DE102011004033A1

DE102011004033A1 - battery cell

Info

Publication number: DE102011004033A1
Application number: DE201110004033
Authority: DE
Inventors: Stefan Pfeiffer; Kai Kuhlmann; Thomas Kretschmar
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2012-08-16
Also published as: WO2012110168A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, die ein Gehäuse umfasst, wobei das Gehäuse eine Federelement enthält, das eine auswärts gerichtete Kraft auf zumindest einen ersten Abschnitt des Gehäuses ausübt.The invention relates to a battery cell, in particular a lithium-ion battery cell, which comprises a housing, wherein the housing contains a spring element which exerts an outward force on at least a first section of the housing.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Batteriezelle nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.The invention relates to a battery cell according to the preamble of the independent claim.

Verschiedenartige Batterien sind aus dem Stand der Technik bekannt. Eine derartige Batterie zeigt beispielsweise die DE 10 2007 063 190 A1 . Eine Batterie (bzw. ein Batteriesystem), wie sie beispielsweise in Hybrid- oder Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommt, besteht üblicherweise aus mehreren Batteriemodulen, die wiederum aus einzelnen Batteriezellen (z. B. Lithium-Ionen-Batteriezellen) zusammengesetzt sind. Eine einzelne Batteriezelle weist ein Gehäuse und elektrische Speicherelemente (die auch als galvanische Zellen oder vereinfacht als Zellen bezeichnet werden) auf, die im Gehäuse angeordnet sind. Die während des Lade- und Entladevorgangs der Batteriezelle durch Stromfluss entstehende Verlustwärme muss durch Kühlung abgeführt werden. Aufgrund der teilweise hohen Leistungsdichte werden hohe Anforderungen an die Kühlung gestellt. Es ist eine Reihe von Vorschlägen zur effizienten Kühlung von Batteriezellen bekannt, die aber oft zu aufwändig, in der Herstellung zu teuer oder bezüglich ihrer Leistung beschränkt sind.Various types of batteries are known in the art. Such a battery shows, for example, the DE 10 2007 063 190 A1 , A battery (or a battery system), as used for example in hybrid or electric vehicles, usually consists of several battery modules, which in turn are composed of individual battery cells (eg, lithium-ion battery cells). A single battery cell has a housing and electrical storage elements (also referred to as galvanic cells or simply cells) arranged in the housing. The heat generated during the charging and discharging of the battery cell by current flow loss must be dissipated by cooling. Due to the sometimes high power density high demands are placed on the cooling. There are a number of proposals for the efficient cooling of battery cells known, but often too expensive, too expensive to manufacture or limited in their performance.

Beispielsweise ist aus der genannten DE 10 2007 063 190 A1 eine Batterie bekannt, bei der die Wärmeabfuhr aus der Batterie durch eine als Kühlplatte ausgebildete Temperiereinheit gewährleistet wird. Diese Kühlplatte enthält Aussparungen vergleichbar einer Kühlrippe, wobei die Batteriezellen in den Aussparungen aufnehmbar sind. Zwischen einer Batteriezelle und der Aussparung der Kühlplatte befindet sich eine gut wärmeleitfähige Vergussmasse, die den Wärmeübergang zwischen Batteriezelle und Kühlplatte gewährleistet und für die Fixierung der Batteriezelle innerhalb der Aussparung des Kühlkörpers sorgt. Weiterhin kann die Batteriezelle in der Aussparung mit Hilfe eines U-förmigen Einlegestücks fixiert sein, dass zusätzlich eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, um einen guten Wärmeübergang zwischen Batteriezelle und Kühlkörper herzustellen. An dieser Vorrichtung ist nachteilig, dass die Batteriezelle nicht im direkten Kontakt zur Kühlplatte steht und sowohl zur Wärmeübertragung als auch zur Fixierung der Batteriezelle innerhalb der Aussparung des Kühlkörpers eines Hilfsmittels in Form einer außerhalb des Gehäuses befindlicher Vergussmasse oder eines außerhalb des Gehäuses befindlichen Einlegestücks bedarf. Fehlt die wärmeleitfähige Vergussmasse oder das wärmeleitfähige Einlegestück, findet weder eine gute Wärmeübertragung von der Batteriezelle zur Kühlplatte noch eine ausreichende Fixierung der Batteriezelle in der Aussparung der Kühlplatte statt.For example, from the mentioned DE 10 2007 063 190 A1 a battery is known in which the heat dissipation from the battery is ensured by a cooling unit designed as a cooling unit. This cooling plate contains recesses comparable to a cooling fin, wherein the battery cells are receivable in the recesses. Between a battery cell and the recess of the cooling plate is a good thermal conductivity potting compound that ensures the heat transfer between the battery cell and the cooling plate and ensures the fixation of the battery cell within the recess of the heat sink. Furthermore, the battery cell can be fixed in the recess with the aid of a U-shaped insert, which in addition has good thermal conductivity in order to produce good heat transfer between the battery cell and the heat sink. A disadvantage of this device is that the battery cell is not in direct contact with the cooling plate and requires heat transfer as well as fixation of the battery cell within the recess of the heat sink of an auxiliary device in the form of a potting compound located outside the housing or an insert located outside the housing. Missing the thermally conductive potting compound or the thermally conductive insert, there is neither a good heat transfer from the battery cell to the cooling plate still sufficient fixation of the battery cell in the recess of the cooling plate instead.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Batteriezelle anzugeben, die effektiv gekühlt und einfach mit einem Kühlkörper verbunden werden kann.It is the object of the invention to provide a battery cell which can be effectively cooled and easily connected to a heat sink.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Batteriezelle mit dem Kennzeichen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie einfach mit einem Kühlkörper verbunden werden kann und in direktem Kontakt zu diesem steht, wodurch die Wärme hocheffizient aus der Batterie abgeführt werden kann.The battery cell according to the invention with the characterizing part of claim 1 has the advantage that it can be easily connected to a heat sink and is in direct contact with it, whereby the heat can be removed highly efficiently from the battery.

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gehäuse ein Federelement enthält, das eine auswärts gerichtete Kraft auf zumindest einen ersten Abschnitt des Gehäuses ausübt. Vorteilhaft erfolgt durch die auswärts gerichtete Kraft des Federelementes eine nach außen auftretende Auswölbung des Gehäuses der Batteriezelle. Für die Kühlung der Batteriezelle wird beispielsweise ein Kühlkörper verwendet, der Aussparungen aufweist. In diese Aussparungen wird die Batteriezelle gesteckt. Aufgrund der Auswölbung des Gehäuses im Bereich des Federelementes wird vorteilhaft eine Klemmwirkung zwischen Batteriezelle und Kühlkörper erzeugt, wodurch einerseits die Gehäusewand der Batteriezelle durch die auswärts gerichtete Kraft an den Kühlkörper gepresst wird und somit eine gute Wärmeübertragung zur Folge hat und andererseits eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Batteriezelle und Kühlkörper erzielt wird. Weiterhin ist vorteilhaft, dass das Federelement innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und nicht aus diesem herausragt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Batteriezelle am Durchtrittsort des Federelementes aufwändig abzudichten oder das Federelement außerhalb des Gehäuses mit der Batteriezelle zu verbinden.For this purpose, the invention provides that the housing includes a spring element which exerts an outwardly directed force on at least a first portion of the housing. Advantageously, an outward bulge of the housing of the battery cell is effected by the outwardly directed force of the spring element. For cooling the battery cell, for example, a heat sink is used which has recesses. In these recesses, the battery cell is plugged. Due to the bulge of the housing in the region of the spring element, a clamping effect between the battery cell and heat sink is advantageously generated, whereby on the one hand the housing wall of the battery cell is pressed by the outward force to the heat sink and thus has a good heat transfer result and on the other hand, a frictional connection between the battery cell and heat sink is achieved. Furthermore, it is advantageous that the spring element is arranged within the housing and does not protrude from this. This eliminates the need to lavishly seal the battery cell at the point of passage of the spring element or to connect the spring element outside the housing with the battery cell.

Gleiche Vorteile ergeben sich erfindungsgemäß entsprechend Anspruch 11 für das beanspruchte Batteriesystem.Same advantages result according to the invention according to claim 11 for the claimed battery system.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.The measures mentioned in the dependent claims advantageous developments of the device specified in the independent claim are possible.

Vorteilhaft ist der erste Abschnitt, auf den das Federelement eine auswärts gerichtete Kraft ausübt, ein erster Endabschnitt des Gehäuses. Die Batteriezelle wird vorteilhaft mit dem ersten Endabschnitt in Aussparungen eines Kühlkörpers eingesteckt.Advantageously, the first portion, on which the spring element exerts an outward force, a first end portion of the housing. The battery cell is advantageously inserted with the first end portion in recesses of a heat sink.

Vorteilhaft stützt sich das Federelement an gegenüberliegenden Gehäusewänden ab. Durch die Abstützung wird ein gleichmäßiger Druck auf die gegenüberliegenden Gehäusewänden erzeugt, der zu einer gleichmäßigen Auswölbung der Gehäusewände führt. Dadurch ist eine gute Positionierbarkeit der Batteriezelle in Aussparungen eines Kühlkörpers gegeben.Advantageously, the spring element is supported on opposite housing walls. By supporting a uniform pressure is generated on the opposite housing walls, which leads to a uniform bulging of the housing walls. This is a good positioning of the Battery cell in recesses of a heat sink given.

Vorteilhaft weisen die gegenüber liegenden Gehäusewände nach innen liegende Halteelemente auf, über die das Federelement gehaltert wird. Durch die Halterung des Federelements wird gewährleistet, dass dieses sich nicht räumlich verschieben kann und die auswärts gerichtete Kraft stets auf den gleichen Punkt des Gehäuses ausgeübt wird.Advantageously, the opposite housing walls on inwardly located holding elements over which the spring element is supported. By the holder of the spring element ensures that this can not move spatially and the outward force is always exerted on the same point of the housing.

Vorteilhaft ist ein Kühlleitblech zwischen mindestens zwei Speicherelementen angeordnet, wobei das Federelement Teil des Kühlleitblechs ist. Über das Kühlleitblech kann überschüssige Wärme, die während des Be- und Entladens der Batterie entsteht, abgeführt werden. Dabei wird die Wärme von dem Kühlleitblech an das Federelement übertragen. Von diesem wird die Wärme an das Gehäuse weitergeleitet und schließlich an den Kühlkörper abgegeben, wodurch eine effiziente Kühlwirkung gewährleistet ist.Advantageously, a cooling baffle is arranged between at least two storage elements, wherein the spring element is part of the Kühlleitblechs. Excess heat that arises during charging and discharging of the battery can be dissipated via the cooling guide plate. The heat is transferred from the Kühlleitblech to the spring element. From this, the heat is transferred to the housing and finally delivered to the heat sink, whereby an efficient cooling effect is ensured.

Vorteilhaft ist das Federelement innerhalb des ersten Endabschnitts des Gehäuses kreisförmig oder kreissegmentförmig gebogen. Die kreisförmige bzw. kreissegmentförmige Form des Federelementes ist besonders einfach durch die entsprechende Biegung des Kühlleitblechs herstellbar. Zusätzlich wird aufgrund der kreisförmigen bzw. kreissegmentförmigen Ausbildung des Federelementes eine gleichmäßig verteilte, auswärts gerichtete Kraft auf den ersten Abschnitt des Gehäuses bewirkt.Advantageously, the spring element is bent within the first end portion of the housing in a circular or circular segment. The circular or circular-segment-shaped shape of the spring element is particularly easy to produce by the corresponding bending of the Kühlleitblechs. In addition, a uniformly distributed, outwardly directed force is caused on the first portion of the housing due to the circular or circular segment-shaped design of the spring element.

Vorteilhaft weist das Kühlleitblech mehrere, das Federelement bildende Kühlleitblechabschnitte auf, wobei die Kühlleitblechabschnitte in wechselnder Reihenfolge in jeweils entgegen gesetzte Richtung aufgebogen sind. Die Unterteilung des Kühlleitblechs in einzelne Kühlleitblechabschnitte wird durch einfaches schlitzförmiges Einschneiden des Kühlleitblechs bewirkt. Werden die einzelnen Kühlleitblechabschnitte in wechselnder Reihenfolge in jeweils entgegen gesetzte Richtung aufgebogen, entsteht das Federelement. Diese Art der direkten Herstellung des Federelementes aus dem Kühlleitblech ist einfach, ohne viel Materialaufwand zu bewerkstelligen und zudem kostengünstig.Advantageously, the cooling baffle on, the spring element forming Kühlleitblechabschnitte, wherein the Kühlleitblechabschnitte are bent in alternating order in the opposite direction. The subdivision of the Kühlleitblechs in individual Kühlleitblechabschnitte is effected by simply slit-shaped cutting of Kühlleitblechs. If the individual Kühlleitblechabschnitte bent in alternating order in the opposite direction, the spring element is formed. This type of direct production of the spring element from the cooling baffle is easy to do without much material and also cost.

Vorteilhaft sind die Kühlleitblechabschnitte so aufgebogen, dass sie tangential am Gehäuse anliegen. Durch das tangentiale Anliegen der Kühlleitblechabschnitte wird eine gute Wärmeübertragung von dem Federelement auf das Gehäuse und schließlich von dem Gehäuse auf den Kühlkörper gewährleistet. Weiterhin wird eine punktuelle Kraftübertragung von dem Federelement auf die Gehäusewand, wodurch letztere beschädigt werden könnte, vermieden.Advantageously, the Kühlleitblechabschnitte are bent so that they rest tangentially on the housing. Due to the tangential abutment of the Kühlleitblechabschnitte a good heat transfer from the spring element to the housing and finally ensured by the housing on the heat sink. Furthermore, a selective power transmission from the spring element to the housing wall, whereby the latter could be damaged, avoided.

Vorteilhaft liegt ein zweiter Endabschnitt dem ersten Endabschnitt gegenüber, wobei das Kühlleitblech sich im Kontakt mit dem zweiten Endabschnitt des Gehäuses befindet. Dadurch wird eine Kraft, mit der der zweite Endabschnitt beaufschlagt wird, direkt an das Federelement übertragen. Wird die Batteriezelle in die Aussparung eines Kühlkörpers gesteckt, wird während des Steckens eine Kraft auf das Gehäuse der Batteriezelle ausgeübt, um sie einerseits in die Aussparung zu drücken und andererseits dort über die Federwirkung des Federelementes festzuklemmen. Ist die Gehäusewand der Batteriezelle allerdings sehr dünn ausgeführt, kann es bei dem Steckvorgang zu unerwünschter Gehäuseverformung kommen. Durch den Kontakt des Kühlleitblechs mit dem zweiten Endabschnitt des Gehäuses wird die Kraft, mit der das Gehäuse in die Aussparung eines Kühlkörpers gepresst wird, vorteilhaft direkt auf das Kühlleitblech übertragen und somit auf das Federelement übertragen. Dadurch wird eine Krafteinwirkung auf den zweiten Endabschnitt vorteilhaft über das Kühlleitblech auf das Federelement und schließlich den ersten Endabschnitt des Batteriezellengehäuses weitergeleitet, ohne dass es zu einer unerwünschten Gehäuseverformung kommen kann. Zusätzlich führt die Kraft zu einer Aufweitung des Federelementes und damit einer verstärkten auswärts gerichteten Kraft des Federelementes. Dementsprechend bewirkt eine dauerhafte Krafteinwirkung auf den zweiten Endabschnitt einer verstärkte Klemmwirkung und somit eine verbesserte kraftschlüssige Verbindung zwischen Batteriezelle und Kühlkörper.Advantageously, a second end portion facing the first end portion, wherein the cooling baffle is in contact with the second end portion of the housing. As a result, a force with which the second end section is acted upon is transmitted directly to the spring element. If the battery cell is inserted into the recess of a heat sink, a force is exerted on the housing of the battery cell during insertion in order to push it on the one hand into the recess and on the other hand there to clamp over the spring action of the spring element. However, if the housing wall of the battery cell is made very thin, unwanted housing deformation can occur during the plugging process. Due to the contact of the Kühlleitblechs with the second end portion of the housing, the force with which the housing is pressed into the recess of a heat sink, advantageously transferred directly to the Kühlleitblech and thus transmitted to the spring element. Thereby, a force on the second end portion is advantageously forwarded via the Kühlleitblech on the spring element and finally the first end portion of the battery cell housing, without it can lead to an undesirable housing deformation. In addition, the force leads to a widening of the spring element and thus an increased outward force of the spring element. Accordingly causes a permanent force on the second end portion of a reinforced clamping action and thus an improved frictional connection between the battery cell and heat sink.

Vorteilhaft weist das Gehäuse im ersten Endabschnitt eine geringere Breite als im zweiten Endabschnitt auf. Diese Verjüngung innerhalb des ersten Endabschnittes der Batterie ermöglicht, dass mehrere Batteriezellen dicht nebeneinander in dafür vorgesehene Aussparungen eines Kühlkörpers eingepasst und dort festgeklemmt werden können. Es ist somit eine vorteilhafte Raumausnutzung innerhalb eines Batteriemoduls möglich.Advantageously, the housing has a smaller width in the first end section than in the second end section. This taper within the first end portion of the battery allows a plurality of battery cells can be tightly fitted next to each other in designated recesses of a heat sink and clamped there. It is thus an advantageous use of space within a battery module possible.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail in several embodiments with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Batteriezelle. 1 shows a sectional view of a battery cell.

2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Kühlleitblechs. 2 shows a perspective view of a Kühlleitblechs.

3 zeigt eine Aufsicht eines geschlitzten Kühlleitblechs. 3 shows a plan view of a slotted Kühlleitblechs.

4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Kühlleitblechs mit aufgebogenen Kühlleitblechabschnitten. 4 shows a perspective view of a Kühlleitblechs with bent Kühlleitblechabschnitten.

5 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Batteriezelle und eines Kühlkörpers. 5 shows a further schematic representation of a battery cell and a heat sink.

6 stellt eine weitere schematische Darstellung von zwei nebeneinander angeordneten Batteriezellen und Kühlkörpern dar. 6 represents a further schematic representation of two juxtaposed battery cells and heat sinks.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Batteriezelle 11 in Schnittdarstellung. Die Batteriezelle 11 ist im Wesentlichen rechteckig und flach ausgeführt und weist eine geringe Dicke auf. Es befinden sich zwei elektrische Speicherelemente 24, 25 im Gehäuse 12 der Batteriezelle 11, die insbesondere als Lithium-Ionen-Speicherzellen in flacher Bauweise ohne eigensteife Hülle (”Jelly Rolls” oder ”Coffee Bag”) ausgeführt sind. Weiterhin befindet sich innerhalb des Gehäuses 12 ein Federelement 16. Das Federelement 16 ist als kreissegmentförmig gebogenes Blech ausgeführt, welches tangential auf der Innenseite des Gehäuses 12 anliegt und eine auswärts gerichtete Kraft auf einen ersten Abschnitt 15, der an einem Endabschnitt 29 des Gehäuses 12 der Batteriezelle 11 angeordnet ist, ausübt. Um zu vermeiden, dass sich das Federelement 16 aufgrund der Federkraft räumlich verschiebt, weisen die gegenüber liegenden Gehäusewände 17, 18 innen liegende Halteelemente 19, 20, die beispielsweise in Form von Ausbuchtungen ausgeführt sind, auf, über die das Federelement 16 räumlich fixiert bzw. gehaltert wird. Die Batteriezelle 11 wird mit dem Endabschnitt 29 in einen Kühlkörper 13 gesteckt, der eine oder mehrere Aufnahmen 14, z. B. in Form einer Kühlrippe aufweist. Aufgrund der Federkraft des Federelementes 16 wölbt sich das Gehäuse 12 der Batteriezelle 11 im Endabschnitt 29 nach außen und erzeugt somit im eingesteckten Zustand in der Aufnahme 14 des Kühlkörpers 13 zwischen Batteriezelle 11 und Kühlkörper 13 eine Klemmwirkung, die für die kraftschlüssige Verbindung von Batteriezelle 11 und Kühlkörper 13 sorgt. Durch die kraftschlüssige Verbindung von Batteriezelle 11 und Kühlkörper 13 werden die Gehäusewände 17, 18 an den Kühlkörper gepresst, womit ein guter Wärmeübergang ermöglicht wird. 1 shows as a first embodiment of the invention, a battery cell 11 in section. The battery cell 11 is substantially rectangular and flat and has a small thickness. There are two electrical storage elements 24 . 25 in the case 12 the battery cell 11 , which are designed in particular as lithium-ion memory cells in a flat design without inherent shell ("Jelly Rolls" or "Coffee Bag"). Furthermore, it is located inside the housing 12 a spring element 16 , The spring element 16 is designed as a circular segment bent sheet, which tangentially on the inside of the housing 12 abuts and an outward force on a first section 15 that at one end section 29 of the housing 12 the battery cell 11 is exercised. To avoid the spring element 16 moved spatially due to the spring force, have the opposite housing walls 17 . 18 internal holding elements 19 . 20 , which are designed for example in the form of bulges, on which the spring element 16 is spatially fixed or held. The battery cell 11 becomes with the end section 29 in a heat sink 13 put one or more shots 14 , z. B. in the form of a cooling rib. Due to the spring force of the spring element 16 the housing bulges 12 the battery cell 11 in the end section 29 to the outside and thus generates in the inserted state in the recording 14 of the heat sink 13 between battery cell 11 and heat sink 13 a clamping action, the for the frictional connection of battery cell 11 and heat sink 13 provides. Due to the frictional connection of the battery cell 11 and heat sink 13 become the housing walls 17 . 18 pressed against the heat sink, whereby a good heat transfer is possible.

2 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Kühlleitblech 21, wobei das Federelement 16 Teil des Kühlleitblechs 21 ist. Das Kühlleitblech 21 wird an einer Seite kreisförmig oder kreissegmentförmig gebogen. Der kreisförmige bzw. kreissegmentförmig gebogene Abschnitt des Kühlleitblechs 21 stellt das Federelement 16 dar. Das Kühlleitblech 21 befindet sich mit dem flachen Abschnitt 33 gemäß 2 zwischen zwei oder mehreren Speicherelementen 24, 25 (hier nicht dargestellt), wohingegen das Federelement 16 auf der Innenseite des Gehäuses 12 tangential an der Gehäusewand 17, 18 anliegt. Dabei übt das Federelement mit dem kreisförmigen bzw. kreissegmentförmigen Federelement 16 eine auswärts gerichtete Kraft auf einen Endabschnitt 29 des Gehäuses 12 der Batteriezelle 11 aus. 2 shows a cooling baffle as a further embodiment of the invention 21 , wherein the spring element 16 Part of the cooling baffle 21 is. The cooling baffle 21 is bent on one side circular or circular segment. The circular or segmentally curved portion of the Kühlleitblechs 21 represents the spring element 16 dar. The cooling baffle 21 is located with the flat section 33 according to 2 between two or more memory elements 24 . 25 (not shown here), whereas the spring element 16 on the inside of the case 12 tangential to the housing wall 17 . 18 is applied. In this case, the spring element exercises with the circular or circular segment-shaped spring element 16 an outward force on an end portion 29 of the housing 12 the battery cell 11 out.

3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Kühlleitblech 21, das mehrere, das Federelement 16 bildende Kühlleitblechabschnitte 27 aufweist. Die Kühlleitblechabschnitt 27 werden durch Einschneiden des Kühlleitblechs 21 hergestellt, indem schlitzförmige Einschnitte 26 im Kühlleitblech 21 vorgenommen werden. 3 shows a cooling baffle as a further embodiment of the invention 21 that several, the spring element 16 forming Kühlleitblechabschnitte 27 having. The Kühlleitblechabschnitt 27 be by cutting the Kühlleitblechs 21 made by slit-shaped incisions 26 in the cooling baffle 21 be made.

4 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung das Kühlleitblech 21 aus 4, wobei die Kühlleitblechabschnitte 27 in wechselnder Reihenfolge in jeweils entgegen gesetzte Richtung aufgebogen werden. Durch Aufbiegen der Kühlleitblechabschnitte 27 entsteht das Federelement 16, welches Teil des Kühlleitblechs 21 ist. Dabei liegen die aufgebogenen Kühlleitblechabschnitte 27 tangential auf der Innenseite des Gehäuses auf den gegenüber liegenden Gehäusewänden 17, 18 an und üben eine auswärts gerichtete Kraft auf diese aus. 4 shows as a further embodiment of the invention, the cooling baffle 21 out 4 , wherein the Kühlleitblechabschnitte 27 be bent in alternating order in the opposite direction. By bending the Kühlleitblechabschnitte 27 arises the spring element 16 , which part of the Kühlleitblechs 21 is. The bent Kühlleitblechabschnitte lie here 27 tangentially on the inside of the housing on the opposite housing walls 17 . 18 and exert an outward force on them.

5 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Batteriezelle 11 in seitlicher Aufsicht. Die Batteriezelle 11 ist im Wesentlichen rechteckig und flach ausgeführt und weist eine geringe Dicke auf. Es befinden sich zwei elektrische Speicherelemente 24, 25 im Gehäuse 12 der Batteriezelle 11, die insbesondere als Lithium-Ionen-Speicherzellen in flacher Bauweise ohne eigensteife Hülle (”Jelly Rolls” oder ”Coffee Bag”) ausgeführt sind. Weiterhin befindet sich innerhalb des Gehäuses 12 ein Kühlleitblech 21, das zwischen den Speicherelementen 24, 25 angeordnet ist. Ein Federelement 16 ist Teil des Kühlleitblechs 21, wobei das Federelement vergleichbar zu 4 Kühlleitblechabschnitte 27 aufweist, die in wechselnder Reihenfolge in jeweils entgegen gesetzte Richtung aufgebogen sind oder als kreissegmentförmig gebogenes Blech ausgeführt ist (hier nicht dargestellt). Das Federelement 16 berührt das Gehäuse 12 auf der Innenseite des Gehäuses 12 tangential und übt auf dieses in einem ersten Abschnitt 15, der einen ersten Endabschnitt 29 des Gehäuses 12 der Batteriezelle 11 darstellt, eine auswärts gerichtete Kraft aus. Wird die Batteriezelle 11 mit dem ersten Endabschnitt 29 in einen Kühlkörper 13 gesteckt, der Aufnahmen 14 ähnlich einer Kühlrippe aufweist, so entspricht der erste Endabschnitt 29 dem Gehäuseboden 22. Dem ersten Endabschnitt 29 liegt ein zweiter Endabschnitt 30 gegenüber, der dem Gehäusedeckel 23 entspricht. Der zweite Endabschnitt 30 bzw. der Gehäusedeckel 23 befindet sich mit dem Kühlleitblech 21 im Kontakt, so dass eine Kraft, mit der der zweite Endabschnitt 30 beaufschlag wird, direkt an das Federelement 16 übertragen wird. Die Kraft tritt beispielsweise auf, wenn die Batteriezelle 11 in eine Aufnahme 14 eines Kühlkörpers 13 gesteckt wird. Beim Einstecken der Batteriezelle 12 überträgt sich die Kraft ausgehend vom zweiten Endabschnitt 30 bzw. Gehäusedeckel 23 über das Kühlleitblech 21 auf das Federelement 26 und schließlich auf den ersten Endabschnitt 29 der Batteriezelle. Über das Kühlleitbleich 21 wird somit die Einpresskraft eingeleitet, mit der die Batteriezelle 11 in die Aufnahme 14 des Kühlkörpers gesteckt wird. Aufgrund der Federkraft des Federelementes 16 wölbt sich das Gehäuse 12 der Batteriezelle 11 im Endabschnitt 29 nach außen und erzeugt somit im eingesteckten Zustand in der Aufnahme 14 des Kühlkörpers 13 zwischen Batteriezelle 11 und Kühlkörper 13 eine Klemmwirkung, die für die kraftschlüssige Verbindung von Batteriezelle 11 und Kühlkörper 13 sorgt. 5 shows as a further embodiment of the invention, a battery cell 11 in lateral view. The battery cell 11 is substantially rectangular and flat and has a small thickness. There are two electrical storage elements 24 . 25 in the case 12 the battery cell 11 , which are designed in particular as lithium-ion memory cells in a flat design without inherent shell ("Jelly Rolls" or "Coffee Bag"). Furthermore, it is located inside the housing 12 a cooling baffle 21 that between the memory elements 24 . 25 is arranged. A spring element 16 is part of the cooling baffle 21 , wherein the spring element comparable to 4 Kühlleitblechabschnitte 27 has, which are bent in alternating order in each opposite direction or designed as a circular segment curved sheet (not shown here). The spring element 16 touches the case 12 on the inside of the case 12 tangential and exercises on this in a first section 15 that has a first end section 29 of the housing 12 the battery cell 11 represents an outward force. Will the battery cell 11 with the first end portion 29 in a heat sink 13 stuck, the recordings 14 similar to a cooling fin, so corresponds to the first end portion 29 the caseback 22 , The first end section 29 lies a second end portion 30 opposite, the housing cover 23 equivalent. The second end section 30 or the housing cover 23 is located with the cooling baffle 21 in contact, giving a force with that the second end section 30 is applied, directly to the spring element 16 is transmitted. The force occurs, for example, when the battery cell 11 in a recording 14 a heat sink 13 is plugged. When plugging in the battery cell 12 the force is transmitted starting from the second end section 30 or housing cover 23 over the cooling baffle 21 on the spring element 26 and finally to the first end section 29 the battery cell. About the Kühlleitbleich 21 Thus, the pressing force is initiated, with the battery cell 11 in the recording 14 the heat sink is plugged. Due to the spring force of the spring element 16 the housing bulges 12 the battery cell 11 in the end section 29 to the outside and thus generates in the inserted state in the recording 14 of the heat sink 13 between battery cell 11 and heat sink 13 a clamping action, the for the frictional connection of battery cell 11 and heat sink 13 provides.

6 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Batteriezelle 11 gemäß 5 in seitlicher Aufsicht, die neben einer weiteren Batteriezelle 11_2 angeordnet ist. Beide Batteriezellen 11 und 11_2 weisen im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel in 5 im ersten Endabschnitt 29 eine geringere Breite als im gegenüber liegenden zweiten Endabschnitt 30 auf. Somit ist das jeweilige Gehäuse 12 als zweistufig gezogenes Metallgehäuse ausgeführt. Durch diese Art der Verjüngung des Gehäuses im ersten Endabschnitt 29 ist die Anordnung mehrerer solcher Batteriezellen 11, 11_2 dicht nebeneinander möglich. Die Kühlkörper 13, 13_1, in denen die Batteriezelle 11, 11_2 eingesteckt sind, können jeweils separat vorliegen oder miteinander verbunden sein oder als ein einziger Kühlkörper 13 ausgebildet sein. 6 shows as a further embodiment of the invention, a battery cell 11 according to 5 in lateral view, next to another battery cell 11_2 is arranged. Both battery cells 11 and 11_2 in contrast to the embodiment in 5 in the first end section 29 a smaller width than in the opposite second end portion 30 on. Thus, the respective housing 12 designed as a two-stage drawn metal housing. By this type of taper of the housing in the first end portion 29 is the arrangement of several such battery cells 11 . 11_2 close to each other possible. The heat sinks 13 . 13_1 in which the battery cell 11 . 11_2 can be present separately, or be connected to each other or as a single heat sink 13 be educated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007063190 A1 [0002, 0003] DE 102007063190 A1 [0002, 0003]

Claims

Batteriezelle (11), insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezelle, umfassend ein Gehäuse (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) ein Federelement (16) enthält, das eine auswärts gerichtete Kraft auf zumindest einen ersten Abschnitt (15) des Gehäuses (12) ausübt.Battery cell ( 11 ), in particular a lithium-ion battery cell, comprising a housing ( 12 ), characterized in that the housing ( 12 ) a spring element ( 16 ) having an outward force on at least a first portion ( 15 ) of the housing ( 12 ) exercises.

Batteriezelle (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (15) am ersten Endabschnitt (29) des Gehäuses angeordnet ist.Battery cell ( 11 ) according to claim 1, characterized in that the first section ( 15 ) at the first end portion ( 29 ) of the housing is arranged.

Batteriezelle (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Federelement (16) an gegenüber liegenden Gehäusewänden (17, 18) abstützt.Battery cell ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 16 ) on opposite housing walls ( 17 . 18 ) is supported.

Batteriezelle (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüber liegenden Gehäusewände (17, 18) innen liegende Halteelemente (19, 20) aufweisen, über die das Federelement (16) gehaltert wird.Battery cell ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the opposite housing walls ( 17 . 18 ) inner holding elements ( 19 . 20 ), over which the spring element ( 16 ) is held.

Batteriezelle (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlleitblech zwischen mindestens zwei elektrischen Speicherelementen (24, 25) angeordnet ist und dass das Federelement (16) Teil des Kühlleitblechs (21) ist.Battery cell ( 11 ) according to claim 1, characterized in that a Kühlleitblech between at least two electrical storage elements ( 24 . 25 ) is arranged and that the spring element ( 16 ) Part of the cooling guide plate ( 21 ).

Batteriezelle (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (16) innerhalb des ersten Endabschnitts (29) des Gehäuses (12) kreisförmig oder kreissegmentförmig gebogen ist.Battery cell ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 16 ) within the first end section ( 29 ) of the housing ( 12 ) is bent circular or circular segment.

Batteriezelle (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlleitblech (21) im ersten Endabschnitt (29) mehrere, das Federelement (16) bildende Kühlleitblechabschnitte (27) aufweist, wobei die Kühlleitblechabschnitte (27) in wechselnder Reihenfolge in jeweils entgegen gesetzte Richtung aufgebogen sind.Battery cell ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling guide plate ( 21 ) in the first end section ( 29 ) several, the spring element ( 16 ) forming Kühlleitblechabschnitte ( 27 ), wherein the Kühlleitblechabschnitte ( 27 ) are bent in alternating order in the opposite direction.

Batteriezelle (11) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitblechabschnitte (27) so aufgebogen sind, dass sie tangential am Gehäuse (12) anliegen.Battery cell ( 11 ) according to claim 7, characterized in that the Kühlleitblechabschnitte ( 27 ) are bent so that they tangentially on the housing ( 12 ) issue.

Batteriezelle (11) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Endabschnitt (29) des Gehäuses ein zweiter Endabschnitt (30) gegenüber liegt und das Kühlleitblech (21) sich im Kontakt mit dem zweiten Endabschnitt (30) des Gehäuses (12) befindet, so dass eine Kraft, mit der der zweite Endabschnitt (30) beaufschlagt wird, an das Federelement (16) übertragen wird.Battery cell ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first end section ( 29 ) of the housing a second end portion ( 30 ) and the Kühlleitblech ( 21 ) in contact with the second end portion ( 30 ) of the housing ( 12 ), so that a force with which the second end portion ( 30 ) is applied to the spring element ( 16 ) is transmitted.

Batteriezelle (11) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) im ersten Endabschnitt (29) eine geringere Breite als im zweiten Endabschnitt (30) aufweist.Battery cell ( 11 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the housing ( 12 ) in the first end section ( 29 ) has a smaller width than in the second end section ( 30 ) having.

Batteriesystem (31), umfassend eine Batteriezelle (11) gemäß der Ansprüche 1 bis 10 und einen Kühlkörper (13), dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezelle (11) mit ihrem ersten Endabschnitt (29) in einer Aufnahme (14) des Kühlkörpers (13) angeordnet ist.Battery system ( 31 ) comprising a battery cell ( 11 ) according to claims 1 to 10 and a heat sink ( 13 ), characterized in that the battery cell ( 11 ) with its first end section ( 29 ) in a recording ( 14 ) of the heat sink ( 13 ) is arranged.