WO2024023070A2 - Elektrischer energiespeicher mit durch eine abdeckfolie geschützten batteriezellen - Google Patents

Elektrischer energiespeicher mit durch eine abdeckfolie geschützten batteriezellen Download PDF

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WO2024023070A2
WO2024023070A2 PCT/EP2023/070543 EP2023070543W WO2024023070A2 WO 2024023070 A2 WO2024023070 A2 WO 2024023070A2 EP 2023070543 W EP2023070543 W EP 2023070543W WO 2024023070 A2 WO2024023070 A2 WO 2024023070A2
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battery cells
cover film
energy storage
electrical energy
degassing
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Martin Wichtrei
Markus Lampalzer
Sebastian Kratzer
Michael Klauke
Mathias Wacker
Franco Zemczak
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Man Truck & Bus Se
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    • H01M50/383—Flame arresting or ignition-preventing means

Definitions

  • the invention relates to an electrical energy storage device and a motor vehicle with a similar energy storage device.
  • Electrical energy storage devices for motor vehicles usually consist of a large number of battery cells that are electrically interconnected or can be interconnected.
  • battery cells e.g. an internal short circuit
  • external influences or a fault in one of the battery cells can lead to thermal runaway.
  • Large amounts of energy are released through internal exothermic reactions, with at least part of the cell's electrolyte changing into a gaseous state.
  • the temperature of the gas can reach peak values of several hundred °C and even over 1000 °C.
  • the gas stream can also contain conductive particles, which under certain circumstances can lead to a short circuit on live components. In the energy storage, this can lead to chain reactions (thermal propagation), which can ultimately destroy the entire energy storage.
  • a disadvantage of the known solutions for gas removal is often their high weight, e.g. B. due to correspondingly thick walls to ensure sufficient temperature resistance in the event of a fault.
  • the invention is therefore based on the object of providing an improved device for energy storage for a motor vehicle. It is preferably an object of the invention to provide a solution that is as simple and light as possible, by means of which the highest possible protection against thermal propagation can be achieved. These tasks can be solved with the features of the independent claims. Advantageous embodiments and applications of the invention are the subject of the dependent claims and are explained in more detail in the following description with partial reference to the figures.
  • a first independent aspect of the present disclosure relates to an electrical energy storage device for a motor vehicle.
  • the electrical energy storage is preferably an electrical energy storage for a commercial vehicle, e.g. B. for a truck and/or bus.
  • the electrical energy storage has several battery cells (e.g. lithium-ion battery cells), each of which preferably has a degassing element for cell degassing (e.g. a pressure relief valve).
  • the plurality of battery cells are preferably arranged next to one another and/or all oriented in the same way.
  • the multiple battery cells can each be arranged with their degassing element oriented upwards.
  • the electrical energy storage device has a preferably heat-insulating and/or electrically insulating cover film (e.g. a mica film) which covers the plurality of battery cells.
  • the preferably one-piece cover film can cover the tops of all battery cells.
  • the cover film preferably serves to protect the several battery cells from z. B. substances emerging from the respective degassing elements during cell degassing (e.g. hot and/or conductive particles). This can advantageously prevent ionized gas and/or conductive particles released from damaging the battery cells or causing short circuits on live components in the electrical energy storage in the event of a thermal runaway of one of the battery cells.
  • the use of the cover film e.g. mica film
  • the cover film can have a plurality of through-openings (e.g. holes), wherein the plurality of through-openings can each be arranged correspondingly (e.g. aligned) to the respective degassing elements.
  • the plurality of through openings can each be designed to enable (free or unhindered) passage of the substances (e.g. gas and/or particles) emerging from the respective degassing elements during cell degassing through the cover film.
  • a contour of the respective through openings can each be designed to correspond in shape to a respective outer contour of the associated degassing elements.
  • the cover film can have several structurally weakened areas.
  • the structurally weakened areas can each have a slit, perforation and/or material thinning.
  • the plurality of structurally weakened areas can each be arranged correspondingly (e.g. aligned) to the respective degassing elements.
  • the several structurally weakened areas can each be designed to yield when pressure is applied (e.g. by the substances emerging from the respective degassing elements during cell degassing), e.g. B. to tear and/or deform.
  • the structurally weakened areas can preferably initially be essentially closed and only open or enlarge a passage through the cover film when pressure is applied.
  • the remaining (intact) battery cells can advantageously be better protected from the outgassing of the continuous battery cell(s) in the event of cell degassing.
  • the plurality of structurally weakened areas can each have a (e.g. cross-shaped) slit, a (e.g. cross-shaped) perforation and/or a material thinning.
  • the several structurally weakened areas can therefore each have a specifically intended weak point and/or predetermined breaking point.
  • the plurality of structurally weakened areas can at least partially cover the respective degassing elements. Before cell degassing occurs, the several structurally weakened areas should preferably be essentially closed.
  • the plurality of structurally weakened areas can each be designed to open and/or enlarge a passage through the cover film when pressure is applied (e.g. by the substances emerging from the respective degassing elements during cell degassing). Overall, this can be done in an advantageous manner The most comprehensive protection possible for the battery cells against ionized gas and/or conductive particles can be achieved.
  • the cover film can have mica.
  • the cover film can have a mica film, which e.g. B. can be manufactured by hot pressing mica fragments (e.g. muscovite) mixed with a binder (e.g. silicone resin).
  • a binder e.g. silicone resin
  • the cover film can also have a high-temperature plastic (e.g. polyamideimide).
  • a high-temperature plastic can be understood as a plastic (e.g. a thermoplastic) with a high heat resistance, which e.g. B. has a melting point higher than 150 °C.
  • the cover film can be a polyimide film (e.g. Kapton film). Overall, this makes it possible to provide a cover film that is as heat-insulating as possible and electrically insulating as well as possible.
  • the cover film can have a thickness of less than 2 mm, preferably less than 1 mm, particularly preferably less than 0.5 mm.
  • the cover film can be flexible.
  • the cover film can be flexible and/or rollable and/or designed to adapt its shape to a base of the cover film.
  • the cover film can be designed to be heat-insulating and/or electrically insulating.
  • the cover film can be made from a poor heat conductor (e.g. mica and/or plastic) and/or an insulator (e.g. mica and/or plastic). In an advantageous manner, thermal and/or electrical damage to the battery cells can be avoided as far as possible.
  • the cover film can be connected to the plurality of battery cells at least in sections via an adhesive connection.
  • the cover film can be glued to the plurality of battery cells at least in sections. This can advantageously ensure a secure fixation of the cover film.
  • the cover film can be formed in one piece.
  • the cover film can be designed as a single (e.g. rectangular) component. This advantageously results in the simplest possible installation of the cover film.
  • the cover film can cover at least a portion of a side surface (e.g. a top surface) of each of the plurality of battery cells.
  • the cover film can therefore extend at least in sections over all of the several battery cells. This should preferably not exclude the possibility that, as will be described in more detail below, additional components (e.g. sensors and/or contacting elements) may also be arranged in sections between the cover film and the plurality of battery cells. This can advantageously ensure the most comprehensive protection possible for the battery cells (and possibly other components).
  • the electrical energy storage can have a (e.g. frame-shaped) housing.
  • the housing can, for example, be cast, e.g. B. made of a metal alloy.
  • the plurality of battery cells and/or the cover film can be arranged within the housing. Accordingly, the plurality of battery cells and/or the cover film can be accommodated in the housing. This can advantageously ensure reliable protection of the corresponding components from environmental influences.
  • the electrical energy storage may have a support plate (e.g. a steel plate).
  • the support plate can, for example, stiffen the housing.
  • the support plate can be arranged at a distance from the cover film.
  • the support plate e.g. B. be arranged at a predetermined distance above the cover film.
  • the support plate, together with the cover film, can delimit a receiving space that is preferably extended in two dimensions (e.g. a horizontal plane).
  • the receiving space is preferably a receiving space for substances (e.g. gases and/or particles) emerging from the respective degassing elements.
  • the cover film and the support plate can therefore advantageously provide the largest possible space for expanding the gases emerging from the respective degassing elements during cell degassing. This advantageously enables distribution over as large an area as possible and thus rapid reduction of the excess pressure or rapid heat dissipation.
  • the receiving space can be laterally limited by the housing.
  • the housing can completely surround the receiving space or form a closed, multi-sided (e.g. four-sided) frame for the receiving space.
  • the receiving space can be provided at the top by the support plate and at the bottom by the Cover film and be limited laterally by the housing. In this way, the largest possible recording space can be provided in an advantageous manner.
  • the receiving space can extend over at least 50%, preferably at least 70%, particularly preferably at least 90%, of a length of the housing.
  • the receiving space can extend over at least 50%, preferably at least 70%, particularly preferably at least 90%, of a width of the housing.
  • the electrical energy storage can have an outlet valve (e.g. a pressure relief valve).
  • the outlet valve can be arranged on the housing.
  • the housing can have a passage in which the outlet valve is arranged.
  • the outlet valve preferably serves to remove the substances emerging from the respective degassing elements from the housing. A connection to the environment or to the outside of the electrical energy storage can thus be released via the outlet valve.
  • the receiving space can be in fluid communication with the outlet valve (e.g. via an outlet line). In an advantageous manner, the substances released during cell degassing can be removed from the electrical energy storage device.
  • the receiving space can span the plurality of battery cells.
  • the recording space can span all battery cells, i.e. H. in two dimensions, each extending to the outermost battery cells. In this way, the largest possible receiving space can be provided in an advantageous manner.
  • the receiving space can be designed to be non-tubular and/or non-channel-shaped.
  • the receiving space should therefore preferably not be limited by a pipe or channel, but rather have an extended shape (e.g. in two dimensions).
  • the receiving space can be arranged above the plurality of battery cells.
  • the plurality of battery cells can thus be arranged below the receiving space with respect to a vertical axis of the electrical energy storage.
  • the receiving space can be used to distribute the substances emerging from the respective degassing elements over a large area.
  • the recording room is therefore preferred designed to distribute the substances emerging from the respective degassing elements at least along two dimensions (over a large area). In an advantageous manner, rapid relaxation and rapid cooling of the substances emerging from the respective degassing elements can be achieved.
  • the support plate can comprise a side surface (e.g. lower) facing the degassing elements. This can also be referred to as the first side surface.
  • the first side surface may comprise a heat-resistant material (e.g. steel and/or mica).
  • the support plate can be designed as a steel plate.
  • the support plate can also be made of aluminum and have a coating with mica (e.g. artificial mica) on the first side surface.
  • an impact surface that is as resistant as possible can be provided for the (hot) substances emerging from the respective degassing elements during cell degassing.
  • the cover film can be made from a material that has a lower temperature resistance than the support plate or the heat-resistant material.
  • the support plate can comprise a side surface facing away from the degassing elements (e.g. upper). This can also be referred to as the second side surface.
  • the electrical energy storage can have a temperature control plate. This can be arranged on the second side surface.
  • the temperature control plate and the support plate or their second side surface can be in direct contact with one another, e.g. B. rest against each other. In this way, temperature control, in particular cooling, of the support plate can be carried out in an advantageous manner.
  • the electrical energy storage can have further battery cells, which can be arranged on the second side surface and/or on the temperature control plate.
  • the electrical energy storage can be a multi-layer energy storage device, in which the battery cells and the other battery cells are in different, e.g. B. levels are arranged one above the other.
  • the support plate or temperature control plate can be used twice, namely both for conducting or cooling the gases and for supporting or cooling the other battery cells.
  • the support plate and the cover film can be arranged opposite one another.
  • the support plate and the cover film are preferably arranged directly opposite one another. Accordingly, preferably no further components should be arranged between the support plate and the cover film.
  • the support plate and the cover film cannot be in direct contact with one another.
  • the support plate and the cover film can therefore preferably be spaced apart from one another via a volume that is specifically kept free to accommodate the gases.
  • the support plate and the cover film can be separated from one another by the receiving space. Accordingly, the support plate, the cover film and the receiving space can form a sandwich structure in which the receiving space is arranged between the support plate and the cover film.
  • the support plate and the cover film can each be aligned essentially horizontally.
  • the support plate and the cover film should therefore preferably each be aligned in a horizontal plane.
  • the plurality of battery cells may each have contact poles (e.g. a plus and a minus pole).
  • the contact poles are preferably arranged on the same side of the respective battery cell as the respective degassing elements.
  • the cover film can be arranged between the respective contact poles and the receiving space. Accordingly, the cover film can cover both the battery cells and the contact poles. In an advantageous manner, it can be avoided as far as possible that conductive particles released during cell degassing come into contact with live components and thereby possibly trigger short circuits, sparks, etc.
  • the electrical energy storage can have a cell contact system.
  • This can, for example, have several contacting elements (e.g. in the form of metal plates), by means of which the several battery cells are each electrically connected to one another in pairs.
  • a positive pole of one of the multiple battery cells can be connected to a negative pole of another one of the multiple battery cells by means of one of the contacting elements.
  • the cell contacting system can preferably have a carrier, e.g. B. made of plastic, in which the contacting elements are fixed and / or held.
  • the cell contacting system can be between the cover film and the several Battery cells can be arranged. Accordingly, the cover film can also cover the cell contact system. This can advantageously prevent ionized gases and conductive particles from entering the HV path of the cell contacting system.
  • the electrical energy storage can have a flexible printed circuit board (e.g. a flexible printed circuit - FPC).
  • the flexible circuit board can have several low-voltage lines (e.g. control and/or data lines) and/or sensors (e.g. for monitoring the several battery cells), which are preferably on a flexible carrier film (e.g. a polyimide film). are upset.
  • the flexible circuit board can sometimes also be referred to as a conductor foil.
  • the flexible circuit board can be used with all of the multiple battery cells, e.g. B. for potential equalization and/or temperature monitoring.
  • the flexible circuit board can also be connected to a control device.
  • the flexible circuit board can be arranged between the cover film and the plurality of battery cells. Accordingly, the cover film can also cover the flexible circuit board. In an advantageous manner, the best possible protection of the flexible printed circuit board can be achieved against possible damage caused by substances emerging from the respective degassing elements during cell degassing.
  • the disclosure relates to a motor vehicle (e.g. a truck or a bus), the motor vehicle having an electrical energy storage device as disclosed in this document.
  • the motor vehicle is preferably a commercial vehicle, i.e. H. a motor vehicle which, due to its design and equipment, is specifically designed to transport goods and/or to tow one or more (e.g. agricultural) trailer vehicles.
  • the commercial vehicle can be a truck, a semi-trailer, a construction site vehicle and/or an agricultural machine (e.g. a tractor).
  • Figure 1A shows a schematic representation of an electrical energy storage device according to an embodiment
  • Figure 1B shows a schematic representation of a cover film according to an embodiment
  • Figure 2A shows a schematic representation of a cover film according to a further embodiment
  • Figure 2B shows a schematic sectional representation of a section of an electrical energy storage device according to an embodiment
  • Figure 3 shows a schematic sectional representation of an electrical energy storage device according to an embodiment.
  • FIGS 1A, 2B and 3 show (partially) embodiments of an electrical energy storage device 10 for a motor vehicle (not shown).
  • the electrical energy storage 10 can provide electrical energy for at least one electrical drive unit for driving the motor vehicle.
  • the motor vehicle can be driven by a central electric drive, by several electric wheel hub drives or by several electric drives close to the wheel.
  • the electrical energy storage 10 can be designed as a high-voltage energy storage device.
  • the high-voltage energy storage can z. B. can be operated or operated with a direct voltage between 60 V and 1.5 kV, particularly preferably between 400 V and 850 V.
  • the electrical energy storage 10 can be charged externally via an electrical charging cable connected to a charging socket of the motor vehicle.
  • the electrical energy storage 10 has several (e.g. forty-eight) battery cells 12.
  • the multiple battery cells 12 can, for. B. lithium-ion battery cells.
  • the multiple battery cells 12 can each be designed the same.
  • the multiple battery cells 12 can each have an electrolyte and an electrode stack and/or electrode coil.
  • the multiple battery cells 12 can each have a cell housing. An electrolyte and an electrode stack or electrode coil can be accommodated in the respective cell housings.
  • the cell housing can have a top surface, a bottom surface and a lateral surface connecting the top and bottom surfaces.
  • the several Battery cells 12 can each be prismatic battery cells.
  • the multiple battery cells 12 can also be designed as bag cells or as round cells.
  • the multiple battery cells 12 can be arranged in one layer.
  • the plurality of battery cells 12 are preferably all oriented in the same way (cf. FIG. 1 A).
  • the top surfaces of the plurality of battery cells 12 can each be oriented upwards.
  • the plurality of battery cells 12 can be arranged in the form of one or more battery cell stacks.
  • the plurality of battery cells 12 can be arranged in the form of three battery cell stacks, preferably arranged parallel next to one another.
  • the battery cell stacks can each have the same design or each have the same number of battery cells 12 (e.g. sixteen battery cells 12).
  • the battery cells 12 can be arranged next to one another or stacked one behind the other along a stacking direction.
  • the stacking direction can be oriented horizontally, for example. It is possible for a gap filler (e.g. a gap pad) to be arranged between two of the battery cells 12 of a battery cell stack in order to bridge a gap between the battery cells 12 of a battery cell stack.
  • a gap filler e.g. a gap pad
  • the plurality of battery cells 12 may each have contact poles 12b (e.g. a positive pole and a negative pole).
  • the respective contact poles can z. B. be arranged on the respective top surfaces of the battery cells 12.
  • the contact poles 12b of the plurality of battery cells 12 may be connected to each other (e.g. in series).
  • the electrical energy storage 10 can have a cell contacting system 18.
  • the cell contacting system 18 can z. B. include several, preferably plate-shaped, contacting elements 18a (e.g. contact bridges), which can preferably each connect contact poles 12b of two adjacent battery cells 12 (see Figure 2B).
  • the plurality of battery cells 12 can therefore each be electrically connected to one another in pairs.
  • the cell contacting system 18 can also have a carrier 18b, e.g. B. made of plastic.
  • the carrier 18b can have several receptacles in which the contacting elements 18a are received or held.
  • the carrier 18b can have several projections and/or form-fitting elements, by means of which the contacting elements 18a are fixed on the carrier 18b.
  • the plurality of battery cells 12 preferably also each have a degassing element 12a for cell degassing.
  • the respective degassing elements 12a can each be designed in the form of a pressure relief valve and/or in the form of a material weakening or predetermined breaking point (e.g. in the form of a rupture disk).
  • the respective degassing elements 12a can open automatically when a pressure threshold value is exceeded inside the respective battery cells 12 or within the cell housing.
  • the respective degassing elements 12a can thus serve to protect the respective battery cells 12 from damaging excess pressure.
  • the respective degassing elements 12a can be designed to produce a gas stream from a respective interior of the cell housing, e.g. B. along a predetermined degassing path into an environment of the respective battery cell 12.
  • the respective degassing elements 12a can each be arranged on the same side surface of the respective battery cells 12 as the contact poles 12b.
  • the respective degassing elements 12a can be arranged on the respective cover surfaces of the battery cells 12 (e.g. between the contact poles). Accordingly, the degassing elements 12a of the plurality of battery cells 12 of the electrical energy storage device 10 can all be oriented upwards.
  • the electrical energy storage 10 can also have a housing 16.
  • the housing 16 can z. B. made of a metal alloy or plastic.
  • the multiple battery cells 12 can be accommodated in the housing 16.
  • the housing 16 can thus serve to protect the multiple battery cells 12 against external influences, in particular dirt and/or moisture.
  • the housing 16 can be frame-shaped, preferably polygonal-frame-shaped (e.g. rectangular-frame-shaped).
  • the housing 16 is preferably completely circumferential or forms a closed, multi-sided (e.g. four-sided) frame (see, for example, Figure 1 A).
  • the housing 16 can have a length. This can, for example, denote a spatial extent along a longitudinal axis L of the housing 16 or the energy storage device 10.
  • the longitudinal axis L can, for example, run in the direction of the longest extension of the housing 16 or the energy storage device 10.
  • the housing 16 may also have a width. This can, for example, denote a spatial extent along a transverse axis Q of the housing 16 or the energy storage device 10.
  • the transverse axis Q can, for example, be oriented in a further direction perpendicular to the longitudinal axis L.
  • the longitudinal axis L and transverse axis Q can each be oriented horizontally.
  • the housing 16 or the energy storage 10 can have a vertical axis H. This can preferably be perpendicular to the longitudinal axis L and transverse axis Q.
  • the vertical axis H can be oriented vertically or parallel to the direction of gravity.
  • the energy storage 10 can also have a, preferably plate-shaped, base (not shown).
  • the floor can cover the housing 16 from below.
  • the energy storage 10 can also have a, preferably plate-shaped, cover (see FIG. 3).
  • the lid can cover the housing 16 from above.
  • the electrical energy storage 10 also has a (e.g. heat-insulating and/or electrically insulating) cover film 14 (cf. Figures 1 B, 2A and 2B).
  • the cover film 14 can be arranged in the housing 16 or accommodated in the housing 16.
  • the term film or cover film 14 can be understood to mean, for example, a thin, flexible surface structure.
  • the cover film 14 can have a thickness of less than 1 mm. It is intended that the cover film 14 covers the plurality of battery cells 12.
  • the cover film 14 preferably covers the respective top surfaces of the battery cells 12. Accordingly, in particular the contact poles 12b of the respective battery cells 12 can be covered by the cover film 14.
  • the cell contact system 18 can also be covered by the cover film 14.
  • the cover film 14 can be oriented essentially horizontally.
  • the cover film 14 can be flat (e.g. rectangular).
  • the cover film 14 can be dimensioned significantly larger, in particular many times larger, along two dimensions (e.g. along the longitudinal axis L and the transverse axis Q) than along a third dimension, which is preferably along the orientation of the degassing elements (e.g B. extends along the vertical axis H).
  • the cover film 14 can extend over at least 50%, preferably at least 70%, particularly preferably at least 90%, of the length of the housing 16.
  • the cover film 14 can extend over at least 50%, preferably at least 70%, particularly preferably at least 90%, of a width of the housing 16.
  • the cover film 14 can thus span the several battery cells 12 (e.g. their top surfaces).
  • the cover film 14 can be connected to the plurality of battery cells 12 at least in sections.
  • the cover film 14 can be connected to the plurality of battery cells 12 at least in sections by means of an adhesive connection.
  • an adhesive layer 15 may be arranged between the cover film 14 (e.g. its underside) and the several battery cells 12 or the cell contacting system 18, for example. B.
  • an adhesive layer 15 may be arranged.
  • the cover film 14 it is also possible for the cover film 14 to be fixed elsewhere on the battery cells 12 or in the housing 16.
  • the cover film 14 can be fixed to the battery cells 12 by means of a clamp connection (e.g. by means of clips).
  • the cover film 14 can also be formed in one piece.
  • the cover film 14 can be designed as a single component.
  • the cover film 14 can also have several cover film segments joined together (e.g. glued) (not shown), which can no longer be separated from one another without being destroyed.
  • the cover film 14 is designed to be heat-insulating and/or electrically insulating.
  • the cover film 14 can be made from a poor heat conductor and/or an insulator.
  • the cover film 14 can have a high-temperature plastic and/or mica or another, preferably mineral, silicate.
  • the cover film 14 can have a polyimide film and/or a mica film, at least in sections.
  • the cover film 14 can have a plurality of through openings 14a.
  • the multiple through openings 14a can each z. B. be designed in the form of recesses and / or holes.
  • the multiple through openings 14a can each be arranged correspondingly (e.g. aligned) to the respective degassing elements 12a.
  • one of the multiple through openings 14a can be arranged above one of the multiple degassing elements 12a.
  • the multiple through openings 14a can be arranged in a grid and/or a pattern.
  • the plurality of through openings 14a can be arranged in several (e.g. three) rows, preferably arranged parallel to one another.
  • the grid and/or the pattern of the plurality of through openings 14a preferably corresponds to a grid and/or pattern in which the plurality of battery cells 12 or their degassing elements 12a are arranged.
  • the plurality of through openings 14a can each have a contour that is adapted in shape to an outer contour of the respective degassing elements 12a.
  • the plurality of through openings 14a can each be essentially one have oval shape.
  • the plurality of through openings 14a can also each be designed to allow the substances emerging from the respective degassing elements 12a during cell degassing to pass through the cover film 14, preferably unhindered.
  • the cover film 14 can also have several structurally weakened areas 14b.
  • the structurally weakened areas 14b can each have a structure that is different from the remaining cover film 14, which are each designed to be less stable than the remaining area of the cover film 14.
  • the plurality of structurally weakened areas 14b can each have a specifically intended weak point and/or predetermined breaking point. That's how it is, for example. B. possible that the several structurally weakened areas 14b each have a slit, material thinning and / or (e.g. cross-shaped) perforation.
  • a perforation can be understood to mean, for example, a group of, generally small and/or regularly arranged, holes.
  • the several structurally weakened areas 14b can each be arranged correspondingly (e.g. aligned) to the respective degassing elements 12a.
  • one of the several structurally weakened areas 14b can be arranged above one of the several degassing elements 12a.
  • the multiple structurally weakened areas 14b can be arranged in a grid and/or a pattern.
  • the plurality of structurally weakened regions 14b can be arranged in several (e.g. three) rows, preferably arranged parallel to one another.
  • the grid and/or the pattern of the plurality of structurally weakened areas 14b preferably corresponds to a grid and/or pattern in which the plurality of battery cells 12 or their degassing elements 12a are arranged.
  • the several structurally weakened areas 14b can also each be designed to yield when pressure is applied (e.g. by the substances emerging from the respective degassing elements 12a during cell degassing), e.g. B. to tear and/or to deform (e.g. to unfold or bend open). This can be done reversibly or irreversibly.
  • pressure e.g. by the substances emerging from the respective degassing elements 12a during cell degassing
  • deform e.g. to unfold or bend open.
  • This can be done reversibly or irreversibly.
  • one of the structurally weakened areas 14b has a thinning of material, ie the respective area has a smaller thickness than the remaining cover film 14, this structurally weakened area 14b can irreversibly tear, melt and/or burst open when the corresponding degassing element 12a undergoes thermal runaway .
  • the structurally weakened area 14b has a slit (e.g. cross-slit)
  • the structurally weakened area 14b can be reversibly bent open and / or pressed open when the corresponding degassing element 12a thermally runs away and return to the starting position when the pressure load is eliminated.
  • the electrical energy storage 10 can also have a support plate 17 (e.g. a steel plate) (see Figure 3).
  • the support plate 17 can z. B. have a flat and/or flat shape.
  • the support plate 17 can be essentially cuboid-shaped.
  • the support plate 17 can be attached to the housing 16, e.g. B. screwed on and/or welded.
  • the support plate 17 can stiffen the housing 16.
  • the support plate 17 can be oriented essentially horizontally.
  • the support plate 17 can be arranged at a distance from the cover film 14.
  • the support plate 17 can be arranged above the cover film 14.
  • the support plate 17 can include a (e.g. lower) side surface facing the degassing elements 12a, which can also be referred to as the first side surface 17a.
  • the first side surface 17a may comprise a heat-resistant material (e.g. steel and/or mica).
  • the support plate 17 may be coated with the heat-resistant material on the first side surface 17a.
  • the entire support plate 17 and thus the first side surface 17a can also be made of the heat-resistant material (e.g. steel).
  • the heat-resistant material or the support plate 17 preferably has a melting temperature of at least 800 ° C, preferably at least 1000 ° C.
  • the support plate 17 can comprise a side surface facing away from the degassing elements 12a (e.g. upper), which can also be referred to as the second side surface 17b.
  • the second side surface 17b can be a substantially free side surface.
  • further components of the electrical energy storage 10 can also be arranged on the second side surface 17b.
  • the electrical energy storage 10 can have a temperature control plate 11, which can be arranged on the second side surface 17b (see FIG. 3).
  • the temperature control plate 11 can be flowed through by a, preferably liquid, temperature control medium (e.g. cooling water).
  • the temperature control plate 11 can be one, e.g. B. have a meandering channel structure for guiding the temperature control medium.
  • the temperature control plate 11 can be aligned essentially horizontally.
  • the temperature control plate 11 and support plate 17 can be in direct thermal connection with one another. Accordingly, the support plate 17 can be tempered (e.g. cooled) by means of the temperature control plate 11.
  • the temperature control plate 11 can rest directly on the support plate 17.
  • the temperature control plate 11 can also be connected to the support plate 17 via a, preferably heat-transferring, filling material.
  • the aforementioned support plate 17, together with the cover film 14, can limit a receiving space 20 for substances emerging from the respective degassing elements 12a.
  • the support plate 17 and the cover film 14 can be arranged opposite one another.
  • the support plate 17 and the cover film 14 are preferably arranged directly opposite one another. Accordingly, at least in sections, no further components should preferably be arranged between the support plate 17 and the cover film 14.
  • the support plate 17 can thus be arranged in such a way that the substances emerging from the respective degassing elements 12a during cell degassing can sometimes hit the support plate 17 directly or directly.
  • the support plate 17 and the cover film 14 can be separated from one another via the receiving space 20.
  • the support plate 17, the cover film 14 and the receiving space 20 can form a sandwich structure in which the receiving space 20 is arranged between the support plate 17 and the cover film 14. Furthermore, the receiving space 20 can be laterally, e.g. B. with respect to the longitudinal axis L and the transverse axis Q, be limited by the housing 16.
  • the receiving space 20 preferably serves to distribute the substances emerging from the respective degassing elements 12a in at least two dimensions, e.g. B. along the longitudinal axis L and the transverse axis Q. Accordingly, the receiving space 20 can be extended along the longitudinal axis L and the transverse axis Q. Accordingly, the receiving space 20 should preferably not be tubular and/or not channel-shaped.
  • the receiving space 20 can be dimensioned significantly larger, in particular many times larger, along two dimensions (e.g. along the longitudinal axis L and the transverse axis Q) than along a third dimension, which is preferably along the orientation of the degassing elements (e.g. B. extends along the vertical axis H).
  • the receiving space 20 can extend over at least 50%, preferably at least 70%, particularly preferably at least 90%, of a length of the housing 16. Furthermore, the receiving space 20 can extend over at least 50%, preferably at least 70%, particularly preferably at least 90%, of a width of the housing 16.
  • the recording space 20 can thus span the multiple battery cells 12.
  • the receiving space 20 can be arranged above the plurality of battery cells 12.
  • the electrical energy storage device 10 can have an outlet valve 13 which is arranged on the housing 16.
  • the outlet valve 13 can be designed in the form of a pressure relief valve and/or in the form of a material weakening or predetermined breaking point (e.g. in the form of a rupture disk) in the housing 16.
  • the outlet valve 13 can open automatically when a pressure threshold inside the housing 16 is exceeded.
  • the outlet valve 13 can be designed to allow a gas flow to escape from an interior of the housing 16 into an environment of the housing 16.
  • the outlet valve 13 can be arranged on a side surface of the housing 16.
  • the outlet valve 13 can be arranged on the housing 16 at the level of the battery cells 12.
  • the outlet valve 13 can be in fluid communication with the receiving space 20.
  • the outlet valve 13 can be connected to the receiving space 20 via an outlet line.
  • the outlet line can be oriented essentially vertically. The outlet line can be limited at least in sections by the housing 16.
  • substances emerging from one of the degassing elements 12a can first be distributed in the receiving space 20 and, if necessary, cooled before they are discharged via the outlet line to the outlet valve 13 and from there into the outside space.
  • the cover film 14 can be used to protect the plurality of battery cells 12, the contacts 12b and the cell contacting system 18.
  • the electrical energy storage 10 can also have a flexible circuit board 19 (e.g. a flexible printed circuit - FPC).
  • the flexible circuit board 19 can have a flexible carrier film (e.g. a polyimide film) with several low-voltage lines (e.g. control and/or data lines) and/or sensors (e.g. for monitoring the several battery cells 12).
  • This flexible circuit board 19 can also be covered by the cover film 14.
  • the flexible circuit board 19 can be arranged between the cover film 14 and the several battery cells 12 (see FIG. 2B).
  • the flexible circuit board 19 can be arranged between the cover film 14 and an adhesive layer 15, which connects the cover film 14 or the flexible circuit board 19 to the plurality of battery cells 12 or the cell contacting system 18.
  • the electrical energy storage 10 can each have further of the aforementioned components. These can be designed as described above. The several of the aforementioned components can be offset from one another or be repeatedly arranged in different layers. In one embodiment, the electrical energy storage 10 can be, for example, a multi-layer energy storage (see FIG. 3).
  • the electrical energy storage device 10 can have additional battery cells 12′, which are arranged in a further or offset position or plane compared to the aforementioned multiple battery cells 12.
  • the several additional battery cells 12′ can be arranged offset in parallel (e.g. above or below) to the several battery cells 12.
  • the several additional battery cells 12 'can z. B. be arranged on or on the aforementioned temperature control plate 11.
  • the several additional battery cells 12′ can each have a further degassing element 12a′ (not shown).
  • the electrical energy storage device 10 can have a further cover film 14′, which covers the several further battery cells 12′ and may possibly have several further through openings 14a′ or further structurally weakened areas 14b′.
  • the electrical energy storage 10 can also have a further support plate 17', which can be arranged at a distance from the further cover film 14' and, together with the further cover film 14', can delimit a further receiving space 20'.
  • the further receiving space 20′ can be arranged above or below the aforementioned receiving space 20.
  • the further receiving space 20′ can be fluidly connected to a further outlet valve 13′, which is arranged on the housing 16.
  • the housing 16 is preferably designed in several parts or modularly.
  • the housing 16 can have a, preferably frame-shaped, first housing section and a, preferably frame-shaped, second housing section, the first and second housing sections being stacked, preferably on top of each other.
  • the aforementioned support plate 17 can be arranged between the first and second housing sections or can separate the first and second housing sections from one another.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher (10) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend mehrere Batteriezellen (12), die jeweils ein Entgasungselement (12a) zur Zellentgasung aufweisen. Der elektrische Energiespeicher (10) weist ferner eine Abdeckfolie (14) auf, welche die mehreren Batteriezellen (12) überdeckt und bevorzugt zum Schutz der mehreren Batteriezellen (12) vor bei der Zellentgasung aus den jeweiligen Entgasungselementen (12a) austretenden Stoffen dient.

Description

Elektrischer Energiespeicher mit durch eine Abdeckfolie geschützten Batteriezellen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher sowie ein Kraftfahrzeug mit einem ebensolchen Energiespeicher.
Elektrische Energiespeicher (z. B. Hochvoltbatterien) für Kraftfahrzeuge bestehen üblicherweise aus einer Vielzahl elektrisch miteinander verschalteter bzw. verschaltbarer Batteriezellen. Insbesondere bei der Verwendung von Lithium-Ionen-Batteriezellen können dabei äußere Einflüsse oder ein Fehler in einer der Batteriezellen (z. B. ein innerer Kurzschluss) zum thermischen Durchgehen führen. Dabei werden durch interne exotherme Reaktionen große Energiemengen freigesetzt, wobei zumindest ein Teil des Elektrolyten der Zelle in einen gasförmigen Zustand übergeht. Die Temperatur des Gases kann hierbei Spitzenwerte von mehreren hundert °C und auch über 1000 °C erreichen. Weiterhin kann der Gasstrom auch leitfähige Partikel enthalten, welche unter Umständen zu einem Kurzschluss an spannungsführenden Bauteilen führen können. Im Energiespeicher kann dies zu Kettenreaktionen (thermische Propagation) führen, wodurch letztlich der gesamte Energiespeicher zerstört werden kann.
Um in einem Fehlerfall den Gasstrom möglichst kontrolliert aus Batteriezellen abzuleiten, ist daher im Stand der Technik das Vorsehen entsprechender Überdruck- bzw. Sicherheitsventile, sog. „safety vents“, an den Batteriezellen bekannt. Beispielhaft sei hier auf die US 2006/0292437A1 verwiesen. Zur Vermeidung einer Schädigung weiterer Batteriekomponenten sollte der entsprechende Gasstrom möglichst abgetrennt von den restlichen Batteriekomponenten aus dem elektrischen Energiespeicher geführt werden, was z. B. über entsprechende Kanalsysteme erfolgen kann.
Nachteilig an den bekannten Lösungen zur Gasausleitung ist oftmals deren hohes Gewicht, z. B. aufgrund entsprechend dicker Wandungen zur Gewährleistung einer ausreichenden Temperaturbeständigkeit im Fehlerfall.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Energiespeicherung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen. Bevorzugt ist es hierbei eine Aufgabe der Erfindung, eine möglichst einfache und leichte Lösung bereitzustellen, mittels derer ein möglichst hoher Schutz gegenüber einer thermischen Propagation erreicht werden kann. Diese Aufgaben können mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Ein erster unabhängiger Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug. Bevorzugt ist der elektrische Energiespeicher ein elektrischer Energiespeicher für ein Nutzfahrzeug, z. B. für einen Lastkraftwagen und/oder Omnibus.
Der elektrische Energiespeicher weist mehrere Batteriezellen (z. B. Lithium-Ionen- Batteriezellen) auf, die vorzugsweise jeweils ein Entgasungselement zur Zellentgasung (z. B. ein Überdruckventil) aufweisen. Bevorzugt sind die mehreren Batteriezellen dabei nebeneinander und/oder alle gleich orientiert angeordnet. Beispielsweise können die mehrere Batteriezellen jeweils mit ihrem Entgasungselement nach oben orientiert angeordnet sein.
Weiterhin weist der elektrische Energiespeicher eine, vorzugsweise wärmeisolierende und/oder elektrisch isolierende, Abdeckfolie (z. B. eine Glimmerfolie) auf, welche die mehreren Batteriezellen überdeckt. Beispielsweise kann die, vorzugsweise einstückige, Abdeckfolie die Oberseiten aller Batteriezellen bedecken. Bevorzugt dient die Abdeckfolie hierbei zum Schutz der mehreren Batteriezellen vor z. B. bei der Zellentgasung aus den jeweiligen Entgasungselementen austretenden Stoffen (z. B. heiße und/oder leitfähige Partikel). Auf vorteilhafte Weise kann dadurch verhindert werden, dass im Falle eines thermischen Durchgehens einer der Batteriezellen freigesetztes ionisiertes Gas und/oder leitende Partikel die Batteriezellen beschädigen bzw. Kurzschlüsse an spannungsführenden Komponenten im elektrischen Energiespeicher bewirken. Die Verwendung der Abdeckfolie (z. B. Glimmerfolie) bietet hierbei insbesondere den Vorteil, dass eine dünne und entsprechend leichte schützende Schicht bereitgestellt werden kann, die sich zudem flexibel an die geometrischen Gegebenheiten im Energiespeicher anpassen kann.
Gemäß einem Aspekt kann die Abdeckfolie mehrere Durchgangsöffnungen (z. B. Löcher) aufweisen, wobei die mehreren Durchgangsöffnungen jeweils korrespondierend (z. B. fluchtend) zu den jeweiligen Entgasungselementen angeordnet sein können. Die mehreren Durchgangsöffnungen können dabei jeweils ausgebildet sein, einen (freien bzw. ungehinderten) Durchtritt der bei der Zellentgasung aus den jeweiligen Entgasungselementen austretenden Stoffe (z. B. Gas und/oder Partikel) durch die Abdeckfolie zu ermöglichen. Um in diesem Zusammenhang einerseits einen möglichst zuverlässigen Schutz der Batteriezellen zu ermöglichen und andererseits die Zellentgasung möglichst wenig zu beeinflussen, kann eine Kontur der jeweiligen Durchgangsöffnungen jeweils formkorrespondierend zu einer jeweiligen Außenkontur der zugehörigen Entgasungselemente ausgebildet sein.
Nach einem weiteren Aspekt kann die Abdeckfolie mehrere strukturgeschwächte Bereiche aufweisen. Beispielsweise können die strukturgeschwächten Bereiche jeweils eine Schlitzung, Perforierung und/oder Materialausdünnung aufweisen. Die mehreren strukturgeschwächten Bereiche können jeweils korrespondierend (z. B. fluchtend) zu den jeweiligen Entgasungselementen angeordnet sein. Die mehreren strukturgeschwächten Bereiche können jeweils ausgebildet sein, bei Druckbeaufschlagung (z. B. durch die bei der Zellentgasung aus den jeweiligen Entgasungselementen austretenden Stoffe) nachzugeben, z. B. zu reißen und/oder sich zu verformen. Im Gegensatz zu den vorgenannten Durchgangsöffnungen, welche im Bereich der Durchgangsöffnungen kein Material bzw. keine Abdeckfolie aufweisen, können die strukturgeschwächten Bereiche vorzugsweise zunächst im Wesentlichen geschlossen sein und erst bei Druckbeaufschlagung einen Durchgang durch die Abdeckfolie freigeben bzw. vergrößern. Durch eine entsprechende Abdeckung der Entgasungselemente können auf vorteilhafte Weise im Fall einer Zellentgasung die restlichen (intakten) Batteriezellen besser vor den Ausgasungen der durchgehenden Batteriezelle(n) geschützt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt können die mehreren strukturgeschwächten Bereiche jeweils eine (z. B. kreuzförmige) Schlitzung, eine (z. B. kreuzförmige) Perforierung und/oder eine Materialausdünnung aufweisen. Die mehreren strukturgeschwächten Bereiche können somit jeweils eine gezielt vorgesehene Schwach- und/oder Sollbruchstelle aufweisen.
Zudem oder alternativ können die mehreren strukturgeschwächten Bereiche die jeweiligen Entgasungselemente zumindest abschnittsweise überdecken. Bevor eine Zellentgasung auftritt, sollen die mehreren strukturgeschwächten Bereiche dabei bevorzugt im Wesentlichen geschlossen sein.
Zudem oder alternativ können die mehreren strukturgeschwächten Bereiche jeweils ausgebildet sein, bei Druckbeaufschlagung (z. B. durch die bei der Zellentgasung aus den jeweiligen Entgasungselementen austretenden Stoffe) einen Durchgang durch die Abdeckfolie freizugeben und/oder zu vergrößern. Insgesamt kann dadurch auf vorteilhafte Weise ein möglichst umfassender Schutz der Batteriezellen vor ionisiertem Gas und/oder leitenden Partikeln erreicht werden.
Nach einem weiteren Aspekt kann die Abdeckfolie Glimmer aufweisen. Beispielsweise kann die Abdeckfolie eine Glimmerfolie aufweisen, welche z. B. mittels Heißpressen von mit einem Bindemittel (z. B. Silikonharz) versetzten Glimmerbruchstücken (z. B. Muskovit) gefertigt sein kann.
Zudem oder alternativ kann die Abdeckfolie auch einen Hochtemperaturkunststoff (z. B. Polyamidimid) aufweisen. Als Hochtemperaturkunststoff kann in diesem Zusammenhang ein Kunststoff (z. B. ein Thermoplast) mit einer hohen Wärmeformbeständigkeit verstanden werden, welcher z. B. einen Schmelzpunkt höher als 150 °C aufweist. Lediglich beispielhaft kann es sich bei der Abdeckfolie um eine Polyimid-Folie (z. B. Kapton-Folie) handeln. Insgesamt kann dadurch eine möglichst gut wärmeisolierende und möglichst gut elektrisch isolierende Abdeckfolie bereitgestellt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Abdeckfolie eine Dicke von weniger als 2 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm, besonders bevorzugt weniger als 0.5 mm, aufweisen.
Zudem oder alternativ kann die Abdeckfolie flexibel sein. Beispielsweise kann die Abdeckfolie biegsam und/oder rollbar sein und/oder ausgebildet sein, ihre Form einer Unterlage der Abdeckfolie anzupassen.
Zudem oder alternativ kann die Abdeckfolie wärmeisolierend und/oder elektrisch isolierend ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Abdeckfolie dazu aus einem schlechten Wärmeleiter (z. B. Glimmer und/oder Kunststoff) und/oder einem Isolator (z. B. Glimmer und/oder Kunststoff) gefertigt sein. Auf vorteilhafte Weise können dadurch thermische und/oder elektrische Schäden an den Batteriezellen möglichst vermieden werden.
Zudem oder alternativ kann die Abdeckfolie über eine Klebeverbindung zumindest abschnittsweise mit den mehreren Batteriezellen verbunden sein. Beispielsweise kann die Abdeckfolie zumindest abschnittsweise an die mehreren Batteriezellen angeklebt sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine sichere Fixierung der Abdeckfolie sichergestellt werden.
Zudem oder alternativ kann die Abdeckfolie einstückig ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Abdeckfolie als ein einziges (z. B. rechteckiges) Bauteil ausgebildet sein. Auf vorteilhafte Weise wird dadurch eine möglichst einfache Montage der Abdeckfolie erreicht. Zudem oder alternativ kann die Abdeckfolie jeweils eine Seitenfläche (z. B. jeweils eine Oberseitenfläche) jeder der mehreren Batteriezellen zumindest abschnittsweise bedecken. Die Abdeckfolie kann sich somit zumindest abschnittsweise über alle der mehreren Batteriezellen erstrecken. Dies soll dabei bevorzugt nicht ausschließen, dass, wie nachfolgend noch eingehender beschrieben wird, unter Umständen abschnittsweise auch weitere Komponenten (z. B. Sensoren und/oder Kontaktierelemente) zwischen der Abdeckfolie und den mehreren Batteriezellen angeordnet sein können. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch ein möglichst umfassender Schutz der Batteriezellen (und ggf. der weiteren Komponenten) sichergestellt werden.
Nach einem weiteren Aspekt kann der elektrische Energiespeicher ein (z. B. rahmenförmiges) Gehäuse aufweisen. Das Gehäuse kann bspw. gegossen sein, z. B. aus einer Metalllegierung. Innerhalb des Gehäuses können die mehreren Batteriezellen und/oder die Abdeckfolie angeordnet sein. Entsprechend können die mehreren Batteriezellen und/oder die Abdeckfolie in dem Gehäuse aufgenommen sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch ein zuverlässiger Schutz der entsprechenden Komponenten vor Umwelteinflüssen sichergestellt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann der elektrische Energiespeicher eine Stützplatte (z. B. eine Stahlplatte) aufweisen. Die Stützplatte kann bspw. das Gehäuse versteifen. Die Stützplatte kann von der Abdeckfolie beabstandet angeordnet sein. Beispielsweise kann die Stützplatte, z. B. in einem vorbestimmten Abstand, oberhalb der Abdeckfolie angeordnet sein. Die Stützplatte kann zusammen mit der Abdeckfolie einen, vorzugsweise in zwei Dimensionen (z. B. einer Horizontalebene) ausgedehnten, Aufnahmeraum begrenzen. Bevorzugt handelt es sich bei dem Aufnahmeraum dabei um einen Aufnahmeraum für aus den jeweiligen Entgasungselementen austretende Stoffe (z. B. Gase und/oder Partikel). Durch die Abdeckfolie und die Stützplatte kann somit auf vorteilhafte Weise ein möglichst ausgedehnter Raum zur Entspannung der bei der Zellentgasung aus den jeweiligen Entgasungselementen austretenden Gase bereitgestellt werden. Dies ermöglicht auf vorteilhafte Weise ein möglichst großflächiges Verteilen und damit schnelles Abbauen des Überdrucks bzw. eine schnelle Wärmeableitung.
Nach einem weiteren Aspekt kann der Aufnahmeraum seitlich durch das Gehäuse begrenzt sein. Bevorzugt kann das Gehäuse dabei den Aufnahmeraum vollständig umlaufen bzw. einen geschlossenen, mehrseitigen (z. B. vierseitigen) Rahmen für den Aufnahmeraum bilden. Entsprechend kann der Aufnahmeraum oben durch die Stützplatte, unten durch die Abdeckfolie und seitlich durch das Gehäuse begrenzt sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch ein möglichst großflächiger Aufnahmeraum bereitgestellt werden.
Zudem oder alternativ kann sich der Aufnahmeraum über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 90 %, einer Länge des Gehäuses erstrecken.
Zudem oder alternativ kann sich der Aufnahmeraum über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 90 %, einer Breite des Gehäuses erstrecken.
Zudem oder alternativ kann der elektrische Energiespeicher ein Auslassventil (z. B. ein Überdruckventil) aufweisen. Das Auslassventil kann dabei am Gehäuse angeordnet sein. Beispielsweise kann das Gehäuse einen Durchlass aufweisen, in dem das Auslassventil angeordnet ist. Bevorzugt dient das Auslassventil zum Abführen der aus den jeweiligen Entgasungselementen austretenden Stoffe aus dem Gehäuse. Über das Auslassventil kann somit eine Verbindung zur Umgebung bzw. zum Außenraum des elektrischen Energiespeichers freigebbar sein. Hierbei kann der Aufnahmeraum (z. B. über eine Auslassleitung) in Fluidverbindung mit dem Auslassventil stehen. Auf vorteilhafte Weise können dadurch die bei einer Zellentgasung freigesetzten Stoffe aus dem elektrischen Energiespeicher abgeführt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Aufnahmeraum die mehreren Batteriezellen Überspannen. Beispielsweise kann sich der Aufnahmeraum über alle Batteriezellen spannen, d. h. in zwei Dimensionen jeweils bis zu den äußersten Batteriezellen reichen. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch ein möglichst großer Aufnahmeraum bereitgestellt werden.
Zudem oder alternativ kann der Aufnahmeraum nicht rohrförmig und/oder nicht kanalförmig ausgebildet sein. Der Aufnahmeraum soll somit vorzugsweise nicht von einem Rohr oder Kanal begrenzt sein, sondern (z. B. in zwei Dimensionen) eine ausgedehnte Form aufweisen.
Zudem oder alternativ kann der Aufnahmeraum oberhalb der mehreren Batteriezellen angeordnet sein. Die mehreren Batteriezellen können somit bezüglich einer Hochachse des elektrischen Energiespeichers unterhalb des Aufnahmeraums angeordnet sein.
Zudem oder alternativ kann der Aufnahmeraum zum flächigen Verteilen der aus den jeweiligen Entgasungselementen austretenden Stoffe dienen. Bevorzugt ist der Aufnahmeraum somit ausgebildet, die aus den jeweiligen Entgasungselementen austretenden Stoffe zumindest entlang von zwei Dimensionen (großflächig) zu verteilen. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine schnelle Entspannung und ein schnelles Abkühlen der aus den jeweiligen Entgasungselementen austretenden Stoffe realisiert werden.
Nach einem weiteren Aspekt kann die Stützplatte eine den Entgasungselementen zugewandte (z. B. untere) Seitenfläche umfassen. Diese kann hierbei auch als erste Seitenfläche bezeichnet werden. Die erste Seitenfläche kann ein hitzebeständiges Material (z. B. Stahl und/oder Glimmer) aufweisen. Beispielsweise kann die Stützplatte als Stahlplatte ausgebildet sein. Alternativ kann die Stützplatte auch aus Aluminium ausgebildet sein und auf der ersten Seitenfläche eine Beschichtung mit Glimmer (z. B. Kunstglimmer) aufweisen. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine möglichst widerstandsfähige Auftrefffläche für die bei der Zellentgasung aus den jeweiligen Entgasungselementen austretenden (heißen) Stoffe bereitgestellt werden. Zudem kann dort auf vorteilhafte Weise eine Wärmeabgabe und Verteilung der Stoffe erfolgen, sodass diese anschließend abgekühlt bzw. weniger konzentriert mit der Abdeckfolie in Berührung kommen können. Entsprechend kann die Abdeckfolie aus einem Material gefertigt sein, welches eine geringere Temperaturbeständigkeit als die Stützplatte bzw. das hitzebeständige Material aufweist.
Zudem oder alternativ kann die Stützplatte eine den Entgasungselementen abgewandte (z. B. obere) Seitenfläche umfassen. Diese kann hierbei auch als zweite Seitenfläche bezeichnet werden. Weiterhin kann der elektrische Energiespeicher eine Temperierplatte aufweisen. Diese kann an der zweiten Seitenfläche angeordnet sein. Beispielsweise können die Temperierplatte und die Stützplatte bzw. deren zweite Seitenfläche in unmittelbaren Kontakt miteinander stehen, z. B. aneinander anliegen. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine Temperierung, insbesondere Kühlung, der Stützplatte erfolgen. Zudem oder alternativ kann der elektrische Energiespeicher weitere Batteriezellen aufweisen, welche an der zweiten Seitenfläche und/oder an der Temperierplatte angeordnet sein können. Beispielsweise kann es sich bei dem elektrischen Energiespeicher um einen mehrlagigen Energiespeicher handeln, bei welchem die Batteriezellen und die weiteren Batteriezellen in verschiedenen, z. B. übereinanderliegenden, Ebenen angeordnet sind. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine Doppelnutzung der Stützplatte bzw. Temperierplatte, nämlich sowohl zum Leiten bzw. Kühlen der Gase als auch zum Stützen bzw. Kühlen der weiteren Batteriezellen, erfolgen. Gemäß einem weiteren Aspekt können die Stützplatte und die Abdeckfolie einander gegenüberliegend angeordnet sein. Bevorzugt sind die Stützplatte und die Abdeckfolie dabei einander unmittelbar gegenüberliegend angeordnet. Entsprechend sollen vorzugsweise keine weiteren Komponenten zwischen der Stützplatte und die Abdeckfolie angeordnet sein.
Zudem oder alternativ können die Stützplatte und die Abdeckfolie nicht in direktem Kontakt miteinander stehen. Die Stützplatte und die Abdeckfolie können somit bevorzugt über ein für die Aufnahme der Gase gezielt freigehaltenes Volumen voneinander beabstandet sein.
Zudem oder alternativ können die Stützplatte und die Abdeckfolie durch den Aufnahmeraum voneinander getrennt sein. Entsprechend können die Stützplatte, die Abdeckfolie und der Aufnahmeraum eine Sandwichstruktur ausbilden, bei der der Aufnahmeraum zwischen der Stützplatte und die Abdeckfolie angeordnet ist.
Zudem oder alternativ können sich die Stützplatte und die Abdeckfolie jeweils im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sein. Die Stützplatte und die Abdeckfolie sollen somit bevorzugt jeweils in einer Horizontalebene ausgerichtet sein.
Nach einem weiteren Aspekt können die mehreren Batteriezellen jeweils Kontaktpole (z. B. einen Plus- und einen Minuspol) aufweisen. Bevorzugt sind die Kontaktpole dabei jeweils auf der gleichen Seite der jeweiligen Batteriezelle angeordnet wie die jeweiligen Entgasungselemente. Weiterhin kann die Abdeckfolie zwischen den jeweiligen Kontaktpolen und dem Aufnahmeraum angeordnet sein. Entsprechend kann die Abdeckfolie sowohl die Batteriezellen als auch die Kontaktpole überdecken. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch möglichst vermieden werden, dass bei der Zellentgasung freigesetzte leitende Partikel mit spannungsführenden Komponenten in Verbindung kommen und dadurch ggf. Kurzschlüsse, Funkenschlag etc. auslösen.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann der elektrische Energiespeicher ein Zellkontaktiersystem aufweisen. Dieses kann bspw. mehrere Kontaktierelemente (z. B. in Form von Metallplättchen) aufweisen, mittels derer die mehreren Batteriezellen jeweils paarweise miteinander elektrisch verbunden sind. Beispielsweise kann mittels eines der Kontaktierelemente jeweils ein Pluspol einer der mehreren Batteriezellen mit einem Minuspol einer weiteren der mehreren Batteriezellen verbunden sein. Ferner kann das Zellkontaktiersystem bevorzugt einen Träger, z. B. aus Kunststoff, aufweisen, in dem die Kontaktierelemente fixiert und/oder gehalten sind. Das Zellkontaktiersystem kann dabei zwischen der Abdeckfolie und den mehreren Batteriezellen angeordnet sein. Entsprechend kann die Abdeckfolie auch das Zellkontaktiersystem überdecken. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch wiederum möglichst vermieden werden, dass ionisierte Gase und leitende Partikel in den HV-Pfad des Zellkontaktiersystems gelangen.
Zudem oder alternativ kann der elektrische Energiespeicher eine flexible Leiterplatte (z. B. einen flexible printed circuit - FPC) aufweisen. Die flexible Leiterplatte kann dabei mehrere Niederspannungsleitungen (z. B. Steuer- und/oder Datenleitungen) und/oder Sensoren (z. B. zur Überwachung der mehreren Batteriezellen) aufweisen, die vorzugsweise auf eine flexible Trägerfolie (z. B. eine Polyimidfolie) aufgebracht sind. Die flexible Leiterplatte kann mitunter auch als Leiterfolie bezeichnet werden. Die flexible Leiterplatte kann mit allen der mehreren Batteriezellen, z. B. zum Potentialausgleich und/oder zur Temperaturüberwachung, verbunden sein. Die flexible Leiterplatte kann ferner mit einem Steuergerät verbunden sein. Die flexible Leiterplatte kann zwischen der Abdeckfolie und den mehreren Batteriezellen angeordnet sein. Entsprechend kann die Abdeckfolie auch die flexible Leiterplatte überdecken. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch wiederum ein möglichst guter Schutz der flexiblen Leiterplatte vor möglichen Schäden durch bei einer Zellentgasung aus den jeweiligen Entgasungselementen austretenden Stoffen erreicht werden.
Weiterhin betrifft die Offenbarung ein Kraftfahrzeug (z. B. einen LKW oder einen Omnibus), wobei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Energiespeicher, wie in diesem Dokument offenbart ist, aufweist. Bevorzugt handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Nutzfahrzeug, d. h. ein Kraftfahrzeug, das durch seine Bauart und Einrichtung speziell zum Transport von Gütern und/oder zum Ziehen eines oder mehrerer (z. B. landwirtschaftlicher) Anhängerfahrzeuge ausgelegt ist. Beispielsweise kann das Nutzfahrzeug ein Lastkraftwagen, ein Sattelschlepper, ein Baustellenfahrzeug und/oder eine landwirtschaftliche Maschine (z. B. ein Traktor) sein.
Die zuvor beschriebenen Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1A eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer Ausführungsform;
Figur 1 B eine schematische Darstellung einer Abdeckfolie gemäß einer Ausführungsform; Figur 2A eine schematische Darstellung einer Abdeckfolie gemäß einer weiteren Ausführungsform;
Figur 2B eine schematische Schnitt-Darstellung eines Ausschnitts eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer Ausführungsform; und
Figur 3 eine schematische Schnitt-Darstellung eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer Ausführungsform.
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, sodass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden. Weiterhin wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit mehrfach vorkommende Komponenten nicht jeweils separat referenziert.
Die Figuren 1A, 2B und 3 zeigen (ausschnittsweise) Ausführungsformen eines elektrischen Energiespeichers 10 für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt). Der elektrische Energiespeicher 10 kann hierbei elektrische Energie für mindestens eine elektrische Antriebseinheit zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug mittels eines zentralen Elektroantriebs, mittels mehrerer Elektroradnabenantriebe oder mehrerer radnaher Elektroantriebe angetrieben sein. Der elektrische Energiespeicher 10 kann als ein Hochvolt-Energiespeicher ausgeführt sein. Der Hochvolt-Energiespeicher kann z. B. mit einer Gleichspannung zwischen 60 V und 1 ,5 kV, besonders bevorzugt zwischen 400 V und 850 V, betrieben werden bzw. betreibbar sein. Der elektrische Energiespeicher 10 kann extern über ein an einer Ladesteckdose des Kraftfahrzeugs angeschlossenes elektrisches Ladekabel aufladbar sein.
Der elektrische Energiespeicher 10 weist mehrere (z. B. achtundvierzig) Batteriezellen 12 auf. Die mehreren Batteriezellen 12 können z. B. Lithium-Ionen-Batteriezellen sein. Die mehreren Batteriezellen 12 können jeweils gleich ausgebildet sein. Die mehreren Batteriezellen 12 können jeweils einen Elektrolyten und einen Elektrodenstapel und/oder Elektrodenwickel aufweisen. Die mehreren Batteriezellen 12 können weiterhin jeweils ein Zellgehäuse aufweisen. In den jeweiligen Zellgehäusen kann dabei jeweils ein Elektrolyt und ein Elektrodenstapel bzw. Elektrodenwickel aufgenommen sein. Das Zellgehäuse kann dabei eine Deckfläche, eine Bodenfläche und eine, die Deck- und Bodenfläche miteinander verbindende Mantelfläche aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform können die mehreren Batteriezellen 12 jeweils prismatische Batteriezellen sein. Die mehreren Batteriezellen 12 können jedoch auch als Beutelzellen oder als Rundzellen ausgeführt sein.
Die mehreren Batteriezellen 12 können in einer Lage angeordnet sein. Bevorzugt sind die mehreren Batteriezellen 12 dabei alle gleich orientiert (vgl. Figur 1 A). Beispielsweise können die Deckflächen der mehreren Batteriezellen 12 jeweils nach oben ausgerichtet sein. Innerhalb der Lage können die mehreren Batteriezellen 12 in Form eines oder mehrerer Batteriezellenstapel angeordnet sein. Beispielsweise können die mehreren Batteriezellen 12 in Form von drei, vorzugsweise parallel nebeneinander angeordneter, Batteriezellenstapeln angeordnet sein. Die Batteriezellenstapel können dabei jeweils gleich ausgebildet sein bzw. jeweils dieselbe Anzahl an Batteriezellen 12 (z. B. sechzehn Batteriezellen 12) aufweisen. Innerhalb eines Batteriezellenstapels können die Batteriezellen 12 entlang einer Stapelrichtung nebeneinander bzw. hintereinander gestapelt angeordnet sein. Die Stapelrichtung kann bspw. horizontal orientiert sein. Es ist möglich, dass zum Überbrücken einer Lücke zwischen den Batteriezellen 12 eines Batteriezellenstapels jeweils ein Lückenfüller (z. B. ein Gappad) zwischen zwei der Batteriezellen 12 eines Batteriezellenstapels angeordnet ist.
Die mehreren Batteriezellen 12 können jeweils Kontaktpole 12b (z. B. einen Pluspol und einen Minuspol) aufweisen. Die jeweiligen Kontaktpole können z. B. an den jeweiligen Deckflächen der Batteriezellen 12 angeordnet sein. Die Kontaktpole 12b der mehreren Batteriezellen 12 können miteinander (z. B. in Reihe) verbunden sein. Hierzu kann der elektrische Energiespeicher 10 ein Zellkontaktiersystem 18 aufweisen. Das Zellkontaktiersystem 18 kann dabei z. B. mehrere, vorzugsweise plattenförmige, Kontaktierelemente 18a (z. B. Kontaktbrücken) umfassen, welche bevorzugt jeweils Kontaktpole 12b zweier benachbarter Batteriezellen 12 verbinden können (vgl. Figur 2B). Mittels des Zellkontaktiersystems 18 bzw. der Kontaktierelemente 18a können die mehreren Batteriezellen 12 somit jeweils paarweise miteinander elektrisch verbunden sein. Das Zellkontaktiersystem 18 kann ferner einen Träger 18b, z. B. aus Kunststoff, aufweisen. Mittels des Träger 18b können die jeweiligen Kontaktierelemente 18a jeweils in einer vorbestimmten Position gehalten sein. Der Träger 18b kann dazu mehrere Aufnahmen aufweisen, in welchen die Kontaktierelemente 18a aufgenommen bzw. gehalten sind. Lediglich beispielhaft kann der Träger 18b dabei mehrere Vorsprünge und/oder Formschlusselemente aufweisen, mittels derer die Kontaktierelemente 18a am Träger 18b fixiert sind. Bevorzugt weisen die mehreren Batteriezellen 12 ferner jeweils ein Entgasungselement 12a zur Zellentgasung auf. Beispielsweise können die jeweiligen Entgasungselemente 12a jeweils in Form eines Überdruckventils und/oder einer in Form einer Materialschwächung bzw. Sollbruchstelle (z. B. in Form einer Berstscheibe) ausgebildet sein. Die jeweiligen Entgasungselemente 12a können selbsttätig bei Überschreiten eines Druckschwellenwertes im Inneren der jeweiligen Batteriezellen 12 bzw. innerhalb des Zellgehäuses öffnen. Die jeweiligen Entgasungselemente 12a können somit zum Schutz der jeweiligen Batteriezellen 12 vor einem schädigenden Überdruck dienen. Entsprechend können die jeweiligen Entgasungselemente 12a dazu ausgebildet sein, einen Gasstrom aus einem jeweiligen Innenraum des Zellgehäuses, z. B. entlang eines vorbestimmten Entgasungspfades, in eine Umgebung der jeweiligen Batteriezelle 12 entweichen zu lassen. Die jeweiligen Entgasungselemente 12a können jeweils auf einer gleichen Seitenfläche der jeweiligen Batteriezellen 12 wie die Kontaktpole 12b angeordnet sein. Beispielsweise können die jeweiligen Entgasungselemente 12a an den jeweiligen Deckflächen der Batteriezellen 12 (z. B. zwischen den Kontaktpolen) angeordnet sein. Entsprechend können die Entgasungselemente 12a der mehreren Batteriezellen 12 des elektrischen Energiespeichers 10 alle nach oben orientiert sein.
Der elektrische Energiespeicher 10 kann ferner ein Gehäuse 16 aufweisen. Das Gehäuse 16 kann z. B. aus einer Metalllegierung oder Kunststoff sein. In dem Gehäuse 16 können die mehreren Batteriezellen 12 aufgenommen sein. Das Gehäuse 16 kann somit dazu dienen, die mehreren Batteriezellen 12 gegen äußere Einflüsse, insbesondere Schmutz und/oder Feuchtigkeit, zu schützen. Das Gehäuse 16 kann dabei rahmenförmig, vorzugsweise mehreckrahmenförmig (z. B. rechteckrahmenförmig), sein. Bevorzugt ist das Gehäuse 16 vollständig umlaufend bzw. bildet einen geschlossenen, mehrseitigen (z. B. vierseitigen) Rahmen (vgl. z. B. Figur 1 A).
Das Gehäuse 16 kann eine Länge aufweisen. Diese kann dabei bspw. eine räumliche Ausdehnung entlang einer Längsachse L des Gehäuses 16 bzw. des Energiespeichers 10 bezeichnen. Die Längsachse L kann bspw. in Richtung der längsten Ausdehnung des Gehäuses 16 bzw. des Energiespeichers 10 verlaufen. Das Gehäuse 16 kann ferner eine Breite aufweisen. Diese kann dabei bspw. eine räumliche Ausdehnung entlang einer Querachse Q des Gehäuses 16 bzw. des Energiespeichers 10 bezeichnen. Die Querachse Q kann dabei bspw. in eine weitere Richtung senkrecht zur Längsachse L orientiert sein. Beispielsweise können die Längsachse L und Querachse Q jeweils horizontal orientiert sein. Weiterhin kann das Gehäuse 16 bzw. der Energiespeicher 10 eine Hochachse H aufweisen. Diese kann bevorzugt senkrecht auf der Längsachse L und Querachse Q stehen. Beispielsweise kann die Hochachse H vertikal bzw. parallel zur Schwerkraftrichtung orientiert sein.
Der Energiespeicher 10 kann weiterhin einen, vorzugsweise plattenförmigen, Boden aufweisen (nicht dargestellt). Der Boden kann das Gehäuse 16 von unten abdecken.
Der Energiespeicher 10 kann ferner einen, vorzugsweise plattenförmigen, Deckel aufweisen (vgl. Figur 3). Der Deckel kann das Gehäuse 16 von oben abdecken.
Der elektrische Energiespeicher 10 weist ferner eine (z. B. wärmeisolierende und/oder elektrisch isolierende) Abdeckfolie 14 auf (vgl. Figuren 1 B, 2A und 2B). Die Abdeckfolie 14 kann dabei im Gehäuse 16 angeordnet sein bzw. im Gehäuse 16 aufgenommen sein. Unter dem Ausdruck Folie bzw. Abdeckfolie 14 kann bspw. ein dünnes, flexibles Flächengebilde verstanden werden. Beispielsweise kann die Abdeckfolie 14 eine Dicke von weniger als 1 mm aufweisen. Es ist vorgesehen, dass die Abdeckfolie 14 die mehreren Batteriezellen 12 überdeckt. Bevorzugt überdeckt die Abdeckfolie 14 die jeweiligen Deckflächen der Batteriezellen 12. Entsprechend können insbesondere die Kontaktpole 12b der jeweiligen Batteriezellen 12 von der Abdeckfolie 14 bedeckt sein. Ferner kann auch das Zellkontaktiersystem 18 von der Abdeckfolie 14 bedeckt sein.
Die Abdeckfolie 14 kann im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sein. Die Abdeckfolie 14 kann flächig (z. B. rechteckig) ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Abdeckfolie 14 entlang von zwei Dimensionen (z. B. entlang der Längsachse L und der Querachse Q) wesentlich größer, insbesondere um ein Vielfaches größer, dimensioniert sein als entlang einer dritten Dimension, welche sich vorzugsweise entlang der Orientierung der Entgasungselemente (z. B. entlang der Hochachse H) erstreckt. Lediglich beispielhaft kann sich die Abdeckfolie 14 über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 90 %, der Länge des Gehäuses 16 erstrecken. Zudem oder alternativ kann sich die Abdeckfolie 14 über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 90 %, einer Breite des Gehäuses 16 erstrecken. Die Abdeckfolie 14 kann somit die mehreren Batteriezellen 12 (z. B. deren Deckflächen) Überspannen. Die Abdeckfolie 14 kann zumindest abschnittsweise mit den mehreren Batteriezellen 12 verbunden sein. Beispielsweise kann die Abdeckfolie 14 mittels einer Klebeverbindung zumindest abschnittsweise mit den mehreren Batteriezellen 12 verbunden sein. Wie in Figur 2B exemplarisch dargestellt ist, kann zwischen der Abdeckfolie 14 (z. B. deren Unterseite) und den mehreren Batteriezellen 12 bzw. dem Zellkontaktiersystem 18 z. B. eine Klebeschicht 15 angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Abdeckfolie 14 anderweitig an den Batteriezellen 12 bzw. im Gehäuse 16 fixiert ist. Beispielsweise kann die Abdeckfolie 14 mittels einer Klemmverbindung (z. B. mittels Clips) an den Batteriezellen 12 fixiert sein.
Die Abdeckfolie 14 kann ferner einstückig ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Abdeckfolie 14 als ein einziges Bauteil ausgebildet sein. Alternativ kann die Abdeckfolie 14 auch mehrere aneinander gefügte (z. B. geklebte) Abdeckfoliensegmente aufweisen (nicht dargestellt), die nicht mehr voneinander gelöst werden können, ohne dabei zerstört zu werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abdeckfolie 14 wärmeisolierend und/oder elektrisch isolierend ausgebildet. Hierzu kann die Abdeckfolie 14 aus einem schlechten Wärmeleiter und/oder einem Isolator gefertigt sein. Beispielsweise kann die Abdeckfolie 14 einen Hochtemperaturkunststoff und/oder Glimmer oder ein anderes, vorzugsweise mineralisches, Silikat aufweisen. Lediglich beispielhaft kann die Abdeckfolie 14 zumindest abschnittsweise eine Polyimid-Folie und/oder eine Glimmerfolie aufweisen.
Wie in Figur 1 B exemplarisch dargestellt ist, kann die Abdeckfolie 14 mehrere Durchgangsöffnungen 14a aufweisen. Die mehreren Durchgangsöffnungen 14a können jeweils z. B. in Form von Aussparungen und/oder Löchern ausgebildet sein. Die mehreren Durchgangsöffnungen 14a können dabei jeweils korrespondierend (z. B. fluchtend) zu den jeweiligen Entgasungselementen 12a angeordnet sein. Beispielsweise kann jeweils eine der mehreren Durchgangsöffnungen 14a jeweils über einem der mehreren Entgasungselemente 12a angeordnet sein. Die mehreren Durchgangsöffnungen 14a können in einem Raster und/oder einem Muster angeordnet sein. Beispielsweise können die mehreren Durchgangsöffnungen 14a in mehreren (z. B. drei), vorzugsweise parallel nebeneinander angeordneten, Reihen angeordnet sein. Bevorzugt korrespondiert das Raster und/oder das Muster der mehreren Durchgangsöffnungen 14a mit einem Raster und/oder Muster, in dem die mehreren Batteriezellen 12 bzw. deren Entgasungselemente 12a angeordnet sind.
Die mehrere Durchgangsöffnungen 14a können ferner jeweils eine Kontur aufweisen, die formangepasst zu einer Außenkontur der jeweiligen Entgasungselemente 12a ist. Lediglich beispielhaft können die mehreren Durchgangsöffnungen 14a jeweils eine im Wesentlichen ovale Form aufweisen. Die mehreren Durchgangsöffnungen 14a können ferner jeweils ausgebildet sein, einen, vorzugsweise ungehinderten, Durchtritt der bei der Zellentgasung aus den jeweiligen Entgasungselementen 12a austretenden Stoffe durch die Abdeckfolie 14 zu ermöglichen.
In einer alternativen Variante, welche exemplarisch in Figur 2A dargestellt ist, kann die Abdeckfolie 14 auch mehrere strukturgeschwächte Bereiche 14b aufweisen. Beispielsweise können die strukturgeschwächten Bereiche 14b jeweils eine von der restlichen Abdeckfolie 14 unterschiedliche Struktur aufweisen, die jeweils weniger stabil ausgebildet sind als der übrige Bereich der Abdeckfolie 14. Beispielsweise können die mehreren strukturgeschwächten Bereiche 14b jeweils eine gezielt vorgesehene Schwach- und/oder Sollbruchstelle aufweisen. So ist es z. B. möglich, dass die mehreren strukturgeschwächten Bereiche 14b jeweils eine Schlitzung, Materialausdünnung und/oder (z. B. kreuzförmige) Perforierung aufweisen. Als Perforierung kann dabei bspw. eine Gruppe von, in der Regel kleinen und/oder regelmäßig angeordneten, Löchern verstanden werden. Die mehreren strukturgeschwächten Bereiche 14b können jeweils korrespondierend (z. B. fluchtend) zu den jeweiligen Entgasungselementen 12a angeordnet sein. Beispielsweise kann jeweils einer der mehreren strukturgeschwächten Bereiche 14b über jeweils eines der mehreren Entgasungselemente 12a angeordnet sein. Die mehreren strukturgeschwächten Bereiche 14b können in einem Raster und/oder einem Muster angeordnet sein. Beispielsweise können die mehreren strukturgeschwächten Bereiche 14b in mehreren (z. B. drei), vorzugsweise parallel nebeneinander angeordneten, Reihen angeordnet sein. Bevorzugt korrespondiert das Raster und/oder das Muster der mehreren strukturgeschwächten Bereiche 14b mit einem Raster und/oder Muster, in dem die mehreren Batteriezellen 12 bzw. deren Entgasungselemente 12a angeordnet sind.
Die mehreren strukturgeschwächten Bereiche 14b können ferner jeweils ausgebildet sein, bei Druckbeaufschlagung (z. B. durch die bei der Zellentgasung aus den jeweiligen Entgasungselementen 12a austretenden Stoffe) nachzugeben, z. B. zu reißen und/oder sich zu verformen (z. B. aufzuklappen oder aufzubiegen). Dies kann dabei reversibel oder irreversibel erfolgen. Lediglich beispielhaft kann im Fall, dass einer der strukturgeschwächten Bereiche 14b eine Materialausdünnung aufweist, d. h. der jeweilige Bereich eine geringere Dicke als die restliche Abdeckfolie 14 aufweist, dieser strukturgeschwächte Bereich 14b bei einem thermischen Durchgehen des entsprechenden Entgasungselements 12a irreversibel aufreißen, schmelzen und/oder aufplatzen. Demgegenüber kann im Fall, dass der strukturgeschwächte Bereich 14b eine Schlitzung (z. B. Kreuzschlitzung) aufweist, der strukturgeschwächte Bereich 14b bei einem thermischen Durchgehen des entsprechenden Entgasungselements 12a reversibel aufgebogen und/oder aufgedrückt werden und bei einem Wegfall der Druckbelastung in die Ausgangslage zurückkehren.
Der elektrische Energiespeicher 10 kann ferner eine Stützplatte 17 (z. B. eine Stahlplatte) aufweisen (vgl. Figur 3). Die Stützplatte 17 kann z. B. eine flache und/oder flächige Form aufweisen. Beispielsweise kann die Stützplatte 17 im Wesentlichen quaderförmig sein. Die Stützplatte 17 kann am Gehäuse 16 angebracht, z. B. angeschraubt und/oder angeschweißt, sein. Die Stützplatte 17 kann das Gehäuse 16 versteifen. Die Stützplatte 17 kann im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sein. Die Stützplatte 17 kann von der Abdeckfolie 14 beabstandet angeordnet sein. Beispielsweise kann die Stützplatte 17 oberhalb der Abdeckfolie 14 angeordnet sein.
Die Stützplatte 17 kann eine den Entgasungselementen 12a zugewandte (z. B. untere) Seitenfläche umfassen, welche auch als erste Seitenfläche 17a bezeichnet werden kann. Die erste Seitenfläche 17a kann ein hitzebeständiges Material (z. B. Stahl und/oder Glimmer) aufweisen. Beispielsweise kann die Stützplatte 17 auf der ersten Seitenfläche 17a mit dem hitzebeständigen Material beschichtet sein. Alternativ kann auch die gesamte Stützplatte 17 und damit die erste Seitenfläche 17a aus dem hitzebeständigen Material (z. B. Stahl) gefertigt sein. Bevorzugt weist das hitzebeständige Material bzw. die Stützplatte 17 eine Schmelztemperatur von mindestens 800 °C, vorzugsweise von mindestens 1000 °C, auf.
Weiterhin kann die Stützplatte 17 eine den Entgasungselementen 12a abgewandte (z. B. obere) Seitenfläche umfassen, welche auch als zweite Seitenfläche 17b bezeichnet werden kann. Die zweite Seitenfläche 17b kann eine im Wesentlichen freie Seitenfläche sein. An der zweiten Seitenfläche 17b können jedoch auch weitere Komponenten des elektrischen Energiespeichers 10 angeordnet sein.
Beispielsweise kann der elektrische Energiespeicher 10 eine Temperierplatte 11 aufweisen, die an der zweiten Seitenfläche 17b angeordnet sein kann (vgl. Figur 3). Die Temperierplatte 11 kann dabei von einem, vorzugsweise flüssigen, Temperiermedium (z. B. Kühlwasser) durchströmbar sein. Hierzu kann die Temperierplatte 11 eine, z. B. mäanderförmige, Kanalstruktur zur Führung des Temperiermediums aufweisen. Die Temperierplatte 11 kann im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sein. Die Temperierplatte 11 und Stützplatte 17 können miteinander in direkter thermischer Verbindung stehen. Entsprechend kann die Stützplatte 17 mittels der Temperierplatte 11 temperierbar (z. B. kühlbar) sein. Beispielsweise kann die Temperierplatte 11 dazu unmittelbar an der Stützplatte 17 anliegen. Alternativ kann die Temperierplatte 11 auch über ein, vorzugsweise wärmeübertragendes, Füllmaterial mit der Stützplatte 17 verbunden sein.
Die vorgenannte Stützplatte 17 kann zusammen mit der Abdeckfolie 14 einen Aufnahmeraum 20 für aus den jeweiligen Entgasungselementen 12a austretende Stoffe begrenzen. Hierzu kann die Stützplatte 17 und die Abdeckfolie 14 einander gegenüberliegend angeordnet sein. Bevorzugt sind die Stützplatte 17 und die Abdeckfolie 14 einander unmittelbar gegenüberliegend angeordnet. Entsprechend sollen bevorzugt zumindest abschnittsweise keine weiteren Komponenten zwischen der Stützplatte 17 und die Abdeckfolie 14 angeordnet sein. Die Stützplatte 17 kann somit derart angeordnet sein, dass die bei der Zellentgasung aus den jeweiligen Entgasungselementen 12a austretende Stoffe mitunter unmittelbar bzw. direkt auf die Stützplatte 17 auftreffen können. Die Stützplatte 17 und die Abdeckfolie 14 können über den Aufnahmeraum 20 voneinander getrennt sein. Entsprechend können die Stützplatte 17, die Abdeckfolie 14 und der Aufnahmeraum 20 eine Sandwichstruktur ausbilden, bei der der Aufnahmeraum 20 zwischen der Stützplatte 17 und der Abdeckfolie 14 angeordnet ist. Weiterhin kann der Aufnahmeraum 20 seitlich, z. B. bezüglich der Längsachse L und der Querachse Q, durch das Gehäuse 16 begrenzt sein.
Der Aufnahmeraum 20 dient bevorzugt zum Verteilen der aus den jeweiligen Entgasungselementen 12a austretenden Stoffe in mindestens zwei Dimensionen, z. B. entlang der Längsachse L und der Querachse Q. Entsprechend kann der Aufnahmeraum 20 entlang der Längsachse L und der Querachse Q ausgedehnt sein. Entsprechend soll der Aufnahmeraum 20 bevorzugt nicht rohrförmig und/oder nicht kanalförmig ausgebildet sein. Der Aufnahmeraum 20 kann entlang von zwei Dimensionen (z. B. entlang der Längsachse L und der Querachse Q) wesentlich größer, insbesondere um ein Vielfaches größer, dimensioniert sein als entlang einer dritten Dimension, welche sich vorzugsweise entlang der Orientierung der Entgasungselemente (z. B. entlang der Hochachse H) erstreckt. Beispielsweise kann sich der Aufnahmeraum 20 über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 90 %, einer Länge des Gehäuses 16 erstrecken. Weiterhin kann sich der Aufnahmeraum 20 über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 90 %, einer Breite des Gehäuses 16 erstrecken. Der Aufnahmeraum 20 kann somit die mehreren Batteriezellen 12 Überspannen. Beispielsweise kann der Aufnahmeraum 20 oberhalb der mehreren Batteriezellen 12 angeordnet sein. Weiterhin kann der elektrische Energiespeicher 10 ein Auslassventil 13 aufweisen, das am Gehäuse 16 angeordnet ist. Beispielsweise kann das Auslassventil 13 in Form eines Überdruckventils und/oder einer in Form einer Materialschwächung bzw. Sollbruchstelle (z. B. in Form einer Berstscheibe) im Gehäuse 16 ausgebildet sein. Das Auslassventil 13 kann selbsttätig bei Überschreiten eines Druckschwellenwertes im Inneren des Gehäuses 16 öffnen. Das Auslassventil 13 kann dazu ausgebildet sein, einen Gasstrom aus einem Innenraum des Gehäuses 16 in eine Umgebung des Gehäuses 16 entweichen zu lassen. Das Auslassventil 13 kann dabei an einer Seitenfläche des Gehäuses 16 angeordnet sein. Beispielsweise kann das Auslassventil 13 auf Höhe der Batteriezellen 12 am Gehäuse 16 angeordnet sein. Das Auslassventil 13 kann dabei in Fluidverbindung mit dem Aufnahmeraum 20 stehen. Beispielsweise kann das Auslassventil 13 über eine Auslassleitung mit dem Aufnahmeraum 20 verbunden sein. Die Auslassleitung kann im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sein. Die Auslassleitung kann zumindest abschnittsweise durch das Gehäuse 16 begrenzt sein. Wie durch den gestrichelten Pfeil verdeutlicht wird, können somit im Falle eine Zellentgasung aus einem der Entgasungselemente 12a austretende Stoffe zunächst im Aufnahmeraum 20 verteilt und ggf. abgekühlt werden, bevor sie über die Auslassleitung zum Auslassventil 13 und hierüber in den Außenraum abgeführt werden. Wie vorstehend erwähnt, kann dabei durch die Abdeckfolie 14 ein Schutz der mehreren Batteriezellen 12, der Kontakte 12b sowie des Zellkontaktiersystems 18 erreicht werden.
Optional kann der elektrische Energiespeicher 10 auch eine flexible Leiterplatte 19 (z. B. einen flexible printed circuit - FPC) aufweisen. Die flexible Leiterplatte 19 kann dabei eine flexible Trägerfolie (z. B. eine Polyimidfolie) mit mehreren Niederspannungsleitungen (z. B. Steuer- und/oder Datenleitungen) und/oder Sensoren (z. B. zur Überwachung der mehreren Batteriezellen 12) aufweisen. Auch diese flexible Leiterplatte 19 kann von der Abdeckfolie 14 überdeckt sein. Beispielsweise kann die flexible Leiterplatte 19 dazu zwischen der Abdeckfolie 14 und den mehreren Batteriezellen 12 angeordnet sein (vgl. Figur 2B). Insbesondere kann die flexible Leiterplatte 19 zwischen der Abdeckfolie 14 und einer Klebeschicht 15, welche die Abdeckfolie 14 bzw. die flexible Leiterplatte 19 mit den mehreren Batteriezellen 12 bzw. dem Zellkontaktiersystem 18 verbindet, angeordnet sein.
Weiterhin kann der elektrische Energiespeicher 10 jeweils weitere der vorgenannten Komponenten aufweisen. Diese können dabei wie vorstehend beschrieben ausgebildet sein. Die mehreren der vorgenannten Komponenten können dabei zueinander versetzt bzw. sich wiederholend in verschiedenen Lagen angeordnet sein. In einer Ausführungsform kann der elektrische Energiespeicher 10 bspw. ein mehrlagiger Energiespeicher sein (vgl. Figur 3).
So kann der elektrische Energiespeicher 10 bspw. weitere Batteriezellen 12‘ aufweisen, die im Vergleich zu den vorgenannten mehreren Batteriezellen 12 in einer weiteren bzw. versetzten Lage bzw. Ebene angeordnet sind. Beispielsweise können die mehreren weiteren Batteriezellen 12‘ parallelversetzt (z. B. oberhalb oder unterhalb) zu den mehreren Batteriezellen 12 angeordnet sein. Die mehrere weitere Batteriezellen 12‘ können dabei z. B. an bzw. auf der vorgenannten Temperierplatte 11 angeordnet sein. Auch die mehreren weiteren Batteriezellen 12‘ können jeweils ein weiteres Entgasungselement 12a‘ aufweisen (nicht dargestellt). Weiterhin kann der elektrische Energiespeicher 10 eine weitere Abdeckfolie 14‘ aufweisen, welche die mehreren weiteren Batteriezellen 12‘ überdeckt und ggf. mehrere weitere Durchgangsöffnungen 14a‘ bzw. weitere strukturgeschwächte Bereiche 14b‘ aufweisen kann.
Der elektrische Energiespeicher 10 kann ferner eine weitere Stützplatte 17‘ aufweisen, die von der weiteren Abdeckfolie 14‘ beabstandet angeordnet sein kann und zusammen mit der weiteren Abdeckfolie 14‘ einen weiteren Aufnahmeraum 20‘ begrenzen kann. Beispielsweise kann der weitere Aufnahmeraum 20‘ oberhalb oder unterhalb des vorgenannten Aufnahmeraums 20 angeordnet sein. Der weitere Aufnahmeraum 20‘ kann fluidisch mit einem weiteren Auslassventil 13‘ verbunden sein, welches am Gehäuse 16 angeordnet ist. Bevorzugt ist das Gehäuse 16 hierbei mehrteilig bzw. modular ausgeführt. Beispielsweise kann das Gehäuse 16 einen, vorzugsweise rahmenförmigen, ersten Gehäuseabschnitt und einen, vorzugsweise rahmenförmigen, zweiten Gehäuseabschnitt aufweisen, wobei der erste und zweite Gehäuseabschnitt, vorzugsweise aufeinander, gestapelt sind. Die vorgenannte Stützplatte 17 kann dabei zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseabschnitt angeordnet sein bzw. den ersten und zweiten Gehäuseabschnitt voneinander trennen.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Bezugszeichenliste
10 Elektrischer Energiespeicher
11 Temperierplatte
12 Batteriezelle
12‘ Weitere Batteriezelle
12a Entgasungselement
12a‘ Weiteres Entgasungselement
12b Kontaktpol
13 Auslassventil
13‘ Weiteres Auslassventil
14 Abdeckfolie
14‘ Weitere Abdeckfolie
14a Öffnung
14a‘ Weitere Öffnung
14b Strukturgeschwächter Bereich
14b‘ Weitere Perforierung
15 Klebeschicht
16 Gehäuse
17 Stützplatte
17‘ Weitere Stützplatte
17a Erste Seitenfläche
17a‘ Weitere erste Seitenfläche
17b Zweite Seitenfläche
17b‘ Weitere zweite Seitenfläche
18 Zellkontaktiersystem
18a Kontaktierelement
18b Träger
19 Flexible Leiterplatte
20 Aufnahmeraum
20‘ Weiterer Aufnahmeraum
H Hochachse
L Längsachse
Q Querachse

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer Energiespeicher (10) für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug, aufweisend: mehrere Batteriezellen (12), die jeweils ein Entgasungselement (12a) zur Zellentgasung aufweisen; eine, vorzugsweise elektrisch isolierende, Abdeckfolie (14), welche die mehreren Batteriezellen (12) überdeckt, vorzugsweise zum Schutz der mehreren Batteriezellen (12) vor bei der Zellentgasung aus den jeweiligen Entgasungselementen (12a) austretenden Stoffen.
2. Elektrischer Energiespeicher (10) nach Anspruch 1 , wobei: die Abdeckfolie (14) mehrere Durchgangsöffnungen (14a) aufweist, die jeweils korrespondierend, vorzugsweise fluchtend, zu den jeweiligen Entgasungselementen (12a) angeordnet sind.
3. Elektrischer Energiespeicher (10) nach Anspruch 1 , wobei: die Abdeckfolie (14) mehrere strukturgeschwächte Bereiche (14b) aufweist, die jeweils korrespondierend, vorzugsweise fluchtend, zu den jeweiligen Entgasungselementen (12a) angeordnet sind und jeweils ausgebildet sind, bei Druckbeaufschlagung nachzugeben, vorzugsweise zu reißen und/oder sich zu verformen.
4. Elektrischer Energiespeicher (10) nach Anspruch 3, wobei die mehreren strukturgeschwächten Bereiche (14b): a) jeweils eine, vorzugsweise kreuzförmige, Schlitzung, eine, vorzugsweise kreuzförmige, Perforierung und/oder eine Materialausdünnung aufweisen; und/oder b) die jeweiligen Entgasungselemente (12a) überdecken; und/oder c) jeweils ausgebildet sind, bei Druckbeaufschlagung einen Durchgang durch die Abdeckfolie (14) freizugeben und/oder zu vergrößern.
5. Elektrischer Energiespeicher (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die Abdeckfolie (14) Glimmer und/oder einen Hochtemperaturkunststoff aufweist.
6. Elektrischer Energiespeicher (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Abdeckfolie (14): a) eine Dicke von weniger als 1 mm aufweist; und/oder b) flexibel ist; und/oder c) wärmeisolierend und/oder elektrisch isolierend ausgebildet ist; und/oder d) über eine Klebeverbindung mit den mehreren Batteriezellen (12) verbunden ist; und/oder e) einstückig ausgebildet ist; und/oder f) jeweils eine Seitenfläche, vorzugsweise jeweils eine Oberseitenfläche, jeder der mehreren Batteriezellen (12) bedeckt. Elektrischer Energiespeicher (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: ein, vorzugsweise rahmenförmiges, Gehäuse (16), wobei die mehreren Batteriezellen (12) und die Abdeckfolie (14) innerhalb des Gehäuses (16) angeordnet sind. Elektrischer Energiespeicher (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: eine Stützplatte (17), vorzuweise Stahlplatte, wobei die Stützplatte (17) von der Abdeckfolie (14) beabstandet angeordnet ist und zusammen mit der Abdeckfolie (14) einen, vorzugsweise in zwei Dimensionen ausgedehnten, Aufnahmeraum (20) für aus den jeweiligen Entgasungselementen (12a) austretende Stoffe begrenzt. Elektrischer Energiespeicher (10) nach Anspruch 7 und 8, wobei: a) der Aufnahmeraum (20) seitlich durch das Gehäuse (16) begrenzt ist; und/oder b) sich der Aufnahmeraum (20) über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 90 %, einer Länge des Gehäuses (16) erstreckt und/oder c) sich der Aufnahmeraum (20) über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 90 %, einer Breite des Gehäuses (16) erstreckt; und/oder d) der elektrische Energiespeicher (10) ein Auslassventil (13) aufweist, das am Gehäuse (16) angeordnet ist und vorzugsweise zum Abführen der aus den jeweiligen Entgasungselementen (12a) austretenden Stoffen aus dem Gehäuse (16) dient, wobei der Aufnahmeraum (20) in Fluidverbindung mit dem Auslassventil (13) steht. Elektrischer Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei der Aufnahmeraum (20): a) die mehreren Batteriezellen (12) überspannt; und/oder b) nicht rohrförmig und/oder nicht kanalförmig ausgebildet ist; und/oder c) oberhalb der mehreren Batteriezellen (12) angeordnet ist, und/oder d) zum flächigen Verteilen der aus den jeweiligen Entgasungselementen (12a) austretenden Stoffe dient. Elektrischer Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Stützplatte (17): eine den Entgasungselementen (12a) zugewandte Seitenfläche umfasst, die ein hitzebeständiges Material, vorzugsweise Stahl und/oder Glimmer, aufweist; und/oder eine den Entgasungselementen (12a) abgewandte Seitenfläche umfasst, an der eine Temperierplatte und/oder weitere Batteriezellen angeordnet sind. Elektrischer Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Stützplatte (17) und die Abdeckfolie (14): a) einander, vorzugsweise unmittelbar, gegenüberliegend angeordnet sind; und/oder b) nicht in direktem Kontakt miteinander stehen; und/oder c) durch den Aufnahmeraum (20) voneinander getrennt sind; und/oder d) jeweils im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sind. Elektrischer Energiespeicher (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei: die mehreren Batteriezellen (12) jeweils Kontaktpole (12b) aufweisen und die Abdeckfolie (14) zwischen den jeweiligen Kontaktpolen (12b) und dem Aufnahmeraum (20) angeordnet ist. Elektrischer Energiespeicher (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: a) ein Zellkontaktiersystem (18), vorzugsweise aufweisend mehrere Kontaktierelemente (18a), mittels derer die mehreren Batteriezellen (12) jeweils paarweise miteinander elektrisch verbunden sind, wobei das Zellkontaktiersystem (18) zwischen der Abdeckfolie (14) und den mehreren Batteriezellen (12) angeordnet ist, und/oder b) eine flexible Leiterplatte (19), vorzugsweise aufweisend mehrere Niederspannungsleitungen und/oder Sensoren zur Überwachung der mehreren Batteriezellen (12), wobei die flexible Leiterplatte (19) zwischen der Abdeckfolie (14) und den mehreren Batteriezellen (12) angeordnet ist.
15. Kraftfahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug, aufweisend einen elektrischen
Energiespeicher (10) nach einem der vorherigen Ansprüche.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060292437A1 (en) 2004-11-18 2006-12-28 Hitachi Maxell, Ltd. Sealed prismatic battery

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2608309A1 (de) 2011-12-21 2013-06-26 Fortu Intellectual Property AG Batteriemodul mit Batteriemodulgehäuse und Batteriezellen
DE102015210035A1 (de) 2015-06-01 2016-12-01 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von Batteriezellen sowie Batteriepack, Batteriemodul und Fahrzeug
US11799167B2 (en) 2019-09-05 2023-10-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Energy storage module having extinguisher sheet
DE102020121010A1 (de) 2020-08-10 2022-02-10 Carl Freudenberg Kg Filterelement für Energiespeicher
DE102021101234A1 (de) 2021-01-21 2022-07-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiespeichereinrichtung und Kraftfahrzeug

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060292437A1 (en) 2004-11-18 2006-12-28 Hitachi Maxell, Ltd. Sealed prismatic battery

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