DE102021105486A1

DE102021105486A1 - Elektrischer Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102021105486A1
Application number: DE102021105486.9A
Authority: DE
Inventors: Kevin Gallagher; Daniel Loos; Frederik Morgenstern; Christophe Mille; Matthias Frank; Seokyoon Yoo; Franz Fuchs; Martin Hiller; Nikolaos Tsiouvaras
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-03-08
Filing date: 2021-03-08
Publication date: 2022-09-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher (1) zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug, mit mehreren, zum Speichern der elektrischen Energie ausgebildeten Speicherzellen (2), deren jeweilige Stirnseiten (5) einer von einem Temperierfluid durchströmbaren Temperierplatte (8) zugewandt sind, über welche die Speicherzellen (2) mittels des Temperierfluids zu temperieren sind, und mit einem Zellhalter (10), in welchem die Speicherzellen (2), welche mittels des Zellhalters (10) in einem jeweiligen Abstand zueinander gehalten sind, jeweils zumindest teilweise angeordnet sind, weil der jeweiligen Speicherzelle (2) jeweilige, in Umfangsrichtung (18) der jeweiligen Speicherzelle (2) aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordnete Abstandshalteelemente (12) des Zellhalters (10) zugeordnet sind, dessen jeweilige Abstandshalteelemente (12) jeweilige, der Temperierplatte (8) zugewandte Stirnseiten (15) aufweisen, die näher an der Temperierplatte (8) angeordnet sind als die Stirnseiten (5) der Speicherzellen (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beziehungsweise 10.
Die US 9 847 182 B2 offenbart einen elektrischen Energiespeicher, mit mehreren elektrischen Speicherelementen, welche sich jeweils entlang einer vorgegebenen Richtung erstrecken. DE 10 2011 109 246 A1 ist eine Hochvoltbatterie als bekannt zu entnehmen. Außerdem offenbart die DE 10 2018 117 601 A1 eine Batterie.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass eine besonders hohe mechanische Stabilität und eine besonders vorteilhafte Temperierung des Energiespeichers realisiert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen Energiespeicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen elektrischen Energiespeicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen einfach auch als Speicher oder Energiespeicher bezeichneten, elektrischen Energiespeicher zum, insbesondere elektrochemischen, Speichern von Energie beziehungsweise elektrischem Strom für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, in seinem vollständig hergestellten Zustand den elektrischen Energiespeicher aufweist, in beziehungsweise mittels welchem die elektrische Energie zu speichern beziehungsweise gespeichert ist. Vorzugsweise ist der elektrische Energiespeicher eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Dadurch können besonders große elektrische Leistungen zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Das Kraftfahrzeug ist somit vorzugsweise ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, insbesondere batterieelektrisches Fahrzeug (BEV). Dabei weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand vorzugsweise wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch betrieben werden kann. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Um das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, anzutreiben, wird die elektrische Maschine mit der in dem Energiespeicher gespeicherten, elektrischen Energie versorgt. Insbesondere ist der Energiespeicher eine Batterie, insbesondere eine Sekundärbatterie.
Der Energiespeicher weist mehrere Speicherzellen auf, in beziehungsweise mittels welchen die elektrische Energie, insbesondere elektrochemisch, zu speichern oder gespeichert ist. Die Speicherzellen werden auch einfach als Zellen bezeichnet und sind separat voneinander ausgebildete Bauelemente, mithin Einzelzellen. Die jeweilige Speicherzelle weist eine jeweilige Stirnseite auf. Insbesondere weist die jeweilige Speicherzelle eine jeweilige Längserstreckungsrichtung und somit jeweilige Stirnseiten auf, welche in Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle voneinander abgewandt sind. Die jeweilige Stirnseite beziehungsweise eine der jeweiligen Stirnseiten der jeweiligen Speicherzelle ist einer Temperierplatte des Energiespeichers zugewandt, wobei die Temperierplatte vorzugsweise separat von den Speicherzellen ausgebildet ist. Wenn im Folgenden von den Stirnseiten oder deren Stirnseite die Rede ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die jeweilige, der Temperierplatte zugewandte Stirnseite der jeweiligen Speicherzelle zu verstehen. Die Temperierplatte ist von einem Temperierfluid durchströmbar. Vorzugsweise ist das Temperierfluid eine Flüssigkeit, welche zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, Wasser umfassen kann. Vorzugsweise, insbesondere zumindest überwiegend, Wasser umfassen kann. Vorzugsweise ist das Temperierfluid Bestandteil des Energiespeichers. Über die Temperierplatte können die Speicherzellen mittels des die Temperierplatte durchströmenden Temperierfluids temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden. Weist beispielsweise das Temperierfluid eine höhere Temperatur als die Speicherzellen auf, so wird das Temperierfluid als Heizmedium genutzt. Dabei kann über die Temperierplatte Wärme von dem Temperierfluid an die jeweiligen Speicherzellen übergehen, wodurch die jeweilige Speicherzelle erwärmt beziehungsweise beheizt wird. Weist das Temperierfluid beispielsweise eine geringere Temperatur als die jeweilige Speicherzelle auf, so kann das Temperierfluid als Kühlmedium genutzt werden. Dabei kann Wärme von der jeweiligen Speicherzelle über die Temperierplatte an das die Temperierplatte durchströmende Temperierfluid übergehen, wodurch die jeweilige Speicherzelle gekühlt wird.
Der elektrische Energiespeicher umfasst außerdem einen Zellhalter, welcher vorzugsweise separat von den Speicherzellen und/oder separat von der Temperierplatte ausgebildet ist. Beispielsweise ist die Temperierplatte aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium oder Kupfer, gebildet. Der Zellhalter kann aus einem Kunststoff gebildet sein. Die Speicherzellen sind jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, in dem Zellhalter angeordnet. Mittels des Zellhalters sind die Speicherzellen in einem jeweiligen Abstand zueinander gehalten. Außerdem ist es vorzugsweise vorgesehen, dass mittels des Zellhalters Relativbewegungen zwischen den Speicherzellen zumindest begrenzt, insbesondere unterbunden, sind. Somit kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Speicherzellen mittels des Zellhalters in einem insbesondere durch den Zellhalter vorgegebenen Muster gehalten sind, insbesondere relativ zueinander und/oder relativ zu dem Zellhalter.
Um nun eine besonders hohe mechanische Stabilität und eine besonders vorteilhafte Temperierung des Energiespeichers realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der jeweiligen Speicherzelle jeweilige, in Umfangsrichtung der jeweiligen Speicherzelle aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordnete Abstandshalteelemente des Zellhalters zugeordnet sind. Die jeweilige Umfangsrichtung der jeweiligen Speicherzelle verläuft insbesondere um die jeweilige Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle herum und somit in einer Ebene, welche senkrecht zur jeweiligen Längserstreckungsrichtung verläuft. Die jeweiligen Abstandshalteelemente weisen jeweilige, der Temperierplatte zugewandte Stirnseiten auf. Die jeweilige, der Temperierplatte zugewandte Stirnseite der jeweiligen Speicherzelle wird auch als erste Stirnseite bezeichnet. Die jeweilige, der Temperierplatte zugewandte Stirnseite des jeweiligen Abstandshalteelements wird auch als zweite Stirnseite bezeichnet. Dabei sind die zweiten Stirnseiten, insbesondere in Linkserstreckungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle, näher an der Temperierplatte angeordnet als die ersten Stirnseiten. Mit anderen Worten sind die ersten Stirnseiten der Speicherzellen, insbesondere entlang der jeweiligen Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle, gegenüber den zweiten Stirnseiten der Abstandshalteelemente von der Temperierplatte, insbesondere von einer den ersten Stirnseiten und den zweiten Stirnseiten zugewandten Breitseite der Temperierplatte, weg zurückversetzt. Hierdurch sorgen die Abstandshalteelemente für einen definierten Spalt beziehungsweise Zwischenraum zwischen der jeweiligen ersten Stirnseite und der Temperierplatte, insbesondere der Breitseite der Temperierplatte, wobei in dem Spalt beziehungsweise in dem Zwischenraum ein Material wie beispielsweise ein Klebstoff anordenbar oder vorzugsweise angeordnet ist. Insbesondere kann eine hinreichend große Menge des Materials in dem jeweiligen Zwischenraum angeordnet werden, sodass die Speicherzellen besonders vorteilhaft mit der Temperierplatte und/oder miteinander und/oder mit dem Zellhalter verklebt werden können. Dadurch kann eine besonders hohe mechanische Stabilität des Energiespeichers gewährleistet werden. Außerdem kann hierdurch ein besonders vorteilhafter Wärmeaustausch über das Material (Klebstoff) zwischen den Speicherzellen und der Temperierplatte sichergestellt werden, sodass eine besonders vorteilhafte Temperierung der Speicherzellen und somit des Energiespeichers dargestellt werden kann. Dabei ist es denkbar, dass die Temperierplatte, insbesondere die Breitseite der Temperierplatte, insbesondere direkt, an den zweiten Stirnseiten abgestützt ist. Die Abstandshalteelemente können somit für einen besonders vorteilhaften, jeweiligen Abstand zwischen der jeweiligen ersten Stirnseite und der Breitseite der Temperierplatte sorgen, wobei dieser Abstand zwischen der jeweiligen ersten Stirnseite und der Breitseite der Temperierplatte der zuvor genannte Spalt beziehungsweise Zwischenraum sein kann. Insbesondere kann der Abstand zwischen der jeweiligen ersten Stirnseite und der Breitseite der Temperierplatte mittels der Abstandshalteelemente definiert werden beziehungsweise die Spalte oder Zwischenräume können hierdurch zumindest im Wesentlichen gleich groß sein, sodass eine zumindest im Wesentlichen gleichmäßige Temperierung der Speicherzellen gewährleistet werden kann. Das Material, insbesondere der Klebstoff, kann einerseits die jeweilige erste Stirnseite und andererseits die Temperierplatte, insbesondere die Breitseite der Temperierplatte, jeweils direkt berühren, sodass ein besonders vorteilhafter Wärmeaustausch zwischen der Temperierplatte und der jeweiligen Speicherzelle gewährleistet werden kann. Insbesondere ist denkbar, dass bei einer Herstellung beziehungsweise bei einer Montage des Energiespeichers zunächst die Speicherzellen in dem Zellhalter angeordnet werden. Daraufhin kann die Temperierplatte auf dem Zellhalter beziehungsweise auf den Abstandshalteelemente und dabei insbesondere auf den zweiten Stirnseiten angeordnet werden, insbesondere derart, dass die Temperierplatte, insbesondere die Breitseite der Temperierplatte, zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an den zweiten Stirnseiten der Abstandshalteelemente abgestützt wird. Hierdurch bewirken die Abstandshalteelemente beziehungsweise die zweiten Stirnseiten den zuvor beschriebenen, besonders vorteilhaften, jeweiligen Abstand zwischen der jeweiligen ersten Stirnseite der jeweiligen Speicherzelle und der Breitseite der Temperierplatte. Mit anderen Worten halten die Abstandshalteelemente über ihre zweiten Stirnseiten die Temperierplatte, insbesondere die Breitseite der Temperierplatte, in dem jeweiligen Abstand zu der jeweiligen ersten Stirnseite der jeweiligen Speicherzelle, wodurch der jeweilige Spalt beziehungsweise Zwischenraum zwischen der jeweiligen ersten Stirnseite und der Breitseite der Temperierplatte gebildet ist. Insbesondere daran anschließend kann der jeweilige Zwischenraum zwischen der jeweiligen ersten Stirnseite und der Breitseite der Temperierplatte zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, mit dem Material gefüllt werden. Dadurch können die Speicherzellen besonders vorteilhaft thermisch an die Temperierplatte angebunden werden, sodass eine besonders gute Temperierung der Speicherzellen darstellbar ist. Außerdem können dadurch die Speicherzellen besonders vorteilhaft miteinander und/oder mit dem Zellhalter und/oder mit der Temperierplatte verklebt werden, sodass eine besonders hohe mechanische Stabilität des Energiespeichers darstellbar ist.
Um eine besonders hohe mechanische Stabilität und eine besonders gute Temperierung des Energiespeichers realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die jeweilige Speicherzelle entlang ihrer jeweiligen Umfangsrichtung von den der jeweiligen Speicherzelle zugeordneten, in Umfangsrichtung der jeweiligen Speicherzelle aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordneten und als Stege oder Säulen des Zellhalters ausgebildeten Abstandshalteelementen umgeben ist, mittels welchen die Speicherzellen in dem jeweiligen Abstand zueinander gehalten sind. Dies erfolgt insbesondere derart, dass die jeweilige Speicherzelle, insbesondere zur jeweils anderen Speicherzelle hin, direkt an den der jeweiligen Speicherzelle zugeordneten Stegen abgestützt ist. Die Stege ermöglichen dabei einerseits eine besonders vorteilhafte Halterung der Speicherzellen und somit eine besonders hohe Stabilität des Energiespeichers. Andererseits lassen die Stege einen besonders vorteilhaften Wärmeaustausch zwischen der jeweiligen Speicherzelle und der Temperierplatte zu.
Der jeweilige Steg weist beispielsweise eine jeweilige Längserstreckungsrichtung auf, die parallel zur jeweiligen Längserstreckungsrichtung jeweiligen Speicherzelle verläuft. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass der jeweilige Steg entlang seiner jeweiligen Längserstreckungsrichtung und dabei insbesondere zu der Temperierplatte hin an seiner jeweiligen, zweiten Stirnseite endet, sodass der jeweilige Steg beziehungsweise die jeweilige, zweite Stirnseite die jeweilige Speicherzelle beziehungsweise die jeweilige erste Stirnseite zu der Temperierplatte hin überragt.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn sich die Stege durchgängig, von einem, insbesondere den Stegen gemeinsamen, der Temperierplatte, insbesondere entlang der jeweiligen Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle, gegenüberliegenden Deckelement des Zellhalters weg in Richtung der Temperierplatte beziehungsweise der Breitseite der Temperierplatte erstrecken. Beispielsweise ist das Deckelement auf den den ersten Stirnseiten der Speicherzellen gegenüberliegenden, anderen Stirnseiten der Speicherzellen angeordnet, insbesondere derart, dass die jeweiligen anderen Stirnseiten der Speicherzellen in eine von der Temperierplatte wegweisende Richtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch das Deckelement des Zellhalters überlappt beziehungsweise überdeckt sind. Hierdurch kann eine besonders hohe mechanische Stabilität gewährleistet werden.
Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass dem Deckelement die jeweiligen, den jeweiligen ersten Stirnseiten der Speicherzellen gegenüberliegende beziehungsweise von den jeweiligen ersten Stirnseiten der Speicherzellen abgewandten, auch als weitere Stirnseiten der Speicherzellen bezeichneten anderen Stirnseiten der Speicherzellen zugewandt sind. Hierdurch kann eine besonders hohe mechanische Stabilität des Energiespeichers gewährleistet werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Stege einstückig mit dem Deckelement ausgebildet sind. Hierdurch kann eine besonders hohe mechanische Stabilität realisiert werden. Somit sind vorzugsweise die Stege und das Deckelement durch einen einstückig ausgebildeten Körper des Zellhalters gebildet, dessen Körper beispielsweise auch als Halterteil bezeichnet wird. Vorzugsweise ist der Körper aus einem Kunststoff gebildet.
Um eine besonders vorteilhafte Temperierung der Speicherzellen und somit des Energiespeichers realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die ersten Stirnseiten der Speicherzellen zu der Temperierplatte, insbesondere zu der Breitseite der Temperierplatte, hin überlappungsfrei zu den Abstandshalteelementen angeordnet sind, das heißt nicht durch die Abstandshalteelemente überlappt oder überdeckt sind. Dadurch kann ein besonders großflächiger Wärmeaustausch zwischen der jeweiligen Speicherzelle und der Temperierplatte erfolgen.
Um den jeweiligen Abstand und somit den jeweiligen Zwischenraum zwischen der jeweiligen ersten Stirnseite und der Temperierplatte besonders gezielt und definiert einstellen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die jeweiligen, der jeweiligen Speicherzelle zugeordneten Abstandshalteelemente jeweilige Abstützflächen aufweisen, an welchem die jeweilige erste Stirnseite der jeweiligen Speicherzelle, der den Abstandshalteelementen zugeordnet sind, insbesondere direkt, abgestützt ist. Da die Abstandshalteelemente in Umfangsrichtung der jeweiligen Speicherzelle aufeinanderfolgen und voneinander beabstandet sind, folgen auch die Abstützflächen der jeweiligen, der jeweiligen Speicherzelle zugeordneten Abstandshalteelemente in Umfangsrichtung der jeweiligen Speicherzelle aufeinander, und die Abstützflächen sind in Umfangsrichtung der jeweiligen Speicherzelle voneinander beabstandet. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte thermische und mechanische Anbindung der jeweiligen Speicherzelle über ihre jeweilige erste Stirnseite einer Temperierplatte erfolgen, da eine vorteilhaft große Menge des insbesondere als Klebstoff ausgebildeten Materials in dem jeweiligen Zwischenraum angeordnet werden kann. Jedoch kann vermieden werden, dass der Zwischenraum übermäßig groß wird, sodass auch vermieden werden kann, dass eine übermäßig große Menge des Materials in dem Zwischenraum angeordnet wird.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein überwiegender Teil, insbesondere wenigstens 70%, der jeweiligen ersten Stirnseite der jeweiligen Speicherzelle zu der Temperierplatte hin überlappungsfrei zu den jeweiligen, der jeweiligen Speicherzelle zugeordneten Abstandshalteelementen angeordnet ist. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass mehr als die Hälfte, insbesondere wenigstens 70%, der jeweiligen ersten Stirnseite zu der Temperierplatte beziehungsweise zu der Breitseite der Temperierplatte hin nicht durch die Abstandshalteelemente überlappt beziehungsweise überdeckt ist, während beispielsweise die übrige, erste Stirnseite, insbesondere direkt, an den Abstützflächen abgestützt ist. Einerseits kann hierdurch eine vorteilhafte Abstützung der jeweiligen Speicherzelle realisiert werden, sodass eine besonders hohe mechanische Stabilität des Energiespeichers darstellbar ist. Andererseits kann ein besonders vorteilhafter Wärmeaustausch zwischen der jeweiligen Speicherzelle und der Temperierplatte gewährleistet werden.
Um eine besonders hohe mechanische Stabilität des Energiespeichers realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Abstandshalteelemente einstückig miteinander ausgebildet sind. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass auch die Abstandshalteelemente durch den zuvor genannten Körper des Zellhalters gebildet sind.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn in dem jeweiligen Zwischenraum und somit zumindest zwischen einem jeweiligen Teilbereich der jeweiligen ersten Stirnseite der jeweiligen Speicherzelle und der Temperierplatte, insbesondere der Breitseite der Temperierplatte, der zuvor genannte Klebstoff angeordnet ist, welcher vorzugsweise zumindest im jeweiligen Teilbereich der jeweiligen Stirnseite der jeweiligen Speicherzelle sowie die Temperierplatte, insbesondere die Breitseite der Temperierplatte, jeweils direkt berührt. Einerseits stellt der Klebstoff einen besonders vorteilhaften Wärmeaustausch zwischen der jeweiligen Speicherzelle und der Temperierplatte sicher. Andererseits sorgt er Klebstoff für eine besonders hohe mechanische Stabilität des Energiespeichers.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher zum, insbesondere elektrochemischen, Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom für ein Kraftfahrzeug. Der elektrische Energiespeicher gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist wenigstens zwei zum, insbesondere elektrochemischen, Speichern der elektrischen Energie ausgebildete Speicherzellen auf, der entlang einer auch als Beabstandungsrichtung bezeichneten Richtung nebeneinander angeordnet sind. Der elektrische Energiespeicher gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst außerdem einen vorzugsweise separat von den Speicherzellen ausgebildeten Zellhalter, in welchem die Speicherzellen, welche mittels des Zellhalters in einem jeweiligen Abstand zueinandergehalten sind, jeweils zumindest teilweise angeordnet sind.
Um nun einerseits eine besonders hohe mechanische Stabilität und andererseits eine besonders vorteilhafte Temperierung des Energiespeichers gewährleisten zu können, ist es bei dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass der Zellhalter wenigstens eine entlang der Beabstandungsrichtung zwischen jeweiligen, ersten Teilen von jeweiligen, stirnseitigen Randbereichen der Speicherzellen angeordnete Wandung aufweist, an welchen die ersten Teile der Randbereiche der Speicherzellen entlang der Beabstandungsrichtung abgestützt sind, wobei sich entlang einer senkrecht zu der Beabstandungsrichtung verlaufenden, auch als Kleberichtung bezeichneten, zweiten Richtung ein jeweils teilweise durch zweite Teile der Randbereiche der Speicherzellen und die Wandung, insbesondere jeweils direkt, begrenzte Aufnahmebereich anschließt, in welchem ein die Wandung und die zweiten Teile jeweils direkt berührender Klebstoff aufgenommen ist, mittels welchem die Batterie miteinander und mit dem Zellhalter verklebt sind. Somit können die Speicherzellen auch im Bereich ihrer stirnseitigen Randbereiche und somit im Bereich ihrer Stirnseiten besonders vorteilhaft miteinander und mit dem Zellhalter verklebt werden. Insbesondere kann der elektrische Energiespeicher gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung mehrere solcher Aufnahmebereiche aufweisen, welche somit insgesamt betrachtet einen auch als Kleberinne bezeichneten Klebepfad bilden, in welchem der Klebstoff aufgenommen ist und entlang welchem der Klebstoff verläuft. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass der in dem Klebepfad angeordnete und entlang des Klebepfads verlaufende Klebstoff eine Kleberaupe bildet. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Klebepfad und somit die Kleberaupe mäanderförmig verlaufen. Außerdem kann bei dem zweiten Aspekt der Erfindung ein besonders vorteilhafter Wärmeaustausch realisiert werden, sodass eine besonders gute Temperierung des Energiespeichers darstellbar ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:

1 ausschnittsweise eine schematische Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug;
2 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht des Energiespeichers gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines Halterteils eines Zellhalters eines Energiespeichers gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht des Energiespeichers gemäß einer zweiten Ausführungsform;
5 eine schematische Perspektivansicht des Halterteils gemäß der zweiten Ausführungsform;
6 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Halterteils gemäß einer dritten Ausführungsform;
7 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen des Energiespeichers gemäß der dritten Ausführungsform;
8 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Energiespeichers gemäß einer vierten Ausführungsform;
9 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Energiespeichers gemäß der vierten Ausführungsform;
10 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Perspektivansicht des Energiespeichers gemäß der vierten Ausführungsform;
11 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht des Energiespeichers gemäß der vierten Ausführungsform;
12 ausschnittsweise eine weitere schematische Draufsicht des Energiespeichers gemäß der vierten Ausführungsform.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Explosionsansicht eine erste Ausführungsform eines einfach auch als Speicher oder Energiespeicher bezeichneten, elektrischen Energiespeichers 1 für ein Kraftfahrzeug. Wie im Folgenden noch genau erläutert wird, kann mittels des Energiespeichers 1 elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom, insbesondere elektrochemisch, gespeichert werden. Hierzu umfasst der Energiespeicher 1 mehrere Speicherzellen 2, in beziehungsweise mittels welchem die elektrische Energie, insbesondere elektrochemisch, gespeichert oder zu speichern ist. Die jeweilige Speicherzelle 2 ist eine Batteriezelle, insbesondere eine Sekundärzelle. Somit ist der Energiespeicher 1 vorzugsweise eine Batterie, insbesondere eine Sekundärbatterie. Ganz vorzugsweise ist der Energiespeicher 1 eine Hochvolt-Batterie (HV-Batterie), deren elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Aus 1 und 2 ist besonders gut erkennbar, dass die jeweilige Speicherzelle 2 als eine Rundzelle ausgebildet ist. Somit ist die jeweilige Speicherzelle 2 bei der ersten Ausführungsform außenumfangsseitig zylindrisch ausgebildet. Demzufolge weist die jeweilige Speicherzelle 2 eine durch einen Doppelpfeil 3 veranschaulichte Längserstreckungsrichtung auf, entlang welcher sich die Speicherzelle 2 längs, das heißt ihrer Länge nach erstreckt. Die jeweilige Speicherzelle 2 weist außerdem, insbesondere genau, zwei entlang der jeweiligen Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle 2 einander gegenüberliegende beziehungsweise voneinander wegweisende Stirnseiten 4 und 5 auf. Insbesondere ist es denkbar, dass in Einbaulage des Energiespeichers 1 die Stirnseite 4 in Fahrzeughochrichtung nach oben und die Stirnseite 5 in Fahrzeughochrichtung nach unten weist. Der Energiespeicher 1 nimmt dabei seine Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs ein.
Die jeweilige Speicherzelle 2 weist wenigstens oder genau zwei auch als Terminals oder Elektrodenanschlüsse bezeichnete Anschlüsse auf, über welche die jeweilige Speicherzelle 2 die in ihr gespeicherte elektrische Energie bereitstellen kann. Ein erster der Anschlüsse ist beispielsweise ein elektrischer Plus-Pol, sodass der jeweilige zweite Anschluss beispielsweise ein elektrischer Minus-Pol der jeweiligen Speicherzelle 2 ist. Aus 2 ist erkennbar, dass zumindest einer der Anschlüsse, insbesondere beide Anschlüsse, an der Stirnseite 4 angeordnet ist beziehungsweise sind. Der in 2 erkennbare und an der Stirnseite 4 angeordnete Anschluss der Speicherzelle 2 ist in 2 mit 6 bezeichnet. Der Energiespeicher 1 weist ein Zellkontaktierungssystem 7 (ZKS) auf, welches elektrisch mit den Anschlüssen der Speicherzellen 2 verbunden ist, sodass die Speicherzellen 2 über das Zellkontaktierungssystem 7 elektrisch miteinander verbunden sind. Es ist erkennbar, dass das Zellkontaktierungssystem 7 bei der ersten Ausführungsform auf den Stirnseiten 4 angeordnet ist.
Der Energiespeicher 1 weist außerdem eine separat von den Speicherzellen 2 ausgebildete und auch als Kühlplatte bezeichnete Temperierplatte 8 auf, welche von einem insbesondere flüssigen Temperierfluid durchströmbar ist. Dabei sind die Stirnseiten 5 der Speicherzellen 2 der Temperierplatte 8, insbesondere einer Breitseite 9 der Temperierplatte 8, zugewandt, sodass die Breitseite 9 den Stirnseiten 5 zugewandt, mithin auf den Stirnseiten 5 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Temperierplatte ein Festkörper und eigensteif, das heißt formstabil. Der Energiespeicher 1 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ferner einen separat von der Temperierplatte 8 und separat von den Speicherzellen 2 ausgebildeten Zellhalter 10, welcher auch einfach als Halter bezeichnet wird. Der Zellhalter 10 weist, insbesondere genau, ein vorzugsweise einstückig ausgebildetes Halterteil 11 auf. Das Halterteil 11 ist somit vorzugsweise ein einstückiger Körper des Zellhalters 10. Vorzugsweise ist das Halterteil 11 aus einem Kunststoff und/oder Spritzgießen hergestellt. Die Speicherzellen 2 sind jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, in dem Halterteil 11 und somit in dem Zellhalter 10 angeordnet und mittels des Halterteils 11 und somit mittels des Zellhalters 10 in einem jeweiligen Abstand zueinander gehalten.
Aus 1 ist erkennbar, dass in 1 mit Z1 bezeichnete, erste der Speicherzellen 2 entlang einer auch als Beabstandungsrichtung oder Stapelrichtung bezeichneten, ersten Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind, sodass die Speicherzellen Z1 eine erste Zellreihe R1 bilden. Mit anderen Worten sind die ersten Speicherzellen Z1 entlang einer ersten Geraden aufeinanderfolgend angeordnet, wodurch die ersten Speicherzellen Z1 die erste Zellreihe Z1 bilden. Mit Z2 bezeichnete, zweite der Speicherzellen 2 sind entlang der Stapelrichtung aufeinanderfolgend angeordnet und bilden dadurch eine zweite Zellreihe R2. Dies bedeutet, dass die zweiten Speicherzellen Z2 entlang einer zweiten Geraden aufeinanderfolgend angeordnet und voneinander beabstandet sind, sodass die zweiten Speicherzellen Z2, die zweite Zellreihe R2 bilden. Die erste Gerade und die zweite Gerade sind entlang einer senkrecht zu der ersten Geraden und senkrecht zu der zweiten Gerade verlaufenden, dritten Gerade und somit entlang einer zweiten Richtung voneinander beabstandet und nebeneinander angeordnet, weil die Geraden parallel zueinander verlaufen. Die Stapelrichtung verläuft senkrecht zur jeweiligen Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle 2, sodass die zweite Richtung senkrecht zur Stapelrichtung senkrecht zur jeweiligen Längserstreckungsrichtung verläuft. Die Temperierplatte 8 ist von vorzugsweise flüssigen Temperierfluid durchströmbar, sodass über die Temperierplatte 8 die Speicherzellen 2 mittels des Temperierfluids temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden können.
Um nun einerseits eine besonders hohe mechanische Stabilität des Energiespeichers 1 und andererseits eine besonders vorteilhafte Temperierung, das heißt Erwärmung und/oder Kühlung des Energiespeichers 1 realisieren zu können, sind - wie besonders gut aus 1 und 3 erkennbar ist - der jeweiligen Speicherzelle 2 jeweilige, in um die jeweilige Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle 2 verlaufende Umfangsrichtung der jeweiligen Speicherzelle 2 aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordnete Abstandshalteelemente 12 des Halterteils 11 und somit des Zellhalters 10 zugeordnet. Die Abstandshalteelemente 12 sind somit durch den einstückigen Zellhalter 10 gebildet, sodass die Abstandshalteelemente 12 einstückig miteinander ausgebildet und aus dem zuvor genannten Kunststoff gebildet sind. Unter dem Merkmal, dass der jeweiligen Speicherzelle 2 die jeweiligen Abstandshalteelemente 12 zugeordnet sind, kann insbesondere auch verstanden werden, dass zumindest einige der Abstandshalteelemente 12 wenigstens zwei der Speicherzellen 2 zugeordnet sind. Die Speicherzellen sind beispielsweise entlang der ersten Richtung (Stapelrichtung) und entlang der zweiten Richtung insbesondere jeweils direkt an den Abstandshalteelementen 12 abgestützt und dadurch im jeweiligen Abstand zueinander gehalten. Aus 3 ist erkennbar, dass die jeweilige Speicherzelle 2, insbesondere ihr Zellgehäuse, eine jeweilige, außenumfangseitige Mantelfläche 13 aufweist. Die Mantelfläche 13 ist insbesondere dadurch, dass die jeweilige Speicherzelle 2 als eine Rundzelle ausgebildet ist, zylindrisch ausgebildet. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die außenumfangseitige Mantelfläche 13 entlang der ersten Richtung und entlang der zweiten Richtung jeweils direkt an den der jeweiligen Speicherzelle 2 zugeordneten Abstandshalteelementen 12 abgestützt ist. Die auch als Stapelrichtung der Beabstandungsrichtung bezeichnete, erste Richtung ist in 1 und 2 durch einen Doppelpfeil 35 veranschaulicht. Die zweite Richtung ist durch einen Doppelpfeil 14 veranschaulicht.
Des Weiteren ist besonders gut aus 2 und 3 erkennbar, dass das jeweilige Abstandshalteelement 12 eine jeweilige Stirnseite 15 aufweist. Beispielsweise wird die jeweilige Stirnseite 5 auch als erste Stirnseite bezeichnet, wobei die jeweilige Stirnseite 15 auch als zweite Stirnseite bezeichnet wird. Die jeweilige Stirnseite 15 ist der Breitseite 9 und somit der Temperierplatte 8 zugewandt, sodass die Temperierplatte 8 beziehungsweise ihre Breitseite 9 den Stirnseiten 5 und 15 zugewandt ist. Die Stirnseiten 15 sind näher als die Stirnseiten 5 an der Breitseite 9 und somit an der Temperierplatte 8 angeordnet, sodass die Stirnseiten 5 in Längserstreckungsrichtung der Speicherzellen 2 gegenüber den Stirnseiten 15 von der Temperierplatte 8 weg zurückversetzt sind. Dadurch wird beispielsweise ein jeweiliger Abstand zwischen der jeweiligen Stirnseite 5 und der Breitseite 9 durch die Abstandshalteelemente 12, insbesondere durch einen in Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle 2 verlaufenden Abstand zwischen den Stirnseiten 5 und 15 bestimmt, sodass zwischen der jeweiligen Stirnseite 5 und der Breitseite 9 ein definierter, auch als Zwischenraum bezeichneter Spalt 16 gebildet oder angeordnet ist. Es ist denkbar, dass die Breitseite 9 direkt an den Stirnseiten 15 abgestützt ist. Bei der ersten Ausführungsform ist es so vorgesehen, dass die Stirnseiten 15 von der Breitseite 9 beabstandet sind, sodass auch zwischen der jeweiligen Stirnseite 15 und der Breitseite 9 ein jeweiliger Spalt beziehungsweise Zwischenraum angeordnet ist. Dabei umfasst der Energiespeicher 1 einen auch als Kleber bezeichneten Klebstoff 17. Der Klebstoff 17 ist sowohl in dem jeweiligen Spalt 16 zwischen der jeweiligen Stirnseite 5 und der Breitseite 9 als auch beispielsweise in dem jeweiligen Spalt zwischen der jeweiligen Stirnseite 15 und der Breitseite 9 angeordnet, sodass die Temperierplatte 8 mittels des Klebstoffes 17 besonders vorteilhaft mit den Abstandshalteelementen 12 und mit den Speicherzellen 2 verklebt ist. Somit sind die Speicherzellen 2 besonders gut miteinander, mit der Temperierplatte 8 und mit den Abstandshalteelementen 12 verklebt, sodass eine besonders hohe mechanische Stabilität des Energiespeichers 1 dargestellt werden kann. Außerdem sind die Speicherzellen 2 über den Klebstoff 17 besonders vorteilhaft thermisch an die Temperierplatte 8 angebunden. Dies bedeutet insbesondere, dass über den Klebstoff 17 ein besonders vorteilhafter Wärmeaustausch zwischen der Temperierplatte 8 und den Speicherzellen 2 erfolgen kann. Insbesondere kann ein besonders großflächiger Wärmeaustausch zwischen den Speicherzellen 2 und der Temperierplatte erfolgen, und die Speicherzellen 2 können besonders großflächig an die Temperierplatte 8 angebunden sein. Außerdem werden die Speicherzellen 2 mittels des Klebstoffs 17 besonders vorteilhaft mit dem Abstandshalteelement 12 und somit mit dem Zellhalter 10 verklebt, sodass eine besonders hohe mechanische Stabilität darstellbar ist. Da der Zellhalter 10 das Halterteil 11 als einziges Halterteil aufweist, können die Teileanzahl und somit die Kosten des Energiespeichers 1 besonders geringgehalten werden. Außerdem kann im Vergleich zu einem zweiteiligen Zellhalter ein prozesskritischer Schritt entfallen, in dessen Rahmen zwei separat voneinander ausgebildete Halterteile des Zellhalters 10 relativ zueinander ausgerichtet werden.
Bei der in 1 bis 3 gezeigten ersten Ausführungsform des elektrischen Energiespeichers 1 ist die jeweilige Speicherzelle 2 entlang ihrer jeweiligen, in 1 durch einen Doppelpfeil 18 veranschaulichten Umfangsrichtung von den der jeweiligen Speicherzelle 2 zugeordneten, in Umfangsrichtung der jeweiligen Speicherzelle 2 aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordneten und als Stege 19 des Halterteils 11 und somit des Zellhalters 10 ausgebildeten Abstandshalteelementen 12 umgeben, mittels welchen die Speicherzellen 2 in dem jeweiligen Abstand zueinander gehalten sind, insbesondere entlang der ersten Richtung und entlang der zweiten Richtung. Dabei weist das Halterteil 11 ein Deckelement 20 auf, welches auf den Stirnseiten 4 der Speicherzellen 2 angeordnet ist, derart, dass die Stirnseiten 4 in eine parallel zur jeweiligen Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle 2 verlaufende oder mit der jeweiligen Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle 2 zusammenfallende, in 2 durch einen Pfeil 21 veranschaulichte und von der Temperierplatte wegweisende, dritte Richtung jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, durch das Deckelement 20 überlappt beziehungsweise überdeckt sind. Das Deckelement 20 ist somit durch den einstückigen Körper des Zellhalters 10, mithin durch das Halterteil 11 gebildet. Dabei sind die Stege 19 (Abstandshalteelement 12) einstückig mit dem Deckelement 20 ausgebildet. Die Stege 19 erstrecken sich durchgängig von dem den Stegen 19 gemeinsamen und der Temperierplatte 8 gegenüberliegenden Deckelement 20 des Zellhalters 10 weg in Richtung der Temperierplatte 8, vorliegend derart, dass der jeweilige Steg 19 an dem Deckelement 20 beginnt und an seiner jeweiligen Stirnseite 15 endet und sich dabei durchgängig von dem Deckelement 20 bis zu der Stirnseite 15 erstreckt. Da die Stirnseiten 15 näher an der Breitseite 9 angeordnet sind als die Stirnseiten 5, überragen die Stege 19 die Speicherzellen 2 und somit die Stirnseiten 5 zu der Breitseite 9 beziehungsweise zu der Temperierplatte 8 hin.
4 und 5 veranschaulichen eine zweite Ausführungsform des Energiespeichers 1. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere im Hinblick auf den Zellhalter 10 von der ersten Ausführungsform. Bei der ersten Ausführungsform ist der Zellhalter 10 einteilig ausgebildet, sodass bei der ersten Ausführungsform der Zellhalter 10 das Halterteil 11 als einziges Halterteil aufweist. Demgegenüber ist bei der zweiten Ausführungsform der Zellhalter 10 zweiteilig ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Zellhalter 10 bei der zweiten Ausführungsform wenigstens oder vorzugsweise genau zwei vorzugsweise jeweils einstückig ausgebildete Halterteile 11 und 22 aufweist, welche separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Bauelemente sind. In Zusammenschau mit 5 ist erkennbar, dass das der jeweiligen Speicherzelle 2 eine jeweilige Wandung 23 des Halterteils 11 und somit des Zellhalters 10 zugeordnet sein kann, wobei die jeweilige Wandung 23 zwischen jeweils zwei der Speicherzellen 2 angeordnet ist und zumindest einen Längenbereich der jeweils zugeordneten Speicherzelle 2 in Umfangsrichtung der jeweiligen Speicherzelle 2 vollständig umlaufend umgibt. Entsprechendes kann auf Wandung 24 des Halterteils 22 übertragen werden. Dabei ist aus 4 erkennbar, dass insbesondere in Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Speicherzelle 2 die jeweilige Wandung 23 von der jeweiligen Wandung 24 des Halterteils 22 beabstandet sein kann. Insbesondere ist aus 5 erkennbar, dass das jeweilige Abstandshalteelement 12 von der jeweiligen Wandung 23 hin zu der Temperierplatte 8 beziehungsweise Breitseite 9 hin abstehen kann. Bei der zweiten Ausführungsform kann ferner vorgesehen sein, dass die Breitseite 9 und somit die Temperierplatte 8 direkt an den Stirnseiten 15 abgestützt ist. Auch bei der zweiten Ausführungsform sorgen die Abstandshalteelement 12 für einen definierten Abstand zwischen der jeweiligen Stirnseite 5 und der Breitseite 9 und somit für den jeweiligen Spalt 16 zwischen der Breitseite 9 und der jeweiligen Stirnseite 5, wobei der Klebstoff 17 besonders vorteilhaft in dem jeweiligen Spalt 16 angeordnet ist.
Bei der zweiten Ausführungsform weisen die jeweiligen, der jeweiligen Speicherzelle 2 zugeordneten Abstandshalteelemente 12 jeweilige Abstützflächen 25 auf, die in Umfangsrichtung der jeweiligen Speicherzelle 2 aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordnet sind. Dabei sind jeweilige Teile der jeweiligen Stirnseite 5 der jeweiligen Speicherzelle 2 zu der Temperierplatte 8 hin, insbesondere direkt, an den jeweiligen, zugehörigen Abstützflächen 25 abgestützt, wodurch eine definierte und vorteilhafte Abstützung der Speicherzellen 2 darstellbar ist. Der Zellhalter 10 ist bei der zweiten Ausführungsform derart ausgestaltet beziehungsweise konzipiert, dass ein möglichst geringer Teil der jeweiligen Stirnseite 5 zu der Temperierplatte 8 hin durch die Abstandshalteelemente 12 überlappt ist. Dabei ist es vorgesehen, dass ein überwiegender Teil, insbesondere wenigstens 70%, der jeweiligen Stirnseite 5 der jeweiligen Speicherzelle 2 zu der Breitseite 9 und somit zu der Temperierplatte 8 hin überlappungsfrei zu den jeweiligen, der jeweiligen Speicherzelle 2 zugeordneten Abstandshalteelementen 12 angeordnet ist, mithin nicht durch die jeweils zugeordneten Abstandshalteelementen 12 überlappt beziehungsweise überdeckt ist. Dies kann besonders gut aus 6 erkannt werden, wobei 6 und 7 eine dritte Ausführungsform des Energiespeichers 1 veranschaulichen. Bei der dritten Ausführungsform kommt jedoch das Halterteil 11 zum Einsatz, welches auch bei der zweiten Ausführungsform zum Einsatz kommt.
Bei der zweiten Ausführungsform kann beispielsweise das Halterteil 22 als das Zellkontaktierungssystem 7 verwendet werden beziehungsweise das Zellkontaktierungssystem 7 ist beispielsweise an einem Halterteil 22 gehalten. Außerdem kann das Halterteil 22 als Teil eines Speichergehäuses des Energiespeichers 1 verwendet werden, der beispielsweise über sein Speichergehäuse zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an ein Strukturbauteil des Kraftfahrzeugs anbindbar oder angebunden und somit an dem Strukturbauteil befestigt ist. Vorzugsweise ist das Strukturbauteil ein Karosseriebauteil und somit Bestandteil eines vorzugsweise als selbstfahrende Karosserie ausgebildeten Aufbaus des Kraftfahrzeugs. Insbesondere ist es denkbar, den Energiespeicher 1 über das Halterteil 11 und/oder das Halterteil 22 an Querstreben des Strukturbauteils anzubinden. Hierzu weist - wie besonders gut aus 2 und 4 erkennbar ist - das Halterteil 11 und/oder das Halterteil 22 Fügflansche 33 beziehungsweise 34 auf, welche zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit den Querstreben beziehungsweise mit dem Strukturbauteil verbindbar oder verbunden sind, insbesondere durch Kleben und/oder Schrauben und/oder auf andere Weise. Das Halterteil 11 gemäß der dritten Ausführungsform kann sich dadurch von dem Halterteil 11 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheiden, dass es - wie aus 3 erkennbar ist - als einziges Halterteil 11 des Zellhalters 10 verwendet werden kann. In 7 ist schematisch ein Verfahren zum Herstellen der dritten Ausführungsform des Energiespeichers 1 gezeigt. Insbesondere ist aus 3 erkennbar, dass der separat von der Temperierplatte 8 ausgebildete Zellhalter 10, insbesondere das Halterteil 11, an wenigstens einer Verbindungsstelle 26 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit der Temperierplatte 8 verbunden, insbesondere verschweißt und/oder verklebt ist, wobei die Verbindungsstelle 26 auf einer den Speicherzellen 2 abgewandten Seite des Halterteils 11 angeordnet ist.
Bei einem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird das Halterteil 11 mit der Temperierplatte 8 verbunden, und die Speicherzellen 2 werden in dem Zellhalter 10, insbesondere in dem Halterteil 11, angeordnet, insbesondere derart, dass die Speicherzellen 2 in das Halterteil 11 eingesteckt werden. Daraufhin wird, insbesondere mittels eines Werkzeugs 27, der Klebstoff 17, insbesondere von den Stirnseiten 4 aus, zwischen die Speicherzellen 2, sowie beispielsweise zwischen die jeweilige Stirnseite 5 und die Breitseite 9 eingebracht, insbesondere in einem flüssigen Zustand des Klebstoffs 17. Bei einem sich insbesondere an ersten Schritt S1 anschließenden, zweiten Schritt S2 des Verfahrens, wird beispielsweise das Zellkontaktierungssystem 7 auf den Stirnseiten 4 angeordnet und dabei insbesondere auf dem Halterteil 11 angeordnet und mit dem Halterteil 11 verbunden, und beispielsweise werden Wandungsbereiche 36 zwischen den Speicherzellen 2 angeordnet und mittels des Klebstoffes 17 mit den Wandungen 24 und/oder mit den Speicherzellen 2 verklebt. Bei einem Schritt S3 des Verfahrens wird beispielsweise der vollständig hergestellte Energiespeicher 1 bereitgestellt. Insbesondere werden jeweilige Zwischenräume zwischen den jeweiligen Speicherzellen 2 mit dem Klebstoff 17 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, gefüllt. Das Zellkontaktierungssystem 7 ist vorzugsweise direkt mittels des Klebstoffs 17 mit der Temperierplatte 8 und den Speicherzellen 2 verbunden.
Schließlich veranschaulichen 8 bis 12 eine vierte Ausführungsform des Energiespeichers 1. Besonders gut aus 8 erkennbar sind auch als Bars oder Busbars Stromsammelschienen 27, welche mit den Speicherzellen 2 elektrisch verbunden sind. Somit sind beispielsweise die Speicherzelle 2 über die Stromsammelschienen 27 elektrisch miteinander verbunden. Aus 9 und 10 ist besonders gut erkennbar, dass vorliegend zwischen jeweils zwei benachbarten Speicherzellen 2 beziehungsweise Z1 der Zellreihe R1 und zwischen jeweils zwei benachbarten Speicherzellen 2 beziehungsweise Z2 der Zellreihe R2 eine Wandung 28 des Halterteils 22 und somit des Zellhalters 10 angeordnet ist. Die vorigen und folgenden Ausführungen zu den Speicherzellen Z1 und Z2 und zu den Zellreihen R1 und R2 können ohne weiteres auch auf andere Zellreihen des Energiespeichers 1 übertragen werden. Mittels der jeweiligen Wandung 28 sind die jeweils benachbarten Speicherzellen Z1 beziehungsweise Z2, zwischen denen die jeweilige Wandung 28 angeordnet ist, in dem jeweiligen Abstand zueinander gehalten, insbesondere entlang der Stapelrichtung (erste Richtung). Die jeweilige Wandung 28 ist - wie besonders gut aus 10 erkennbar ist - zwischen jeweiligen, ersten T1 von jeweiligen, stirnseitigen Randbereichen R der benachbarten Speicherzellen Z1 beziehungsweise Z2 angeordnet, sodass die ersten Teile T1 der Randbereiche R der benachbarten Speicherzellen Z1 beziehungsweise Z2 entlang der Stapelrichtung, entlang welcher die benachbarten Speicherzellen Z1 beziehungsweise Z2 aufeinanderfolgend angeordnet sind, insbesondere direkt, an der jeweiligen Wandung 28 abgestützt sind, die zwischen den jeweiligen benachbarten Speicherzellen Z1 beziehungsweise Z2 entlang der ersten Richtung angeordnet ist.
Entlang der senkrecht zu der ersten Richtung verlaufenden, durch den Doppelpfeil 14 veranschaulichten, zweiten Richtung, schließt sich ein jeweils teilweise durch zweite Teile T2 der Randbereiche R der benachbarten Speicherzellen Z1 beziehungsweise Z2 und die Wandung 28, die entlang der ersten Richtung zwischen den benachbarten Speicherzellen Z1 beziehungsweise Z2 beziehungsweise deren Randbereiche R angeordnet ist, begrenzter Aufnahmebereich 29 an, in welchem ein die Wandung 28 und die zweiten Teile T2 jeweils direkt berührender und in 9 und 10 besonders schematisch dargestellter Klebstoff 30 aufgenommen ist. Der Klebstoff 30 kann der Klebstoff 17 sein. Somit sind die benachbarten Speicherzellen Z1 beziehungsweise Z2 über ihre Randbereiche R, das heißt über ihre zweiten Teile T2 mittels des Klebstoffs 30 miteinander und mit der Wandung 28 und somit mit dem Halterteil 22 beziehungsweise dem Zellhalter 10 verklebt, wodurch eine besonders hohe mechanische Stabilität geschaffen werden kann. Aus einer Zusammenschau von 9 bis 11 ist erkennbar, dass beispielsweise der jeweilige, durch die zweiten Teile T2 der benachbarten Speicherzellen Z1 der Zellreihe R1 jeweils teilweise auch teilweise direkt durch die jeweilige Wandung 28 begrenzt ist, die entlang der ersten Richtung zwischen den benachbarten Speicherzellen Z2 der Zellreihe R2 angeordnet ist. Somit sind die Speicherzellen Z1 über ihre Teile T2 und über die Teile T2 der Speicherzellen Z2 mit den Speicherzellen Z2 verklebt. Die Aufnahmebereiche 29 bilden oder definieren somit einen auch als Klebelinie bezeichneten und besonders gut aus 11 und 12 erkennbaren Klebepfad 31, welcher auch als Klebstoffpfad bezeichnet wird und sich beispielsweise von Zellreihe zu Zellreihe mäanderförmig erstreckt beziehungsweise mäanderförmig zwischen den Zellreihen hindurcherstreckt, das heißt sich mäanderförmig zwischen den Zellreihen hindurcherstreckt. Der Klebstoff 30 kann besonders vorteilhaft von den Stirnseiten 4 aus in die Aufnahmebereiche 29 eingebracht werden, insbesondere unter Ausbildung einer Kleberaupe 32. Die Kleberaupe 32 ist somit durch den Klebestoff 30 gebildet und folgt dem Klebstoffpfad 31, sodass sich die Kleberaupe 32 mäanderförmig zwischen den Zellreihen hindurcherstreckt. Der Klebstoff 30 kann die seitlichen, stirnseitigen Randbereiche R, das heißt die Teile T2 der seitlichen, stirnseitigen Randbereiche R direkt berühren, sodass die Speicherzellen 2 über ihre Randbereiche R besonders vorteilhaft miteinander und mit dem Zellhalter 10 verklebt werden können.
Die Wandungen 28 werden auch genutzt, um die Stromsammelschienen 27 abzustützen. Hierzu weist die jeweilige Wandung 28 eine jeweilige, dritte Stirnseite 37 auf, welche in dieselbe Richtung wie die Stirnseiten 4 weisen. Dabei sind die Stromsammelschienen 27 direkt an den Stirnseiten 37 abgestützt. Außerdem sind beispielsweise aus 9 und 10 die ebenfalls an der Stirnseite 4 angeordneten, anderen Anschlüsse der Speicherzellen 2 erkennbar und dort mit 33 bezeichnet.
Bezugszeichenliste

1: elektrischer Energiespeicher
2: Speicherzelle
3: Doppelpfeil
4: Stirnseite
5: Stirnseite
6: Anschluss
7: Zellkontaktierungssystem
8: Temperierplatte
9: Breitseite
10: Zellhalter
11: Halterteil
12: Abstandshalteelement
13: Doppelpfeil
14: Doppelpfeil
15: Stirnseite
16: Spalt
17: Klebstoff
18: Doppelpfeil
19: Steg
20: Deckelement
21: Pfeil
22: Halterteil
23: Wandung
24: Wandung
25: Abstützfläche
26: Verbindungsstelle
27: Stromsammelschiene
28: Wandung
29: Aufnahmebereich
30: Klebstoff
31: Klebepfad
32: Kleberaupe
33: Fügflansch
34: Fügflansch
35: Doppelpfeil
36: Wandungsbereich
37: Stirnseite
R: Randbereich
R1: Zellreihe
R2: Zellreihe
T1: Teil
T2: Teil
Z1: erste Speicherzelle
Z2: zweite Speicherzelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 9847182 B2 [0002]
DE 102011109246 A1 [0002]
DE 102018117601 A1 [0002]

Claims

Elektrischer Energiespeicher (1) zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug, mit mehreren, zum Speichern der elektrischen Energie ausgebildeten Speicherzellen (2), deren jeweilige Stirnseiten (5) einer von einem Temperierfluid durchströmbaren Temperierplatte (8) zugewandt sind, über welche die Speicherzellen (2) mittels des Temperierlfuids zu temperieren sind, und mit einem Zellhalter (10), in welchem die Speicherzellen (2), welche mittels des Zellhalters (10) in einem jeweiligen Abstand zueinander gehalten sind, jeweils zumindest teilweise angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweiligen Speicherzelle (2) jeweilige, in Umfangsrichtung (18) der jeweiligen Speicherzelle (2) aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordnete Abstandshalteelemente (12) des Zellhalters (10) zugeordnet sind, dessen jeweilige Abstandshalteelemente (12) jeweilige, der Temperierplatte (8) zugewandte Stirnseiten (15) aufweisen, die näher an der Temperierplatte (8) angeordnet sind als die Stirnseiten (5) der Speicherzellen (2).
Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Speicherzelle (2) entlang ihrer jeweiligen Umfangsrichtung (18) von den der jeweiligen Speicherzelle (2) zugeordneten, in Umfangsrichtung (18) der jeweiligen Speicherzelle (2) aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordneten und als Stege (19) des Zellhalters (10) ausgebildeten Abstandshalteelementen (12) umgeben ist, mittels welchen die Speicherzellen (2) in dem jeweiligen Abstand zueinander gehalten sind.
Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stege (19) durchgängig von einem der Temperierplatte (8) gegenüberliegenden Deckelement (20) des Zellhalters (10) weg in Richtung der Temperierplatte (8) erstrecken, wobei dem Deckelement (20) jeweilige, den Stirnseiten (5) gegenüberliegende, weitere Stirnseiten (4) der Speicherzellen (2) zugewandt sind.
Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (19) einstückig mit dem Deckelement (20) ausgebildet sind.
Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten (5) der Speicherzellen (2) zu der Temperierplatte (8) hin überlappungsfrei zu den Abstandshalteelementen (12) angeordnet sind.
Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen, der jeweiligen Speicherzelle (2) zugeordneten Abstandshalteelemente (12) jeweilige Abstützflächen (25) aufweisen, an welchen die jeweilige Stirnseite (5) der jeweiligen Speicherzelle (2) abgestützt ist.
Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein überwiegender Teil, insbesondere wenigstens 70%, der jeweiligen Stirnseite (5) der jeweiligen Speicherzelle (2) zu der Temperierplatte (8) hin überlappungsfrei zu den jeweiligen, der jeweiligen Speicherzelle (2) zugeordneten Abstandshalteelementen (12) angeordnet ist.
Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalteelemente (12) einstückig miteinander ausgebildet sind.
Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen einem jeweiligen Teilbereich der jeweiligen Stirnseite (5) der jeweiligen Speicherzelle (2) und der Temperierplatte (8) ein Klebstoff (17) angeordnet ist, welcher den jeweiligen Teilbereich und die Temperierplatte (8) jeweils direkt berührt.
Elektrischer Energiespeicher (1) zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens zwei zum Speichern der elektrischen Energie ausgebildeten und entlang einer Richtung (13) nebeneinander angeordneten Speicherzellen (2), und mit einem Zellhalter (10), in welchem die Speicherzellen (2), welche mittels des Zellhalters (10) in einem jeweiligen, entlang der Richtung (13) verlaufenden Abstand zueinander gehalten sind, jeweils zumindest teilweise angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellhalter (10) wenigstens eine entlang der Richtung (13) zwischen jeweiligen, ersten Teile (T1) von jeweiligen, stirnseitigen Randbereichen (R) der Speicherzellen (2) angeordnete Wandung (28) aufweist, an welcher die ersten Teile (T1) der Randbereiche (R) der Speicherzellen (2) entlang der Richtung (13) abgestützt sind, wobei sich entlang einer senkrecht zu der Richtung (13) verlaufenden, zweiten Richtung (14) ein jeweils teilweise durch zweite Teile (T2) der Randbereiche (R) der Speicherzellen (2) und die Wandung (28) begrenzter Aufnahmebereich (29) anschließt, in welchem ein die Wandung (28) und die zweiten Teile (T2) jeweils direkt berührender Klebstoff (30) aufgenommen ist, mittels welchem die Speicherzellen (2) miteinander und mit dem Zellhalter (10) verklebt sind.