WO2024022824A1 - High-voltage accumulator for a motor vehicle, and motor vehicle - Google Patents

High-voltage accumulator for a motor vehicle, and motor vehicle Download PDF

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WO2024022824A1 PCT/EP2023/069350 EP2023069350W WO2024022824A1 WO 2024022824 A1 WO2024022824 A1 WO 2024022824A1 EP 2023069350 W EP2023069350 W EP 2023069350W WO 2024022824 A1 WO2024022824 A1 WO 2024022824A1
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Raimund KOERVER
Malte Finger
Jose Lopez de Arroyabe
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Abstract

The invention relates to a high-voltage accumulator (1) for a motor vehicle, having a battery element (2) which comprises a number of cell stacks (3) which are connected in series and each of which has a number of solid-state cells (4) which each comprise a cathode (5) of a bipolar electrode (6) and an anode (7) of a further bipolar electrode (6) and a solid-state electrolyte (8) is arranged between these two bipolar electrodes (6) and the solid-state cells (4) of the respective cell stack (3) are interconnected in parallel and at least two of the cell stacks (3) are welded into a pouch foil (9) together, wherein a voltage-tapping element (10) is arranged on the respective cell stack (3), each voltage-tapping element being connected to a controller device (11) arranged inside the pouch foil (9) and forming a battery management system (12) with the controller device, at least one cell voltage of the respective solid-state cell (4) being able to be detected by the battery management system, wherein the voltage-tapping elements (10) are arranged entirely in the pouch foil (9) together with the controller device (11). The invention also relates to a motor vehicle.

Description

Hochvoltspeicher für ein Kraftfahrzeug und Hochvoltspeicher High-voltage storage for a motor vehicle and high-voltage storage
Die Erfindung betrifft einen Hochvoltspeicher für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug. The invention relates to a high-voltage storage device for a motor vehicle and a motor vehicle.
Batterien, insbesondere Lithium-Ionen-Batterien, können zum Antrieb eines zumindest teilweise elektrisch antreibbares Kraftfahrzeugs verwendet werden. Zum Erreichen der dafür nötigen Spannung sind einzelne Batteriezellen in einer Kombination aus einer mehrfachen Parallelschaltung und einer Serienschaltung miteinander verknüpft. So werden aus einzelnen Batteriezellen Zellstapel gebildet, welche zu Modulen in einem Hochvoltspeicher verbunden werden. Durch ein externes Batteriemanagementsystem werden die einzelnen Zellen überwacht, welche durch ein Zellkontaktiersystem miteinander verbunden sind. Batteries, in particular lithium-ion batteries, can be used to drive an at least partially electrically driven motor vehicle. To achieve the required voltage, individual battery cells are linked together in a combination of multiple parallel connections and a series connection. Cell stacks are formed from individual battery cells, which are connected to form modules in a high-voltage storage system. The individual cells, which are connected to each other by a cell contact system, are monitored by an external battery management system.
Feststoffbatterien (Engl.: all solid-state battery, kurz ASSB) stellen eine Weiterentwicklung von Lithium-Ionen-Batterien dar. Dabei wird ein poröser, mit Flüssigkeit getränkter Separator durch einen Festelektrolyten ersetzt. Dieser Festelektrolyt kann eine Keramik, welche Sulfide und/oder Oxide beinhalten kann, und/oder ein feststoffartiges Polymer, welches auch als Gel vorliegen kann, umfassen. Ferner kann ein Festkörperelektrolyt mit in die Elektrode integriert werden, um insbesondere die Lithium-Ionen-Leitfähigkeit innerhalb der Elektroden sicherzustellen. Dabei hat der Festkörperelektrolyt, wie sein Name impliziert, die Eigenschaft, dass dieser nicht fließfähig ist. Solid-state batteries (all solid-state batteries, ASSB for short) represent a further development of lithium-ion batteries. A porous, liquid-soaked separator is replaced by a solid electrolyte. This solid electrolyte can comprise a ceramic, which can contain sulfides and/or oxides, and/or a solid-like polymer, which can also be in the form of a gel. Furthermore, a solid electrolyte can be integrated into the electrode, in particular to ensure lithium-ion conductivity within the electrodes. The solid electrolyte, as its name implies, has the property that it is not flowable.
Aktuelle Hochvoltspeicher beziehungsweise Batterien haben das Problem, dass die Zellen einzeln ummantelt werden, was zu einer besonders geringen Energiedichte führt. Ferner ist eine komplexe Bauweise notwendig, wodurch eine geringe Integration ermöglicht wird. Bei einer externen Verschaltung der Zellen nimmt die Verkabelung zusätzlich Bauraum im Hochvoltspeicher ein und senkt so die Speichergröße und damit die Reichweite des Fahrzeugs. Darüber hinaus ist eine modulare Kontrolle der Zellblöcke bei einem Batteriemanagementsystem noch nicht gelöst. Current high-voltage storage devices or batteries have the problem that the cells are individually coated, which leads to a particularly low energy density. Furthermore, a complex design is necessary, which enables low integration. When the cells are connected externally, the cabling takes up additional space in the high-voltage storage device, thus reducing the storage size and thus the range of the vehicle. In addition, modular control of the cell blocks in a battery management system has not yet been solved.
Ferner zeigt die DE 10 2019 131 127 A1 eine Feststoffbatterie mit zwei oder mehreren übereinander gestapelten Einzelstapeln. Furthermore, DE 10 2019 131 127 A1 shows a solid-state battery with two or more individual stacks stacked one above the other.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Hochvoltspeicher sowie ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei welchen jeweils ein Batterieelement des Hochvoltspeichers besonders bauraumarm ausgebildet werden kann, um eine besonders hohe Energiedichte zu erreichen, und darüber hinaus eine vorteilhafte Zellüberwachung bereitzustellen. The object of the present invention is to provide a high-voltage storage device and a motor vehicle, in which a battery element of the high-voltage storage device can be designed to have a particularly small installation space in order to achieve a particularly to achieve high energy density, and also to provide advantageous cell monitoring.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und in der Zeichnung angegeben. This object is achieved according to the invention by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous refinements and further developments of the invention are specified in the dependent patent claims as well as in the description and in the drawing.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Hochvoltspeicher für ein Kraftfahrzeug. Der erfindungsgemäße Hochvoltspeicher weist ein Batterieelement auf, welches mehrere, also wenigstens zwei, seriell, insbesondere seriell bipolar, geschaltete Zellstapel umfasst, von denen jeder mehrere, also wenigstens zwei, Feststoffzellen aufweist, welche jeweils eine Kathode beziehungsweise einen Kathodenteil einer Bipolarelektrode und eine Anode beziehungsweise einen Anodenteil einer weiteren Bipolarelektrode umfasst und zwischen den beiden Bipolarelektroden ein Festkörperelektrolyt angeordnet ist, welcher die beiden Bipolarelektroden trennt, und die Feststoffzellen des jeweiligen Zellstapels untereinander parallel geschaltet sind und die Zellstapel beziehungsweise wenigstens zwei der Zellstapel gemeinsam in einer Pouchfolie eingeschweißt sind, wobei an dem jeweiligen Zellstapel ein Spannungsabgriffselement angeordnet ist, welches jeweils mit einer innerhalb der Pouchfolie angeordneten Kontrolleinrichtung verbunden ist und mit dieser ein Batteriemanagement bildet, durch welches zumindest eine Zellspannung des jeweiligen Zellstapels erfassbar ist, wobei die Spannungsabgriffselemente zusammen mit der Kontrolleinrichtung insbesondere vollständig in der Pouchfolie angeordnet sind. A first aspect of the invention relates to a high-voltage storage device for a motor vehicle. The high-voltage storage device according to the invention has a battery element which comprises several, i.e. at least two, cell stacks connected in series, in particular serially bipolar, each of which has several, i.e. at least two, solid-state cells, each of which has a cathode or a cathode part of a bipolar electrode and an anode or an anode part of a further bipolar electrode and a solid electrolyte is arranged between the two bipolar electrodes, which separates the two bipolar electrodes, and the solid cells of the respective cell stack are connected in parallel with one another and the cell stacks or at least two of the cell stacks are welded together in a pouch film, whereby on the A voltage tapping element is arranged in each cell stack, which is each connected to a control device arranged within the pouch film and with this forms a battery management, through which at least one cell voltage of the respective cell stack can be detected, the voltage tapping elements being arranged together with the control device, in particular completely in the pouch film .
Mit anderen Worten wird ein Batterieelement für einen Hochvoltspeicher vorgeschlagen, welcher Feststoffzellen in einer bipolaren Anordnung aufweist, wobei mehrere der Feststoffzellen in einer parallelen Anordnung zu einem Stack verbunden sind. Wenigstens zwei der Zellstapel, insbesondere alle vorhandenen Zellstapel, werden anschließend seriell bipolar verschaltet. Bei einer Zellspannung von um die 2 Volt wäre beispielsweise eine Möglichkeit 100 Zellen parallel zu schalten und davon 12 Zellstapel seriell beziehungsweise seriell bipolar zu verschalten, um beispielsweise eine Spannung unterhalb von 60 Volt zu erhalten. Dabei werden die Spannungsabgriffe auf Zellstapelebene zusammengeführt und innerhalb der Pouchfolie mit einem Mikrochip - einem Zellbatteriemanagementsystem - verbunden. In other words, a battery element for a high-voltage storage device is proposed which has solid cells in a bipolar arrangement, with several of the solid cells being connected in a parallel arrangement to form a stack. At least two of the cell stacks, in particular all of the cell stacks present, are then connected in series in a bipolar manner. With a cell voltage of around 2 volts, for example, one possibility would be to connect 100 cells in parallel and to connect 12 cell stacks in series or serially bipolar in order to obtain a voltage below 60 volts, for example. The voltage taps are brought together at the cell stack level and connected within the pouch film to a microchip - a cell battery management system.
Durch den erfindungsgemäßen Hochvoltspeicher ergeben sich mehrere Vorteile. Zum einen kann das Batterieelement besonders kompakt ausgebildet werden und gleichzeitig kann dabei eine hochintegrative Bauweise realisiert werden. Des Weiteren ist eine Vereinfachung des Hochvoltspeichers und eines Kabelbaums realisierbar. Darüber hinaus kann aufgrund der Bauraumeinsparung eine erhöhte Energiedichte des Hochvoltspeichers realisiert werden. Dabei ist es aufgrund der Verwendung der Feststoffzellen möglich, beispielsweise besonders dicke Zellen auszubilden, sodass weitere Peripherie, beispielsweise zusätzliche Spannungsabgriffselemente, eingespart werden können. Ferner ist ein Vorteil, dass ein besonders flexibles Zelldesign ermöglicht wird, wodurch beispielsweise die Dicke der Schichten in dem Aufbau des Batterieelements frei wählbar ist. Ferner ist der Zellverbund, also das Batterieelement, welches bis auf Kontaktelemente beziehungsweise Polanschlüsse im Wesentlichen vollständig in der Pouchfolie eingebettet ist, als „intelligentes Bauteil“ ausbildbar, da es über eine Kontrolleinrichtung verfügt, welche zumindest ein einfaches Batteriemanagementsystem bildet. Daraus ergibt sich eine gewisse Modularität, sodass der Hochvoltspeicher beispielsweise flexibel aus mehreren Batterieelementen gebildet werden kann. Aufgrund einer Einsparung an Material, insbesondere Kupfer und/oder Aluminium, und/oder einer Reduzierung eines Produktionsaufwands kann der Hochvoltspeicher darüber hinaus besonders kostenreduziert bereitgestellt werden. Ein weiterer Vorteil ist eine Reduktion von Wärmeverlusten, da eine vereinfachte Zellkontaktierung und Materialreduktion Wärmeverluste verringern. The high-voltage storage device according to the invention results in several advantages. On the one hand, the battery element can be made particularly compact and at the same time A highly integrative design can be realized. Furthermore, a simplification of the high-voltage battery and a wiring harness can be achieved. In addition, due to the savings in installation space, an increased energy density of the high-voltage storage device can be achieved. Due to the use of the solid cells, it is possible, for example, to form particularly thick cells, so that further peripherals, for example additional voltage tapping elements, can be saved. A further advantage is that a particularly flexible cell design is made possible, whereby, for example, the thickness of the layers in the structure of the battery element can be freely selected. Furthermore, the cell assembly, i.e. the battery element, which is essentially completely embedded in the pouch film except for contact elements or pole connections, can be designed as an “intelligent component” because it has a control device which forms at least a simple battery management system. This results in a certain modularity, so that the high-voltage storage device can, for example, be flexibly formed from several battery elements. Due to a saving in material, in particular copper and/or aluminum, and/or a reduction in production costs, the high-voltage storage device can also be provided at a particularly reduced cost. Another advantage is a reduction in heat losses, as simplified cell contact and material reduction reduce heat losses.
Im Folgenden werden unter Anderem drei räumliche Anordnungen der Spannungsabgriffselemente und somit vorteilhafte Ausgestaltungen des Batterieelements vorgestellt. Below, among other things, three spatial arrangements of the voltage tapping elements and thus advantageous embodiments of the battery element are presented.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung führt das jeweilige Spannungsabgriffselement von dem jeweiligen Zellstapel zu einer Fläche eines außenliegenden Zellstapels, an welcher die Pouchfolie anliegt und welche von einer Austrittsfläche, also einer Seite des Batterieelements, an welcher ein Kontaktelement beziehungsweise ein Pol ausgeführt wird, verschieden ist, und trifft dort auf eine Zusammenführung beziehungsweise ist mit dieser verbunden, welche die Spannungsabgriffselemente mit der Kontrolleinrichtung verbindet, welche ebenfalls zwischen der Fläche und der Pouchfolie angeordnet ist, wobei die Spannungsabgriffselemente im Wesentlichen quer zur Längserstreckungsrichtung des Batterieelements angeordnet sind. Die Zusammenführung ist beispielsweise eine Art Verkabelung beziehungsweise Kabelbaum. „Im Wesentlichen quer zur Längserstreckungsrichtung“ bedeutet, dass eine Abweichung von der Längserstreckungsrichtung, um beispielsweise bis zu 30 Grad und insbesondere bis zu 10 Grad, ermöglicht wird. Mit anderen Worten werden Spannungsabgriffe quer zur Längserstreckungsrichtung, beispielsweise nach oben, geführt, dort verbunden und beispielsweise mittels einer dünnen flexiblen Platine mit der insbesondere als Chip ausgebildeten Kontrolleinrichtung verbunden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auf besonders vorteilhafte Weise auf eine geometrische Anforderung des Batterieelements beziehungsweise des Hochvoltspeichers durch die geeignete Führung der Spannungsabgriffe reagiert werden kann. In an advantageous embodiment of the invention, the respective voltage tapping element leads from the respective cell stack to a surface of an external cell stack on which the pouch film rests and which is different from an exit surface, i.e. a side of the battery element on which a contact element or a pole is designed, and there meets a junction or is connected to it, which connects the voltage tapping elements to the control device, which is also arranged between the surface and the pouch film, the voltage tapping elements being arranged essentially transversely to the longitudinal direction of the battery element. The combination is, for example, a type of cabling or cable harness. “Substantially transverse to the longitudinal direction” means that a deviation from the longitudinal direction, for example by up to 30 degrees and in particular up to 10 degrees, is made possible. In other words, voltage taps are transverse to the Longitudinal extension direction, for example upwards, is guided, connected there and connected, for example by means of a thin flexible circuit board, to the control device, which is designed in particular as a chip. This results in the advantage that a geometric requirement of the battery element or the high-voltage storage can be responded to in a particularly advantageous manner by appropriately guiding the voltage taps.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das jeweilige Spannungsabgriffselement von dem jeweiligen Zellstapel an einer Kantenseite des jeweiligen Zellstapels geführt und trifft dort auf eine weitere Zusammenführung, welche die Spannungsabgriffselemente mit der Kontrolleinrichtung verbindet, welche an einer Kopfseite beziehungsweise der Austrittsfläche des Batterieelements angeordnet ist. Dabei ist die Kantenseite beispielsweise eine der Flächen des jeweiligen Zellstapels, welcher quer zu dessen Längserstreckungsrichtung liegt und ferner insbesondere an einer kurzen Seite und somit nicht der zuvor vorgestellten Fläche entspricht. Mit anderen Worten werden die Spannungsabgriffselemente an einer Kante des Batterieelements zusammengeführt. Diese Zusammenführung, welche insbesondere als Kabelbaum beziehungsweise elektrischer Kontakt zur Verbindung mit der Kontrolleinrichtung ausgebildet ist, ist entlang der Längserstreckungsrichtung zur Kopfseite, der Seite des Batterieelements, an welcher ein Pol aus der Pouchfolie austritt, orientiert. Die Kontrolleinrichtung ist an dieser Kopfseite angeordnet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auf besonders vorteilhafte Weise auf geometrische beziehungsweise bauraumbedingte Anforderungen des Hochvoltspeichers reagiert werden kann. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective voltage tapping element is guided by the respective cell stack on an edge side of the respective cell stack and there meets a further junction which connects the voltage tapping elements with the control device, which is arranged on a head side or the exit surface of the battery element. The edge side is, for example, one of the surfaces of the respective cell stack, which lies transversely to its longitudinal direction and, furthermore, in particular on a short side and therefore does not correspond to the previously presented surface. In other words, the voltage tapping elements are brought together at one edge of the battery element. This assembly, which is designed in particular as a cable harness or electrical contact for connection to the control device, is oriented along the longitudinal direction towards the head side, the side of the battery element on which a pole emerges from the pouch film. The control device is arranged on this head side. This results in the advantage that geometric or installation space-related requirements of the high-voltage storage device can be responded to in a particularly advantageous manner.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung führt das jeweilige Spannungsabgriffselement von dem jeweiligen Zellstapel zu einer Fläche eines außenliegenden Zellstapels, an welcher die Pouchfolie anliegt und welche von der Austrittsfläche beziehungsweise der Kopfseite verschieden ist, und trifft dort auf eine Zusammenführung beziehungsweise ist mit dieser verbunden, welche die Spannungsabgriffselemente mit der Kontrolleinrichtung insbesondere elektrisch verbindet, welche an der Kopfseite angeordnet ist, wobei die Spannungsabgriffselemente im Wesentlichen entlang der Längserstreckungsrichtung des Batterieelements angeordnet sind. Mit anderen Worten werden die Spannungsabgriffe an der Kante zusammengeführt und von dort zu mittels der dünnen Zusammenführung zur Kontrolleinrichtung an den Kopf der Batterie geführt. „Im Wesentlichen entlang der Längserstreckungsrichtung“ bedeutet, dass eine Abweichung bis zu 30 Grad möglich ist, und insbesondere in Abweichung bis zu 10 Grad, realisiert werden kann. Durch die vorgestellte Orientierung der Spannungsabgriffselemente und der Kontrolleinrichtung ergibt sich ebenfalls der Vorteil, dass auf besonders vorteilhafte Weise eine Bauraumanpassung des Batterieelements ermöglicht wird. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective voltage tapping element leads from the respective cell stack to a surface of an external cell stack, on which the pouch film rests and which is different from the exit surface or the head side, and there meets a junction or is connected to it, which in particular electrically connects the voltage tapping elements to the control device, which is arranged on the head side, wherein the voltage tapping elements are arranged essentially along the longitudinal direction of the battery element. In other words, the voltage taps are brought together at the edge and from there guided to the control device at the head of the battery by means of the thin junction. “Substantially along the longitudinal direction” means that a deviation of up to 30 degrees is possible, and in particular a deviation of up to 10 degrees can be realized. Through the presented orientation The voltage tapping elements and the control device also have the advantage that the installation space of the battery element can be adapted in a particularly advantageous manner.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens eines der Spannungsabgriffselemente und/oder die Kontrolleinrichtung und/oder die Zusammenführung zumindest teilweise durch eine flexible Platine gebildet. Mit anderen Worten wird ein elektrisch verwendbares Material verwendet, welches in seiner Form zumindest gebogen werden kann. So gibt es beispielsweise PCBs, welche auf einem elastischen Material, wie einer Kunststofffolie, gedruckt sind und sich zumindest in bestimmten Bereichen verformen lassen. Werden die Spannungsabgriffselemente und/oder wenigstens eines der Spannungsabgriffselemente, die Kontrolleinrichtung und/oder die Zusammenführung derart kabellos gebildet, ergibt sich der Vorteil, dass der Bauraum des Batterieelements besonders kompakt ausgebildet werden kann. So ist ferner eine besonders flexible Anpassung an geometrische Erfordernisse und/oder eine besonders hohe Energiedichte realisierbar. In a further advantageous embodiment of the invention, at least one of the voltage tapping elements and/or the control device and/or the assembly are at least partially formed by a flexible circuit board. In other words, an electrically usable material is used whose shape can at least be bent. For example, there are PCBs that are printed on an elastic material, such as a plastic film, and can be deformed at least in certain areas. If the voltage tapping elements and/or at least one of the voltage tapping elements, the control device and/or the combination are formed wirelessly in this way, the advantage is that the installation space of the battery element can be made particularly compact. In this way, a particularly flexible adaptation to geometric requirements and/or a particularly high energy density can be achieved.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist die Kontrolleinrichtung eine Kommunikationseinrichtung auf, welche kabelgebunden und/oder kabellos, insbesondere mittels Funk, betreibbar ist. Mit anderen Worten verfügt die Kontrolleinrichtung über einen Kommunikationssport, welcher eine Schnittstelle zum Datenaustausch beispielsweise mit einer Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs darstellt. Dabei kann der Datenaustausch kabelgebunden mittels wenigstens einer Leitung erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann der Datenaustausch drahtlos und/oder leitungslos über Funk, beispielsweise mittels WLAN, Bluetooth, RFID oder dergleichen, erfolgen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine besonders vorteilhafte Überwachung des Hochvoltspeichers ermöglicht wird. In a further advantageous embodiment, the control device has a communication device which can be operated in a wired and/or wireless manner, in particular by means of radio. In other words, the control device has a communication port, which represents an interface for data exchange, for example with a control device of the motor vehicle. The data exchange can take place via cable using at least one line. Additionally or alternatively, the data exchange can take place wirelessly and/or wirelessly via radio, for example using WLAN, Bluetooth, RFID or the like. This has the advantage that particularly advantageous monitoring of the high-voltage storage unit is made possible.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die jeweilige Feststoffzelle quaderförmig und/oder prismatisch ausgebildet. Mit anderen Worten hat die jeweilige Feststoffzelle die Form eines Quaders beziehungsweise eines Prismas. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auf besonders vorteilhafte Weise eine bauraumarme Ausgestaltung des Batterieelements ermöglicht wird. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective solid cell is cuboid and/or prismatic. In other words, the respective solid cell has the shape of a cuboid or a prism. This results in the advantage that a design of the battery element with little installation space is made possible in a particularly advantageous manner.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Austrittsfläche beziehungsweise die jeweilige Kopfseite, an welcher ein Anschlusselement beziehungsweise ein Pol aus der Pouchfolie tritt, an einer Schweißnaht der Pouchfolie angeordnet. Mit anderen Worten sind die Anschlusselemente beziehungsweise die Kontakte insbesondere direkt an der Schweißnaht ausgebildet, sodass diese beispielsweise beim Schweißen zweier Folienhälften zwischen diese gelegt werden und somit den Austritt aus der Pouchfolie bilden. Daher ergibt sich der Vorteil, dass beispielsweise keine Extraöffnung in der Pouchfolie vorgesehen werden muss, wodurch das Batterieelement beispielsweise besonders robust ausgebildet werden kann. In a further advantageous embodiment of the invention, the exit surface or the respective head side, on which a connection element or a pole emerges from the pouch film, is arranged on a weld seam of the pouch film. In other words, the connection elements or Contacts are formed in particular directly on the weld seam, so that, for example, when welding two film halves, they are placed between them and thus form the exit from the pouch film. This therefore has the advantage that, for example, no extra opening has to be provided in the pouch film, whereby the battery element can be designed to be particularly robust, for example.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eine der Feststoffzellen doppelseitig ausgebildet. Dabei kann die weitere Kathode beziehungsweise Anode insbesondere jeweils einen Teil einer weiteren benachbarten Feststoffzelle bilden. Dies ist beispielsweise aufgrund der Ausgestaltung der jeweiligen Elektrode als Bipolarelektrode möglich. So wird auf besonders vorteilhafte Weise die parallele Verschaltung mehrerer Feststoffzellen ermöglicht, insbesondere ohne jeweils eine eigene Ummantelung der jeweiligen Feststoffzelle, aufgrund der Eigenschaften der bipolaren Elektrode in Kombination mit dem Festkörperelektrolyt, zu benötigen. Zusätzlich oder alternativ kann hier die jeweilige bipolare Elektrode beispielsweise für die Reihenschaltung sowohl eine Anode als auch eine Kathode aufweisen, sodass das in Serie Schalten besonders vorteilhaft realisiert werden kann. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Batterie besonders bauraumarm ausgebildet werden kann. In a further advantageous embodiment of the invention, at least one of the solid cells is designed to be double-sided. The further cathode or anode can in particular form a part of a further adjacent solid cell. This is possible, for example, due to the design of the respective electrode as a bipolar electrode. In this way, the parallel connection of several solid-state cells is made possible in a particularly advantageous manner, in particular without the need for a separate casing for the respective solid-state cell, due to the properties of the bipolar electrode in combination with the solid-state electrolyte. Additionally or alternatively, the respective bipolar electrode can have both an anode and a cathode for series connection, for example, so that series connection can be implemented particularly advantageously. This results in the advantage that the battery can be designed to take up particularly little space.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst einen Hochvoltspeicher gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. A second aspect of the invention relates to a motor vehicle. The motor vehicle according to the invention comprises a high-voltage storage device according to the first aspect of the invention.
Dabei sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des ersten Aspekts der Erfindung als vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt. Advantageous refinements and developments of the first aspect of the invention are to be viewed as advantageous refinements and developments of the second aspect of the invention and vice versa.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar. Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown in the figures alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 schematische Ansicht eines Zellstapels eines Batterieelements einesThe invention will now be explained in more detail using a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawings. It shows: Fig. 1 schematic view of a cell stack of a battery element
Hochvoltspeichers für ein Kraftfahrzeug; High-voltage storage for a motor vehicle;
Fig. 2 schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Zellstapels; 2 shows a schematic view of a further embodiment of the cell stack;
Fig. 3 schematische Ansicht einer Ausführungsform des Batterieelements desFig. 3 schematic view of an embodiment of the battery element
Hochvoltspeichers mit einem Batteriemanagementsystem; High-voltage storage with a battery management system;
Fig. 4 schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform desFig. 4 schematic view of a second embodiment of the
Batterieelements des Hochvoltspeichers mit dem Batteriemanagementsystem; und Battery element of the high-voltage storage unit with the battery management system; and
Fig. 5 schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform desFig. 5 schematic view of a third embodiment of the
Batterieelements des Hochvoltspeichers mit dem Batteriemanagementsystem. Battery element of the high-voltage storage unit with the battery management system.
Zum Antreiben eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs werden Hochvoltspeicher verwendet. Dabei kommen insbesondere Lithium-Ionen-Batterien zum Einsatz. Eine Weiterentwicklung einer Lithium-Ionen-Batterie ist eine sogenannte Feststoffbatterie, bei der feste Elektrolyten beispielsweise mit Bipolarelektroden kombiniert werden können. Dadurch werden Möglichkeiten einer sogenannten bipolaren Verschaltung ermöglicht, wobei einzelne Zelleinheiten in Serie geschaltet werden können und in diese separat eingehaust werden müssen. High-voltage storage devices are used to drive an at least partially electrically powered motor vehicle. Lithium-ion batteries in particular are used. A further development of a lithium-ion battery is a so-called solid-state battery, in which solid electrolytes can be combined with bipolar electrodes, for example. This enables the possibility of a so-called bipolar connection, whereby individual cell units can be connected in series and must be housed separately in them.
Im Folgenden soll ein Hochvoltspeicher 1, welcher zum Antreiben des Kraftfahrzeugs verwendet werden kann, anhand der Figuren vorgestellt werden. Dieser umfasst ein Batterieelement 2, welches mehrere, also wenigstens zwei, in Serie bipolar geschaltete Zellstapel 3 umfasst. Die Fig. 1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine erste Ausführungsform solch eines Zellstapels 3. Dabei weist der Zellstapel 3 mehrere beziehungsweise wenigstens zwei Feststoffzellen 4 auf, welche jeweils eine Kathode 5 einer Bipolarelektrode 6 und eine Anode 7 einer weiteren Bipolarelektrode 6, welche durch ein Festkörperelektrolyt 8 von der Bipolarelektrode 6 getrennt ist, umfasst, wobei die Feststoffzellen 4 des jeweiligen Zellstapels 3 parallel geschaltet sind. Dabei sind wenigstens zwei der Zellstapel 3 gemeinsam in einer Pouchfolie 9 eingeschweißt, wobei an den jeweiligen Zellstapel 3 ein Spannungsabgriffselement 10 angeordnet ist, welches jeweils mit einer innerhalb der Pouchfolie 9 angeordneten Kontrolleinrichtung 11 verbunden ist und mit dieser ein Batteriemanagementsystem 12 bildet, durch welches zumindest eine Zellspannung des jeweiligen Zellstapels 3 erfassbar ist, wobei die Spannungselemente 10 zusammen mit der Kontrolleinrichtung 11 vollständig in der Pouchfolie 9 angeordnet sind. A high-voltage storage device 1, which can be used to drive the motor vehicle, will be presented below using the figures. This comprises a battery element 2, which comprises several, i.e. at least two, cell stacks 3 connected in series in a bipolar manner. 1 shows a schematic view of a first embodiment of such a cell stack 3. The cell stack 3 has several or at least two solid cells 4, each of which has a cathode 5 of a bipolar electrode 6 and an anode 7 of a further bipolar electrode 6, which is provided by a Solid electrolyte 8 is separated from the bipolar electrode 6, wherein the solid cells 4 of the respective cell stack 3 are connected in parallel. At least two of the cell stacks 3 are welded together in a pouch film 9, with a voltage tapping element 10 being arranged on the respective cell stack 3, which is each connected to a control device 11 arranged within the pouch film 9 and with this forms a battery management system 12, through which at least one cell voltage of the respective cell stack 3 can be detected, the voltage elements 10 being arranged completely in the pouch film 9 together with the control device 11.
Der Festkörperelektrolyt 8 bildet beispielsweise selbst einen Separator beziehungsweise ist zumindest teilweise in einem Separator angeordnet. Die jeweilige Bipolarelektrode 6 kann einen Ableiter 19 aufweisen, welcher zwischen den beiden Anoden 7 beziehungsweise Kathoden 5 oder zwischen einer Anoden 7 und Kathode 5 bei einer alternativen Ausgestaltung angeordnet ist. The solid electrolyte 8, for example, itself forms a separator or is at least partially arranged in a separator. The respective bipolar electrode 6 can have an arrester 19, which is arranged between the two anodes 7 or cathodes 5 or between an anode 7 and cathode 5 in an alternative embodiment.
Die Fig. 1 zeigt somit eine mögliche Ausführungsform eines jeweiligen Zellstapels 3. 1 thus shows a possible embodiment of a respective cell stack 3.
Die Ausführungsform der Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausgestaltung eines Zellstapels 3, welcher im Ausführungsbeispiel beispielsweise aus zwei Feststoffzellen 4 zusammengesetzt ist. Dabei wird die Ausführungsform des Zellstapels 3 gemäß der Fig. 1 für die beiden Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 3 und 4 verwendet. The embodiment of FIG. 1 shows a possible embodiment of a cell stack 3, which in the exemplary embodiment is composed of two solid cells 4, for example. The embodiment of the cell stack 3 according to FIG. 1 is used for the two exemplary embodiments according to FIGS. 3 and 4.
Fig. 2 zeigt einen analogen Aufbau eines Zellstapels 3 jedoch in einer alternativen geometrischen Anordnung, welcher für die Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5 verwendet wird. FIG. 2 shows an analogous structure of a cell stack 3, but in an alternative geometric arrangement, which is used for the design of the exemplary embodiment according to FIG. 5.
Durch die Verwendung der Bipolarelektrode 6, kann die jeweilige Kathode 5 und/oder die Anode 7 einer jeweiligen Feststoffzelle 4 doppelseitig ausgebildet sein. By using the bipolar electrode 6, the respective cathode 5 and/or the anode 7 of a respective solid cell 4 can be designed to be double-sided.
Das jeweilige Batterieelement 2 der Fig. 3 bis 5 umfasst jeweils zwei Anschlusselemente 13, von denen eines den Pluspol und das andere den Minuspol der seriell, insbesondere seriell bipolar, geschalteten Zellstapel 3 bildet, wobei die Verschaltung durch die Verbindungslinien zwischen den Zellstapeln 3 angedeutet ist. Dabei verlassen die Anschlusselemente 13 insbesondere die Pouchfolie 9 zu entgegengesetzten Richtungen, was für die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 3 bis 5 gilt. Dabei kann der jeweilige Bereich, an dem die Anschlusselemente 13 die Zelle verlassen, als Austrittsfläche 14 ausgebildet sein. The respective battery element 2 of FIGS. 3 to 5 each comprises two connection elements 13, one of which forms the positive pole and the other the negative pole of the cell stacks 3 connected in series, in particular serially bipolar, the connection being indicated by the connecting lines between the cell stacks 3 . The connecting elements 13 in particular leave the pouch film 9 in opposite directions, which applies to the exemplary embodiments according to FIGS. 3 to 5. The respective area at which the connection elements 13 leave the cell can be designed as an exit surface 14.
Dabei ist das erste Ausführungsbeispiel welches in Fig. 3 gezeigt wird, derart ausgebildet, dass das jeweilige Spannungsabgriffselement 10 von dem jeweiligen Zellstapel 3 zu einer Fläche 15 eines außenliegenden Zellstapels 3, an welcher die Pouchfolie 9 anliegt und welche von der Austrittsfläche 14 verschieden ist, geführt und dort auf eine Zusammenführung 16 trifft, welche die Spannungsabgriffselemente 10 mit der Kontrolleinrichtung 11 verbindet, welche ebenfalls zwischen der Fläche 15 und der Pouchfolie 9 angeordnet ist, wobei die Spannungsabgriffselemente 10 im Wesentlichen quer zur Längserstreckungsrichtung des Batterieelements 2 angeordnet sind. The first exemplary embodiment shown in FIG. 3 is designed in such a way that the respective voltage tapping element 10 extends from the respective cell stack 3 to a surface 15 of an external cell stack 3, against which the pouch film 9 rests and which is different from the exit surface 14. led and there on one Merger 16 meets, which connects the voltage tapping elements 10 with the control device 11, which is also arranged between the surface 15 and the pouch film 9, the voltage tapping elements 10 being arranged essentially transversely to the longitudinal direction of the battery element 2.
Demgegenüber zeigt Fig. 4 in einer schematischen Ansicht das zweite Ausführungsbeispiel des Batterieelements 2, bei welchem das jeweilige Spannungsabgriffselement 10 von dem jeweiligen Zellstapel 3 an einer Kantenseite des jeweiligen Zellstapels 3 geführt ist und auf eine weitere Zusammenführung 16 trifft, welche die Spannungsabgriffselemente 10 mit der Kontrolleinrichtung 11 verbindet, wobei die Kontrolleinrichtung 11 an einer Kopfseite, dem Pluspol, des Batterieelements 2 angeordnet ist. 4 shows a schematic view of the second exemplary embodiment of the battery element 2, in which the respective voltage tapping element 10 is guided by the respective cell stack 3 on an edge side of the respective cell stack 3 and meets a further junction 16, which connects the voltage tapping elements 10 with the Control device 11 connects, the control device 11 being arranged on a head side, the positive pole, of the battery element 2.
Alternativ dazu zeigt Fig. 5 das dritte Ausführungsbeispiel, wobei ein Zellstapel gemäß der Fig. 2 verwendet wird, wobei das jeweilige Spannungsabgriffselement 10 von dem jeweiligen Zellstapel 3 zu einer Fläche eines außenliegenden Zellstapels 3, an welcher die Pouchfolie 9 anliegt und welche von der Austrittsfläche 14 verschieden ist, führt, und dort auf eine Zusammenführung 16 trifft, welche die Spannungsabgriffselemente 10 mit der Kontrolleinrichtung 11 verbindet, welche an der Kopfseite angeordnet ist, wobei die Spannungsabgriffselemente 10 im Wesentlichen entlang der Längserstreckungsrichtung des Batterieelements 2 angeordnet sind. Bei der Längserstreckungsrichtung handelt es sich um die Richtung, in welche das Batterieelement 2 die längste Ausdehnung aufweist, insbesondere bei einer im Wesentlichen quaderförmigen Ausbildung, mit Länge, Breite, und Höhe, wobei die Länge mit der Längserstreckungsrichtung zusammenfällt. Alternatively, Fig. 5 shows the third exemplary embodiment, whereby a cell stack according to Fig. 2 is used, with the respective voltage tapping element 10 from the respective cell stack 3 to a surface of an external cell stack 3, on which the pouch film 9 rests and which from the exit surface 14 is different, leads, and there meets a junction 16, which connects the voltage tapping elements 10 with the control device 11, which is arranged on the head side, the voltage tapping elements 10 being arranged essentially along the longitudinal direction of the battery element 2. The longitudinal extension direction is the direction in which the battery element 2 has the longest extension, in particular in the case of a substantially cuboid design, with length, width and height, the length coinciding with the longitudinal extension direction.
Vorteilhafterweise ist das wenigstens eine Spannungsabgriffselement 10 und/oder die Kontrolleinrichtung 11 und/oder die Zusammenführung 16 zumindest teilweise durch eine flexible Platine gebildet. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die jeweilige Feststoffzelle 4 quaderförmig und/oder prismatisch ausgebildet ist. Vorteilhafterweise weist die jeweilige Kontrolleinrichtung 11 eine Kommunikationseinrichtung auf beziehungsweise ist mit dieser für einen kabelgebundenen und/oder drahtlosen Austausch ausgebildet, so sind beispielsweise Kommunikationsports 17 vorgesehen. Advantageously, the at least one voltage tapping element 10 and/or the control device 11 and/or the junction 16 is at least partially formed by a flexible circuit board. Furthermore, it is advantageous if the respective solid cell 4 is cuboid and/or prismatic. The respective control device 11 advantageously has a communication device or is designed with this for wired and/or wireless exchange, for example communication ports 17 are provided.
Für eine besonders stabile Ausbildung ist die Kopfseite und/oder die Austrittsfläche 14, an welcher die Anschlusselemente 13 aus der Pouchfolie 9 austreten, sind die Anschlusselemente 13 an einer Schweißnaht 18 der Pouchfolie 9 angeordnet. Ferner wird ein Kraftfahrzeug vorgestellt, welches einen Hochvoltspeicher 1 gemäß einer der gezeigten Ausführungsformen umfasst. For a particularly stable design, the head side and/or the exit surface 14, on which the connection elements 13 emerge from the pouch film 9, the connection elements 13 are arranged on a weld seam 18 of the pouch film 9. Furthermore, a motor vehicle is presented which includes a high-voltage storage device 1 according to one of the embodiments shown.
Durch den vorgestellten Hochvoltspeicher 1 ergeben sich zahlreiche Vorteile: Beispielsweise ist eine besonders bauraumsparende Bauweise realisierbar. Ferner ergibt sich eine hochintegrative Bauweise. So ergeben sich höhere Energiedichten und das Batterieelement 2 beziehungsweise der Hochvoltspeicher 1 kann besonders vorteilhaft an benötigte, geometrische Eigenschaften angepasst werden. Darüber hinaus ist das Batterieelement 2 insbesondere als intelligentes Bauteil betreibbar, woraus sich eine gewisse Modularität ergibt. So wird hier eine besonders vorteilhafte bipolare ASSB- Pouchzelle vorgestellt. The high-voltage storage device 1 presented results in numerous advantages: For example, a particularly space-saving design can be implemented. Furthermore, a highly integrative design results. This results in higher energy densities and the battery element 2 or the high-voltage storage device 1 can be particularly advantageously adapted to the required geometric properties. In addition, the battery element 2 can be operated in particular as an intelligent component, which results in a certain modularity. A particularly advantageous bipolar ASSB pouch cell is presented here.
Bezugszeichenliste Reference symbol list
Hochvoltspeicher Batterieelement Zellstapel Feststoffzelle KathodeHigh-voltage storage battery element cell stack solid cell cathode
Bipolarelektrode AnodeBipolar electrode anode
Festkörperelektrolyt PouchfolieSolid electrolyte pouch film
Spannungsabgriffselement Kontrolleinrichtung Batteriemanagementsystem Anschlusselement Austrittsfläche FlächeVoltage tapping element Control device Battery management system Connection element Exit surface Surface
Zusammenführung Kommunikationsport Schweißnaht Ableiter Merging communication port weld seam arrester

Claims

Patentansprüche Hochvoltspeicher (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Batterieelement (2), welches mehrere seriell geschaltete Zellstapel (3) umfasst, von denen jeder mehrere Feststoffzellen (4) aufweist, welche jeweils eine Kathode (5) einer Bipolarelektrode (6) und eine Anode (7) einer weiteren Bipolarelektrode (6) umfasst und zwischen diesen beiden Bipolarelektroden (6) ein Festkörperelektrolyt (8) angeordnet ist, welcher die beiden Bipolarelektroden (6) trennt, und die Feststoffzellen (4) des jeweiligen Zellstapels (3) untereinander parallel geschaltet sind und wenigstens zwei der Zellstapel (3) gemeinsam in einer Pouchfolie (9) eingeschweißt sind, wobei an dem jeweiligen Zellstapel (3) ein Spannungsabgriffselement (10) angeordnet ist, welches jeweils mit einer innerhalb der Pouchfolie (9) angeordneten Kontrollereinrichtung (11) verbunden ist und mit dieser ein Batteriemanagementsystem (12) bildet, durch welches zumindest eine Zellspannung des jeweiligen Zellstapels (3) erfassbar ist, wobei die Spannungsabgriffselemente (10) zusammen mit der Kontrolleinrichtung (11) vollständig in der Pouchfolie (9) angeordnet sind. Hochvoltspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Spannungsabgriffselement (10) von dem jeweiligen Zellstapel (3) zu einer Fläche (15) eines außenliegenden Zellstapels (3), an welcher die Pouchfolie (9) anliegt und welche von einer Austrittsfläche (14) verschieden ist, führt und dort mit einer Zusammenführung (16) verbunden ist, welche die Spannungsabgriffselemente (10) mit der Kontrollereinrichtung (11) verbindet, welche zwischen der Fläche (15) und der Pouchfolie (9) angeordnet ist, wobei die Spannungsabgriffselemente (10) im Wesentlichen quer zur Längserstreckungsrichtung des Batterieelements (2) angeordnet sind. Hochvoltspeicher (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Spannungsabgriffselement (10) zu einer Kantenseite des jeweiligen Zellstapels (3) geführt ist und dort auf eine weitere Zusammenführung (16) trifft, welche die Spannungsabgriffselemente (10) mit der Kontrollereinrichtung (11) verbindet, welche an einer Kopfseite des Batterieelements (2) angeordnet ist. Hochvoltspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Spannungsabgriffselement (10) von dem jeweiligen Zellstapel (3) zu einer Fläche eines außenliegenden Zellstapels (3), an welcher die Pouchfolie (9) anliegt und welche von einer Austrittsfläche (14) verschieden ist, führt und dort mit einer Zusammenführung (16) verbunden ist, welche die Spannungsabgriffselemente (10) mit der Kontrollereinrichtung (11) verbindet, welche an der Kopfseite angeordnet ist, wobei die Spannungsabgriffselemente (10) im Wesentlichen entlang der Längserstreckungsrichtung des Batterieelements (2) angeordnet sind. Hochvoltspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Spannungsabgriffselemente (10) und/oder die Kontrollereinrichtung (11) und/oder die Zusammenführung (16) zumindest teilweise durch eine flexible Platine gebildet sind. Hochvoltspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrollereinrichtung (11) eine Kommunikationseinrichtung aufweist, welche kabelgebunden und/oder kabellos betreibbar ist. Hochvoltspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Feststoffzelle (4) quaderförmig und/oder prismatisch ausgebildet ist. Hochvoltspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfseite und/oder die Austrittsfläche (14), an welcher ein Anschlusselement (13) aus der Pouchfolie (9) tritt, an einer Schweißnaht der Pouchfolie (9) angeordnet ist. Hochvoltspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode (5) und/oder Anode (7) zumindest einer der Feststoffzellen (4) doppelseitig ausgebildet ist. Kraftfahrzeug, welches einen Hochvoltspeicher (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. Claims High-voltage storage (1) for a motor vehicle, with a battery element (2), which comprises several series-connected cell stacks (3), each of which has several solid cells (4), each of which has a cathode (5) of a bipolar electrode (6) and a Anode (7) of a further bipolar electrode (6) and between these two bipolar electrodes (6) a solid electrolyte (8) is arranged, which separates the two bipolar electrodes (6), and the solid cells (4) of the respective cell stack (3) parallel to one another are connected and at least two of the cell stacks (3) are welded together in a pouch film (9), a voltage tapping element (10) being arranged on the respective cell stack (3), each with a control device (11) arranged within the pouch film (9). ) is connected and with this forms a battery management system (12), through which at least one cell voltage of the respective cell stack (3) can be detected, the voltage tapping elements (10) being arranged together with the control device (11) completely in the pouch film (9). High-voltage storage device according to claim 1, characterized in that the respective voltage tapping element (10) from the respective cell stack (3) to a surface (15) of an external cell stack (3), against which the pouch film (9) rests and which from an exit surface (14 ) is different, leads and is connected there to a junction (16), which connects the voltage tapping elements (10) to the controller device (11), which is arranged between the surface (15) and the pouch film (9), the voltage tapping elements ( 10) are arranged essentially transversely to the longitudinal direction of the battery element (2). High-voltage storage (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the respective voltage tapping element (10) is guided to an edge side of the respective cell stack (3) and meets a further junction (16) there, which connects the voltage tapping elements (10) to the controller device (11), which is arranged on a head side of the battery element (2). High-voltage storage (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the respective voltage tapping element (10) from the respective cell stack (3) to a surface of an external cell stack (3) on which the pouch film (9) rests and which from an exit surface (14) is different, leads and is connected there to a junction (16), which connects the voltage tapping elements (10) to the controller device (11), which is arranged on the head side, the voltage tapping elements (10) essentially along the longitudinal direction of the battery element (2) are arranged. High-voltage storage (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the voltage tapping elements (10) and/or the controller device (11) and/or the junction (16) are at least partially formed by a flexible circuit board. High-voltage storage device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the controller device (11) has a communication device which can be operated in a wired and/or wireless manner. High-voltage storage (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the respective solid cell (4) is cuboid and/or prismatic. High-voltage storage device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the head side and/or the exit surface (14), on which a connecting element (13) emerges from the pouch film (9), is arranged on a weld seam of the pouch film (9). . High-voltage storage (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cathode (5) and/or anode (7) of at least one of the solid cells (4) is designed on both sides. Motor vehicle which has a high-voltage storage device (1) according to one of the preceding claims.
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