100A, ··· 100D) der Vielzahl von Batteriezellen (1001,... 10012; 100A, ··· 100D) und ein zweites Kontaktelement (332B, 332D; 532C) zum Kontaktieren eines elektrischen Anschlusses einer zweiten Batteriezelle (1001,... 10012; 100A, ··· 100D) der Vielzahl von Batteriezellen (1001,... 10012; 100A, ··· 100D) und ein Leitungselement (334AB, 334CD; 434A, 434B; 534BC) zum elektrischen Verbinden des ersten Kontaktelements (332A, 332C; 432A,... 432D; 532B) und des zweiten Kontaktelements (332B, 332D; 532C) umfasst, ein Batteriemodul (20), eine Batterie, ein Batteriesystem, ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls (20).

Description

Beschreibung Titel
Zellenträger und Zellenverbinder für Batteriezellen sowie Batteriemodul, Batterie, Batteriesystem, Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls
Stand der Technik
Es ist absehbar, dass sowohl bei stationären Anwendungen, zum Beispiel bei Windkraftanlagen, als auch bei mobilen Anwendungen, zum Beispiel bei Elektro- kraftfahrzeugen (electric vehicles, EV) oder Hybridfahrzeugen (hybrid electric vehicles, HEV), als wiederaufladbare elektrische Energiespeicher (EES) vermehrt neue Batteriesysteme (Akkumulatorsysteme), zum Beispiel mit Lithium- Ionen-Akkumulatoren, Lithium-Polymer-Akkumulatoren oder Nickel-Metallhybrid- Akkumulatoren, zum Einsatz kommen werden.
Ein Batteriesystem umfasst eine Vielzahl von Batteriezellen beispielsweise zylindrische oder prismatische Batteriezellen. Aufgrund ihres Zelleninnenwider- stands und der stattfindenden elektrochemischen Prozesse erwärmen sich die Batteriezellen während des Ladens und Entladens. Die Batteriezellen können in Reihe (Serie) verschaltet werden, um die elektrische Spannung zu erhöhen, und / oder parallel verschaltet werden, um den maximalen elektrischen Strom zu erhöhen. Dabei können die Batteriezellen zu Batteriemodulen bzw. Batterieeinheiten zusammengefasst werden. Beim Einsatz zum Antrieb von Fahrzeugen können beispielsweise ca. 100 Batteriezellen (als eine Traktionsbatterie) in Serie bzw. parallel verschaltet werden.
Eine Lithium-Ionen-Batteriezelle umfasst eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode), die Lithium-Ionen (Li+) beim Laden reversibel einlagern (Interkalation) oder beim Entladen wieder auslagern (Deinterkalation) können. Die am Anmeldetag der vorliegenden Erfindung noch nicht veröffentlichte Druckschrift DE 10 2014 204 245 offenbart eine Energiespeichereinheit mit einer Mehrzahl von galvanischen Zellen, wobei die Zellen jeweils in ein Zellengehäuse integrierte Außenkontakte umfassen (Nussschalen-Zellen, nutshell-cells) und die
Endplatten integrierte Kontaktplatten oder Leiterplatten umfassen.
Figur 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Nussschalen-Batterie- zelle 100 gemäß des Standes der Technik.
Die Nussschalen- Batteriezelle 100, die, wie in Figur 1 beispielhaft gezeigt, als quadratische Platte geformt sein kann, umfasst eine Batteriezelle, ein erstes Gehäuseelement 110, das beispielsweise als Gehäuseschale aus Metall ausgebildet ist und mit der positiven Elektrode der Batteriezelle verbunden ist, und ein zweites Gehäuseelement 120, das beispielsweise als Gehäuseschale aus Metall ausgebildet ist und mit der negativen Elektrode der Batteriezelle verbunden ist. Die Gehäuseelemente 110, 120, die jeweils eine Grundfläche und vier daran angrenzende Seitenflächen umfassen, umschließen die Batteriezelle und sind mittels eines Isolationselements 130 voneinander beabstandet mechanisch, jedoch nicht elektrisch miteinander verbunden, sodass, wie in dem in Figur 1 gezeigten Schaltbild verdeutlicht, das erste Gehäuseelement 110 als positiver elektrischer Anschluss (Pluspol) und das zweite Gehäuseelement 120 als negativer elektrischer Anschluss (Minuspol) dienen können. Die Gehäuseelemente 110, 120 können Metall wie Aluminium, Kupfer, Stahl, Edelstahl oder nickelplatierten Stahl (beispielsweise erhältlich unter der Handelsbezeichnung
Hilumin) umfassen. Die Gehäuseelemente 110, 120 können aus Metallblech wie Polymer-beschichtetem Metallblech aufgebaut sein. Die Gehäuseelemente 110, 120 können aus einseitig oder zweiseitig Polymer-beschichtetem Metallblech aufgebaut sein, sodass die Nussschalen- Batteriezelle 100 eine isolierende
Beschichtung auf ihrer Innenseite und / oder Außenseite aufweist. In Bereichen, in denen die isolierende Beschichtung auf der Innenseite fehlt, sind die
Elektroden mit der Innenseite des jeweiligen Gehäuseelements 110, 120 elektrisch verbunden. In Bereichen, in denen die isolierende Beschichtung auf der Außenseite fehlt, können die Nussschalen- Batteriezellen 100 untereinander elektrisch verbunden werden, wenn sie aneinander gelegt oder übereinander gestapelt werden. Somit können die Innenseiten und Außenseiten der Gehäuseelemente 110, 120 Bereiche ohne elektrische Isolation, die die elektrischen Verbindungen ermöglichen, umfassen. Für ein Batteriemodul können die Nussschalen- Batteriezellen 100 einer Vielzahl von Nussschalen- Batteriezellen 100 derart als quadratische Säule, die stehend (vertikal) oder liegend (horizontal) ausgerichtet werden kann, linear angeordnet werden, dass jeweils der Pluspol einer Batteriezelle 100 mit dem Minuspol einer benachbart angeordneten Batteriezelle verbunden ist und somit die Vielzahl von Nussschalen- Batteriezellen 100 in Serie geschaltet ist. Dabei bestimmt die
Grundfläche der Batteriezellen die Grundfläche der Säule der Vielzahl von Batteriezellen 100.
Um die Funktionalität von Batteriemodulen, Batterien (Akkumulatoren) und Batteriesystemen (Akkumulatorsystemen) weiter zu erhöhen und ihre Herstellung weiter zu vereinfachen, ist es jedoch erforderlich, Zellenträger und Zellenverbinder für ein verbessertes für Batteriemodul bereitzustellen.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben den Vorteil, dass der Aufbau des Batteriemoduls vereinfacht und / oder modularisiert werden kann. Dabei können die Zellenträger, Zellenverbinder, Batteriezellen und / oder Modulgehäuse derart auf- einander abgestimmt werden, dass Funktionalitäten beispielsweise elektrische
Verbindungen bei der Montage der Elemente hergestellt werden. Beispielsweise sind die Batteriezellen in einem Zellenträger zunächst nicht untereinander elektrisch verbunden, sondern werden bei der Montage des Zellenträgers jeweils mit Batteriezellen in einem anderen Zellenträger verbunden. Dabei sind die Zellenträger und Zellenverbinder, zum Beispiel der Aussparungen der Zellenträger und die Kontaktelemente und Aussparungen der Zellenverbinder, aufeinander abgestimmt, sodass ein baukastenartiges System bereitgestellt werden kann. Dadurch können die Vielfalt von Komponenten reduziert und gleichzeitig die Variantenvielfalt bzw. Skalierbarkeit des Batteriemoduls erhöht werden.
Weiterhin kann die Montage des Batteriemoduls vereinfacht werden. Dabei kann die Komplexität von Verfahrensschritten reduziert werden. Somit kann der Automatisierungsgrad der Montage erhöht werden. Weiterhin können die Qualität erhöht und die Zuverlässigkeit verbessert werden. Weiterhin kann der Aufbau des Batteriemoduls freier gestaltet und / oder höher integriert werden. Dadurch können Batteriemodule mit neuen Formfaktoren bereitgestellt werden. Dabei können zwei oder mehr Batteriezellen, zum Beispiel 1x2, 1x3, 1x4, 2x2, 2x3, 2x4, 3x3, 3x4, 4x4 oder allgemein n x m Batteriezellen, nebeneinander, d. h. entlang ihrer Seitenflächen, voneinander beabstandet und nicht elektrisch miteinander verbunden angeordnet werden. Außerdem können die Reparatur, Wartung und / oder Instandsetzung vereinfacht werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Zweckmäßiger Weise kann der Körper rahmenartig ausgebildet sein. Dadurch kann das Gewicht des Zellenträgers reduziert werden. Weiterhin kann die Herstellung des Zellenträgers vereinfacht werden.
Zweckmäßiger Weise kann der Körper ein elektrisch nichtleitfähiges Material wie Kunststoff umfassen. Dadurch kann die Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses beispielsweise eines Kurzschlusses zwischen den Batteriezellen reduziert werden. Durch die Verwendung von Kunststoff können das Gewicht des Zellenträgers weiter reduziert und die Herstellung des Zellenträgers weiter vereinfacht werden.
Zweckmäßiger Weise kann der Körper, zumindest im Bereich der Vielzahl von Aussparungen, eine elektrisch nichtleitfähige Schicht wie eine elektrisch nichtleit- fähige Beschichtung, eine elektrisch nichtleitfähige Folie, eine elektrisch nichtleitfähige Farbe oder einen elektrisch nichtleitfähigen Lack aufweisen. Dadurch kann Dadurch kann die Gefahr des elektrischen Kurzschlusses weiter reduziert werden.
Zweckmäßiger Weise kann in dem Körper eine Aussparung zur Aufnahme einer Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Vielzahl von Batteriezellen aus- gebildet sein. Dadurch kann das Batteriemodul höher integriert und / oder kompakter ausgebildet werden.
Zweckmäßiger Weise kann in dem Körper eine Vielzahl von Öffnungen, die die Aussparung zur Aufnahme der Überwachungseinrichtung jeweils mit den
Aussparungen verbinden, ausgebildet sein. Dadurch kann die Überwachung der Vielzahl von Batteriezellen durch die Überwachungseinrichtung ermöglicht oder zumindest vereinfacht werden.
Zweckmäßiger Weise können die Aussparungen kammerartig ausgebildet sein. Dadurch können die Batteriezellen besser vor Beschädigungen wie
mechanischen Beschädigungen geschützt werden.
Zweckmäßiger Weise kann die Aussparung zur Aufnahme der Überwachungseinrichtung kammerartig ausgebildet sein. Dadurch kann die Überwachungseinrichtung besser vor Beschädigungen wie mechanischen Beschädigungen geschützt werden.
Zweckmäßiger Weise kann die Aussparung zur Aufnahme der Überwachungseinrichtung zwischen den Aussparungen angeordnet sein. Dadurch kann der Aufbau des Batteriemoduls vereinfacht werden.
Zweckmäßiger Weise kann das Verbindungselement einstückig ausgebildet sein. Dadurch kann die Herstellung des Verbindungselements vereinfacht werden. Weiterhin können Übergangswiderstände vermieden werden.
Zweckmäßiger Weise kann das Verbindungselement ein elektrisch leitfähiges Material wie Metall, Aluminium oder Kupfer umfassen. Dadurch kann eine elektrische und / oder thermische Verbindung sichergestellt werden. Weiterhin kann eine Kompatibilität des Materials mit den Materialien des Batteriemoduls verbessert werden. Somit kann die Gefahr von Korrosion reduziert werden.
Zweckmäßiger Weise kann das Verbindungselement eine elektrisch leitfähige Schicht wie eine elektrisch leitfähige Beschichtung, eine elektrisch leitfähige Folie, eine elektrisch leitfähige Farbe oder einen elektrisch leitfähigen Lack auf- weisen. Dadurch kann die Herstellung des Verbindungselements vereinfacht werden. Weiterhin kann das Gewicht des Verbindungselements reduziert werden. Zweckmäßiger Weise können das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement auf einer selben Fläche des Körpers ausgebildet sein. Dadurch können Batteriezellen, die in einem selben Zellenträger angeordnet sind, miteinander elektrisch verbunden werden. Zweckmäßiger Weise kann das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement auf zwei gegenüberliegenden Flächen des Körpers ausgebildet sein. Dadurch können Batteriezellen, die in zwei benachbarten Zellenträgern angeordnet sind, miteinander elektrisch verbunden werden. Außerdem können die Kontaktelemente eine Vielzahl von Kontaktsegmenten, die elektrisch parallel geschaltet sein können, umfassen.
Zweckmäßiger Weise kann der Körper ein elektrisch nichtleitfähiges Material oder Kunststoff umfassen. Dadurch kann eine Isolation zwischen dem Körper und dem Verbindungselement entfallen. Somit können der Aufbau und die Herstellung des Zellenverbinders vereinfacht werden. Durch die Verwendung von Kunststoff kann das Gewicht des Zellenverbinders reduziert werden.
Zweckmäßiger Weise kann das Leitungselement in dem Körper ausgebildet sein. Dadurch kann das Leitungselement vor Beschädigungen wie mechanischen Beschädigungen geschützt werden. Weiterhin können die Länge des Leitungselements verkürzt und / oder, beispielsweise durch Vergrößerung des Querschnitte, der elektrische Widerstand des Leitungselements reduziert werden. Somit können Verluste von elektrischer Energie und / oder die Freisetzung thermischer Energie reduziert werden. Weiterhin können der Querschnitt und / oder die Breite der Verbindungsleitung kleiner, gleich oder größer als der Querschnitt der Kontaktelemente gewählt werden. Außerdem kann das Leitungselement eine Vielzahl von Leitungssegmenten, die elektrisch parallel geschaltet sein können, umfassen.
Zweckmäßiger Weise kann das Leitungselement auf einer Fläche zwischen den zwei gegenüberliegenden Flächen ausgebildet sein. Dadurch kann die
Herstellung des Zellenverbinders vereinfacht werden. Zweckmäßiger Weise kann der Körper ein elektrisch und / oder thermisch leitfähiges Material wie Metall oder Aluminium umfassen. Dadurch kann eine Kompatibilität des Materials mit den Materialien des Batteriemoduls verbessert werden. Somit kann die Gefahr von Korrosion reduziert werden.
Zweckmäßiger Weise kann der Körper, zumindest im Bereich des Verbindungselements, eine elektrisch nichtleitfähige Schicht wie eine elektrisch nichtleitfähige Beschichtung, eine elektrisch nichtleitfähige Folie, eine elektrisch nichtleitfähige Farbe oder einen elektrisch nichtleitfähigen Lack aufweisen. Die Schicht kann beispielsweise Silikon, ein Polymer, ein Oxid wie Aluminiumoxid und / oder ein Hydroxid wie Aluminiumhydroxid umfassen. Dadurch kann der Körper ein elektrisch leitfähiges Material umfassen.
Zweckmäßiger Weise kann der Körper als Endplatte oder Zwischenplatte ausgebildet sein. Dadurch kann die Komponentenzahl reduziert werden.
Zweckmäßiger Weise kann in dem Körper ein Kanal zur Aufnahme eines Temperiermittels ausgebildet sein. Dadurch kann die Vielzahl von Batteriezellen temperiert, also bedarfsgerecht gekühlt oder erwärmt, werden. Somit können die Sicherheit, Leistungsfähigkeit und / oder Lebensdauer der Batteriezellen erhöht werden.
Zweckmäßiger Weise kann der Körper Anschlüsse oder Anschlüsse mit
Anschlussoliven, die mit dem Kanal fluidleitend verbunden sind, umfassen. Dadurch kann der Zellenverbinder mit einem Temperiersystem verbunden werden.
Zweckmäßiger Weise kann in dem Körper eine Aussparung zur Aufnahme der Überwachungseinrichung ausgebildet sein. Dadurch kann das Batteriemodul höher integriert und / oder kompakter ausgebildet werden.
Zweckmäßiger Weise kann die Aussparung zur Aufnahme der Überwachungseinrichtung zwischen dem Verbindungselement und einem weiteren Verbindungselement angeordnet sein. Dadurch kann der Aufbau des Batterie- moduls vereinfacht werden.
Die Erfindung stellt weiterhin eine prismatische Batteriezelle wie Nussschalen- Batteriezelle, umfassend ein Ventil wie Sicherheitsventil oder Überdruckventil, bereit. Dadurch kann die Sicherheit erhöht werden. Die prismatische Batteriezelle kann als quadratplattenförmige Batteriezelle ausgebildet sein. Das Ventil kann in der Grundfläche oder Deckfläche angeordnet sein. Das Ventil kann in der Grundfläche oder Deckfläche mittig oder im Bereich einer Kante zu einer Seitenfläche angeordnet sein.
Die Erfindung stellt weiterhin ein Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Vielzahl von Batteriezellen bereit, wobei eine Vielzahl von Erfassungseinrichtungen wie Sensoren oder Temperatursensoren zur Erfassung von Messwerten voneinander beabstandet derart auf einem Träger oder einer Platine angeordnet sein kann, dass eine Erfassungseinrichtung der Vielzahl von
Erfassungseinrichtungen einen Mess wert von einer Batteriezelle der Vielzahl von Batteriezellen erfassen kann. Die Überwachungseinrichtung kann weiterhin eine Verarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung der erfassten Messwerte umfassen. Die Überwachungseinrichtung kann weiterhin einen Anschluss zum Übertragen der erfassten und / oder verarbeiteten Messwerte umfassen.
Die Erfindung stellt weiterhin ein Modulgehäuse bereit. Dadurch kann das Batteriemodul vor Beschädigungen wie mechanischen Beschädigungen geschützt und / oder elektrisch isoliert werden. Dadurch können die Batteriezellen stabilisiert werden. Das Modulgehäuse kann eine Dichtung zum Abdichten des Batteriemoduls umfassen. Dadurch kann ein Eindringen von Feuchtigkeit verhindert oder zumindest reduziert werden. Somit können Kondensation und Korrosion verhindert oder reduziert werden. Das Modulgehäuse kann den zuvor beschriebenen Zellenverbinder beispielsweise als Gehäuseboden oder
Gehäusedeckel umfassen. Das Modulgehäuse kann Führungen und / oder Aufnahmen für elektrische Leiter wie Stromschienen umfassen. Das Modulgehäuse kann elektrische Anschlüsse zum Anschließen des Batteriemoduls umfassen. Die Erfindung stellt weiterhin ein Batteriemodul bereit, das den zuvor
beschriebenen Zellenträger, den zuvor beschriebenen Zellenverbinder, die zuvor beschriebene Batteriezelle und / oder das zuvor beschriebene Modulgehäuse umfasst.
Die Erfindung stellt weiterhin eine Batterie bereit, die den zuvor beschriebenen Zellenträger, den zuvor beschriebenen Zellenverbinder, die zuvor beschriebene Batteriezelle, das zuvor beschriebene Modulgehäuse oder das zuvor
beschriebene Batteriemodul umfasst.
Die Erfindung stellt weiterhin ein Batteriesystem bereit, das den zuvor beschriebenen Zellenträger, den zuvor beschriebenen Zellenverbinder, die zuvor beschriebene Batteriezelle, das zuvor beschriebene Modulgehäuse, das zuvor beschriebene Batteriemodul oder die zuvor beschriebene Batterie umfasst.
Die Erfindung stellt weiterhin ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug wie Elektrokraftfahrzeug, Hybridfahrzeug oder Elektromotorrad (Elektro- Bike, E-Bike), Elektrofahrrad (Pedal Electric Cycle, Pedelec), ein Seefahrzeug wie Elektroboot oder Unterseeboot (U-Boot), ein Luftfahrzeug oder ein Raumfahrzeug, bereit, das den zuvor beschriebenen und mit dem Fahrzeug verbundenen Zellenträger, den zuvor beschriebenen und mit dem Fahrzeug verbundenen Zellenverbinder, die zuvor beschriebene und mit dem Fahrzeug verbundene Batteriezelle, das zuvor beschriebene und mit dem Fahrzeug verbundene Modulgehäuse, das zuvor beschriebene und mit dem Fahrzeug verbundene Batteriemodul, die zuvor beschriebene und mit dem Fahrzeug verbundene Batterie oder das zuvor beschriebene und mit dem Fahrzeug verbundene Batteriesystem umfasst.
Zweckmäßiger Weise kann der erste Zellenträger eine dritte Batteriezelle, vierte Batteriezelle, neunte Batteriezelle und zehnte Batteriezelle der Vielzahl von Batteriezellen umfassen, und das Anordnen des ersten Zellenträgers auf einem ersten Zellenverbinder elektrisches Verbinden der dritten Batteriezelle und vierten Batteriezelle in Serie, und elektrisches Verbinden der neunten Batteriezelle und zehnte Batteriezelle in Serie umfassen. Dadurch kann der Aufbau eines Batteriemoduls mit vier, oder mehr, Batteriezellen je Zellenträger ermöglicht werden.
Zweckmäßiger Weise kann der letzte Zellenträger eine erste Batteriezelle, sechste Batteriezelle, siebte Batteriezelle und zwölfte Batteriezelle der Vielzahl von Batteriezellen umfassen, und das Anordnen des letzten Zellenverbinders auf dem letzten Zellenträger elektrisches Verbinden der sechsten Batteriezelle und siebten Batteriezelle in Serie umfassen. Dadurch kann der Aufbau eines Batteriemoduls mit zwei, oder mehr, Batteriezellen je Zellenträger ermöglicht werden. Weiterhin kann ein elektrischer Anschluss des Batteriemoduls ermöglicht werden.
Zweckmäßiger Weise kann das Verfahren weiterhin Anordnen eines zweiten Zellenverbinders der Vielzahl von Zellenverbindern auf dem ersten Zellenträgers umfassen. Dadurch kann die Temperierung eines Batteriemoduls verbessert werden.
Zweckmäßiger Weise kann das Verfahren weiterhin Anordnen eines zweiten Zellenträgers der Vielzahl von Zellenträgern auf dem ersten Zellenträger oder dem zweiten Zellenverbinder umfassen. Dadurch kann der Aufbau eines
Batteriemoduls mit drei, oder mehr, Zellenträgern ermöglicht werden.
Weiterhin kann das Verfahren Anordnen eines zweiten Zellenträgers der Vielzahl von Zellenträgern auf dem ersten Zellenträger und Anordnen eines dritten Zellenverbinders der Vielzahl von Zellenverbindern auf dem dritten Zellenverbinder umfassen. Dadurch kann jeder Zellenträger eines Batteriemoduls mit einem Zellenverbinder in Kontakt gebracht werden. Somit kann die Temperierung des Batteriemoduls bei einer reduzierten Zahl von Zellenverbindern ermöglicht werden.
Zweckmäßiger Weise kann das Verfahren weiterhin Bereitstellen einer Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Vielzahl von Batteriezellen, und Anordnen der Überwachungseinrichtung in Aussparungen in der Vielzahl von Zellenverbindern, dem Zellenträger oder der Vielzahl von Zellenträgern. Dadurch kann das Batteriemodul höher integriert und / oder kompakter ausgebildet werden.
Zweckmäßiger Weise kann der zweite Zellenträger eine zweite Batteriezelle, fünfte Batteriezelle, achte Batteriezelle und elfte Batteriezelle der Vielzahl von
Batteriezellen umfassen, und das Anordnen des zweiten Zellenträgers auf dem ersten Zellenträger oder zweiten Zellenverbinder elektrisches Verbinden der dritten Batteriezelle und zweiten Batteriezelle in Serie, elektrisches Verbinden der vierte Batteriezelle und fünften Batteriezelle in Serie, elektrisches Verbinden der neunten Batteriezelle und achten Batteriezelle in Serie, und elektrisches
Verbinden der zehnten Batteriezelle und elften Batteriezelle in Serie umfassen. Dadurch kann der Aufbau eines Batteriemoduls mit drei, oder mehr, Zellenträgern ermöglicht werden. Somit können Gewicht und / oder Kosten beispielsweise Herstellungskosten wie
Material kosten und Verarbeitungskosten wie Montage kosten, reduziert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Figur 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Nussschalen- Batteriezelle 100 gemäß des Standes der Technik,
Figur 2 zeigt eine vereinfachte schematische Perspektivansicht einer Vielzahl von Batteriezellen 100i, ... 100i2 eines Batteriemoduls 20 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung, Figur 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Zellenträgers 200 zum
Aufnehmen von Batteriezellen 100A, ... 100D gemäß der Ausführungsform der Erfindung, Figur 4 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Zellenverbinders 300 zum elektrischen Verbinden von Batteriezellen eines ersten Zellenträgers 200| gemäß der Ausführungsform der Erfindung,
Figur 5 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines anderen Zellenverbinders 400 zum elektrischen Verbinden von Batteriezellen des ersten Zellenträgers 200| und eines zweiten Zellenträgers 200M gemäß der Ausführungsform der Erfindung,
Figur 6 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines weiteren Zellenverbinders 500 zum elektrischen Verbinden von Batteriezellen eines dritten Zellenträgers 200m gemäß der Ausführungsform der Erfindung, und
Figur 7 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Überwachungseinrichtung 600 gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
Figur 2 zeigt eine vereinfachte schematische Perspektivansicht einer Vielzahl von Batteriezellen 100i, ... 100i2 eines Batteriemoduls 20 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung.
Das Batteriemodul 20 umfasst, wie in Figur 2 beispielhaft gezeigt, zwölf Batteriezellen 100i, ... IOO12 wie Nussschalen-Batteriezellen. Die zwölf Batteriezellen lOOi, ... IOO12 sind, wie in dem in Figur 2 gezeigten Schaltbild verdeutlicht, elektrisch in Serie geschaltet. Dabei bildet der Minuspol der Batteriezelle lOOi den Minuspol des Batteriemoduls 20, und der Pluspol der Batteriezelle 100i2 bildet den Pluspol des Batteriemoduls 20. Die zwölf Batteriezellen lOOi, ... 100i2 sind, wie in Figur 2 beispielhaft gezeigt, in vier Stapeln bzw. Segmenten A, B, C, D angeordnet, sodass jeder Stapel A, B, C, D drei Batteriezellen lOOi, ... 1003, IOO4, ... 1006, IOO7, ... 100g bzw. IOO10, ... IOO12, die, wie durch Verbindungs¬ punkte im Schaltbild verdeutlicht, elektrisch jeweils direkt miteinander verbunden sein können, umfasst und sich somit, von unten nach oben, drei Schichten I, I I, I I I ergeben. In jeder Schicht I, I I, I II sind 2x2 Batteriezellen, nebeneinander, d. h. entlang ihrer Seitenflächen, voneinander beabstandet und nicht elektrisch miteinander verbunden angeordnet. Dabei ist die Vielzahl der Batteriezellen lOOi, ... IOO12 schlangenartig gefaltet, sodass in den Stapeln A und C, die Minuspole der Batteriezellen 100i, ... 1003 bzw. 1007, ... 1009 nach oben zeigen während in den Stapeln B und D, die Minuspole der Batteriezellen 1004, ... 1006 bzw. 100i0, ... IOO12 entgegengesetzt nach unten zeigen. Die Stapel A, B, C, D werden, wie durch Verbindungsringe im Schaltbild verdeutlicht, elektrisch jeweils indirekt, d. h. über Verbindungselemente von Zellenverbindern, miteinander verbunden.
Das Batteriemodul 20 umfasst eine Vielzahl von Zellenträgern 200; 200|, 200M, 200||| und eine Vielzahl von Zellenbindern 300, 400, 500, die im Folgenden mit Bezug auf die Figuren 3 bis 6 beschrieben werden. Das Batteriemodul 20 kann weiterhin eine Überwachungseinrichtung 600, die mit Bezug auf Figur 7
beschrieben wird, umfassen.
Figur 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Zellenträgers 200 zum Aufnehmen bzw. Tragen von Batteriezellen 100A, ... 100D gemäß der
Ausführungsform der Erfindung.
Der Zellenträger 200 umfasst eine Vielzahl von Aussparungen 250A, ... 250D, die in einem ebenen Körper 210 voneinander beabstandet ausgebildet sind, zur Aufnahme jeweils einer Batteriezelle 100A, ... 100D. Der Körper 210 ist rahmenartig ausgebildet. Dabei können die Batteriezellen 100A, ... 100D derart eingesetzt werden, dass die Minuspole der Batteriezellen 100A, ... 100c nach oben zeigen während die Minuspole der Batteriezellen 100B, ... 100D nach unten zeigen. Der Zellenträger 200 ist derart ausgebildet, dass die Batteriezellen 100A, ... 100D voneinander elektrisch isoliert werden können. Dazu kann der Körper 210 elektrisch nichtleitfähiges Material wie Kunststoff umfassen. Der Körper 210 kann, zumindest im Bereich der Vielzahl von Aussparungen 250A, ... 250D, eine elektrisch nichtleitfähige Schicht wie eine elektrisch nichtleitfähige Beschichtung, eine elektrisch nichtleitfähige Folie, eine elektrisch nichtleitfähige Farbe oder einen elektrisch nichtleitfähigen Lack aufweisen.
In dem Körper 210 ist weiterhin eine Aussparung 260, die zwischen den
Aussparungen 250A, ... 250D angeordnet ist, zur Aufnahme der Überwachungseinrichtung 600 ausgebildet. In dem Körper 210 ist weiterhin eine Vielzahl von Öffnungen 270A, ... 270D, die die Aussparung 260 zur Aufnahme der Überwachungseinrichtung 600 jeweils mit den Aussparungen 250A, ... 250D verbinden, ausgebildet, um die Überwachung der Vielzahl von Batteriezellen 100A, ··· 100D durch die Überwachungseinrichtung 600 zu ermöglichen.
Der Zellenträger 200 kann, beispielsweise auf der Grundfläche und / oder Deckfläche, weiterhin eine umlaufende Dichtung zum Abdichten des Zellenträgers umfassen.
Der Zellenträger 200 mit den Batteriezelle 100A, ... 100D kann in jeder der Schichten I, II, III verwendet werden.
Figur 4 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Zellenverbinders 300 zum elektrischen Verbinden von Batteriezellen eines ersten Zellenträgers 200| gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
Der Zellenverbinder 300 umfasst ein erstes Verbindungselement 330AB und ein zweites Verbindungselement 330CD, die auf einem ebenen Körper 310 ausgebildet sind, zum elektrischen Verbinden der Batteriezellen 100A und 100B bzw. der Batteriezellen 100c und 100D der ersten Schicht I, also der Batteriezellen 1003 und IOO4 bzw. der Batteriezellen 1009 und 100i0. Das erste
Verbindungselement 330AB und das zweite Verbindungselement 330CD umfassen jeweils ein erstes Kontaktelement 332A, 332c und ein zweites Kontaktelement 332B, 332D zum Kontaktieren der elektrischen Anschlüsse der Batteriezellen 100A, ... 100D, mit denen sie fluchten, und ein Leitungselement 334AB, 334CD jeweils zum elektrischen Verbinden des erstes Kontaktelements 332A, 332c und des zweiten Kontaktelements 332B, 332D. Der Körper 310 umfasst in den Bereichen der Verbindungselements 330AB, 330CD eine elektrisch nichtleit- fähige Schicht 320AB, 320CD- Die Verbindungselemente 330AB, 330CD sind jeweils einstückig ausgebildet und umfassen jeweils eine elektrisch leitfähige Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material wie Metall, Aluminium oder Kupfer. Der Körper 310 ist als Endplatte ausgebildet, und die ersten Kontaktelemente 332A, 332c und die zweiten Kontaktelemente 332B, 332D sind auf einer selben Fläche des Körpers 310 ausgebildet.
In dem Körper 310 ist eine Aussparung 360 zur Aufnahme der Überwachungseinrichtung 600, die zwischen den zwischen den Verbindungselementen 330AB, 330CD angeordnet ist und mit der Aussparung 260 in dem Zellenträger 200 fluchtet, ausgebildet.
In dem Körper 310 ist weiterhin ein Kanal 315 zur Aufnahme eines Temperier- mittels bzw. Kühlmittels ausgebildet, und der Körper 310 umfasst einen ersten und einen zweiten Anschluss 340i, 3402 mit Anschlussoliven 345i, 3452, die mit dem Kanal 315 fluidleitend verbunden sind. Somit können die Batteriezellen 100A, ··· 100D temperiert bzw. gekühlt werden. Der Kanal 315 kann, wie in Figur 4 gezeigt, zwei Kammern, die im Bereich der Aussparung 360 mittels einer Öffnung verbunden sind, umfassen.
Der Zellenverbinder 300 kann, beispielsweise auf der Grundfläche und / oder Deckfläche, weiterhin eine umlaufende Dichtung zum Abdichten des Zellenverbinder umfassen.
Der Zellenbinder 300 kann, wie in Figur 4 beispielhaft gezeigt, unter der ersten Schicht I zum Verbinden der Stapel A und B bzw. der Stapel C und D verwendet werden. Figur 5 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines anderen Zellenverbinders 400 zum elektrischen Verbinden von Batteriezellen des ersten Zellenträgers 200| und eines zweiten Zellenträgers 200M gemäß der Ausführungsform der Erfindung. Der andere Zellenverbinder 400 entspricht im Wesentlichen dem mit Bezug auf
Figur 4 beschriebenen Zellenverbinder 300. Der andere Zellenverbinder 400 umfasst vier Verbindungselemente 430A, ... 430D. Die Verbindungselemente 430A, ... 430D umfassen jeweils ein erstes Kontaktelement 432A, ... 432D und ein zweites Kontaktelement zum Kontaktieren der elektrischen
Anschl üsse der Batteriezellen 100A, ... 100D, eines Zellenträgers mit den elektrischen Anschl üsse der Batteriezellen 100A, ... 100D, eines anderen Zellenträgers, mit denen sie fluchten. Der Körper 410 ist als Zwischenplatte ausgebildet, und die ersten Kontaktelemente 432A, ... 432D und die zweiten Kontaktelemente sind auf zwei gegenüberliegenden Flächen des Körpers 410 ausge- bildet. Die Leitungselemente 434A, 432B sind auf Seitenflächen zwischen den zwei gegenüberliegenden Flächen des Körpers 410 ausgebildet.
Der andere Zellenbinder 400 kann optional zwischen zwei Schichten beispielsweise Schichten II und III oder, wie in Figur 5 beispielhaft gezeigt, Schichten I und II zur Temperierung und zum Verbinden der Schichten verwendet werden.
Figur 6 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines weiteren Zellenverbinders 500 zum elektrischen Verbinden von Batteriezellen eines dritten Zellenträgers 200m gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
Der weitere Zellenverbinder 500 entspricht im Wesentlichen dem mit Bezug auf Figur 4 beschriebenen Zellenverbinder 300. Der weitere Zellenverbinder 500 umfasst ein Verbindungselement 530A und zwei elektrische Anschlusselemente 530A, 530D. Das Verbindungselement 530Bc umfasst ein erstes
Kontaktelement 532B und ein zweites Kontaktelement 532c zum Kontaktieren der elektrischen Anschlüsse der Batteriezellen 100B, 100c, mit denen sie fluchten, und ein Leitungselement 534BC zum elektrischen Verbinden des erstes Kontaktelements 532c und des zweiten Kontaktelements 532c. Das Leitungselement 534BC ist aufgrund der Aussparung 560 schmäler ausgebildet als das erste Kontaktelement 532B und das zweite Kontaktelement 532c. Ergänzend oder alternativ kann das Leitungselemente 534BC auf einer angrenzenden Seitenfläche des Körpers 510 oder im Körper 510 ausgebildet sein. Die Anschlusselemente 530A, 530D umfassen jeweils ein erstes Kontaktelement 532A, 532D zum Kontaktieren der elektrischen Anschlüsse der Batteriezellen 100A, 100A, mit denen sie fluchten, und ein zweites Kontaktelement 536A, 536D zum Kontaktieren des Batteriemoduls 20 und ein Leitungselement 534A, 534D zum elektrischen Verbinden des erstes Kontaktelements 532A, 532D und des zweiten Kontaktelements 536A, 536D. Die zweiten Kontaktelemente 536A, 536D können beispielsweise als Buchsen, Klemmen wie Schraubklemmen oder Stecker wie Flachstecker ausgebildet sein. Der Körper 510 ist als Endplatte ausgebildet, und das Verbindungselement 530BC und die Anschlusselemente 530A, 530D sind auf einer selben Fläche des Körpers 510 ausgebildet. Der Zellenbinder 500 kann, wie in Figur 6 beispielhaft gezeigt, über der dritten Schicht III zum Verbinden der Stapel B und C verwendet werden.
Figur 7 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Überwachungs- einrichtung 600 gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
Die Überwachungseinrichtung 600 dient zur Überwachung der Vielzahl von Batteriezellen 100i, ... 100i2; 100A, ... 100D und umfasst eine Vielzahl von Erfassungseinrichtungen 620i, ... 6206 wie Sensoren oder Temperatursensoren zur Erfassung von Messwerten voneinander beabstandet derart auf einem
Träger 610 oder einer Platine angeordnet sind, dass eine Erfassungseinrichtung 620i, ... 6206 der Vielzahl von Erfassungseinrichtungen 620i, ... 6206 einen Messwert wie Temperaturmesswert von einer Batteriezelle 100i, ... 100i2; 100A, ··· 100D der Vielzahl von Batteriezellen 100i, ... 100ί2; 100A, ... 100D durch eine Öffnung 270A, ... 270D der Vielzahl von Öffnungen270A, ... 270D in den
Zellenträgern 200; 200|, ... 200m erfassen kann. Der Träger 610 ist beispielsweise beidseitig bestückt. Die Überwachungseinrichtung 600 umfasst weiterhin eine Verarbeitungseinrichtung 650, die über eine Vielzahl von Leitungselementen 630i, ... 6306 mit der Vielzahl von Erfassungseinrichtungen 620i, ... 6206 verbunden ist, zur Verarbeitung der erfassten Messwerte. Die Überwachungseinrichtung 600 umfasst weiterhin eine Anschlusseinrichtung 640, die mit der Vielzahl von Erfassungseinrichtungen 620i, ... 6206 und / oder mit über ein weiteres Leitungselement 660 der Vererbeitungseinrichtung 650 verbunden ist, zum Übertragen der erfassten und / oder verarbeiteten Messwerte umfassen.
Die Überwachungseinrichtung 600 kann in den Aussparungen 160; 260; 360; 460; 560 in der Vielzahl von Zellenverbindern 300; 400; 500 und / oder der Vielzahl von Zellenträgern 200|, ... 200m, die miteinander fluchten, angeordnet werden.
Abschließend wird angemerkt, dass Ausdrücke wie„umfassend" und
„aufweisend" oder dergleichen nicht ausschließen, dass weitere Elemente oder Schritte vorgesehen sein können. Die verwendeten Anzahlen sind lediglich beispielhaft, sodass eine Vielzahl zwei, vier, fünf, sechs, oder mehr Elemente oder Schritte umfassen kann. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass„ein" oder „eine" keine Vielzahl ausschließen. Weiterhin wird angemerkt, dass Zahlwörter bzw. Ordnungszahlen wie„erste",„zweite" usw. ausschließlich zur Unterscheidung von Elementen und Schritten dienen, ohne dabei eine Reihenfolge der Anordnung der Elemente oder der Ausführung der Schritte festzulegen bzw. zu beschränken. Außerdem können die in Verbindung mit den verschiedenen
Ausführungsformen beschriebenen Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden. Schließlich wird angemerkt, dass die Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.

Claims

Ansprüche
1. Zellenträger (200) zum Aufnehmen einer Vielzahl von Batteriezellen (100i, ... 100i2; 100A, ··· 100D), gekennzeichnet durch:
- eine Vielzahl von Aussparungen (250A, ... 250D), die in einem ebenen
Körper (210) voneinander beabstandet ausgebildet sind, zur Aufnahme jeweils einer Batteriezelle (lOOi, ... 100i2; 100A, ... 100D) der Vielzahl von Batteriezellen (lOOi, ... IOO12; 100A, ··· 100D),
wobei:
- der Zellenträger (200) derart ausgebildet ist, dass die Batteriezellen (lOOi, ... IOO12; 100A, ··· 100D) der Vielzahl von Batteriezellen (lOOi, ... 100ί2; 100A, ...
100D) voneinander elektrisch isoliert werden.
2. Der Zellenträger (200) nach Anspruch 1, wobei:
- der Körper (210) rahmenartig ausgebildet ist,
- der Körper (210) ein elektrisch nichtleitfähiges Material oder Kunststoff umfasst,
- der Körper (210), zumindest im Bereich der Vielzahl von
Aussparungen (250A, ... 250D), eine elektrisch nichtleitfähige Schicht, eine elektrisch nichtleitfähige Beschichtung, eine elektrisch nichtleitfähige Folie, eine elektrisch nichtleitfähige Farbe oder einen elektrisch nichtleitfähigen Lack aufweist,
- in dem Körper (210) eine Aussparung (260) zur Aufnahme einer Überwachungseinrichtung (600) zur Überwachung der Vielzahl von Batteriezellen (100A, ··· 100D) ausgebildet ist,
- in dem Körper (210) eine Vielzahl von Öffnungen (270A, ... 270D), die die Aussparung (260) zur Aufnahme der Überwachungseinrichtung (600) jeweils mit den Aussparungen (250A, ... 250D) verbinden, zum Ermöglichen der Überwachung der Vielzahl von Batteriezellen (lOOi, ... IOO12; 100A, ... 100D) durch die Überwachungseinrichtung (600) ausgebildet ist,
- die Aussparungen (250A, ... 250D) kammerartig ausgebildet ist, - die Aussparung (260) zur Aufnahme der Überwachungseinrichtung (600) kammerartig ausgebildet ist, oder
- die Aussparung (260) zur Aufnahme der Überwachungseinrichtung (600) zwischen den Aussparungen (250A, ... 250D) angeordnet ist.
3. Zellenverbinder (300; 400; 500) zum elektrischen Verbinden einer Vielzahl von Batteriezellen (100i, ... 100i2; 100A, ... 100D), gekennzeichnet durch:
- ein Verbindungselement (330AB, 330CD; 430a, ... 430D; 530Bc), das auf einem ebenen Körper (310; 410; 510) ausgebildet ist, zum elektrischen Verbinden der Vielzahl von Batteriezellen (100i, ... 100i2; 100A, ... 100D),
wobei:
- das Verbindungselement (330AB, 330CD; 430a, ... 430D; 530Bc) ein erstes Kontaktelement (332A, 332c; 432A, ... 432D; 532B) zum Kontaktieren eines elektrischen Anschlusses einer ersten Batteriezelle (100i, ... 100i2; 100A, ... 100D) der Vielzahl von Batteriezellen (100i, ... 100i2; 100A, ... 100D) und ein zweites Kontaktelement (332B, 332D; 532c) zum Kontaktieren eines elektrischen Anschlusses einer zweiten Batteriezelle (100i, ... 100i2; 100A, ... 100D) der Vielzahl von Batteriezellen (100i, ... 100i2; 100A, ... 100D) und ein Leitungselement (334AB, 334CD; 434A, 434B; 534BC) zum elektrischen Verbinden des erstes Kontaktelements (332A, 332c; 432A, ... 432D; 532B) und des zweiten Kontaktelements (332B, 332D; 532c) umfasst.
4. Der Zellenverbinder (300; 400; 500) nach Anspruch 3, wobei:
- das Verbindungselement (330AB, 330CD; 430a, ... 430D; 530BC) einstückig ausgebildet ist,
- das Verbindungselement (330AB, 330CD; 430A, ... 430D; 530BC) ein elektrisch leitfähiges Material, Metall, Aluminium oder Kupfer umfasst,
- das Verbindungselement (330AB, 330CD; 430a, ... 430D; 530BC) eine elektrisch leitfähige Schicht, eine elektrisch leitfähige Beschichtung, eine elektrisch leitfähige Folie, eine elektrisch leitfähige Farbe oder einen elektrisch leitfähigen Lack aufweist,
- das erste Kontaktelement (332A, 332c; 532B) und das zweite Kontaktelement (332B, 332D; 532c) auf einer selben Fläche des Körpers (310; 510) ausgebildet sind, - das erste Kontaktelement (432A, ... 432D) und das zweite Kontaktelement auf zwei gegenüberliegenden Flächen des Körpers (410) ausgebildet sind,
- der Körper (310; 410; 510) ein elektrisch nichtleitfähiges Material oder Kunststoff umfasst,
- das Leitungselement (334AB, 334CD; 434A, 434B; 534BC) in dem Körper (310; 410; 510) ausgebildet ist,
- das Leitungselement (434A, 434B) auf einer Fläche zwischen den zwei gegenüberliegenden Flächen ausgebildet ist,
- der Körper (310; 410; 510) ein elektrisch oder thermisch leitfähiges Material, Metall oder Aluminium umfasst,
- der Körper (310; 410; 510), zumindest im Bereich des Verbindungselements (330AB, 330CD; 430A, ... 430D; 530BC), eine elektrisch nichtleitfähige Schicht (320AB, 320CD; 420AB, 420CD; 520), eine elektrisch nichtleitfähige
Beschichtung, eine elektrisch nichtleitfähige Folie, eine elektrisch nichtleitfähige Farbe oder einen elektrisch nichtleitfähigen Lack aufweist,
- der Körper (310; 410; 510) als Endplatte oder Zwischenplatte ausgebildet ist,
- in dem Körper (310; 410; 510) ein Kanal (315) zur Aufnahme eines Temperiermittels ausgebildet ist,
- der Körper (310; 410; 510) Anschlüsse (340i, 3402; 440i, 4402; 540i, 5402), die mit dem Kanal (315) fluidleitend verbunden sind, umfasst,
- in dem Körper (310; 410; 510) eine Aussparung (360; 460; 560) zur Aufnahme einer Überwachungseinrichtung (600) zur Überwachung der Vielzahl von Batteriezellen (100i, ... 100i2; 100A, ... 100D) ausgebildet ist, oder
- die Aussparung (360; 460; 560) zur Aufnahme der Überwachungseinrichtung (600) zwischen dem Verbindungselement (330AB, 330CD; 430a, ... 430D; 530BC) und einem weiteren Verbindungselement (330AB, 330CD; 430a, ... 430D; 530BC) angeordnet ist.
5. Batteriemodul (20), umfassend:
- den Zellenträger (200) nach Anspruch 1 oder 2, oder
- den Zellenverbinder (300; 400; 500) nach Anspruch 3 od
6. Batterie, umfassend:
- den Zellenträger (200) nach Anspruch 1 oder 2,
- den Zellenverbinder (300; 400; 500) nach Anspruch 3 oder 4, oder - das Batteriemodul (20) nach Anspruch 5.
7. Batteriesystem, umfassend:
- den Zellenträger (200) nach Anspruch 1 oder 2,
- den Zellenverbinder (300; 400; 500) nach Anspruch 3 oder 4,
- das Batteriemodul (20) nach Anspruch 5, oder
- die Batterie nach Anspruch 6.
8. Fahrzeug, umfassend:
- den Zellenträger (200) nach Anspruch 1 oder 2, verbunden mit dem Fahrzeug,
- den Zellenverbinder (300; 400; 500) nach Anspruch 3 oder 4, verbunden mit dem Fahrzeug,
- das Batteriemodul (20) nach Anspruch 5, verbunden mit dem Fahrzeug,
- die Batterie nach Anspruch 6, verbunden mit dem Fahrzeug, oder
- das Batteriesystem nach Anspruch 7, verbunden mit dem Fahrzeug.
9. Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls (20), gekennzeichnet durch:
- Bereitstellen eines Zellenträgers (200|) oder einer Vielzahl von Zellen- trägem (200,, ... 200m) nach Anspruch 1 oder 2,
- Bereitstellen einer Vielzahl von Zellenverbindern (300; 400; 500) nach
Anspruch 3 oder 4,
- Anordnen des Zellenträgers (200|) oder eines ersten Zellenträgers (200|) der Vielzahl von Zellenträgern (200|, ... 200m) auf einem ersten Zellenverbinder (300) der Vielzahl von Zellenverbindern (300; 400; 500), und
- Anordnen eines letzten Zellenverbinders (500) der Vielzahl von Zellenverbindern (300; 400; 500) auf dem Zellenträger (200|) oder einem letzten Zellenträger (200m) der Vielzahl von Zellenträgern (200,, ... 200m) auf.
10. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei:
- der erste Zellenträger (200|) eine dritte Batteriezelle (1003), vierte Batteriezelle (1004), neunte Batteriezelle (1009) und zehnte Batteriezelle (100i0) der Vielzahl von Batteriezellen (lOOi, ... 100i2; 100A, ... 100D) umfasst, und
- das Anordnen des ersten Zellenträgers (200|) auf einem ersten Zellen- verbinder (300) umfasst: - elektrisches Verbinden der dritten Batteriezelle (1003) und vierten Batteriezelle (1004) in Serie, und
- elektrisches Verbinden der neunten Batteriezelle (1009) und zehnte Batteriezelle (IOO10) in Serie, oder
- der letzte Zellenträger (200m) eine erste Batteriezelle (lOOi), sechste Batteriezelle (1006), siebte Batteriezelle (1007) und zwölfte Batteriezelle (100ί2) der Vielzahl von Batteriezellen (lOOi, ... IOO12; 100A, ... 100D) umfasst, und
- das Anordnen des letzten Zellenverbinders (500) auf dem letzten Zellenträger (200|||) umfasst:
- elektrisches Verbinden der sechsten Batteriezelle (1006) und siebten Batteriezelle (1007) in Serie.
11. Das Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, weiterhin umfassend:
- Anordnen eines zweiten Zellenverbinders (300) der Vielzahl von Zellen- verhindern (300; 400; 500) auf dem ersten Zellenträgers (200,),
- Anordnen eines zweiten Zellenträgers (200M) der Vielzahl von Zellenträgern (200|, ... 200|||) auf dem ersten Zellenträger (200|) oder dem zweiten Zellenverbinder (300), oder
- Bereitstellen einer Überwachungseinrichtung (600) zur Überwachung der Viel- zahl von Batteriezellen (100A, ... 100D), und
- Anordnen der Überwachungseinrichtung (600) in Aussparungen (160; 260; 360; 460; 560) in der Vielzahl von Zellenverbindern (300; 400; 500), dem Zellenträger (200|) oder der Vielzahl von Zellenträgern (200; 200,, ... 200m).
12. Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei:
- der zweite Zellenträger (200M) eine zweite Batteriezelle (1002), fünfte Batteriezelle (IOO5), achte Batteriezelle (1008) und elfte Batteriezelle (100n) der Vielzahl von Batteriezellen (lOOi, ... 100i2; 100A, ... 100D) umfasst, und
- das Anordnen des zweiten Zellenträgers (200M) auf dem ersten Zellen- träger (200|) oder zweiten Zellenverbinder (300) umfasst:
elektrisches Verbinden der dritten Batteriezelle (1003) und zweiten Batteriezelle (1002) in Serie,
elektrisches Verbinden der vierte Batteriezelle (1004) und fünften Batteriezelle (1005) in Serie, elektrisches Verbinden der neunten Batteriezelle (1009) und achten Batteriezelle (1008) in Serie, und
elektrisches Verbinden der zehnten Batteriezelle (100i0) und elften Batteriezelle (100 ) in Serie.
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