DE102018004161A1 - Device for energy storage, use and method - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie, nämlich ein Akkumulatorpack umfassend Akkumulatorenzellen für Leicht-Elektro Fahrzeuge (LEV), für Elektrofahrzeuge oder Teilelektrofahrzeuge, insbesondere Elektrofahrräder, umfassend ein oder mehrere elektrisch leitend verbundene Bauelemente von Batterielementen, nämlich Akkumulatorzellen, nämlich Lithium-Ionen-Akkumulatoren, die insbesondere zudem mit einem Batteriemanagementsystem als Bauelement ausgestattet ist, wobei die Lithium-Ionen-Akkumulatoren einen geringen Innenwiderstand und etwa 21 mm Durchmesser und etwa 70 mm Höhe aufweisen, mindestens ein leitendes Zellverbindungsmittel, insbesondere umfassend ein oder mehrere Verbindungsdrähte und/oder Verbindungsbänder zur leitenden Verbindung, zwischen zumindest zwei Bauelementen, insbesondere einer oder mehrerer Akkumulatorzellen und/oder dem Batteriemanagementsystem, mindestens einen Zellhalter zum Aufnehmen der Akkumulatorzellen und/oder des Batteriemanagementsystems, die mit dem Zellverbindungsmittel verbunden sind.

Figure DE102018004161A1_0000
Device for energy storage and / or energy delivery of electrical energy, namely an accumulator pack comprising accumulator cells for light electric vehicles (LEV), for electric vehicles or parts electric vehicles, in particular electric bicycles, comprising one or more electrically conductive components of battery elements, namely accumulator cells, namely lithium ions Accumulators, in particular also equipped with a battery management system as a component, wherein the lithium-ion batteries have a low internal resistance and about 21 mm in diameter and about 70 mm in height, at least one conductive cell connection means, in particular comprising one or more connecting wires and / or Connecting tapes for conductive connection, between at least two components, in particular one or more battery cells and / or the battery management system, at least one cell holder for receiving the battery cells and / or the Ba management system connected to the cell connection means.
Figure DE102018004161A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie für Leicht-Elektro Fahrzeuge (LEV), für Elektrofahrzeuge oder Teilelektrofahrzeuge, insbesondere Elektrofahrräder nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Verwendung nach dem Oberbegriff von Anspruch 6 und ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie, nach dem Oberbegriff von Anspruch 7.The invention relates to a device for energy storage and / or energy release electrical energy for light electric vehicles (LEV), for electric vehicles or electric vehicles, especially electric bicycles according to the preamble of claim 1, a use according to the preamble of claim 6 and a method for producing a Device for energy storage and / or energy delivery of electrical energy, according to the preamble of claim 7.

Bekannt sind Vorrichtung zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie für Leicht-Elektro Fahrzeuge (LEV), für Elektrofahrzeuge oder Teilelektrofahrzeuge, insbesondere Elektrofahrräder, die eine starke Wärmeentwicklung zeigen und wobei die leitenden Verbindungen direkt auf die Oberflächen mittels Befestigungsverfahren, insbesondere Widerstandsschweißen angebracht werden, wodurch die zu verwendeten Materialien eingeschränkt sind. Nachteilig ist es dabei beispielsweise, dass ein hohes Gewicht der Vorrichtung vorliegt oder es bei einer üblichen Handhabung der Vorrichtung bei Verwendung empfindlichen leitenden Verbindungen zu Beschädigungen kommen kann.Devices are known for energy storage and / or energy release electrical energy for light electric vehicles (LEV), for electric vehicles or electric vehicles, especially electric bicycles, which show a strong heat development and the conductive compounds are mounted directly on the surfaces by means of fastening methods, in particular resistance welding, whereby the materials used are limited. It is disadvantageous, for example, that a high weight of the device is present or it can cause damage in a conventional handling of the device when using sensitive conductive connections.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Vorrichtung zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie für Leicht-Elektro Fahrzeuge (LEV), für Elektrofahrzeuge oder Teilelektrofahrzeuge, insbesondere Elektrofahrräder, bereitzustellen, die mit einer hohen Leistung und zugleich geringer Wärmeentwicklung zu betreiben ist.The object of the present invention is therefore to provide a device for energy storage and / or energy release of electrical energy for light electric vehicles (LEV), for electric vehicles or parts electric vehicles, especially electric bicycles, which is to operate with a high performance and low heat generation.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie, umfassend ein oder mehrere elektrisch leitend verbundene Bauelemente von Batterielementen, nämlich Akkumulatorzellen, nämlich ein Akkumulatorpack umfassend Akkumulatorenzellen für Leicht-Elektro Fahrzeuge (LEV), für Elektrofahrzeuge oder Teilelektrofahrzeuge, insbesondere Elektrofahrräder, nämlich Lithium-Ionen-Akkumulatoren, die insbesondere zudem mit einem Batteriemanagementsystem als Bauelement ausgestattet ist, wobei die Lithium-Ionen-Akkumulatoren einen geringen Innenwiderstand und etwa 21 mm Durchmesser und etwa 70 mm Höhe aufweisen, mindestens ein leitendes Zellverbindungsmittel, insbesondere umfassend ein oder mehrere Verbindungsdrähte und/oder Verbindungsbänder zur leitenden Verbindung, zwischen zumindest zwei Bauelementen, insbesondere einer oder mehrerer Akkumulatorzellen und/oder dem Batteriemanagementsystem, mindestens einen Zellhalter zum Aufnehmen der Akkumulatorzellen und/oder des Batteriemanagementsystems, die mit dem Zellverbindungsmittel verbunden sind.The object is achieved by a device for energy storage and / or energy delivery of electrical energy, comprising one or more electrically conductive components of battery elements, namely accumulator cells, namely a battery pack comprising battery cells for light electric vehicles (LEV), for electric vehicles or parts electric vehicles, in particular Electric bicycles, namely lithium-ion batteries, in particular also equipped with a battery management system as a component, the lithium-ion batteries having a low internal resistance and about 21 mm in diameter and about 70 mm in height, at least one conductive cell connection means, in particular comprising or a plurality of connecting wires and / or connecting bands for conductive connection, between at least two components, in particular one or more accumulator cells and / or the battery management system, at least one cell holder for receiving d the battery cells and / or the battery management system connected to the cell connection means.

Diese Erfindung ermöglicht eine verbesserten Innenwiderstand, geringeren Gesamtwiderstand, erhöhte Strombereitstellung, erhöhte Leistung, etwa 5,2 Ah, pro Zelle, insbesondere für höhere Belastungen, insbesondere für Anwendungen im Bereich Gartengeräten, akkubetriebenen Werkzeugen sowie Elektrofahrräder, Elektroroller und Energiespeicher. Bei E-Bikes ist es besonders vorteilhaft, da dort ein beschränkter Raum für Akkupacks zur Verfügung steht und mit der vorliegenden Erfindung bei gleichem Volumen eine höhere Reichweite des Bikes erreichbar ist, sowie bei gleicher Kapazität/gleiche Leistung weniger Akkuzellen benötigt werden, somit auch weniger Schweißpunkte und Leitungen, wodurch der Aufbau robuster ist. In der vorliegenden Erfindung ist ein kleineres Packmaß, insbesondere dünnere, flachere Batteriepacks möglich, sowie ein geringeres Gewicht, es ermöglicht eine gleiche Kapazität wie im Stand der Technik aber geringere Höhe, weniger Zellen und ein geringeres Gewicht, was bei Fahrzeuge im allgemeinen sehr wichtig ist.This invention provides improved internal resistance, lower total resistance, increased power, increased power, about 5.2 Ah, per cell, especially for higher loads, especially for gardening equipment, battery powered tools, electric bikes, electric scooters, and energy storage devices. In e-bikes, it is particularly advantageous because there is a limited space for battery packs available and with the present invention with the same volume a higher range of the bike can be achieved, and with the same capacity / same power less battery cells are needed, thus less Welding points and pipes, making the structure more robust. In the present invention, a smaller pack size, in particular thinner, flatter battery packs, is possible, as well as a lighter weight, it allows a same capacity as in the prior art but lower height, fewer cells and a lower weight, which is very important in general vehicles ,

Die neue Vorrichtung weist also einen geringeren Platzbedarf auf, sowie einen geringerer Übergangswiderstand und somit eine geringere Wärmeentwicklung. Die Herstellung der Vorrichtung erfolgt in einem stabilen Fertigungsprozess, weist eine gleichmäßige Wärmeentwicklung auf. Bei den hohen Dichtigkeitsanforderung an die Vorrichtung im Außenbetrieb ist zugleich eine Gewichtseinsparung möglich, sowie eine Vergrößerung der Lebenszeit.The new device thus has a smaller footprint, as well as a lower contact resistance and thus a lower heat development. The device is manufactured in a stable manufacturing process, has a uniform heat development. At the high density requirement of the device in outdoor operation at the same time a weight saving is possible, as well as an increase in the lifetime.

Durch die vorliegende Erfindung können die Geräte schneller laufen, bringen mehr Leistung, zeigen eine längere Lebensdauer und schnellere Ladezeiten. Zugleich kann man mehr Energie in kurzer Zeit aus der Vorrichtung entnehmen, als aus bekannten Lösungen des Stands der Technik. Ein weiterer großer Vorteil ist es, dass man keine Kühlung für die Vorrichtung benötigt, da ein geringer Energieverlust im Inneren geschieht. Durch die Vorrichtung werden schnellere Ladezeiten ermöglicht. Die erreichbare Laufzeit der Vorrichtung wird um etwa 30 bis etwa 50% gegenüber bekannten Vorrichtungen des Stands der Technik erhöht. Die Zyklenzahl der Auf- und Entladungen ist größer und dadurch die Lebenszeit der Geräte und Anwendungen erreicht. Ein zusätzlich geringerer Übergangswiderstand wird insbesondere durch die Verwendung von Kupferverbindern oder Kupferlegierungen in Verbindern zwischen Akkuzellen erreicht.By the present invention, the devices can run faster, bring more power, show a longer life and faster charging times. At the same time you can take more energy in a short time from the device, as known from known solutions of the prior art. Another great advantage is that you do not need cooling for the device, as there is little energy loss inside. The device allows faster loading times. The achievable running time of the device is increased by about 30 to about 50% over known devices of the prior art. The number of cycles of charge and discharge is greater, thereby achieving the lifetime of the devices and applications. An additional lower contact resistance is achieved in particular by the use of copper connectors or copper alloys in connectors between battery cells.

Die Akkuzellen 21700 sind größer und somit größere Abstande bei Nebeneinanderordnung erforderlich, etwa 1,2 bis 1,5 mm, wodurch jedoch auf einfach Weise auch eine weiter bessere Kühlung erreicht wird.The battery cells 21700 are larger and thus larger distances in juxtaposition required, about 1.2 to 1.5 mm, which, however, in a simple way, a further better cooling is achieved.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn das leitende Zellverbindungsmittel im Wesentlichen mittels eines Zellverbindungsverfahrens basierend auf Laserschweißen anzubringen ist, insbesondere mittels Punktschweißen. Laserschweißen des Verbinders in Verbindung mit einer Akkumulatorzelle mit geringem Innenwiderstand ermöglicht eine sichere und schonende Verbindung einer Batteriezelle beispielsweise mit einem kupferbasierten Verbinder, was bislang im Stand der Technik nicht gelang. Durch die Verbindung der Akkumulatorzelle 21700 in den Anwendungen und den Kupferableitungen sowie Laserschweißen benötigt man keine Kühlung der Vorrichtung, da der Akkupack einen geringeren Innenwiderstand aufweist. Das Laserschweißen ermöglicht einen flexiblen Ansatz von Schweißpunkten, beispielsweise 2 bis 4. Durch das Schweißen werden lediglich geringe Temperaturen, beispielsweise unter etwa 60° aufgebracht. Die Schweißpunkte sind zudem besser reproduzierbar, so dass selbst ausgedünnte Bereiche im Deckel der Akkumulatorzelle an elektrischen Kontaktpunkten, im Sinne einer „Ventil“-Funktion zum gerichteten Druckentlassen im Fall eines Überhitzens, nicht geschädigt werden, insbesondere wenn man mit den Schweißpunkten ein gezieltes Auftragen erreicht.It is very advantageous if the conductive cell connection means essentially by means of a Cell bonding method based on laser welding is to install, in particular by means of spot welding. Laser welding of the connector in conjunction with a battery cell with low internal resistance allows a safe and gentle connection of a battery cell, for example, with a copper-based connector, which has not succeeded in the prior art. The connection of the battery cell 21700 in the applications and the copper leads and laser welding requires no cooling of the device, since the battery pack has a lower internal resistance. The laser welding allows a flexible approach of welds, for example, 2 to 4. By welding only low temperatures, for example, be applied below about 60 °. The welds are also better reproducible, so that even thinned areas in the lid of the battery cell at electrical contact points, in the sense of a "valve" function for directional pressure release in the event of overheating, not be damaged, especially if you achieve a targeted application with the welds ,

In Verbindung mit Laserschweißen lässt sich die Vorrichtung erstmalig mit dem Kupferverbinder verschweißen, wodurch sich der Gesamtinnenwiderstand und die Erwärmung weiter verringert, sowie die Lebensdauer erhöht.In conjunction with laser welding, the device can be welded to the copper connector for the first time, which further reduces the overall internal resistance and the heating, and increases the service life.

Vorteilhaft ist es, wenn die Zellverbindungsmittel an Verbindungsbereichen der Akkumulatorzelle angebracht ist, insbesondere an einem Kopfende der Akkumulatorzelle.It is advantageous if the cell connection means is attached to connection areas of the accumulator cell, in particular at a head end of the accumulator cell.

Vorteilhaft ist es, wenn das leitende Zellverbindungsmittel Kupfer umfasst, insbesondere eine Kupferlegierung, insbesondere im Wesentlichen aus Kupfer besteht und/oder Aluminium und/oder Schichtmaterialien umfassend Aluminium und Kupfer. Durch das Laserschweißen ist eine vorteilhafte Verbindung von Kupfer mit der 21700 Zelle erreicht, die mit Widerstandsschweißen nicht zu erzielen war. Bisherige Materialien wie Helomin, vernickelter Stahl weisen weiterhin einen zu hoher Innenwiderstand auf, die Entladung begrenzt, die Geschwindigkeit der Entladung geringer und Kühlungen sind notwendig.It is advantageous if the conductive cell bonding agent comprises copper, in particular a copper alloy, in particular consists essentially of copper and / or aluminum and / or layer materials comprising aluminum and copper. By laser welding, a favorable connection of copper with the 21700 cell is achieved, which could not be achieved with resistance welding. Previous materials such as helmin, nickel-plated steel also have too high an internal resistance, the discharge is limited, the speed of the discharge is lower and cooling is necessary.

Durch die Verwendung von Kupferverbindungen wird ein sehr geringer Übergangswiderstand erreicht, der in Verbindung mit dem geringen Innenwiderstand der Akkumulatorzellen dazu verhilft, dass die erreichbaren Ströme vergrößert werden. Dies ermöglicht eine bessere Performance und erreichbare Leistung.The use of copper compounds a very low contact resistance is achieved, which helps in conjunction with the low internal resistance of the battery cells, that the achievable currents are increased. This allows better performance and achievable performance.

Vorteilhaft ist es, wenn ein Akkumulatorpack umfassend mehrere Akkumulatorzellen umfassend Zellverbindungsmittel, insbesondere ein Schutzmittel, insbesondere Aufnahmekanalmittel, als Gesamtheit in ein Gehäuse ohne Kühlung einzubringen ist, wobei die Zellverbindungsmittel gegen eine mechanische Belastung durch Sicherungsmittel an den Schutzmitteln gesichert sind, insbesondere zwei oder mehrere Akkumulatorenzellen mit einem Zellverbindungsmittel leitend verbunden sind, wobei ein Verbindungsmittel mit dem Zellverbindungsmittel verbunden ist, und ein Zellhalter ein oder mehrere angepasst ausgebildete Schutzmittel, insbesondere Aufnahmekanalmittel, aufweist, wobei insbesondere ein Mittelspannungsabgriffsmittel zwischen einer oder mehreren Akkumulatorenzellen und dem Batteriemanagementsystem durch ein oder mehrere Verbindungsmittel eingerichtet ist, wobei jeweils zumindest ein korrespondierendes Schutzmittel, insbesondere Aufnahmekanalmittel, vorgesehen ist.It is advantageous if an accumulator pack comprising a plurality of accumulator cells comprising cell connection means, in particular a protective means, in particular receiving channel means, is to be introduced as a whole into a housing without cooling, wherein the cell connection means are secured against mechanical stress by securing means on the protective means, in particular two or more accumulator cells a cell connection means are conductively connected, wherein a connection means is connected to the cell connection means, and a cell holder one or more adapted trained protection means, in particular receiving channel means, in particular a medium voltage tap means between one or more accumulator cells and the battery management system is arranged by one or more connecting means , wherein in each case at least one corresponding protective means, in particular receiving channel means, is provided.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für Akkumulatorpacks umfassend Akkumulatorenzellen für Leicht-Elektro Fahrzeuge (LEV), für Elektrofahrzeuge oder Teilelektrofahrzeuge, insbesondere Elektrofahrräder.The object is likewise achieved by using a device according to the invention for accumulator packs comprising accumulator cells for light electric vehicles (LEV), for electric vehicles or part electric vehicles, in particular electric bicycles.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung und Verwendung zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, für Leicht-Elektro Fahrzeuge (LEV), für Elektrofahrzeuge oder Teilelektrofahrzeuge, insbesondere Elektrofahrräder, umfassend ein oder mehrere elektrisch leitend verbundene Bauelemente von Batterielementen, nämlich Akkumulatorzellen, nämlich Lithium-Ionen-Akkumulatoren, die insbesondere zudem mit einem Batteriemanagementsystem als Bauelement ausgestattet ist, wobei die Lithium-Ionen-Akkumulatoren etwa 21 mm Durchmesser und etwa 70 mm Höhe aufweisen, mindestens ein leitendes Zellverbindungsmittel, insbesondere umfassend ein oder mehrere Verbindungsdrähte und/oder Verbindungsbänder zur leitenden Verbindung, zwischen zumindest zwei Bauelementen, insbesondere einer oder mehrerer Akkumulatorzellen und/oder dem Batteriemanagementsystem, mindestens einen Zellhalter zum Aufnehmen der Akkumulatorzellen und/oder des Batteriemanagementsystems, die mit dem Zellverbindungsmittel verbunden sind, wobei der leitende Zellverbinder, insbesondere umfassend Kupfer und/oder eine Kupferlegierung, mit den Bauelementen, insbesondere den Kopfenden der Lithium-Ionen-Akkumulatorzellen mit einem Laserschweißverfahren verbunden wird, insbesondere mittels Punktschweißen.The object is also achieved by a method for producing a device and use for energy storage and / or energy release of electrical energy, according to one of claims 1 to 5, for light electric vehicles (LEV), for electric vehicles or parts electric vehicles, especially electric bicycles, comprising or a plurality of electrically conductive components of battery elements, namely accumulator cells, namely lithium-ion batteries, which in particular also equipped with a battery management system as a component, the lithium-ion batteries have about 21 mm in diameter and about 70 mm in height, at least one conductive cell connection means, in particular comprising one or more connecting wires and / or connecting bands for conductive connection, between at least two components, in particular one or more accumulator cells and / or the battery management system, at least one cell holder for receiving the Accumulator cells and / or the battery management system, which are connected to the cell connecting means, wherein the conductive cell connector, in particular comprising copper and / or a copper alloy, is connected to the components, in particular the head ends of the lithium-ion battery cells with a laser welding process, in particular by means of spot welding ,

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind.Further features and advantages of the invention will become apparent from the claims and the following description in which embodiments of the subject invention in conjunction with the drawings are explained in more detail.

Es zeigt:

  • 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie,
  • 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie,
  • 3a eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie und
  • 3b eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie,
  • 4a ein schematischer Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie und
  • 4b eine schematische Vergleichsvorrichtung.
It shows:
  • 1 a device according to the invention for energy storage and / or energy release of electrical energy,
  • 2 a device according to the invention for energy storage and / or energy release of electrical energy,
  • 3a an inventive device for energy storage and / or energy release of electrical energy and
  • 3b a device according to the invention for energy storage and / or energy release of electrical energy,
  • 4a a schematic part of a device according to the invention for energy storage and / or energy release of electrical energy and
  • 4b a schematic comparison device.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie, umfassend ein oder mehrere elektrisch leitend verbundene Bauelemente 2 von Batterielementen, nämlich Akkumulatorzellen 5, nämlich Lithium-Ionen-Akkumulatoren, die insbesondere zudem mit einem Batteriemanagementsystem 7 als Bauelement 2 ausgestattet ist, wobei die Lithium-Ionen-Akkumulatoren einen geringen innenwiderstand und etwa 21 mm Durchmesser und etwa 70 mm Höhe aufweisen, mindestens ein leitendes Zellverbindungsmittel 4, insbesondere umfassend ein oder mehrere Verbindungsdrähte und/oder Verbindungsbänder 6 zur leitenden Verbindung, zwischen zumindest zwei Bauelementen 2, insbesondere einer oder mehrerer Akkumulatorzellen 5 und/oder dem Batteriemanagementsystem 7, mindestens einen Zellhalter 8 zum Aufnehmen der Akkumulatorzellen 5 und/oder des Batteriemanagementsystems 7, die mit dem Zellverbindungsmittel 4 verbunden sind. 1 shows a device according to the invention 1 for energy storage and / or energy delivery of electrical energy, comprising one or more electrically conductive components 2 of battery elements, namely accumulator cells 5 , namely lithium-ion batteries, in particular also with a battery management system 7 as a component 2 equipped, wherein the lithium-ion batteries have a low internal resistance and about 21 mm in diameter and about 70 mm in height, at least one conductive Zellverbindungsmittel 4 , in particular comprising one or more connecting wires and / or connecting bands 6 for conductive connection, between at least two components 2 , in particular one or more accumulator cells 5 and / or the battery management system 7 , at least one cell holder 8th for receiving the battery cells 5 and / or the battery management system 7 that with the cell compound 4 are connected.

Ein Bondverbindungsmittel 4 ist beispielhaft auch zwischen einem Batteriemanagementsystem 7 und einem oder mehreren Akkumulatorenzellen 5 angebracht.A bonding agent 4 is also an example between a battery management system 7 and one or more accumulator cells 5 appropriate.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie, wobei ein Ausschnitt eines Verbindungsmittels 4 an einem Kopfende 15 einer Akkumulatorzelle 5, angebracht mittels Laserschweißens, insbesondere Laserschweißpunkten 12. 2 shows a device according to the invention 1 for energy storage and / or energy delivery of electrical energy, wherein a section of a connecting means 4 at a headboard 15 an accumulator cell 5 , attached by means of laser welding, in particular laser welding points 12 ,

3a zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie. An einem Minuspol einer Akkumulatorzelle 5 sind Laserschweißpunkte 12 an einem gestrichelt dargestellten Verbinderbereich 9 dargestellt, wobei ein Auftreffen auf einen zentralen Bereich 16 sicher vermieden wurde. 3a shows a device according to the invention 1 for energy storage and / or energy release of electrical energy. At a negative pole of an accumulator cell 5 are laser welding points 12 at a connector area shown in dashed lines 9 shown, with an impact on a central area 16 was safely avoided.

3b zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie, wobei an einem Pluspol einer Akkumulatorzelle 5 Laserschweißpunkte sicher und reproduzierbar einem zentralen Bereich 17 angeordnet sind. 3b shows a device according to the invention 1 for energy storage and / or energy output of electrical energy, wherein at a positive pole of a storage battery cell 5 Laser welding points safe and reproducible to a central area 17 are arranged.

4a zeigt eine schematische, erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit Akkuzellen 5 („21700“) zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben, wobei eine mögliche Zellenanordnung wie für ein E-Bike vorteilhaft, dargestellt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine wesentlich flachere Ausbildung der Vorrichtung als eine vergleichbare Anordnung mit herkömmlichen Li-Zellen im Stand der Technik, wie beispielhaft schematisch in 4b dargestellt. 4a shows a schematic device according to the invention 1 with battery cells 5 ("21700") for energy storage and / or energy delivery, with a possible cell arrangement as advantageous for an e-bike is shown. The device according to the invention enables a much flatter design of the device than a comparable arrangement with conventional Li cells in the prior art, as exemplified schematically in FIG 4b shown.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtung zum Energiespeichern und/oder EnergieabgebenDevice for energy storage and / or energy delivery
22
Bauelementmodule
33
AkkumulatorpackA rechargeable battery pack
44
ZellverbindungsmittelCell connection means
55
Akkumulatorzelleaccumulator cell
66
Verbinderbandconnector strip
77
BatteriemanagementsystemBattery Management System
88th
Zellhaltercell holder
99
Verbindungsbereichconnecting area
1010
Schutzmittelpreservative
1111
AufnahmekanalmittelRecording channel means
1212
LaserschweißpunktLaser welding spot
1313
Minuspolminuspol
1414
Pluspolpositive pole
1515
Kopfendehead
1616
zentraler Bereichcentral area
1717
zentraler Bereichcentral area

Claims (7)

Vorrichtung (1) zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie, nämlich ein Akkumulatorpack (3) umfassend Akkumulatorenzellen (5) für Leicht-Elektro Fahrzeuge (LEV), für Elektrofahrzeuge oder Teilelektrofahrzeuge, insbesondere Elektrofahrräder, umfassend ein oder mehrere elektrisch leitend verbundene Bauelemente (2) von Batterielementen, nämlich Akkumulatorzellen (5), nämlich Lithium-Ionen-Akkumulatoren, die insbesondere zudem mit einem Batteriemanagementsystem (7) als Bauelement (2) ausgestattet ist, wobei die Lithium-Ionen-Akkumulatoren einen geringen Innenwiderstand und etwa 21 mm Durchmesser und etwa 70 mm Höhe aufweisen, mindestens ein leitendes Zellverbindungsmittel (4), insbesondere umfassend ein oder mehrere Verbindungsdrähte und/oder Verbindungsbänder (6) zur leitenden Verbindung, zwischen zumindest zwei Bauelementen (2), insbesondere einer oder mehrerer Akkumulatorzellen (5) und/oder dem Batteriemanagementsystem (7), mindestens einen Zellhalter (8) zum Aufnehmen der Akkumulatorzellen (5) und/oder des Batteriemanagementsystems (7), die mit dem Zellverbindungsmittel (4) verbunden sind.Device (1) for energy storage and / or energy delivery of electrical energy, namely a battery pack (3) comprising Battery cells (5) for light electric vehicles (LEV), for electric vehicles or parts electric vehicles, in particular electric bicycles, comprising one or more electrically conductive components (2) of battery elements, namely accumulator cells (5), namely lithium-ion batteries, in particular is also equipped with a battery management system (7) as a component (2), wherein the lithium-ion batteries have a low internal resistance and about 21 mm in diameter and about 70 mm in height, at least one conductive cell connection means (4), in particular comprising one or more Connecting wires and / or connecting bands (6) for conductive connection, between at least two components (2), in particular one or more accumulator cells (5) and / or the battery management system (7), at least one cell holder (8) for accommodating the accumulator cells (5) and / or the battery management system (7) ver ver with the cell connection means (4) are bound. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Zellverbindungsmittel (4) im Wesentlichen mittels eines Zellverbindungsverfahrens basierend auf Laserschweißen anzubringen ist, insbesondere mittels Punktschweißen.Device after Claim 1 , characterized in that the conductive cell connection means (4) is to be attached substantially by means of a cell connection method based on laser welding, in particular by means of spot welding. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellverbindungsmittel (4) an Verbindungsbereichen (9) der Akkumulatorzelle angebracht ist, insbesondere an einem Kopfende (15) der Akkumulatorzelle.Device according to one of Claims 1 to 2 , characterized in that the cell connection means (4) is attached to connection areas (9) of the accumulator cell, in particular to a head end (15) of the accumulator cell. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Zellverbindungsmittel (4) Kupfer umfasst, insbesondere eine Kupferlegierung, insbesondere im Wesentlichen aus Kupfer besteht und/oder Aluminium und/oder Schichtmaterialien umfassend Aluminium und Kupfer.Device according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the conductive cell connection means (4) comprises copper, in particular a copper alloy, in particular consists essentially of copper and / or aluminum and / or layer materials comprising aluminum and copper. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Akkumulatorpack (3) umfassend mehrere Akkumulatorzellen (5) umfassend Zellverbindungsmittel (4), insbesondere ein Schutzmittel, insbesondere Aufnahmekanalmittel, als Gesamtheit in ein Gehäuse ohne Kühlung einzubringen ist, wobei die Zellverbindungsmittel (4) gegen eine mechanische Belastung durch Sicherungsmittel an den Schutzmitteln gesichert sind, insbesondere zwei oder mehrere Akkumulatorenzellen (5) mit einem Zellverbindungsmittel (4) leitend verbunden sind, wobei ein Verbindungsmittel mit dem Zellverbindungsmittel (4) verbunden ist, und ein Zellhalter (8) ein oder mehrere angepasst ausgebildete Schutzmittel (10), insbesondere Aufnahmekanalmittel (11), aufweist, wobei insbesondere ein Mittelspannungsabgriffsmittel zwischen einer oder mehreren Akkumulatorenzellen und dem Batteriemanagementsystem durch ein oder mehrere Verbindungsmittel (5) eingerichtet ist, wobei jeweils zumindest ein korrespondierendes Schutzmittel (10), insbesondere Aufnahmekanalmittel (11), vorgesehen ist.Device according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that a battery pack (3) comprising a plurality of battery cells (5) comprising cell connection means (4), in particular a protective means, in particular receiving channel means, is to be introduced as a whole in a housing without cooling, wherein the cell connection means (4) against mechanical stress In particular two or more accumulator cells (5) are conductively connected to a cell connection means (4), wherein a connection means is connected to the cell connection means (4), and a cell holder (8) comprises one or more adapted protection means ( 10), in particular receiving channel means (11), wherein in particular a Mittelspannungsabgriffsmittel between one or more Akkumulatorzellen and the battery management system by one or more connecting means (5) is arranged, in each case at least one corresponding protective means (10), in particular Aufnahmeka nalmittel (11), is provided. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für Leicht-Elektro Fahrzeuge (LEV), für Elektrofahrzeuge oder Teilelektrofahrzeuge, insbesondere Elektrofahrräder.Use of a device (1) according to one of Claims 1 to 5 for light electric vehicles (LEV), for electric vehicles or part electric vehicles, especially electric bicycles. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung (1) und Verwendung zum Energiespeichern und/oder Energieabgeben elektrischer Energie, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, für Leicht-Elektro Fahrzeuge (LEV), für Elektrofahrzeuge oder Teilelektrofahrzeuge, insbesondere Elektrofahrräder, umfassend ein oder mehrere elektrisch leitend verbundene Bauelemente (2) von Batterielementen, nämlich Akkumulatorzellen (5), nämlich Lithium-Ionen-Akkumulatoren, die insbesondere zudem mit einem Batteriemanagementsystem (7) als Bauelement (2) ausgestattet ist, wobei die Lithium-Ionen-Akkumulatoren etwa 21 mm Durchmesser und etwa 70 mm Höhe aufweisen, mindestens ein leitendes Zellverbindungsmittel (4), insbesondere umfassend ein oder mehrere Verbindungsdrähte und/oder Verbindungsbänder (6) zur leitenden Verbindung, zwischen zumindest zwei Bauelementen (2), insbesondere einer oder mehrerer Akkumulatorzellen (5) und/oder dem Batteriemanagementsystem (7), mindestens einen Zellhalter (8) zum Aufnehmen der Akkumulatorzellen (5) und/oder des Batteriemanagementsystems (7), die mit dem Zellverbindungsmittel (4) verbunden sind, wobei der leitende Zellverbinder, insbesondere umfassend Kupfer und/oder eine Kupferlegierung, mit den Bauelementen, insbesondere den Kopfenden der Lithium-Ionen-Akkumulatorzellen mit einem Laserschweißverfahren verbunden wird, insbesondere mittels Punktschweißen.Method for producing a device (1) and use for energy storage and / or energy release of electrical energy, according to one of Claims 1 to 5 for light electric vehicles (LEV), for electric vehicles or parts electric vehicles, in particular electric bicycles, comprising one or more electrically conductive components (2) of battery elements, namely accumulator cells (5), namely lithium-ion batteries, in particular also with a Battery management system (7) as a component (2) is equipped, wherein the lithium-ion batteries about 21 mm in diameter and about 70 mm in height, at least one conductive cell connection means (4), in particular comprising one or more connecting wires and / or connecting bands (6 ) for conducting connection, between at least two components (2), in particular one or more accumulator cells (5) and / or the battery management system (7), at least one cell holder (8) for accommodating the accumulator cells (5) and / or the battery management system (7 ), which are connected to the cell connection means (4), wherein the conductive cell connector, esp comprising copper and / or a copper alloy, is connected to the components, in particular the head ends of the lithium-ion battery cells with a laser welding process, in particular by means of spot welding.
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