DE202018106394U1 - battery assembly - Google Patents

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Abstract

Batterieanordnung (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) für ein Fahrzeug, miteiner Anzahl von Zellgruppen (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311), welche jeweils eine Vielzahl von elektrisch gleichsinnig, mit nebeneinander liegenden Hochachsen nebeneinander angeordneten Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) aufweisen, undeinem elektrisch leitenden Kontaktblech (107) für jede der Zellgruppen (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) bis auf eine der Zellgruppen (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311),wobei die Kontaktbleche (107) jeweils einen Kontaktabschnitt (108, 208, 213, 308, 313, 430) aufweisen, welcher die jeweiligen Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) radial kontaktiert, undwobei die Kontaktbleche (107) jeweils einen Zellverbindungsabschnitt (109, 209, 214, 309, 314) aufweisen, welcher an deren Pluspol (105, 106, 205, 206, 212, 305, 306, 312) über die Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) der jeweiligen Zellgruppe (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) herausragt und orthogonal zu dem jeweiligen Kontaktabschnitt (108, 208, 213, 308, 313, 430) von den jeweiligen Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) weg gerichtet ist und ausgebildet ist, die Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) einer weiteren Zellgruppe (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) an deren Pluspol (105, 106, 205, 206, 212, 305, 306, 312) zu kontaktieren.A battery assembly (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) for a vehicle, comprising: a plurality of cell groups (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) each having a plurality of electrically co-axial directions; having juxtaposed tall axes juxtaposed round cells (103, 104, 203, 204, 210), and an electrically conductive contact sheet (107) for each of the cell groups (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) except for one of the cell groups (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311), the contact plates (107) each having a contact section (108, 208, 213, 308, 313, 430), which surrounds the respective round cells ( 103, 104, 203, 204, 210) are radially contacted, and wherein the contact sheets (107) each have a cell connection portion (109, 209, 214, 309, 314) which is connected to its positive pole (105, 106, 205, 206, 212, 305, 306, 312) projects beyond the round cells (103, 104, 203, 204, 210) of the respective cell group (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) and orthogonally al is directed to the respective contact portion (108, 208, 213, 308, 313, 430) away from the respective circular cells (103, 104, 203, 204, 210) and is configured to enclose the circular cells (103, 104, 203, 204 , 210) of another cell group (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) at their positive pole (105, 106, 205, 206, 212, 305, 306, 312) to contact.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieanordnung für ein Fahrzeug.The present invention relates to a battery assembly for a vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit Energiequellen für elektrische Fahrzeuge erläutert. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung auch in allen anderen Anwendungen genutzt werden kann, in welchen elektrische Verbraucher mit elektrischer Energie versorgt werden.The present invention will be explained below mainly in connection with power sources for electric vehicles. It is understood that the present invention can also be used in all other applications in which electrical consumers are supplied with electrical energy.

In modernen Fahrzeugen können Elektromotoren als Antriebsmotoren einen Verbrennungsmotor unterstützen, z.B. in Hybridfahrzeugen, oder diese vollständig ersetzen, z.B. in Elektrofahrzeugen. Zur Versorgung solcher Elektromotoren in den Fahrzeugen können z.B. Batterien eingesetzt werden. Solche Batterien bestehen üblicherweise aus einer Vielzahl einzelner Batteriezellen, welche derart in Serien- und Parallelschaltungen angeordnet werden, dass die gewünschte Nennspannung und die gewünschte Kapazität erzielt werden.In modern vehicles, electric motors as drive motors can assist an internal combustion engine, e.g. in hybrid vehicles, or replace them completely, e.g. in electric vehicles. For supplying such electric motors in the vehicles, e.g. Batteries are used. Such batteries usually consist of a multiplicity of individual battery cells, which are arranged in series and parallel circuits in such a way that the desired rated voltage and the desired capacitance are achieved.

Um den Platzbedarf für solche Batterien möglichst gering zu halten, werden z.B. Rundzellen in Gruppen oder Paketen nebeneinander angeordnet und auf der Oberseite (Pluspol) und der Unterseite (Minuspol) kontaktiert. Rundzellen weisen einerseits eine sehr hohe Energiedichte auf, andererseits weisen diese eine nachteilige Packungsdichte auf und es wird eine hohe Anzahl Zellen für eine Fahrzeugbatterie benötigt.In order to minimize the space requirements for such batteries, e.g. Round cells in groups or packages arranged side by side and contacted on the top (plus pole) and the bottom (negative pole). On the one hand, round cells have a very high energy density, on the other hand they have a disadvantageous packing density and a high number of cells is required for a vehicle battery.

Es existieren Fahrzeugbatterien welche üblicherweise nicht gekühlt werden. Bei der Kontaktierung der Zellen wird daher kein besonderer Wert auf eine performante Kühlung der Zellen gelegt. Solche Fahrzeugbatterien aus Rundzellen weisen daher unter hohen Lasten nur eine geringe Leistung auf bzw. müssen bei Erhitzung die Leistungsabgabe drosseln.There are vehicle batteries which are usually not cooled. When contacting the cells, therefore, no particular value is placed on high-performance cooling of the cells. Such vehicle batteries from round cells therefore have low power under high loads or have to throttle the power output when heated.

Bei gekühlten Fahrzeugbatterien werden die Rundzellen auf deren Unterseite und Oberseite kontaktiert. Es lässt sich folglich am Boden der Zelle ein gewisser Schichtaufbau zur elektrischen Kontaktierung nicht vermeiden, der die Wärmeübertragung und damit die Kühlleistung negativ beeinflusst.In cooled vehicle batteries, the round cells are contacted on the bottom and top. Consequently, it is not possible to avoid a certain layer structure for electrical contacting at the bottom of the cell, which adversely influences the heat transfer and thus the cooling capacity.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine effektive Kühlung von Batterien in elektrischen Fahrzeugen zu ermöglichen.It is therefore an object of the invention to enable effective cooling of batteries in electric vehicles using constructively simplest possible means.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben. Insbesondere können die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying figures. In particular, the independent claims of a claim category can also be developed analogously to the dependent claims of another claim category.

Eine erfindungsgemäße Batterieanordnung für ein Fahrzeug weist auf: eine Anzahl von Zellgruppen, welche jeweils eine Vielzahl von elektrisch gleichsinnig, mit nebeneinander liegenden Hochachsen nebeneinander angeordneten Rundzellen aufweisen, und ein elektrisch leitendes Kontaktblech für jede der Zellgruppen bis auf eine der Zellgruppen, also z.B. bis auf die letzte der Zellgruppen in dem Stapel hinter welcher keine weiteren Zellgruppen angeordnet werden. Dabei weisen die Kontaktbleche jeweils einen Kontaktabschnitt auf, welcher die jeweiligen Rundzellen radial kontaktiert, also an deren Minuspol. Ferner weisen die Kontaktbleche jeweils einen Zellverbindungsabschnitt auf, welcher an deren Pluspol über die Rundzellen der jeweiligen Zellgruppe herausragt und orthogonal zu dem jeweiligen Kontaktabschnitt von den jeweiligen Rundzellen weg gerichtet ist und ausgebildet ist, die Rundzellen einer weiteren Zellgruppe an deren Pluspol zu kontaktieren.A battery arrangement according to the invention for a vehicle comprises: a number of cell groups, each having a plurality of circular cells arranged in the same direction, with juxtaposed vertical axes, and an electrically conductive contact plate for each of the cell groups except one of the cell groups, e.g. except for the last of the cell groups in the stack behind which no further cell groups are arranged. In this case, the contact plates each have a contact portion, which radially contacts the respective round cells, ie at the negative pole. Furthermore, the contact plates each have a cell connection section which protrudes at its positive pole via the round cells of the respective cell group and is directed orthogonal to the respective contact section away from the respective round cells and is adapted to contact the round cells of another cell group at its positive pole.

Ein erfindungsgemäßes Batteriesystem für ein Fahrzeug weist auf: eine Vielzahl, also z.B. zwei oder mehr, von Batterieanordnungen nach einem der vorherigen Ansprüche, und ein elektrisches Koppelelement, welches ausgebildet ist, die Batterieanordnungen elektrisch in Serie und/oder elektrisch parallel miteinander zu koppeln.A battery system according to the invention for a vehicle comprises: a plurality, e.g. two or more of battery assemblies according to any one of the preceding claims, and an electrical coupling element configured to electrically couple the battery assemblies in series and / or in electrical parallel with one another.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine Kontaktierung von Rundzellen an deren Unterseite (Minuspol) eine effektive Kühlung verhindert. Insbesondere führt eine Kontaktierung auf der Unterseite der Rundzellen dazu, dass die Unterseite nicht direkt flächig mit z.B. einem Kühlblech kontaktiert werden kann. Durch den bisher üblichen Schichtaufbau verschlechtert sich folglich die Wärmeabfuhr aus der Zelle und diese erwärmt sich stark.The present invention is based on the finding that contacting of round cells on their underside (negative pole) prevents effective cooling. In particular, a contact on the underside of the round cells results in that the underside is not directly planar with e.g. a cooling plate can be contacted. As a result of the hitherto customary layer structure, the heat removal from the cell thus deteriorates and the latter heats up considerably.

Die vorliegende Erfindung stellt daher eine Anordnung bereit, bei welcher die Rundzellen elektrisch an ihrem Pluspol und ihrem Minuspol kontaktiert werden, und bei der dennoch die Unterseite der Rundzellen frei bleibt, um eine effektive Kühlung vorzunehmen.The present invention therefore provides an arrangement in which the round cells are electrically contacted at their positive and negative poles, and yet the bottom of the round cells remains free to provide effective cooling.

Dazu werden in der Batterieanordnung Zellgruppen vorgesehen, bei welchen die einzelnen Rundzellen in axialer Richtung, also stehend, nebeneinander angeordnet werden, sodass der Pluspol und der Minuspol der einzelnen Rundzellen jeweils auf der gleichen Seite liegen.For this purpose, cell groups are provided in the battery assembly, in which the individual round cells in the axial direction, ie standing, are arranged side by side, so that the positive pole and the negative terminal of the individual round cells each lie on the same side.

Die Rundzellen der einzelnen Zellgruppen werden jeweils mit einem Kontaktabschnitt eines Kontaktblechs elektrisch an deren Minuspol kontaktiert. Bei Rundzellen bildet die gesamte Gehäusefläche, bis auf die Oberseite, welche den Pluspol bildet, den Minuspol. Der Kontaktabschnitt des Kontaktblechs kann daher bei Rundzellen radial, also seitlich am Mantel der Rundzellen, angebracht werden. Die Rundzellen werden dadurch alle an ihrem Minuspol elektrisch kontaktiert. Gleichzeitig bleibt aber der Boden der Rundzellen, der ebenfalls Teil des Minuspols ist, frei. So kann der Boden z.B. sehr effektiv für eine Kühlung der jeweiligen Rundzelle kontaktiert werden.The round cells of the individual cell groups are each contacted with a contact portion of a contact plate electrically to the negative terminal. In round cells, the entire housing surface, up to the top, which forms the positive pole, forms the negative pole. The contact portion of the contact plate can therefore be radially in the case of round cells, that is, attached laterally to the jacket of the round cells. The round cells are thereby electrically contacted at their negative pole. At the same time, however, the bottom of the round cells, which is also part of the negative pole, remains free. Thus, the soil may e.g. be contacted very effectively for cooling the respective round cell.

Es versteht sich, dass der Kontaktabschnitt des Kontaktblechs auf jede geeignete Art mit den Mänteln den Rundzellen verbunden werden kann. Beispielsweise kann der Kontaktabschnitt an die Zellmäntel geschweißt werden. Dazu kann z.B. Laserschweißen, Widerstandsschweißen, Ultraschallschweißen oder dergleichen eingesetzt werden. Andere Verbindungsarten, wie Kleben, z.B. mit einem leitenden Kleber, können selbstverständlich auch genutzt werden. Ein Bonden zwischen Kontaktabschnitt und den Mänteln der Rundzellen ist ebenfalls möglich.It is understood that the contact portion of the contact plate can be connected in any suitable way with the coats the round cells. For example, the contact portion can be welded to the cell shells. For this, e.g. Laser welding, resistance welding, ultrasonic welding or the like can be used. Other types of connection, such as bonding, e.g. with a conductive adhesive, of course, can also be used. Bonding between the contact section and the coats of the round cells is also possible.

In den einzelnen Zellgruppen sind die Rundzellen gemeinsam an ihrem Minuspol kontaktiert, also parallelgeschaltet. Um aus den einzelnen Zellgruppen nun eine Batterieanordnung zu erzeugen, weisen die Kontaktbelche jeweils einen Zellverbindungsabschnitt auf. Der Zellverbindungsabschnitt erstreckt sich über die Pluspole der Rundzellen hinaus und ist abgewinkelt, so dass er über die Pluspole einer weiteren Zellgruppe ragt. Dort kann er die Pluspole der Rundzellen der weiteren Zellgruppe kontaktieren. Damit werden die zwei Zellgruppen elektrisch in Serie miteinander verschaltet.In the individual cell groups, the round cells are contacted together at their negative pole, that is, connected in parallel. In order to generate a battery arrangement from the individual cell groups, the contact sheets each have a cell connection section. The cell connection section extends beyond the plus poles of the round cells and is angled so that it projects beyond the plus poles of another cell group. There he can contact the positive poles of the round cells of the further cell group. Thus, the two cell groups are electrically interconnected in series.

Es versteht sich, dass für die letzte Zellgruppe einer solchen Serienschaltung kein Kontaktblech mit Zellverbindungsabschnitt bereitgestellt werden muss. Der Minuspol dieser Zellgruppe kann direkt, z.B. an den jeweiligen Rundzellen, kontaktiert werden.It is understood that no contact plate with cell connection section has to be provided for the last cell group of such a series connection. The negative pole of this cell group can be directly, e.g. be contacted at the respective round cells.

Mit der Batterieanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung können die Zellgruppen bzw. jeweils ein Verbund aus Zellgruppen als Vormontagegruppe ein Gleichteil für sonst unterschiedlich geformte Batteriemodule bilden.With the battery arrangement according to the present invention, the cell groups or in each case a composite of cell groups as pre-assembly group can form a common part for otherwise differently shaped battery modules.

Weiterhin ist ein separates Prüfen einzelner Zellgruppen möglich. Bei einer fehlerhaften Kontaktierung oder anderen Fehlern in einer solchen Zellgruppe entsteht somit ein geringer Ausschuss, also z.B. deutlich weniger Ausschuss als bei einer Kontaktierung einer kompletten Zellgruppe.Furthermore, a separate testing of individual cell groups is possible. With a faulty contacting or other errors in such a cell group, a small amount of rejects arises, thus e.g. significantly less rejection than contacting a complete cell group.

Je nachdem, wie einzelne Zellgruppen verschaltet werden, kann ferner in der Produktion möglichst lange im Niedervoltbereich (also unter 60 V) gearbeitet werden. Die speziellen Sicherheitsvorschriften für höhere Spannungen treffen folglich bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem eine höhere Spannung erreicht wird, nicht zu. Beispielsweise kann für große Batteriemodule die Produktion derart ausgeführt werden, dass die einzelnen Zellgruppen erst sehr spät in der Produktion z.B. durch das Verschalten der Sammelbleche miteinander gekoppelt werden, so dass die 60 V überschritten werden.Depending on how individual cell groups are interconnected, it is also possible to work as long as possible in the low-voltage range (ie below 60 V) during production. The special safety regulations for higher voltages therefore do not apply until the time when a higher voltage is reached. For example, for large battery modules, the production may be carried out such that the individual cell groups are very late in production, e.g. be interconnected by interconnecting the collecting sheets, so that the 60 V are exceeded.

Bei bisher bekannten Batteriemodulen werden die Rundzellen dagegen einzeln „in z“ bestückt, also von oben eingesetzt. Es besteht also, gerade bei Handmontage, ein Risiko, einzelne Zellen beim Einsetzen kurzzuschließen (Die Rundzelle berührt mit dem Deckel den Boden einer anderen Rundzelle, da ein Kragen der Minusseite und die Plusseite nahe beieinander liegen). Ein solcher Kurzschluss kann bei der Batterieanordnung der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen werden, da alle Rundzellen einer Zellgruppe gemeinsam z.B. auf einen Boden gestellt und ausgerichtet werden können.In previously known battery modules, however, the round cells are individually "in z" populated, so used from above. Thus, there is a risk, especially during manual installation, of shorting individual cells during insertion (the round cell touches the bottom of another round cell with the lid, since one collar is located on the minus side and the plus side close to one another). Such a short circuit can be excluded in the battery assembly of the present invention, since all of the round cells of a cell group are shared, e.g. placed on a floor and can be aligned.

Ein weiterer Vorteil der Batterieanordnung ist, dass in der Herstellung der Zellgruppen die einzelnen Rundzellen vor dem Schweißen auf einem Boden in Z-Richtung, also der Länge nach, ausgerichtet werden können. Damit wird für die spätere Kühlung so wenig wie möglich Interfacematerial benötigt, da dieses nur noch für den Ausgleich von Fertigungstoleranzen und nicht mehr zum Ausgleich eines Höhenversatzes benötigt wird.A further advantage of the battery arrangement is that in the production of the cell groups, the individual round cells can be aligned on a floor in the Z direction, ie lengthwise, before welding. As a result, as little as possible interface material is required for the later cooling, since this is only needed to compensate for manufacturing tolerances and no longer to compensate for a height offset.

Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Further embodiments and further developments emerge from the subclaims and from the description with reference to the figures.

In einer Ausführungsform können die Kontaktbleche das gleiche Material aufweisen wie die Gehäuse der Rundzellen, insbesondere Stahl, z.B. diffusionsgeglühten Bandstahl mit elektrolytischer Nickelbeschichtung, beispielsweise Hilumin©.In one embodiment, the contact sheets may comprise the same material as the housings of the round cells, in particular steel, e.g. diffusion-annealed steel strip with electrolytic nickel coating, for example Hilumin ©.

Um eine sichere und korrosionsbeständige elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Rundzellen und dem Kontaktblech bzw. dem Sammelblech herzustellen, ist es vorteilhaft, das gleiche Material für die das Kontaktblech bzw. das Sammelblech zu verwenden, welches auch für die Gehäuse bzw. Mäntel der Rundzellen genutzt wird.In order to produce a secure and corrosion-resistant electrical and mechanical connection between the round cells and the contact plate or the collector plate, it is advantageous to use the same material for the contact plate or the collector plate, which also used for the housing or coats of round cells becomes.

Es versteht sich, dass weitere Materialien, wie z.B. Kupfer, Aluminium und dergleichen, verwendet werden können. It is understood that other materials such as copper, aluminum and the like can be used.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Batterieanordnung einen Kühler aufweisen, welcher auf der Unterseite der Rundzellen mit den Rundzellen thermisch gekoppelt ist.In a further embodiment, the battery arrangement can have a cooler, which is thermally coupled on the underside of the round cells with the round cells.

Wie oben bereits erläutert, ermöglicht die Anordnung der Rundzellen und des Kontaktblechs in der Batterieanordnung eine direkte Kontaktierung der Rundzellen an deren Boden zur Kühlung der Rundzellen.As already explained above, the arrangement of the round cells and the contact plate in the battery arrangement allows a direct contacting of the round cells at their bottom for cooling the round cells.

Der Kühler kann z.B. ein passiver Kühler mit Kühlrippen, z.B. ein Strangpressprofil sein. Es versteht sich, dass der Kühler auch ein aktiver Kühler sein kann, der z.B. Kanäle für Kühlflüssigkeit, Lüfter oder dergleichen aufweist.The cooler may e.g. a passive radiator with cooling fins, e.g. be an extruded profile. It is understood that the cooler may also be an active cooler, e.g. Has channels for cooling fluid, fan or the like.

Ferner kann z.B. ein Wärmeleitmittel, z.B. ein Wärmeleitpad bzw. eine Wärmeleitpaste, zwischen dem Kühler und den Rundzellen angeordnet werden, um die Wärmeleitung zwischen den Rundzellen und dem Kühler zu unterstützen. Wird ein Kühler aus leitfähigem Material eingesetzt, kann zusätzlich eine elektrische Isolierung zwischen den Rundzellen und dem Kühler vorgesehen werden. Die elektrische Isolierung kann z.B. auch das Wärmeleitmittel sein.Further, e.g. a heat conducting agent, e.g. a Wärmeleitpad or a Wärmeleitpaste be placed between the radiator and the round cells to support the heat conduction between the round cells and the radiator. If a radiator made of conductive material is used, an additional electrical insulation between the round cells and the radiator can be provided. The electrical insulation can e.g. also be the heat conducting agent.

In noch einer Ausführungsform weist die Batterieanordnung mindestens ein erstes Koppelblech auf, welches ausgebildet ist, die Rundzellen einer der Zellgruppen, also z.B. der letzten Zellgruppe in einer Batterieanordnung, radial zu kontaktieren, also an deren Mantel. In den Zellgruppen sind die einzelnen Rundzellen nebeneinander angeordnet. Die einzelnen Zellgruppen sind daher flache längliche Gebilde mit der Höhe der Rundzellen. Mit Hilfe des Kontaktblechs können die einzelnen Zellgruppen elektrisch in Serie angeordnet und hintereinander gestapelt werden. Es versteht sich, dass die letzte Zellgruppe eines solchen Stapels nicht mit dem Kontaktblech versehen werden muss, da sich keine weitere Zellgruppe an diese anschließt.In yet another embodiment, the battery assembly comprises at least a first coupling plate which is configured to enclose the circular cells of one of the cell groups, e.g. the last cell group in a battery assembly to contact radially, so on the jacket. In the cell groups, the individual round cells are arranged side by side. The individual cell groups are therefore flat elongated structures with the height of the round cells. With the help of the contact plate, the individual cell groups can be arranged electrically in series and stacked one behind the other. It goes without saying that the last cell group of such a stack does not have to be provided with the contact plate, since no further cell group is connected to it.

Um den Stapel aus Zellgruppen in einem Batteriesystem nutzen zu können, werden die Rundzellen der letzten Zellgruppe an ihrem Minuspol kontaktiert, also am Boden bzw. an der Außenwand bzw. am Mantel, also radial. Um den Boden der Rundzellen für die Kühlung frei zu lassen, kontaktiert das erste Koppelblech diese radial, also an ihrem Mantel bzw. ihrer Außenwand.In order to be able to use the stack of cell groups in a battery system, the round cells of the last cell group are contacted at their negative terminal, ie at the bottom or on the outer wall or on the jacket, ie radially. In order to leave the bottom of the round cells for cooling, the first coupling plate contacted them radially, so on their coat or their outer wall.

Das erste Koppelblech kontaktiert folglich die Minuspole der Rundzellen der jeweiligen Zellgruppe und bildet damit auch den Minuspol der Batterieanordnung.The first coupling plate consequently contacts the negative poles of the round cells of the respective cell group and thus also forms the negative pole of the battery arrangement.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Batterieanordnung ein zweites Koppelblech auf, welches ausgebildet ist, die Rundzellen einer der Zellgruppen, also z.B. der ersten Zellgruppe in einer Batterieanordnung, an deren Pluspolen zu kontaktieren.In a further embodiment, the battery arrangement has a second coupling plate, which is designed to accommodate the round cells of one of the cell groups, e.g. the first cell group in a battery assembly to contact at their positive poles.

Wie oben bereits erläutert, werden die einzelnen Zellgruppen aneinandergereiht bzw. gestapelt. Die Rundzellen der letzten Zellgruppe werden an deren Mantel kontaktiert, um den Minuspol der Batterieanordnung zu bilden. Das zweite Koppelblech kontaktiert die Pluspole der Rundzellen der jeweiligen Zellgruppe und bildet damit den Pluspol der Batterieanordnung.As explained above, the individual cell groups are lined up or stacked. The round cells of the last cell group are contacted with their cladding to form the negative terminal of the battery assembly. The second coupling plate contacts the positive poles of the round cells of the respective cell group and thus forms the positive pole of the battery arrangement.

In einer weiteren Ausführungsform können die Kontaktabschnitte jeweils eine gewellte Form aufweisen, welche der äußeren Kontur der Rundzellen angepasst ist.In a further embodiment, the contact portions may each have a corrugated shape, which is adapted to the outer contour of the round cells.

Die Wellenform des Kontaktblechs kann Wellen bzw. Kurven aufweisen, deren Radien denen der äußeren Kontur der Rundzellen entsprechen. Zwei nebeneinander liegende Zellgruppen können folglich leicht versetzt, um den Radius einer Rundzelle, aneinandergelegt werden. Folglich kann der Platzbedarf für zwei nebeneinander liegende Zellgruppen minimiert werden.The waveform of the contact sheet may have waves or curves whose radii correspond to those of the outer contour of the round cells. Two adjacent cell groups can thus be placed slightly offset to the radius of a round cell. Consequently, the space required for two adjacent cell groups can be minimized.

In noch einer Ausführungsform kann die Batterieanordnung ein Isolierelement für jedes der Kontaktbleche aufweisen, wobei die Isolierelemente jeweils auf der der jeweiligen Zellgruppe abgewandten Seite des jeweiligen Kontaktabschnitts angeordnet sind.In yet another embodiment, the battery assembly may include an insulating member for each of the contact sheets, wherein the insulating members are respectively disposed on the side of the respective contact portion facing away from the respective cell group.

Wird auf das Kontaktblech bzw. den jeweiligen Kontaktabschnitt ein Isolierelement aufgebracht, welches die einzelnen Zellgruppen elektrisch voneinander isoliert, können die Zellgruppen räumlich sehr eng gestellt bzw. gepackt werden. Ein ausreichender Abstand mit Luftspalt zur Isolierung ist nicht nötig.If an insulating element is applied to the contact plate or the respective contact section, which isolates the individual cell groups electrically from one another, the cell groups can be placed or packed very closely in space. A sufficient distance with air gap for the isolation is not necessary.

In einer Ausführungsform können die Kontaktabschnitte für jede der Rundzellen ein Federelement aufweisen, welches in Richtung der jeweiligen Rundzelle vorgespannt ist. Das Federelement kann z.B. eine Blattfeder sein. Eine solche Blattfeder kann z.B. eine Zunge sein, die aus dem Material des Kontaktabschnitts z.B. durch Stanzen geformt werden kann. Es versteht sich, dass die Zellgruppen in dieser Ausführung z.B. durch ein Gehäuse bzw. einen Rahmen zusammengedrückt werden können. Durch dieses Gehäuse bzw. den Rahmen werden die einzelnen Zellgruppen entgegen der Vorspannkraft der Federn zusammengepresst und der Kontakt zwischen den Federelementen und den Rundzellen sichergestellt.In one embodiment, the contact portions for each of the circular cells may comprise a spring element which is biased in the direction of the respective round cell. The spring element may e.g. to be a leaf spring. Such a leaf spring may e.g. a tongue made of the material of the contact portion e.g. can be formed by punching. It is understood that the cell groups in this embodiment are e.g. can be compressed by a housing or a frame. By this housing or the frame, the individual cell groups are pressed against the biasing force of the springs and the contact between the spring elements and the round cells ensured.

In einer weiteren Ausführungsform können die Zellverbindungsabschnitte zwischen den Pluspolen der Rundzellen der weiteren Zellgruppe jeweils eine Ausnehmung aufweisen. Die Ausnehmung kann z.B. als ein Schlitz bzw. Schnitt ausgebildet sein. Die einzelnen Rundzellen können im Rahmen der üblichen Produktionstoleranzen unterschiedliche Höhen aufweisen. Bei der Produktion der Batterieanordnung können die einzelnen Rundzellen am Boden, also an ihrem Minuspol ausgerichtet werden. Dazu können sie z.B. auf eine Platte oder den Kühler gestellt werden. Folglich können die Pluspole der einzelnen Zellen unterschiedlich hoch sein. Durch die Ausnehmungen zwischen den einzelnen Pluspolen kann ein Zellverbindungsabschnitt diese Höhenunterschiede aber ausgleichen. In a further embodiment, the cell connection sections can each have a recess between the positive poles of the round cells of the further cell group. The recess may be formed, for example, as a slit or cut. The individual round cells can have different heights within the usual production tolerances. In the production of the battery assembly, the individual round cells can be aligned on the ground, ie at its negative pole. For this they can be placed on a plate or the cooler, for example. Consequently, the positive poles of the individual cells can be of different heights. Through the recesses between the individual positive poles, however, a cell connection section can compensate for these height differences.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Batterieanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Batterieanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Batterieanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Kontaktabschnitts gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Batteriesystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Hereinafter, advantageous embodiments of the invention will be explained with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a block diagram of an embodiment of a battery assembly according to the present invention;
  • 2 a block diagram of another embodiment of a battery assembly according to the present invention;
  • 3 a block diagram of another embodiment of a battery assembly according to the present invention;
  • 4 a block diagram of an embodiment of a contact portion according to the present invention; and
  • 5 a block diagram of an embodiment of a battery system according to the present invention.

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic representations and serve only to illustrate the invention. Identical or equivalent elements are consistently provided with the same reference numerals.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Batterieanordnung 100. Die Batterieanordnung 100 weist zwei Zellgruppen 101, 102 auf. Jede der Zellgruppen 101, 102 weist jeweils sieben Rundzellen 103, 104 auf. Der Übersichtlichkeit halber sind lediglich die erste Rundzelle 103 und die letzte Rundzelle 104 der Zellgruppe 101 mit einem Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, dass die Anzahl von sieben Rundzellen 103, 104 lediglich beispielhaft gewählt wurde und dass jede andere Anzahl von Rundzellen 103, 104 ebenfalls möglich ist. Weitere Zellgruppen sind durch drei Punkte angedeutet. 1 shows a block diagram of a battery assembly 100 , The battery arrangement 100 has two cell groups 101 . 102 on. Each of the cell groups 101 . 102 has seven round cells each 103 . 104 on. For the sake of clarity, only the first round cell 103 and the last round cell 104 the cell group 101 provided with a reference numeral. It is understood that the number of seven round cells 103 . 104 was chosen only as an example and that any other number of round cells 103 . 104 is also possible. Additional cell groups are indicated by three points.

Die Rundzellen 103, 104 sind für die einzelnen Zellgruppen 101, 102 jeweils elektrisch gleichsinnig und mit nebeneinander liegenden Hochachsen nebeneinander angeordnet, also in einer geometrischen Reihe. Die Pluspole 105, 106 der Rundzellen 103, 104 liegen dabei oben.The round cells 103 . 104 are for the individual cell groups 101 . 102 each electrically arranged in the same direction and with adjacent vertical axes next to each other, ie in a geometric series. The positive poles 105 . 106 the round cells 103 . 104 lie up there.

In der Batterieanordnung 100 weist ferner jede der Zellgruppen 101, 102 ein elektrisch leitendes Kontaktblech 107 auf, bis auf die letzte der Zellgruppen (siehe z.B. 2 oder 3). Der Übersichtlichkeit halber ist lediglich das Kontaktblech 107 der ersten Zellgruppe 101 dargestellt.In the battery arrangement 100 further indicates each of the cell groups 101 . 102 an electrically conductive contact plate 107 on, except for the last of the cell groups (see, eg 2 or 3 ). For the sake of clarity, only the contact plate 107 the first cell group 101 shown.

Jedes der Kontaktbleche 107 weist einen Kontaktabschnitt 108 und einen Zellverbindungsabschnitt 109 auf. Die Kontaktabschnitte 108 kontaktieren die jeweiligen Rundzellen 103, 104 an deren Mantel, also radial. Es versteht sich, dass die Verbindung zwischen dem Kontaktabschnitt 108 und den Rundzellen 103, 104 der Zellgruppe 101 z.B. durch Schweißen, Kleben oder dergleichen hergestellt werden kann.Each of the contact sheets 107 has a contact section 108 and a cell connection section 109 on. The contact sections 108 contact the respective round cells 103 . 104 on the jacket, so radial. It is understood that the connection between the contact section 108 and the round cells 103 . 104 the cell group 101 can be made for example by welding, gluing or the like.

Der Zellverbindungsabschnitt 109 erstreckt sich am oberen Ende des Kontaktabschnitts 108 in Richtung der nächsten Zellgruppe 102, so dass der Zellverbindungsabschnitt 109 über den Pluspolen der Rundzellen der Zellgruppe 102 liegt. Optional ist der Zellverbindungsabschnitt 109 zwischen den Pluspolen der Rundzellen geschlitzt, so dass er Höhenunterschiede der einzelnen Rundzellen aufnehmen kann. Es versteht sich, dass der Zellverbindungsabschnitt 109 mit den Pluspolen ebenfalls z.B. durch Schweißen, Kleben oder dergleichen verbunden werden kann.The cell connection section 109 extends at the upper end of the contact section 108 towards the next cell group 102 so that the cell connecting section 109 over the positive poles of the round cells of the cell group 102 lies. Optional is the cell connection section 109 slotted between the plus poles of the round cells, so that it can accommodate height differences of the individual round cells. It is understood that the cell connecting section 109 can also be connected to the positive poles, for example by welding, gluing or the like.

Durch die Anordnung der Rundzellen 103, 104 in den Zellgruppen 101, 102 werden die einzelnen Rundzellen 103, 104 in den einzelnen Zellgruppen 101, 102 elektrisch parallelgeschaltet. Die Zellgruppen 101, 102 selbst werden durch das Kontaktblech 107 elektrisch in Serie geschaltet. Es versteht sich, dass mehrere Batterieanordnungen 100 mechanisch in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet werden können und auch elektrisch parallel angeordnet werden können.By the arrangement of the round cells 103 . 104 in the cell groups 101 . 102 become the individual round cells 103 . 104 in the individual cell groups 101 . 102 electrically connected in parallel. The cell groups 101 . 102 even by the contact sheet 107 electrically connected in series. It is understood that several battery arrangements 100 can be arranged mechanically in a common housing and can also be arranged electrically parallel.

2 zeigt ein Blockschaltbild einer Batterieanordnung 200 in einer Seitenansicht. Die Batterieanordnung 200 weist drei Zellgruppen 201, 202, 211 auf. Es versteht sich, dass die Menge von drei Zellgruppen 201, 202, 211 lediglich beispielhaft gewählt wurde. In einer realen Anwendung wird die Anzahl der Zellgruppen z.B. anhand der gewünschten Ausgangsspannung der Batterieanordnung 200 gewählt werden. 2 shows a block diagram of a battery assembly 200 in a side view. The battery arrangement 200 has three cell groups 201 . 202 . 211 on. It is understood that the amount of three cell groups 201 . 202 . 211 was chosen only as an example. In a real application, the number of cell groups, for example, based on the desired output voltage of the battery assembly 200 to get voted.

Die Zellgruppen 201, 202, 211 weisen jeweils eine Vielzahl von geometrisch neben- bzw. hintereinander in Reihe angeordneten Rundzellen 203, 204, 210 auf. Jede der Rundzellen 203, 204, 210 weist an ihrem oberen Ende einen Pluspol 205, 206, 212 auf und ist an ihrem Mantel kontaktiert.The cell groups 201 . 202 . 211 each have a variety of geometrically adjacent or Round cells arranged in series one behind the other 203 . 204 . 210 on. Each of the round cells 203 . 204 . 210 has a positive pole at its upper end 205 . 206 . 212 and is contacted on her coat.

Die Mäntel der Rundzellen 210 der geometrisch letzten Zellgruppe 211, also der rechten Zellgruppe, werden durch ein erstes Koppelblech 215 kontaktiert. Die letzte Zellgruppe 211 ist auch elektrisch die letzte Zellgruppe 211 der Serienschaltung von Zellgruppen 201, 202, 211. Damit bildet das erste Koppelblech 215 den Minuspol der Batterieanordnung 200.The coats of the round cells 210 the geometrically last cell group 211 , ie the right cell group, are transmitted through a first coupling plate 215 contacted. The last cell group 211 is also the last cell group electrically 211 the series connection of cell groups 201 . 202 . 211 , This forms the first coupling plate 215 the negative pole of the battery arrangement 200 ,

Die Pluspole 205 der Rundzellen 203 der geometrisch ersten Zellgruppe 201 von links werden durch ein zweites Koppelblech 216 kontaktiert. Die erste Zellgruppe 201 ist auch elektrisch die erste Zellgruppe 201 der Serienschaltung von Zellgruppen 201, 202, 211. Das zweite Koppelblech 216 bildet damit den Pluspol der Batterieanordnung 200.The positive poles 205 the round cells 203 the geometrically first cell group 201 from the left by a second coupling plate 216 contacted. The first cell group 201 is also the first cell group electrically 201 the series connection of cell groups 201 . 202 . 211 , The second coupling plate 216 thus forms the positive pole of the battery arrangement 200 ,

Um die einzelnen Zellgruppen 201, 202, 211 innerhalb der Batterieanordnung miteinander zu koppeln, sind zwei Kontaktbleche vorgesehen, die jeweils einen Kontaktabschnitt 208, 213 und einen Zellverbindungsabschnitt 209, 214 aufweisen.To the individual cell groups 201 . 202 . 211 to couple together within the battery assembly, two contact plates are provided, each having a contact portion 208 . 213 and a cell connection section 209 . 214 exhibit.

Der Kontaktabschnitt 208 ist mit den Mänteln der Rundzellen 203 der ersten Zellgruppe 201 gekoppelt. Der entsprechende Zellverbindungsabschnitt 209 ist mit den Pluspolen der Rundzellen 204 der zweiten Zellgruppe 202 gekoppelt. Der Kontaktabschnitt 213 ist mit den Mänteln der Rundzellen 204 der zweiten Zellgruppe 202 gekoppelt. Der entsprechende Zellverbindungsabschnitt 214 ist mit den Pluspolen der Rundzellen 210 der dritten Zellgruppe 211 gekoppelt.The contact section 208 is with the coats of round cells 203 the first cell group 201 coupled. The corresponding cell connection section 209 is with the plus poles of the round cells 204 the second cell group 202 coupled. The contact section 213 is with the coats of round cells 204 the second cell group 202 coupled. The corresponding cell connection section 214 is with the plus poles of the round cells 210 the third cell group 211 coupled.

Wie bei der Batterieanordnung 200 deutlich wird, sind die Rundzellen 203, 204, 210 der Zellgruppen 201, 202, 211 elektrisch in Serie geschaltet, wobei das erste Kontaktblech 215 den Minuspol der Serienschaltung bildet und das zweite Kontaktblech 216 den Pluspol der Serienschaltung bildet.As with the battery assembly 200 becomes clear, are the round cells 203 . 204 . 210 of the cell groups 201 . 202 . 211 electrically connected in series, wherein the first contact plate 215 forms the negative pole of the series circuit and the second contact plate 216 forms the positive pole of the series connection.

3 zeigt ein Blockschaltbild einer Batterieanordnung 300. Die Batterieanordnung 300 basiert auf der Batterieanordnung 200. Folglich weist die Batterieanordnung 300 drei Zellgruppen 301, 02, 311 auf. Es versteht sich, dass auch hier die Menge von drei Zellgruppen 301, 302, 311 lediglich beispielhaft gewählt wurde. In einer realen Anwendung wird die Anzahl der Zellgruppen z.B. anhand der gewünschten Ausgangsspannung der Batterieanordnung 300 gewählt werden. 3 shows a block diagram of a battery assembly 300 , The battery arrangement 300 based on the battery arrangement 200 , Consequently, the battery assembly 300 three cell groups 301 . 02 . 311 on. It is understood that here too the amount of three cell groups 301 . 302 . 311 was chosen only as an example. In a real application, the number of cell groups, for example, based on the desired output voltage of the battery assembly 300 to get voted.

Die Zellgruppen 301, 302, 311 weisen jeweils eine Vielzahl von geometrisch neben- bzw. hintereinander in Reihe angeordneten Rundzellen auf. Jede der Rundzellen weist an ihrem oberen Ende einen Pluspol 305, 306, 312 auf und wird an ihrem Mantel durch einen entsprechenden Kontaktabschnitt 308, 313 kontaktiert. Die Mäntel der Rundzellen der geometrisch letzten Zellgruppe 311, also der rechten Zellgruppe, werden durch ein erstes Koppelblech 315 kontaktiert. Damit bildet das erste Koppelblech 315 den Minuspol der Batterieanordnung 300. Die Pluspole 305 der Rundzellen der geometrisch ersten Zellgruppe 301 von links werden durch ein zweites Koppelblech 316 kontaktiert. Das zweite Koppelblech 316 bildet damit den Pluspol der Batterieanordnung 300.The cell groups 301 . 302 . 311 each have a plurality of geometrically adjacent or successively arranged in series circular cells. Each of the round cells has a positive pole at its upper end 305 . 306 . 312 on and on her coat by a corresponding contact section 308 . 313 contacted. The coats of the round cells of the geometrically last group of cells 311 , ie the right cell group, are transmitted through a first coupling plate 315 contacted. This forms the first coupling plate 315 the negative pole of the battery arrangement 300 , The positive poles 305 the round cells of the geometrically first cell group 301 from the left by a second coupling plate 316 contacted. The second coupling plate 316 thus forms the positive pole of the battery arrangement 300 ,

Bei der Batterieanordnung 300 ist zwischen den Kontaktabschnitten 308, 313 und den elektrisch in der Serienschaltung folgenden Zellgruppen 302, 311 jeweils ein Isolierelement angeordnet, welches die Kontaktabschnitte 308, 313 von den jeweiligen Zellgruppen 302, 311 elektrisch isoliert. Damit ist es möglich, die Zellgruppen sehr nah aneinander anzuordnen bzw. aneinanderzupressen. Folglich kann die Batterieanordnung sehr kompakt aufgebaut werden.In the battery arrangement 300 is between the contact sections 308 . 313 and the cell groups following electrically in series connection 302 . 311 each arranged an insulating member which the contact portions 308 . 313 from the respective cell groups 302 . 311 electrically isolated. This makes it possible to arrange the cell groups very close to each other or to each other. Consequently, the battery assembly can be made very compact.

Bei der Batterieanordnung 300 ist ferner ein Kühler 320 vorgesehen, der die einzelnen Rundzellen an deren Unterseite thermisch kontaktiert. Es versteht sich, dass der Kühler ein passiver Kühler z.B. aus einem Aluminiumstrangpressprofil sein kann. Alternativ kann der Kühler aktive Elemente, wie z.B. Lüfter oder Kanäle für Kühlflüssigkeit aufweisen.In the battery arrangement 300 is also a cooler 320 provided, which thermally contacted the individual round cells at the bottom. It is understood that the cooler may be a passive cooler, for example, from an aluminum extruded profile. Alternatively, the cooler may have active elements, such as fans or channels for cooling fluid.

4 zeigt ein Blockschaltbild eines Kontaktabschnitts 430. Der Kontaktabschnitts 430 dient der elektrischen und mechanischen Kopplung zwischen den Mänteln der jeweiligen Rundzellen und dem Kontaktabschnitt 430, ohne dass ein Schweißen, Kleben oder dergleichen nötig ist. 4 shows a block diagram of a contact section 430 , The contact section 430 serves the electrical and mechanical coupling between the sheaths of the respective round cells and the contact section 430 without welding, gluing or the like is necessary.

Dazu weist der Kontaktabschnitt 430 ein Federelement 431 auf, welches sich in Form einer Blattfeder von dem Kontaktabschnitt 430 weg erstreckt. Ein solches Federelement 431 kann z.B. durch einen Stanz- und Biegevorgang einstückig mit dem Kontaktabschnitt 430 ausgebildet werden. Es versteht sich, dass für jede der Rundzellen ein eigenes Federelement vorgesehen ist und die 4 lediglich einen Ausschnitt eines Kontaktabschnitts 430 darstellt.For this purpose, the contact section 430 a spring element 431 on, which is in the form of a leaf spring of the contact portion 430 extends away. Such a spring element 431 For example, by a punching and bending process in one piece with the contact section 430 be formed. It is understood that a separate spring element is provided for each of the round cells and the 4 only a section of a contact section 430 represents.

Bei der Montage eines Kontaktabschnitts 430 an einer Zellgruppe kann der Kontaktabschnitt 430 and die Zellgruppe angelegt werden, so dass die Federelemente 431 auf den Mänteln der jeweiligen Rundzellen aufliegen. Eine weitere Zellgruppe wird dann auf die andere Seite des Kontaktabschnitts 430 gelegt und presst den Kontaktabschnitt 430 damit entgegen der Vorspannkraft der Federelemente 431 auf die Mäntel der Rundzellen der ersten Zellgruppe. Es versteht sich, dass ein elektrischer Isolator zwischen dem Kontaktabschnitt 430 und der weiteren Zellgruppe angeordnet werden kann, um die zwei Elemente elektrisch voneinander zu isolieren.When installing a contact section 430 at a cell group, the contact portion 430 and the cell group are applied so that the spring elements 431 rest on the coats of the respective round cells. Another cell group is then moved to the other side of the contact section 430 placed and presses the contact section 430 thus against the biasing force of the spring elements 431 on the coats of the round cells of the first cell group. It is understood that an electrical insulator between the contact portion 430 and the further cell group can be arranged to electrically isolate the two elements from each other.

5 zeigt ein Blockschaltbild eines Batteriesystems 550. Das weist lediglich beispielhaft vier Batterieanordnungen 551, 552, 553, 554 auf. Die vier Batterieanordnungen 551, 552, 553, 554 werden durch ein elektrisches Koppelelement 555 elektrisch miteinander verbunden. 5 shows a block diagram of a battery system 550 , This has only four battery arrangements by way of example 551 . 552 . 553 . 554 on. The four battery arrangements 551 . 552 . 553 . 554 be through an electrical coupling element 555 electrically connected to each other.

Das elektrische Koppelelement 555 ist dabei derart ausgebildet, dass es jeweils zwei der Batterieanordnungen 551, 552, 553, 554 in Serie schaltet und die zwei Serienschaltungen elektrisch parallelschaltet. Die Minuspole der Serienschaltungen bilden folglich den gemeinsamen Minuspol des Batteriesystems 550 und die Pluspole der Serienschaltungen bilden den gemeinsamen Pluspol des Batteriesystems 550.The electrical coupling element 555 is designed such that there are two of the battery assemblies 551 . 552 . 553 . 554 connected in series and the two series circuits electrically connected in parallel. The negative poles of the series circuits thus form the common negative terminal of the battery system 550 and the positive poles of the series circuits form the common positive pole of the battery system 550 ,

Es versteht sich, dass das elektrische Koppelelement 555 ein passives Element mit entsprechenden Leitungen und Verbindungselementen sein kann. Ferner kann das elektrische Koppelelement 555 aber auch weitere Elemente, wie z.B. Sicherungen, Schalter, Sensoren und dergleichen aufweisen, welche der Steuerung und Überwachung des Batteriesystems 550 dienen.It is understood that the electrical coupling element 555 may be a passive element with corresponding lines and connecting elements. Furthermore, the electrical coupling element 555 but also have other elements, such as fuses, switches, sensors and the like, which control and monitoring of the battery system 550 serve.

Da es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft.As the devices and methods described in detail above are exemplary embodiments, they may be readily modified by one skilled in the art to a wide extent without departing from the scope of the invention. In particular, the mechanical arrangements and the size ratios of the individual elements to each other are merely exemplary.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100, 200, 300100, 200, 300
Batterieanordnungbattery assembly
101, 102, 201, 202, 211101, 102, 201, 202, 211
Zellgruppecell group
301, 302, 311301, 302, 311
Zellgruppecell group
103, 104, 210103, 104, 210
Rundzelleround cell
105, 106, 205, 206, 212105, 106, 205, 206, 212
Pluspolpositive pole
305, 306, 312305, 306, 312
Pluspolpositive pole
107107
Kontaktblechcontact sheet
108, 208, 213, 308, 313108, 208, 213, 308, 313
KontaktabschnittContact section
109, 209, 214, 309, 314109, 209, 214, 309, 314
ZellverbindungsabschnittCell connecting portion
215, 315215, 315
erstes Koppelblechfirst coupling plate
216, 316216, 316
zweites Koppelblechsecond coupling plate
320320
Kühlercooler
321, 322321, 322
Isolierelementinsulating
430430
KontaktabschnittContact section
431431
Federelementspring element
550550
Batteriesystembattery system
551, 552, 553, 554551, 552, 553, 554
Batterieanordnungbattery assembly
555555
elektrisches Koppelelementelectrical coupling element

Claims (10)

Batterieanordnung (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) für ein Fahrzeug, mit einer Anzahl von Zellgruppen (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311), welche jeweils eine Vielzahl von elektrisch gleichsinnig, mit nebeneinander liegenden Hochachsen nebeneinander angeordneten Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) aufweisen, und einem elektrisch leitenden Kontaktblech (107) für jede der Zellgruppen (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) bis auf eine der Zellgruppen (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311), wobei die Kontaktbleche (107) jeweils einen Kontaktabschnitt (108, 208, 213, 308, 313, 430) aufweisen, welcher die jeweiligen Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) radial kontaktiert, und wobei die Kontaktbleche (107) jeweils einen Zellverbindungsabschnitt (109, 209, 214, 309, 314) aufweisen, welcher an deren Pluspol (105, 106, 205, 206, 212, 305, 306, 312) über die Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) der jeweiligen Zellgruppe (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) herausragt und orthogonal zu dem jeweiligen Kontaktabschnitt (108, 208, 213, 308, 313, 430) von den jeweiligen Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) weg gerichtet ist und ausgebildet ist, die Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) einer weiteren Zellgruppe (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) an deren Pluspol (105, 106, 205, 206, 212, 305, 306, 312) zu kontaktieren.Battery assembly (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) for a vehicle, with a number of cell groups (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) which each have a multiplicity of round cells (103, 104, 203, 204, 210) arranged side by side in the same direction, with adjacent vertical axes, and an electrically conductive contact plate (107) for each of the cell groups (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) except for one of the cell groups (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) . wherein the contact sheets (107) each have a contact portion (108, 208, 213, 308, 313, 430) which radially contacts the respective round cells (103, 104, 203, 204, 210), and wherein the contact sheets (107) each have a cell connection portion (109, 209, 214, 309, 314) which at its positive pole (105, 106, 205, 206, 212, 305, 306, 312) via the round cells (103, 104 , 203, 204, 210) of the respective cell group (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) and orthogonal to the respective contact portion (108, 208, 213, 308, 313, 430) of the respective ones Round cells (103, 104, 203, 204, 210) is directed away and is formed, the round cells (103, 104, 203, 204, 210) of another cell group (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) to its positive pole (105, 106, 205, 206, 212, 305, 306, 312) to contact. Batterieanordnung (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) nach Anspruch 1, wobei die Kontaktbleche (107) das gleiche Material aufweist, wie die Gehäuse der Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210), insbesondere Stahl.Battery arrangement (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) after Claim 1 , wherein the contact plates (107) has the same material as the housing of the round cells (103, 104, 203, 204, 210), in particular steel. Batterieanordnung (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend einen Kühler (320), welcher auf der Unterseite der Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) mit den Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) thermisch gekoppelt ist.Battery assembly (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) according to one of the preceding claims, comprising a cooler (320) which on the bottom of the round cells (103, 104, 203, 204, 210) with the round cells ( 103, 104, 203, 204, 210) is thermally coupled. Batterieanordnung (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend mindestens ein erstes Koppelblech (215, 315), welches ausgebildet ist, die Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) einer der Zellgruppen (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) radial zu kontaktieren.Battery assembly (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) according to one of the preceding claims, comprising at least a first coupling plate (215, 315), which is formed, the round cells (103, 104, 203, 204, 210) one of the cell groups (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) to contact radially. Batterieanordnung (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend ein zweites Koppelblech (216, 316), welches ausgebildet ist, die Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) einer der Zellgruppen (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) an deren Pluspolen (105, 106, 205, 206, 212, 305, 306, 312) zu kontaktieren.Battery arrangement (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) according to one of the preceding claims, comprising a second coupling plate (216, 316), which is formed, the round cells (103, 104, 203, 204, 210) of one of the cell groups (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) at their positive poles (105, 106, 205, 206, 212, 305, 306, 312). Batterieanordnung (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kontaktabschnitte (108, 208, 213, 308, 313, 430) jeweils eine gewellte Form aufweisen, welche der äußeren Kontur der Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) angepasst ist.Battery assembly (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) according to any one of the preceding claims, wherein the contact portions (108, 208, 213, 308, 313, 430) each have a corrugated shape, which corresponds to the outer contour of the round cells (103, 104, 203, 204, 210) is adapted. Batterieanordnung (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem Isolierelement (321, 322) für jedes der Kontaktbleche (107), wobei die Isolierelemente (321, 322) jeweils auf der der jeweiligen Zellgruppe (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) abgewandten Seite des jeweiligen Kontaktabschnitts (108, 208, 213, 308, 313, 430) angeordnet sind.A battery assembly (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) according to any one of the preceding claims, comprising an insulating member (321, 322) for each of the contact sheets (107), the insulating members (321, 322) being respectively mounted on the respective cell group (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) facing away from the respective contact portion (108, 208, 213, 308, 313, 430) are arranged. Batterieanordnung (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kontaktabschnitte (108, 208, 213, 308, 313, 430) für jede der Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) ein Federelement (431) aufweisen, welches in Richtung der jeweiligen Rundzelle (103, 104, 203, 204, 210) vorgespannt ist.A battery assembly (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) according to any one of the preceding claims, wherein the contact portions (108, 208, 213, 308, 313, 430) for each of the circular cells (103, 104, 203, 204 , 210) have a spring element (431), which is biased in the direction of the respective round cell (103, 104, 203, 204, 210). Batterieanordnung (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) nach einem der vorherigen Abschnitte, wobei die Zellverbindungsabschnitte (109, 209, 214, 309, 314) zwischen den Pluspolen (105, 106, 205, 206, 212, 305, 306, 312) der Rundzellen (103, 104, 203, 204, 210) der weiteren Zellgruppe (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) jeweils eine Ausnehmung (109) aufweist.Battery assembly (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) according to one of the preceding sections, wherein the cell connection sections (109, 209, 214, 309, 314) between the positive poles (105, 106, 205, 206, 212, 305, 306, 312) of the round cells (103, 104, 203, 204, 210) of the further cell group (101, 102, 201, 202, 211, 301, 302, 311) each have a recess (109). Batteriesystem (550) für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Vielzahl von Batterieanordnungen (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) nach einem der vorherigen Ansprüche, und ein elektrisches Koppelelement (555), welches ausgebildet ist, die Batterieanordnungen (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) elektrisch in Serie und/oder elektrisch parallel miteinander zu koppeln.Battery system (550) for a vehicle, comprising: a plurality of battery assemblies (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) according to one of the preceding claims, and an electrical coupling element (555) configured to electrically couple the battery assemblies (100, 200, 300, 551, 552, 553, 554) in series and / or electrically in parallel with one another.
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DE102021104097A1 (en) 2021-02-22 2022-08-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Cell contacting system for serial electrical connection and cooling of battery cells, battery and motor vehicle

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