WO2012062396A1 - Battery with a cell assembly - Google Patents

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WO2012062396A1
WO2012062396A1 PCT/EP2011/005182 EP2011005182W WO2012062396A1 WO 2012062396 A1 WO2012062396 A1 WO 2012062396A1 EP 2011005182 W EP2011005182 W EP 2011005182W WO 2012062396 A1 WO2012062396 A1 WO 2012062396A1
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WO
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frame
individual cells
angled
cooling plate
battery according
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Application number
PCT/EP2011/005182
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French (fr)
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Norbert Bachmann
Martin Ertle
Rainer Kaufmann
Arnold Lamm
Jens Meintschel
Dirk Schröter
Original Assignee
Daimler Ag
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Publication date
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a battery with a cell assembly according to the preamble of patent claim 1.
  • One pole of the single cell is electrically conductively connected to one arrester element each and forms a pole contact of the single cell.
  • Such a trained single cell is commonly referred to as Pouch- or Coffeebag- cell.
  • the respective arrester elements of a plurality of such individual cells are electrically conductively connected to one another and interconnected in series and / or in parallel.
  • the arrangement of individual cells thus formed is provided with a cooling and, for example, an electronic circuit arrangement and arranged in a housing.
  • Welding process such as an ultrasonic, laser and / or a
  • the sheet-like arrester elements are arranged between a die and a die and pressed together and at least one of the two Ableiteriata a recess for forming a positive and positive connection is formed.
  • the applicant's DE 10 2010 013 023 which has not yet been published, describes a battery having a cell network comprising a plurality of individual cells connected in series and / or in parallel with one another.
  • a cooling plate is arranged pole side on the individual cells.
  • the arrester lugs are by means of a force and
  • non-positive and positive connection clamping elements which are designed for example as screws and pressure bars.
  • the same clamping elements are used simultaneously for non-positive and positive connection of the Ableiterfahen with the
  • Cooling plate Between the cooling plate and the superposed Ableitfahen an electrically insulating heat conducting foil is arranged, so that the Ableitfahen are thermally coupled to the cooling plate by means of positive and positive compression.
  • At least one cooling plate is arranged on the pole side of the individual cells.
  • the arrester lugs electrical poles of the individual cells are thermally coupled to the cooling plate.
  • At least one of the collector lugs is angled in sections so that at least a first portion of the Ableitfahne runs parallel to the cooling plate.
  • the individual cells are in
  • Frame elements arranged which are so non-positively compressible by means of first clamping elements together that the Ableitfahen adjacent individual cells are electrically interconnected. So that are the formation of the cell network within the frame elements
  • the frame element is made at least in the contact region of the Ableitfahen of electrically insulating material, such as plastic and fiber-reinforced plastic in particular, to electrically isolate the live lead tabs of the frame elements pressed together, which form a housing of the cell assembly. This reduces the risk of injury from electrical shock during installation and use of the battery.
  • electrically insulating material such as plastic and fiber-reinforced plastic in particular
  • the arrester lugs of adjacent individual cells are by means of the frictional
  • the arrester lugs of the individual cells in the cell assembly are provided.
  • the first section of at least one of the discharge lugs of one of the individual cells is angled in the opposite direction to the first section of at least one other of the discharge lugs of this individual cell.
  • the arrester lugs have a flat surface due to the lack of cohesive connections for electrical contacting, such as welding, the cooling plate lies flat and flat on the first section of the arrester lug.
  • a large heat transfer surface between the cooling plate and Ableiterfahne is given, bringing a good thermal connection of the Ableiterfahen is ensured to the cooling plate for cooling the battery.
  • in an arrangement of an introduced between the Ableiterfahen and the cooling plate heat conducting due to the flat surface of the Ableitfahen damage to the heat conducting foil and thus electrical short circuits can be avoided.
  • the individual cells are arranged such that the respective first sections of the discharge lugs of adjacent individual cells overlap.
  • the two discharge lugs of the single cell are formed asymmetrically.
  • One of the two arrester lugs is flat and flat.
  • the other of the two collector lugs is so partially angled and thus multiple times that a second portion of the Ableitfahne is angled 90 degrees relative to the first portion of the Ableitfahne, so this
  • Ableiterfahne has a U-shaped cross-sectional profile.
  • the single cells are in the
  • the arrester lugs of adjacent individual cells can be electrically conductively connected to one another in a particularly simple manner by means of the axial compression of the individual cells.
  • the cooling plate which is arranged in particular above the cell assembly, can be frictionally and / or positively connected to the frame element by means of second clamping elements.
  • the first portion of the Ableitfahne non-positively and / or positively connected to the cooling plate to the Ableiterfahne to the cooling plate thermally conductive couple.
  • the example designed as a self-tapping plastic screws second clamping elements are feasible through corresponding recesses in the cooling plate and engage in each one of the frame elements, in each of which one of the individual cells is at least partially arranged.
  • the frame members thus serve in addition to the mechanical fixation of the individual cells in the cell assembly as an abutment in the non-positive and positive connection between Ableiterfahen and cooling plate. This eliminates additional components in the production of the battery, which costs are saved.
  • the frame element may have a further corresponding recess.
  • the cooling plate is electrically insulated from the live discharge lugs by means of an electrically insulating and thermally conductive heat conducting foil.
  • the heat-conducting foil is arranged in the intermediate region between the cooling plate and the first sections of the discharge lugs running parallel to the cooling plate.
  • the second clamping elements are also made of electrically insulating material to ensure the electrical insulation of the cooling plate.
  • the arrester lugs have a corrosion protection coating at least in the region of the first and / or the second section, so that corrosion can be avoided and, consequently, a constant electrical contact resistance between the current drainage lugs can be realized over the entire service life of the battery ,
  • nickel, tin, and / or gold coatings are used.
  • the arrester lugs are at least in the region of the first and / or the second portion against ingress of foreign substances sealed.
  • Sealing elements for. As finishes, silicones and / or potting compounds provided.
  • the compression of the frame elements with the individual cells arranged therein serves only for electrical interconnection of the individual cells with one another.
  • a non-positive and positive connection between the frame member and the cooling plate is not provided in this alternative embodiment of the invention.
  • the frame elements are arranged in the respective intermediate region of adjacent individual cells of the cell assembly in such a way that the discharge lugs of the individual cell are positively and / or positively clamped between in each case two frame elements.
  • individual cells which are formed according to the already described Coffeebag or Pouch construction, have a sealing seam protruding from the outer cell in the peripheral area of the individual cell and are welded together.
  • This protruding seal seam can be clamped in addition to the conductor tabs of the individual cells between the two frame elements for fixing the individual cell.
  • the individual cell can be arranged in each case half side in one of the two frame elements. A section of the discharge tabs which projects straight from the individual cells is passed through the films welded together. The frame element spaces the straight out standing
  • Sections of the collector lugs of adjacent single cells from each other are Sections of the collector lugs of adjacent single cells from each other.
  • the cell assembly thus formed from a plurality of adjacent individual cells uses a space available in a particularly advantageous manner and has a high mechanical stability.
  • the frame element consists of two half-frame elements, which have a respective width which corresponds to half the distance between the straight-standing sections of the discharge lugs of adjacent individual cells.
  • the frame elements and / or the half-frame elements are each provided with first recesses for receiving the / s first clamping elements / s, which are designed for example as clamping screws, tie rods, rivets and or spring clip, so that by means of the first clamping elements, the frame elements and / or the half-frame elements in the axial direction can be pressed together positively.
  • the axial direction runs along a surface normal of the individual cell designed in particular as a flat cell, wherein the individual cells are aligned parallel to one another in the cell assembly.
  • the individual cells can be fixed in a particularly simple manner in a cell composite.
  • the arrester lug of the single cell is angled on the outside around the frame element and / or the half frame element. It supports the frame element or the
  • Half frame element inside the first and / or the second portion of the Ableiterfahne from.
  • the angled portions of the Ableiterfahen on the frame element or the half-frame elements ensures that in the non-positive compression of the frame members or the half-frame elements, the Ableitfahen the individual cells are brought into an electrically conductive connection with each other.
  • Frame element or the half-frame element is connected to the cooling plate thermally conductive.
  • a spring element is provided to further improve the electrically conductive connection between the Ableiterfahen and / or to improve the thermally conductive connection between Ableiterfahne and cooling plate, which is designed for example as a tension mat, elastic fleece, leaf spring and / or plate spring.
  • the spring element is arranged between the first and / or the second portion of the Ableitfahne and the frame member and / or the half-frame member, so that the spring element exerts a spring force on the first and / or second portion of the Ableiterfahne.
  • the spring force points away from the frame element and / or the half-frame element, so that the first and / or second section of the
  • Ableiterfahne is biased in this direction. This ensures that setting losses in the press fit of the non-positive and / or positive connections between the frame elements or half frame elements with each other and / or between the frame elements or half frame elements and the cooling plate can be compensated, whereby an electrically and / or thermally conductive coupling of the Ableiterfahen with each other and / or the Ableiterfahen is ensured with the cooling plate.
  • a stiffening element is arranged in the frame element in order to allow sufficiently high pressing forces in the press fit of the non-positively and / or positively connected parts comprising the frame elements or half-frame elements and / or the cooling plate.
  • the stiffening element is expediently in producing the frame element in the same way by means of a
  • the stiffening element has a higher rigidity than the suitably made of plastic frame member and is made for example of a metal.
  • the stiffening element has a bore, in particular in the form of a threaded bore, which accommodates the second clamping element designed in particular as a screw in order to further improve the strength of the non-positive and positive connection between frame element or half-frame element and cooling plate.
  • the battery is according to one embodiment of the invention to a vehicle battery, in particular a battery for a vehicle with electric drive, hybrid drive or a fuel cell vehicle.
  • the battery is a lithium-ion battery. Due to the low weight, the high safety and the reduced costs, the battery is preferably suitable for use in a vehicle.
  • Fig. 1 shows schematically an exploded view of a battery with a
  • a cooling plate is pole side attached to the cell assembly and is frictionally and positively connected with frame members
  • FIG. 2 schematically shows a perspective view of two individual cells according to the first exemplary embodiment, wherein the frame element is arranged between the individual cells and in which the arrester lugs of the two adjacent individual cells are angled in opposite directions in sections such that at least the respective first sections of the collector lugs of FIG overlap two adjacent single cells,
  • FIG. 3 is a schematic longitudinal view of the cell assembly according to the first embodiment
  • Fig. 4 shows schematically an exploded view of a battery with a
  • Cell composite according to a second embodiment wherein the cell composite is formed of a plurality of single cells and a Ableiterfahne the single cell is angled outside a frame element,
  • Fig. 5 schematically shows a perspective view according to the second
  • Embodiment of Figure 4 trained Einzelle which is half loaded in a frame member
  • Fig. 6 shows an exploded view of the according to the second
  • Embodiment of Figure 4 formed single cell with the adjacent frame member
  • Fig. 7 shows schematically a longitudinal sectional view of the according to the second
  • FIG. 8 shows schematically an enlarged detail of the longitudinal sectional view according to FIG. 7,
  • Fig. 9 schematically an exploded view of a third
  • Fig. 10 shows schematically an exploded view of the single cell according to the third
  • Fig. 11 shows schematically a longitudinal sectional view of one according to the third
  • Embodiment of Figure 9 formed cell composite of single cells
  • FIG. 12 is a schematic exploded view of a battery according to a
  • 13 is a schematic longitudinal sectional view of a cell assembly according to the fourth exemplary embodiment according to FIG. 12, in which the stiffening element is arranged in the respective frame element,
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a cell assembly according to the fourth exemplary embodiment according to FIG. 12, in which the stiffening element is arranged in the respective frame element,
  • Fig. 15 shows schematically a detail of a longitudinal section of a
  • Figures 1 to 3 show a first embodiment of the invention, in which a plurality of designed as flat cells of Coffebag- or Pouch construction
  • Single cells 1 side by side and parallel to each other to form a cell composite Z of a battery is arranged.
  • the individual cells 1 are formed in accordance with the already described flat Coffeebag construction, in which the individual cell 1 has a foil-like and electrically insulating shell, which is closed after evacuation in the peripheral edge region by means of a weld and thus form a single cell housing 3.
  • Single cell housing 2 has in the peripheral edge region on a caused by the welding of the film-like envelope sealed seam 2.1.
  • the flat cell referred to below as a single cell 1 consists of an electrode stack 3 of electrochemically active and juxtaposed foils arranged in the interior of the individual cell 1, which, as shown in FIG.
  • Single cell housing 2 is surrounded.
  • the pole contacts of the electrode stack 3 of one polarity are electrically conductively connected to a respective electrically and thermally conductive Ableiterfahne 4, which thus form the poles of the single cell 1 in a manner not shown.
  • a heat generated within the individual cell 1, in particular during operation, charging and / or discharging, can be dissipated to the outside by means of the arrester lug 4 in order to save space.
  • Each individual cell 1 of the cell assembly Z has, as shown in particular in Figure 1, two sheet-shaped and electrically conductive Ableiterfahnen 4, which are performed by the film-like shell of the single cell housing 2.
  • One of the single cell 1 over an edge of the single cell housing 2 straight out standing section 4.1 each one of the arrester lugs 4 is flat and aligned parallel to the single cell 1.
  • the Ableiterfahne 4 is angled in sections by 90 degrees and has a first angled section 4.2, which are opposite to the straight out
  • Section 4.1 of the arrester lug 4 is angled 90 degrees.
  • the first angled section 4.2 of the arrester lug 4 runs parallel to at least one polar plate 5 mounted on the pole side, to which the arrester lug 4 is thermally coupled for cooling the battery.
  • the first angled section 4.2 of one of the two arrester lugs 4 of the single cell 1 in an opposite direction relative to the first angled section 4.2 of the other of the two Ableitfahnen 4 of
  • each two individual cells 1 of the cell composite Z is in each case a frame element 6, as shown in particular in Figure 2, respectively.
  • the frame element 6 is made either completely or at least in the contact region of the collector lugs 4 made of electrically insulating material and in particular plastic or fiber-reinforced plastic.
  • the arrester lug 4 of the single cell 1 is so partially to a
  • the frame element 6 has a width such that the sections 4.1 of the arrester lugs 4 which are just protruding out of two adjacent individual cells 1 in the cell network Z are spaced apart from one another at a corresponding distance B.
  • Each individual cell 1 of the cell assembly Z is, as shown in particular in FIGS. 1 and 3, arranged between two frame elements 6 and inserted into them.
  • Frame member 6 has an inner recess, which has a substantially rectangular cross-section and is dimensioned such that a raised portion of the single cell 1, the dimensions of which significantly in the Single cell 1 arranged electrode stack 3 is determined by the frame member 6 is included.
  • the single cell 1 is from both sides in each one of
  • Frame elements 6 is inserted, so that the single cell 1 can be arranged on one side in the respective one of the frame elements 6.
  • Two individual cells 1 adjacent in the cell assembly Z are, as shown in FIGS. 1 to 3, separated from one another by means of the frame element 6.
  • the arrester lug 4 of one of the two adjacent individual cells 1 is opposite the arrester lug 4 of the other of the two adjacent individual cells 1 in the opposite direction
  • Sections 4.2 given that produces an electrically and thermally conductive connection between the two Ableiterfahnen 4 adjacent single cells 1 for interconnection of the individual cells 1 with each other.
  • a corrosion protection coating for example, nickel, tin and / or gold provided.
  • the respective half-side inserted into the frame members 6 single cells 1 are by means of a positive compression of the frame members 6 with each other in the
  • first clamping elements 7 are provided, which are designed in particular as screws, tie rods, rivets and / or spring clips.
  • the frictional compression of the frame elements 7 takes place in a direction perpendicular to the single cell 1 axial direction A.
  • the frame member 6 has a continuous first recess 6.2, the inner dimensions for receiving the first clamping element 7 are formed accordingly.
  • the first recess 6.2 is arranged in a respective corner of the frame member 6.
  • the individual cells 1 are fixed in the cell assembly Z.
  • the peripheral region of the individual cell 1 circumferential sealing seam 2.1 and the straight out standing sections 4.1 of the Ableitfahen 4 of the single cell 1 are on both sides of each one of the frame members 6 at.
  • the sealed seam 2.1 and the sections 4.1 of the discharge lugs 4 that extend straight out of each individual cell 1 are jammed between the two adjacent frame elements 6.
  • a frame-shaped closing element 9 is arranged at each end of the cell assembly Z, which limits the cell assembly Z and serves as an abutment in the axial compression of the frame members 6.
  • the cooling plate 5 is parallel to the first angled portions 4.2 of
  • FIG. 1 shows a cell network Z in which each individual cell 1 has two respective collector lugs 4. The individual cells 1 are aligned parallel to one another, so that the respective first angled sections 4.2 of the collector lugs 4 form two mutually parallel rows, which are thermally coupled to a respective cooling plate 5 arranged above.
  • these joining regions and in particular the regions of the first angled sections are additionally not shown in detail 4.2 by introducing a potting compound, applying a coating and / or arranging a sealing element against the ingress of
  • Ableitfahnen 4 is in a manner not shown to avoid short circuits, a thermally conductive and electrically insulating heat conducting foil 12, which is made in particular of plastic, arranged.
  • the cooling plate 5 is connected to the frame members 6 positively and / or non-positively by means of second clamping elements 8, the
  • the frame member 6 has for receiving the second clamping element 8, a second recess 6.3 and is used in the non-positive and / or positive clamping of the frame member 6 with the cooling plate 5 as an abutment. Accordingly, the
  • Cooling plate 5 a third recess 5.1, through which the second clamping element 8 is feasible.
  • Sections 4.2 of the collector lugs 4 adjacent individual cells 1 are in the non-positive and positive clamping between the frame member 6 and the cooling plate 5 to each other pressed, whereby the Ableitfahnen 4 adjacent single cells 1 electrically connected non-positively and positively connected and simultaneously thermally conductively connected to the cooling plate 5.
  • the Ableitfahnen 4 adjacent single cells 1 electrically connected non-positively and positively connected and simultaneously thermally conductively connected to the cooling plate 5.
  • Cooling plate 5 disposed heat conducting foil 12, the frame member 6 between the second recesses 6.3 a stepped lowered portion 6.4, so that the frame member 6 is spaced from the cooling plate 5 in the lowered portion 6.4, whereby the degree of compression of the relatively soft
  • Heat-conducting foil 12 is limited.
  • a spacer element (not shown) may be provided which spaces the cooling plate 5 and the frame element 6 in the region of the first angled sections 4.2 and thus prevents excessive deformation of the heat-conducting film 12.
  • the second clamping element 8 is designed in particular as a self-tapping plastic screw to ensure the electrical insulation of the cooling plate 5.
  • the two individual cells 1 arranged on the end of the cell assembly Z each have an end-side arrester lug 4 'with an extended first angled section 4.2' which forms a pole contact of the cell assembly Z in each case.
  • FIGS. 4 to 8 show a second exemplary embodiment of the cell network Z formed from individual cells 1.
  • the single cell 1 formed according to the second embodiment has two, as shown in particular in Figure 6, asymmetrically formed Ableiterfahen 13, 14.
  • a Ableiterfahne 13 of the two Ableiterfahnen 13, 14 of the single cell 1 is flat and flat and has straight from the foil-like shell of the
  • the other Ableiterfahne 14 is partially angled away in each case by 90 degrees to the frame member 6 on the outside, so that two edges 14.3 of the Ableiterfahne 14 are formed, each parallel to one of
  • Frame edges 6.1 of the frame element 6 run.
  • the thus formed arrester lug 14 has three sections 14.1, 14.2, 14.4, wherein a first angled section 14.2 is angled at 90 degrees relative to a section 14.1 which projects straight from the individual cell 1, and a second angled section Section 14.4 is angled 90 degrees with respect to the first angled section 14.2.
  • the second angled section 14.4 runs parallel to the straight section 14.1.
  • the arrester lug 14 thus has, as shown in FIG. 6, a trough-shaped profile with a substantially U-shaped cross-sectional profile, as shown in FIG.
  • the individual cells 1 thus formed are arranged side by side and parallel to one another and in each case rotated through 180 degrees in the cell composite Z.
  • the frame member 6 supports the inside of the first and the second section 14.2, 14.4 of the Ableiterfahne 14 and serves as an abutment, so that in the power and
  • the cooling plate 6 can be arranged on the cell assembly Z, which, as in the already described first embodiment, parallel to the respective first angled portions 14.2 of the Ableiterfahen 14 extends.
  • the individual cells 1 arranged on the end of the cell assembly Z each have, as shown in FIGS. 4 and 7, an end-side arrester lug 14 'with an extended first angled portion 14.2' which forms the pole contact of the cell assembly Z.
  • Figures 9 to 11 show a third embodiment of the invention, in which the frame member 6 is formed of two half-frame elements 6.5.
  • the half-frame elements 6.5 have a respective width, which corresponds to half of the distance B.
  • the two collector lugs 14 of the single cell 1 of the third embodiment are angled in sections by 90 degrees.
  • the arrester lug 14, as shown in Figure 10 on the outside to the side of the single cell 1 adjacent Angled half frame element 6.5, so that the Ableiterfahne 14 has two edges 14.3 which extend parallel to the frame edges 6.1 of the half frame element 6.5.
  • Both collector lugs 14 of the single cell 1 have a trough-shaped profile with a substantially U-shaped cross-section.
  • the two Ableiterfahnen 14 of the single cell 1 are angled in the opposite direction, so that the first angled
  • Half frame elements 6.5 can be pressed together in such a way that the second angled sections 14.4 of the conductor lugs 14 of adjacent individual cells 1, as shown in Figure 11, abut each other and non-positively and positively and are electrically connected.
  • the half-frame elements 6.5 support the inside of each adjacent first and second sections 14.2, 14.4 and serve as an abutment in the axial compression.
  • the half-frame element 6.5 has a recess 6. 6, which has dimensions corresponding to the collector lug 14.
  • the second angled section 14.4 of the arrester lug 14 of the single cell 1 inserted in the half-frame element 6.5 closes flush with a surface of the
  • Half frame element 6.5 from, so that unwanted clamping forces in the axial
  • Frame member 6 has a stiffening element 11 which is made of a stronger material than the frame member 6 is shown.
  • the stiffening element 11 consists in particular of metal and is already introduced into the frame element 6 during the production of the frame element 6 by means of an injection molding process.
  • the stiffening element 11 has a to the second clamping element eighth
  • the electrically insulating and thermally conductive heat-conducting foil 12 is arranged.
  • Figure 15 shows a fifth embodiment of the invention, in which between the first angled portion 4.2 of Ableiterfahne 4 and the frame member 6, a spring element 10 is arranged, which is in particular designed as a tension mat, elastic fleece, leaf spring or disc spring.
  • the clamping element 10 exerts spring force on the overlapping and superimposed first angled sections 4.2, so that the first angled section 4.2 of the Ableiterfahne 4 in one of the
  • Frame element 6 is biased pathbreaking direction. So are setting losses in the interference fit of non-positive and positive connection between the cooling plate 5, heat-conducting foil 12, Ableiterfahne 4 and frame element 6 compensated.
  • FIGS. 1 to 15 can be combined with one another. In particular, it is conceivable between the second
  • Section 14.4 of the Ableitfahne 14 and the frame member 6 to arrange a spring element 1 1 to compensate for setting losses in the axial compression of the frame members 6 and to ensure an electrically conductive contact of the Ableiterfahen 14 in the axial compression.
  • the frame member 6 may be formed in a manner not shown from half-frame elements 6.5, the second recesses 6.3, in which engages the second clamping element 8 for fixing a cooling plate 5.

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Abstract

A battery with a cell assembly (Z) which comprises a plurality of individual cells (1) that are interconnected in series and/or in parallel, at least one cooling plate (5) being arranged on the terminal side of the individual cells (1). The arrester lugs (4, 13, 14) of electrical terminals of the individual cells (1) are thermally coupled to the cooling plate (5). At least some sections of at least one of the arrester lugs (4, 14) are bent such that at least one first section (4.2, 14.2) of the arrester lug (4, 14) extends in parallel to the cooling plate (5). According to the invention, the individual cells (1) are mounted in frame elements (6) that can be pressed with each other in a force-fit manner by means of first tension means (7) such that the arrester lugs (4, 13, 14) of neighboring individual cells (1) are electrically interconnected.

Description

Batterie mit einem Zellverbund  Battery with a cell group
Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einem Zellverbund nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a battery with a cell assembly according to the preamble of patent claim 1.
Aus dem Stand der Technik sind flache, rechteckige Speicherelemente für elektrische Energie wie beispielsweise Einzelzellen und Kondensatoren bekannt. Dabei ist ein elektrochemisch wirksamer Inhalt dieser Speicherelemente von einer folienartigen und elektrisch isolierenden Verpackung umgeben, durch die die elektrisch leitfähigen Flat, rectangular storage elements for electrical energy such as single cells and capacitors are known from the prior art. In this case, an electrochemically active content of these memory elements is surrounded by a film-like and electrically insulating packaging, through which the electrically conductive
Anschlüsse, die insbesondere als blechförmige Ableiterelemente ausgebildet sind, durchführbar sind. Ein Pol der Einzelzelle ist mit jeweils einem Ableiterelement elektrisch leitfähig verbunden und bildet einen Polkontakt der Einzelzelle. Connections, which are designed in particular as sheet-metal arrester elements, are feasible. One pole of the single cell is electrically conductively connected to one arrester element each and forms a pole contact of the single cell.
Eine derartig ausgebildete Einzelzelle wird üblicher Weise als Pouch- oder Coffeebag- Zelle bezeichnet. Zur Bildung einer Batterie und insbesondere einer Hochvolt-Batterie sind die jeweiligen Ableiterelemente einer Vielzahl solcher Einzelzellen miteinander elektrisch leitfähig verbunden und miteinander in Reihe und/oder parallel verschaltet. Die so gebildete Anordnung von Einzelzellen ist mit einer Kühlung und beispielsweise einer elektronischen Schaltanordnung versehen und in einem Gehäuse angeordnet. Such a trained single cell is commonly referred to as Pouch- or Coffeebag- cell. To form a battery and in particular a high-voltage battery, the respective arrester elements of a plurality of such individual cells are electrically conductively connected to one another and interconnected in series and / or in parallel. The arrangement of individual cells thus formed is provided with a cooling and, for example, an electronic circuit arrangement and arranged in a housing.
Aus der DE 10 2008 034 867 A1 ist eine Batterie aus Einzelzellen bekannt, bei der die als Ableiterfahnen ausgebildeten spannungsführenden Ableiterelemente zusätzlich als Wärmeleitelement genutzt werden. Eine innerhalb der Einzelzellen bei Betrieb, Laden und/oder Entladen entstehende Wärme ist mittels der Ableiterfahnen an eine From DE 10 2008 034 867 A1, a battery of single cells is known in which the voltage-carrying arrester elements designed as discharge lugs are additionally used as heat-conducting element. A resulting within the single cells during operation, charging and / or discharging heat is by means of the Ableiterfahnen to a
angrenzende Kühlplatte abführbar. Dabei sind die Ableiterfahnen aneinander adjacent cooling plate dischargeable. The arrester lugs are together
angrenzender Einzelzellen elektrisch leitfähig mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Schweißverbindung verbunden. Dazu kommen bekannte adjacent single cells electrically conductive by means of a material connection, in particular a welded connection. There are also familiar ones
Schweißverfahren, wie beispielsweise ein Ultraschall-, Laser- und/oder ein Welding process, such as an ultrasonic, laser and / or a
Widerstandspressschweißverfahren zum Einsatz. Alternativ zu den stoffschlüssigen Schweißverfahren sind dem Stand der Technik Resistance pressure welding process used. As an alternative to the cohesive welding processes are the prior art
Durchsetzfügeverfahren („Toxen") zu entnehmen, anhand derer die Ableiterelemente der im Zellverbund nebeneinander angeordneten Einzelzellen miteinander elektrisch leitfähig verbunden werden. Dabei werden die blechförmigen Ableiterelemente zwischen einem Stempel und einer Matrize angeordnet und miteinander verpresst. Bei dieser Verpressung werden die beiden Ableiterelemente plastisch verformt und zumindest einer der beiden Ableiterelemente wird eine Vertiefung zur Bildung einer kraft- und formschlüssigen Verbindung eingeformt. By means of which the arrester elements of the individual cells arranged next to one another in the cell assembly are electrically conductively connected to one another, the sheet-like arrester elements are arranged between a die and a die and pressed together and at least one of the two Ableiterelemente a recess for forming a positive and positive connection is formed.
In der noch nicht veröffentlichten DE 10 2010 013 023 der Anmelderin ist eine Batterie mit einem Zellverbund beschrieben, der eine Mehrzahl von seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen umfasst. Eine Kühlplatte ist polseitig auf den Einzelzellen angeordnet. Dabei sind die Ableiterfahnen mittels einer kraft- und The applicant's DE 10 2010 013 023, which has not yet been published, describes a battery having a cell network comprising a plurality of individual cells connected in series and / or in parallel with one another. A cooling plate is arranged pole side on the individual cells. The arrester lugs are by means of a force and
formschlüssigen Verbindung elektrisch leitfähig miteinander verpresst. Bei der kraft- und formschlüssigen Verbindung kommen Spannelemente zum Einsatz, die beispielsweise als Schrauben und Andruckleisten ausgebildet sind. Dieselben Spannelemente dienen gleichzeitig zur kraft- und formschlüssigen Anbindung der Ableiterfahnen mit der positive connection compressed electrically conductive together. In the non-positive and positive connection clamping elements are used, which are designed for example as screws and pressure bars. The same clamping elements are used simultaneously for non-positive and positive connection of the Ableiterfahnen with the
Kühlplatte. Zwischen der Kühlplatte und den übereinander liegenden Ableiterfahnen ist eine elektrisch isolierende Wärmeleitfolie angeordnet, so dass die Ableiterfahnen an die Kühlplatte mittels der kraft- und formschlüssigen Verpressung thermisch ankoppelbar sind. Cooling plate. Between the cooling plate and the superposed Ableitfahnen an electrically insulating heat conducting foil is arranged, so that the Ableitfahnen are thermally coupled to the cooling plate by means of positive and positive compression.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Batterie anzugeben, die auf besonders einfache Art und kosteneffizient hergestellt werden kann, wobei eine verbesserte Kühlung und Fixierung der Einzelzellen im Zellverbund ermöglicht ist. Based on this prior art, it is an object of the invention to provide a battery that can be produced in a particularly simple manner and cost-effectively, with improved cooling and fixation of the individual cells in the cell assembly is possible.
Bei einer Batterie mit einem Zellverbund, der eine Mehrzahl von seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen umfasst, ist zumindest eine Kühlplatte polseitig auf den Einzelzellen angeordnet. Dabei sind Ableiterfahnen elektrischer Pole der Einzelzellen thermisch mit der Kühlplatte gekoppelt. Zumindest eine der Ableiterfahnen ist derart abschnittsweise abgewinkelt, dass zumindest ein erster Abschnitt der Ableiterfahne parallel zur Kühlplatte verläuft. Erfindungsgemäß sind die Einzelzellen in In a battery having a cell network comprising a plurality of individual cells connected in series and / or in parallel, at least one cooling plate is arranged on the pole side of the individual cells. In this case, the arrester lugs electrical poles of the individual cells are thermally coupled to the cooling plate. At least one of the collector lugs is angled in sections so that at least a first portion of the Ableitfahne runs parallel to the cooling plate. According to the invention, the individual cells are in
Rahmenelementen angeordnet, die mittels erster Spannelemente derart kraftschlüssig miteinander verpressbar sind, dass die Ableiterfahnen benachbarter Einzelzellen miteinander elektrisch verschaltet sind. Damit sind die zur Bildung des Zellverbunds innerhalb der Rahmenelemente Frame elements arranged which are so non-positively compressible by means of first clamping elements together that the Ableitfahnen adjacent individual cells are electrically interconnected. So that are the formation of the cell network within the frame elements
angeordneten Einzelzellen in besonders vorteilhafter Weise mittels der Rahmenelemente mechanisch fixiert. Die Verpressung der Rahmenelemente ermöglicht eine besonders stabile Ausbildung des Zellverbunds. Gleichzeitig ist eine elektrische Kontaktierung und Verschaltung der Ableiterfahnen der Einzelzellen mittels der kraftschlüssigen arranged single cells mechanically fixed in a particularly advantageous manner by means of the frame members. The compression of the frame elements allows a particularly stable formation of the cell composite. At the same time, an electrical contacting and interconnection of the collector lugs of the individual cells by means of the frictional
Verpressung der Rahmenelemente sichergestellt. Zusätzliche Teile zur Verbindung der Ableiterfahnen sind nicht notwendig. Dies reduziert das Gewicht der Batterie, den Pressing the frame elements ensured. Additional parts for connecting the arrester lugs are not necessary. This reduces the weight of the battery, the
Montageaufwand und die Herstellungskosten, so dass die Batterie auf besonders einfache Weise kosteneffizient hergestellt werden kann. Assembly costs and manufacturing costs, so that the battery can be produced cost-effectively in a particularly simple manner.
Das Rahmenelement ist zumindest im Kontaktbereich der Ableiterfahnen aus elektrisch isolierendem Material, wie beispielsweise Kunststoff und insbesondere faserverstärktem Kunststoff gefertigt, um die spannungsführenden Ableiterfahnen von den miteinander verpressten Rahmenelementen, die ein Gehäuse des Zellverbunds bilden, elektrisch zu isolieren. Dadurch wird eine Verletzungsgefahr durch Stromschläge bei Montage und Verwendung der Batterie reduziert. The frame element is made at least in the contact region of the Ableitfahnen of electrically insulating material, such as plastic and fiber-reinforced plastic in particular, to electrically isolate the live lead tabs of the frame elements pressed together, which form a housing of the cell assembly. This reduces the risk of injury from electrical shock during installation and use of the battery.
Die Ableiterfahnen benachbarter Einzelzellen sind mittels der kraftschlüssigen The arrester lugs of adjacent individual cells are by means of the frictional
Verpressung der Rahmenelemente kraft- und/oder formschlüssig verbunden. Hierdurch kann eine Verschweißung der Ableiterfahnen benachbarter Einzelzellen entfallen. Dies vereinfacht die Herstellung der Batterie und trägt zur Kostenersparnis bei. Pressing the frame elements non-positively and / or positively connected. As a result, a welding of the Ableitfahnen adjacent individual cells omitted. This simplifies the production of the battery and contributes to the cost savings.
Vorteilhafter Weise sind die Ableiterfahnen der Einzelzellen im Zellverbund Advantageously, the arrester lugs of the individual cells in the cell assembly
abschnittsweise um 90 Grad abgewinkelt. Damit ist eine Bauraum sparende Konstruktion der Batterie ermöglicht, bei der die Einzelzellen des Zellverbunds parallel zueinander und senkrecht zu der insbesondere oberhalb des Zellverbunds angebrachten Kühlplatte angeordnet sind. Eine solche Bauraum sparende Ausführungsform der Batterie ist insbesondere bei der Verwendung der Batterie in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Elektro- oder Hybridfahrzeug vorteilhaft. partially angled 90 degrees. Thus, a space-saving design of the battery is made possible, in which the individual cells of the cell assembly are arranged parallel to each other and perpendicular to the particular mounted above the cell assembly cooling plate. Such space-saving embodiment of the battery is particularly advantageous when using the battery in a vehicle such as an electric or hybrid vehicle.
Zweckmäßiger Weise ist der erste Abschnitt zumindest einer der Ableiterfahnen einer der Einzelzellen gegenüber dem ersten Abschnitt zumindest einer anderen der Ableiterfahnen dieser Einzelzelle in entgegen gesetzter Richtung abgewinkelt. Da die Ableiterfahnen aufgrund fehlender stoffschlüssiger Verbindungen zur elektrischen Kontaktierung, wie beispielsweise Verschweißungen, eine ebene Oberfläche aufweisen, liegt die Kühlplatte auf dem ersten Abschnitt der Ableiterfahne eben und plan auf. Dadurch ist eine große Wärmeübertragungsfläche zwischen Kühlplatte und Ableiterfahne gegeben, womit eine gute thermische Anbindung der Ableiterfahnen an die Kühlplatte zur Kühlung der Batterie sichergestellt ist. Zusätzlich sind bei einer Anordnung einer zwischen den Ableiterfahnen und der Kühlplatte eingebrachten Wärmeleitfolie aufgrund der ebenen Oberfläche der Ableiterfahnen Beschädigungen der Wärmeleitfolie und somit elektrische Kurzschlüsse vermeidbar. Expediently, the first section of at least one of the discharge lugs of one of the individual cells is angled in the opposite direction to the first section of at least one other of the discharge lugs of this individual cell. Since the arrester lugs have a flat surface due to the lack of cohesive connections for electrical contacting, such as welding, the cooling plate lies flat and flat on the first section of the arrester lug. As a result, a large heat transfer surface between the cooling plate and Ableiterfahne is given, bringing a good thermal connection of the Ableiterfahnen is ensured to the cooling plate for cooling the battery. In addition, in an arrangement of an introduced between the Ableiterfahnen and the cooling plate heat conducting due to the flat surface of the Ableitfahnen damage to the heat conducting foil and thus electrical short circuits can be avoided.
Einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung zufolge sind die Einzelzellen derart angeordnet, dass sich die jeweiligen ersten Abschnitte der Ableiterfahnen benachbarter Einzelzellen überlappen. Damit ist eine einfache elektrisch leitende Kontaktierung der Ableiterfahnen von im Zellverbund benachbarten Einzelzellen ermöglicht. According to a preferred embodiment of the invention, the individual cells are arranged such that the respective first sections of the discharge lugs of adjacent individual cells overlap. For a simple electrically conductive contacting of the Ableitfahnen of adjacent cells in the cell network is possible.
Einer alternativen Ausführungsform der Erfindung zufolge sind die beiden Ableiterfahnen der Einzelzelle asymmetrisch ausgebildet. Eine der beiden Ableiterfahnen ist plan und eben ausgebildet. Die andere der beiden Ableiterfahnen ist derart abschnittsweise und somit mehrfach abgewinkelt, dass ein zweiter Abschnitt der Ableiterfahne gegenüber dem ersten Abschnitt der Ableiterfahne um 90 Grad abgewinkelt ist, so dass diese According to an alternative embodiment of the invention, the two discharge lugs of the single cell are formed asymmetrically. One of the two arrester lugs is flat and flat. The other of the two collector lugs is so partially angled and thus multiple times that a second portion of the Ableitfahne is angled 90 degrees relative to the first portion of the Ableitfahne, so this
Ableiterfahne ein U-förmiges Querschnittsprofil aufweist. Die Einzelzellen sind im Ableiterfahne has a U-shaped cross-sectional profile. The single cells are in the
Zellverbund derart angeordnet, dass der zweite Abschnitt an der planen und ebenen Ableiterfahne einer der benachbarten Einzelzellen anliegt. Dadurch sind die Cell assembly arranged such that the second portion rests against the planar and planar Ableiterfahne one of the adjacent individual cells. Thereby are the
Ableiterfahnen benachbarter Einzelzellen mittels einer Verpressung der Einzelzellen in eine axiale Richtung auf besonders einfache Weise miteinander elektrisch leitend verbindbar. Ableitfahnen adjacent individual cells by means of a compression of the individual cells in an axial direction in a particularly simple manner electrically conductively connected.
Einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung zufolge sind die According to another alternative embodiment of the invention, the
Ableiterfahnen benachbarter Einzelzellen derart in entgegen gesetzter Richtung abschnittsweise abgewinkelt, dass ein zweiter Abschnitt der Ableiterfahne einer der benachbarten Einzelzellen an dem zweiten Abschnitt der Ableiterfahne einer anderen der benachbarten Einzelzellen anliegt. Der zweite Abschnitt ist gegenüber dem ersten Abschnitt um 90 Grad abgewinkelt, so dass die Ableiterfahne ein U-förmiges Ableitfahnen adjacent single cells in such an opposite direction in sections angled away that a second portion of the Ableiterfahne one of the adjacent individual cells is applied to the second portion of the Ableitfahne another of the adjacent individual cells. The second section is angled 90 degrees from the first section, so that the arrester flag is a U-shaped
Querschnittsprofil aufweist. Dadurch sind die Ableiterfahnen benachbarter Einzelzellen mittels der axialen Verpressung der Einzelzellen auf besonders einfache Weise miteinander elektrisch leitend verbindbar. Has cross-sectional profile. As a result, the arrester lugs of adjacent individual cells can be electrically conductively connected to one another in a particularly simple manner by means of the axial compression of the individual cells.
Die insbesondere oberhalb des Zellverbunds angeordnete Kühlplatte ist mittels zweiter Spannelemente mit dem Rahmenelement kraft- und/oder formschlüssig verbindbar. Dabei ist der erste Abschnitt der Ableiterfahne kraft- und/oder formschlüssig mit der Kühlplatte verbunden, um die Ableiterfahne an die Kühlplatte thermisch leitfähig zu koppeln. Die beispielsweise als selbstfurchende Kunststoffschrauben ausgeführten zweiten Spannelemente sind durch entsprechende Aussparungen in der Kühlplatte durchführbar und greifen in jeweils eines der Rahmenelemente ein, in dem jeweils eine der Einzelzellen zumindest zum Teil angeordnet ist. Die Rahmenelemente dienen somit zusätzlich zur mechanischen Fixierung der Einzelzellen im Zellverbund als Widerlager bei der kraft- und formschlüssigen Verbindung zwischen Ableiterfahnen und Kühlplatte. Somit entfallen zusätzliche Bauteile bei der Herstellung der Batterie, wodurch Kosten eingespart sind. Zur Aufnahme des zweiten Spannelements kann das Rahmenelement eine weitere entsprechende Aussparung aufweisen. The cooling plate, which is arranged in particular above the cell assembly, can be frictionally and / or positively connected to the frame element by means of second clamping elements. In this case, the first portion of the Ableitfahne non-positively and / or positively connected to the cooling plate to the Ableiterfahne to the cooling plate thermally conductive couple. The example designed as a self-tapping plastic screws second clamping elements are feasible through corresponding recesses in the cooling plate and engage in each one of the frame elements, in each of which one of the individual cells is at least partially arranged. The frame members thus serve in addition to the mechanical fixation of the individual cells in the cell assembly as an abutment in the non-positive and positive connection between Ableiterfahnen and cooling plate. This eliminates additional components in the production of the battery, which costs are saved. For receiving the second clamping element, the frame element may have a further corresponding recess.
Zweckmäßiger Weise ist die Kühlplatte von den spannungsführenden Ableiterfahnen mittels einer elektrisch isolierenden und thermisch leitfähigen Wärmeleitfolie elektrisch isoliert. Die Wärmeleitfolie ist im Zwischenbereich zwischen der Kühlplatte und den parallel zur Kühlplatte verlaufenden ersten Abschnitten der Ableiterfahnen angeordnet. Vorteilhafter Weise sind die zweiten Spannelemente ebenfalls aus elektrisch isolierendem Material gefertigt, um die elektrisch Isolation der Kühlplatte sicherzustellen. Expediently, the cooling plate is electrically insulated from the live discharge lugs by means of an electrically insulating and thermally conductive heat conducting foil. The heat-conducting foil is arranged in the intermediate region between the cooling plate and the first sections of the discharge lugs running parallel to the cooling plate. Advantageously, the second clamping elements are also made of electrically insulating material to ensure the electrical insulation of the cooling plate.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Batterie weisen die Ableiterfahnen zumindest im Bereich des ersten und/oder des zweiten Abschnitts eine Korrosionsschutz-Beschichtung auf, so dass eine Korrosion vermeidbar ist und daraus folgend ein konstanter elektrischer Übergangswiderstand zwischen den Stromabieiterfahnen über die gesamte Lebensdauer der Batterie realisierbar ist. Dazu kommen zweckmäßiger Weise insbesondere Nickel-, Zinn-, und/oder Goldbeschichtungen zum Einsatz. In an advantageous embodiment of the battery, the arrester lugs have a corrosion protection coating at least in the region of the first and / or the second section, so that corrosion can be avoided and, consequently, a constant electrical contact resistance between the current drainage lugs can be realized over the entire service life of the battery , For this purpose, in particular nickel, tin, and / or gold coatings are used.
Um weiterhin ein Eindringen von Fremdstoffen, insbesondere von Schmutzpartikeln und Feuchtigkeit, welche ebenfalls zu einer Erhöhung des elektrischen Übergangswiderstands und zu elektrischen Kurzschlüssen führen können, zu verhindern, sind die Ableiterfahnen zumindest im Bereich des ersten und/oder des zweiten Abschnitts gegen ein Eindringen von Fremdstoffen abgedichtet. Hierzu sind insbesondere elektrisch isolierende In order to further prevent the penetration of foreign substances, in particular of dirt particles and moisture, which can likewise lead to an increase in the electrical contact resistance and electrical short circuits, the arrester lugs are at least in the region of the first and / or the second portion against ingress of foreign substances sealed. For this purpose, in particular electrically insulating
Dichtelemente, z. B. Lackierungen, Silikone und/oder Vergussmassen, vorgesehen. Sealing elements, for. As finishes, silicones and / or potting compounds provided.
In einer alternativen Ausführung dient die Verpressung der Rahmenelemente mit den darin angeordneten Einzelzellen lediglich zur elektrischen Verschaltung der Einzelzellen untereinander. Eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen Rahmenelement und Kühlplatte ist in dieser alternativen Ausführungsform der Erfindung nicht vorgesehen. Die Rahmenelemente sind im jeweiligen Zwischenbereich benachbarter Einzelzellen des Zellverbunds derart angeordnet, dass die Ableiterfahnen der Einzelzelle zwischen jeweils zwei Rahmenelementen kraft- und/oder formschlüssig verklemmt sind. Insbesondere weisen Einzelzellen, die nach der bereits beschriebenen Coffeebag- oder Pouch- Bauweise gebildet sind, eine im umlaufenden Randbereich der Einzelzelle überstehende Siegelnaht aus miteinander verschweißten Folien auf. Diese überstehende Siegelnaht ist zusätzlich zu den Ableiterfahnen der Einzelzellen zwischen den zwei Rahmenelementen zur Fixierung der Einzelzelle verklemmbar. Die Einzelzelle ist jeweils halbseitig in einem der jeweils zwei Rahmenelemente anordbar. Ein von den Einzelzellen gerade hinaus stehender Abschnitt der Ableiterfahnen ist durch die miteinander verschweißten Folien hindurchgeführt. Das Rahmenelement beabstandet die gerade hinaus stehenden In an alternative embodiment, the compression of the frame elements with the individual cells arranged therein serves only for electrical interconnection of the individual cells with one another. A non-positive and positive connection between the frame member and the cooling plate is not provided in this alternative embodiment of the invention. The frame elements are arranged in the respective intermediate region of adjacent individual cells of the cell assembly in such a way that the discharge lugs of the individual cell are positively and / or positively clamped between in each case two frame elements. In particular, individual cells, which are formed according to the already described Coffeebag or Pouch construction, have a sealing seam protruding from the outer cell in the peripheral area of the individual cell and are welded together. This protruding seal seam can be clamped in addition to the conductor tabs of the individual cells between the two frame elements for fixing the individual cell. The individual cell can be arranged in each case half side in one of the two frame elements. A section of the discharge tabs which projects straight from the individual cells is passed through the films welded together. The frame element spaces the straight out standing
Abschnitte der Ableiterfahnen benachbarter Einzelzellen voneinander. Der so aus einer Vielzahl von aneinander angrenzenden Einzelzellen gebildete Zellverbund nutzt einen zur Verfügung stehenden Bauraum auf besonders vorteilhafte Weise und weist eine große mechanische Stabilität auf. Sections of the collector lugs of adjacent single cells from each other. The cell assembly thus formed from a plurality of adjacent individual cells uses a space available in a particularly advantageous manner and has a high mechanical stability.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Rahmenelement aus zwei Halbrahmenelementen, die eine jeweilige Breite aufweisen, die der Hälfte des Abstands zwischen den gerade hinaus stehenden Abschnitten der Ableiterfahnen benachbarter Einzelzellen entspricht. Dies ermöglicht eine einfache Montage der Batterie, da jede der Einzelzellen zunächst jeweils halbseitig in jeweils ein Halbrahmenelement eingelegt werden kann, die anschließend zur Ausbildung des Zellverbunds kraftschlüssig miteinander verpresst werden. In a preferred embodiment of the invention, the frame element consists of two half-frame elements, which have a respective width which corresponds to half the distance between the straight-standing sections of the discharge lugs of adjacent individual cells. This allows a simple mounting of the battery, since each of the individual cells can first be inserted in each case half-side in each case a half-frame element, which are then pressed non-positively to form the cell composite with each other.
Vorteilhafter Weise sind die Rahmenelemente und/oder die Halbrahmenelemente jeweils mit ersten Aussparungen zur Aufnahme der/s ersten Spannelemente/s versehen, die beispielsweise als Spannschrauben, Zuganker, Nieten und oder Federbügel ausgebildet sind, so dass mittels der ersten Spannelemente die Rahmenelemente und/oder die Halbrahmenelemente in axialer Richtung miteinander kraftschlüssig verpressbar sind. Die axiale Richtung verläuft entlang einer Flächennormale der insbesondere als Flachzelle ausgebildeten Einzelzelle, wobei die Einzelzellen parallel zueinander im Zellverbund ausgerichtet sind. Damit sind die Einzelzellen auf besonders einfache Weise in einem Zellverbund fixierbar. Advantageously, the frame elements and / or the half-frame elements are each provided with first recesses for receiving the / s first clamping elements / s, which are designed for example as clamping screws, tie rods, rivets and or spring clip, so that by means of the first clamping elements, the frame elements and / or the half-frame elements in the axial direction can be pressed together positively. The axial direction runs along a surface normal of the individual cell designed in particular as a flat cell, wherein the individual cells are aligned parallel to one another in the cell assembly. Thus, the individual cells can be fixed in a particularly simple manner in a cell composite.
Die Ableiterfahne der Einzelzelle ist außenseitig um das Rahmenelement und/oder das Halbrahmenelement abgewinkelt. Dabei stützt das Rahmenelement bzw. das The arrester lug of the single cell is angled on the outside around the frame element and / or the half frame element. It supports the frame element or the
Halbrahmenelement innenseitig den ersten und/oder den zweiten Abschnitt der Ableiterfahne ab. Hierzu liegen die abgewinkelten Abschnitte der Ableiterfahnen auf dem Rahmenelement bzw. den Halbrahmenelementen auf. Damit ist sichergestellt, dass bei der kraftschlüssigen Verpressung der Rahmenelemente bzw. der Halbrahmenelemente die Ableiterfahnen der Einzelzellen in eine elektrisch leitfähige Verbindung miteinander gebracht werden. Des Weiteren stellt die innenseitige Abstützung insbesondere des ersten Abschnitts der Ableiterfahne, der zwischen Rahmenelement bzw. Half frame element inside the first and / or the second portion of the Ableiterfahne from. For this purpose, the angled portions of the Ableiterfahnen on the frame element or the half-frame elements. This ensures that in the non-positive compression of the frame members or the half-frame elements, the Ableitfahnen the individual cells are brought into an electrically conductive connection with each other. Furthermore, the inside support in particular of the first portion of the Ableitfahne, between the frame element or
Halbrahmenelement und Kühlplatte angeordnet ist, sicher, dass die Ableiterfahne der Einzelzelle bei der kraft- und formschlüssigen Verpressung der Kühlplatte mit dem Semi-frame element and cooling plate is arranged, sure that the Ableiterfahne the single cell in the positive and positive compression of the cooling plate with the
Rahmenelement bzw. dem Halbrahmenelement an die Kühlplatte thermisch leitend angebunden wird. Frame element or the half-frame element is connected to the cooling plate thermally conductive.
Vorteilhafter Weise ist zur weiteren Verbesserung der elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen den Ableiterfahnen und/oder zur Verbesserung der thermisch leitfähigen Verbindung zwischen Ableiterfahne und Kühlplatte ein Federelement vorgesehen, das beispielsweise als Spannmatte, elastisches Vlies, Blattfeder und/oder als Tellerfeder ausgebildet ist. Dabei ist das Federelement zwischen dem ersten und/oder dem zweiten Abschnitt der Ableiterfahne und dem Rahmenelement und/oder dem Halbrahmenelement angeordnet, so dass das Federelement eine Federkraft auf den ersten und/oder zweiten Abschnitt der Ableiterfahne ausübt. Die Federkraft weist vom Rahmenelement und/oder dem Halbrahmenelement weg, so dass der erste und/oder zweite Abschnitt der Advantageously, a spring element is provided to further improve the electrically conductive connection between the Ableiterfahnen and / or to improve the thermally conductive connection between Ableiterfahne and cooling plate, which is designed for example as a tension mat, elastic fleece, leaf spring and / or plate spring. In this case, the spring element is arranged between the first and / or the second portion of the Ableitfahne and the frame member and / or the half-frame member, so that the spring element exerts a spring force on the first and / or second portion of the Ableiterfahne. The spring force points away from the frame element and / or the half-frame element, so that the first and / or second section of the
Ableiterfahne in dieser Richtung vorgespannt ist. Damit wird erreicht, dass Setzverluste im Pressverband der kraft- und/oder formschlüssigen Verbindungen zwischen den Rahmenelementen bzw. Halbrahmenelementen untereinander und/oder zwischen den Rahmenelementen bzw. Halbrahmenelementen und der Kühlplatte kompensierbar sind, womit eine elektrisch und/oder thermisch leitfähige Kopplung der Ableiterfahnen untereinander und/oder der Ableiterfahnen mit der Kühlplatte sichergestellt ist. Ableiterfahne is biased in this direction. This ensures that setting losses in the press fit of the non-positive and / or positive connections between the frame elements or half frame elements with each other and / or between the frame elements or half frame elements and the cooling plate can be compensated, whereby an electrically and / or thermally conductive coupling of the Ableiterfahnen with each other and / or the Ableiterfahnen is ensured with the cooling plate.
Vorteilhafter Weise ist im Rahmenelement ein Versteifungselement angeordnet, um ausreichend hohe Presskräfte im Pressverband der kraft- und/oder formschlüssig verbundenen Teile, die Rahmenelemente bzw. Halbrahmenelemente und/oder die Kühlplatte umfassen, zu ermöglichen. Dabei wird das Versteifungselement zweckmäßiger Weise bei Herstellung des Rahmenelements in dasselbige mittels eines Advantageously, a stiffening element is arranged in the frame element in order to allow sufficiently high pressing forces in the press fit of the non-positively and / or positively connected parts comprising the frame elements or half-frame elements and / or the cooling plate. In this case, the stiffening element is expediently in producing the frame element in the same way by means of a
Spritzgussprozesses eingebracht. Das Versteifungselement weist eine höhere Steifigkeit auf als das zweckmäßiger Weise aus Kunststoff hergestellte Rahmenelement und ist beispielsweise aus einem Metall gefertigt. Alternativ oder zusätzlich weist das Versteifungselement eine Bohrung insbesondere in Form einer Gewindebohrung auf, die das insbesondere als Schraube ausgebildete zweite Spannelement aufnimmt, um die Festigkeit der kraft- und formschlüssigen Verbindung zwischen Rahmenelement bzw. Halbrahmenelement und Kühlplatte weiter zu verbessern. Injection molding process introduced. The stiffening element has a higher rigidity than the suitably made of plastic frame member and is made for example of a metal. Alternatively or additionally, the stiffening element has a bore, in particular in the form of a threaded bore, which accommodates the second clamping element designed in particular as a screw in order to further improve the strength of the non-positive and positive connection between frame element or half-frame element and cooling plate.
Bei der Batterie handelt es sich gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung um eine Fahrzeugbatterie, insbesondere eine Batterie für ein Fahrzeug mit Elektroantrieb, Hybridantrieb oder ein Brennstoffzellen-Fahrzeug. Vorzugsweise ist die Batterie eine Lithium-Ionen-Batterie. Aufgrund des geringen Gewichts, der hohen Sicherheit und der verringerten Kosten eignet sich die Batterie vorzugsweise zur Anwendung in einem Fahrzeug. The battery is according to one embodiment of the invention to a vehicle battery, in particular a battery for a vehicle with electric drive, hybrid drive or a fuel cell vehicle. Preferably, the battery is a lithium-ion battery. Due to the low weight, the high safety and the reduced costs, the battery is preferably suitable for use in a vehicle.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen: Showing:
Fig. 1 schematisch eine Explosionsdarstellung einer Batterie mit einem Fig. 1 shows schematically an exploded view of a battery with a
Zellverbund gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem eine Kühlplatte polseitig am Zellverbund angebracht ist und mit Rahmenelementen kraft- und formschlüssig verbunden ist,  Cell assembly according to a first embodiment, in which a cooling plate is pole side attached to the cell assembly and is frictionally and positively connected with frame members,
Fig. 2 schematisch eine perspektivische Darstellung zweier Einzelzellen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei zwischen den Einzelzellen das Rahmenelement angeordnet ist und bei der die Ableiterfahnen der beiden benachbarten Einzelzellen derart in entgegen gesetzter Richtung abschnittsweise abgewinkelt sind, dass sich zumindest die jeweiligen ersten Abschnitte der Ableiterfahnen der beiden benachbarten Einzelzellen überlappen, 2 schematically shows a perspective view of two individual cells according to the first exemplary embodiment, wherein the frame element is arranged between the individual cells and in which the arrester lugs of the two adjacent individual cells are angled in opposite directions in sections such that at least the respective first sections of the collector lugs of FIG overlap two adjacent single cells,
Fig. 3 schematisch eine Längsschnittdarstellung des Zellverbunds gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, 3 is a schematic longitudinal view of the cell assembly according to the first embodiment,
Fig. 4 schematisch eine Explosionsdarstellung einer Batterie mit einem Fig. 4 shows schematically an exploded view of a battery with a
Zellverbund gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem der Zellverbund aus einer Vielzahl von Einzelzellen gebildet ist und eine Ableiterfahne der Einzelzelle um ein Rahmenelement außenseitig abgewinkelt ist, Cell composite according to a second embodiment, wherein the cell composite is formed of a plurality of single cells and a Ableiterfahne the single cell is angled outside a frame element,
Fig. 5 schematisch eine perspektivische Darstellung der gemäß dem zweiten Fig. 5 schematically shows a perspective view according to the second
Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ausgebildeten Einzelle, die halbseitig in ein Rahmenelement eingelegt ist,  Embodiment of Figure 4 trained Einzelle, which is half loaded in a frame member,
Fig. 6 schematisch eine Explosionsdarstellung der gemäß dem zweiten Fig. 6 shows an exploded view of the according to the second
Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ausgebildeten Einzelzelle mit dem angrenzenden Rahmenelement,  Embodiment of Figure 4 formed single cell with the adjacent frame member,
Fig. 7 schematisch eine Längsschnittdarstellung des gemäß dem zweiten Fig. 7 shows schematically a longitudinal sectional view of the according to the second
Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ausgebildeten Zellverbunds,  Embodiment of Figure 4 formed cell composite,
Fig. 8 schematisch eine Ausschnittsvergrößerung der Längsschnittdarstellung gemäß Figur 7, 8 shows schematically an enlarged detail of the longitudinal sectional view according to FIG. 7,
Fig. 9 schematisch eine Explosionsdarstellung eines dritten Fig. 9 schematically an exploded view of a third
Ausführungsbeispiels, bei dem zwei benachbarte Einzelzellen jeweils zwischen zwei Halbrahmenelementen angeordnet sind,  Embodiment in which two adjacent individual cells are each arranged between two half-frame elements,
Fig. 10 schematisch eine Explosionsdarstellung der Einzelzelle gemäß dem dritten Fig. 10 shows schematically an exploded view of the single cell according to the third
Ausführungsbeispiel nach Figur 9, wobei die eine Ableiterfahne der Einzelzelle außenseitig um das Halbrahmenelement abgewinkelt ist,  Embodiment of Figure 9, wherein the one Ableiterfahne the single cell is angled outside the half frame element,
Fig. 11 schematisch eine Längsschnittdarstellung eines gemäß dem dritten Fig. 11 shows schematically a longitudinal sectional view of one according to the third
Ausführungsbeispiel nach Figur 9 ausgebildeten Zellverbunds aus Einzelzellen,  Embodiment of Figure 9 formed cell composite of single cells,
Fig. 12 schematisch eine Explosionsdarstellung einer Batterie gemäß einem 12 is a schematic exploded view of a battery according to a
vierten Ausführungsbeispiel, bei der ein Versteifungselement in einem Rahmenelement eingebracht ist, Fig. 13 schematisch eine Längsschnittdarstellung eines Zellverbunds gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel nach Figur 12, bei dem in dem jeweiligen Rahmenelement jeweils das Versteifungselement angeordnet ist, fourth embodiment, in which a stiffening element is incorporated in a frame member, 13 is a schematic longitudinal sectional view of a cell assembly according to the fourth exemplary embodiment according to FIG. 12, in which the stiffening element is arranged in the respective frame element,
Fig. 14 schematisch eine Querschnittdarstellung eines Zellverbunds gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel nach Figur 12, bei dem in dem jeweiligen Rahmenelement jeweils das Versteifungselement angeordnet ist, 14 is a schematic cross-sectional view of a cell assembly according to the fourth exemplary embodiment according to FIG. 12, in which the stiffening element is arranged in the respective frame element,
Fig. 15 schematisch einen Ausschnitt einer Längsschnittdarstellung eines Fig. 15 shows schematically a detail of a longitudinal section of a
Zellverbunds gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, bei dem ein Federelement zwischen einem Rahmenelement und einem ersten Abschnitt einer Ableiterfahne angeordnet ist.  Cell composite according to a fifth embodiment, wherein a spring element between a frame member and a first portion of a Ableitfahne is arranged.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Figuren 1 bis 3 zeigen ein erstes Ausbildungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Vielzahl von als Flachzellen der Coffebag- oder Pouch-Bauweise ausgebildeten Figures 1 to 3 show a first embodiment of the invention, in which a plurality of designed as flat cells of Coffebag- or Pouch construction
Einzelzellen 1 nebeneinander und zueinander parallel zur Bildung eines Zellverbunds Z einer Batterie angeordnet ist. Single cells 1 side by side and parallel to each other to form a cell composite Z of a battery is arranged.
Die Einzelzellen 1 sind dabei gemäß der bereits beschriebenen flachen Coffeebag- Bauweise gebildet, bei der die Einzelzelle 1 eine folienartige und elektrisch isolierende Hülle aufweist, die nach Evakuierung im umlaufenden Randbereich mittels einer Verschweißung verschlossen ist und so ein Einzelzellengehäuse 3 bilden. Das The individual cells 1 are formed in accordance with the already described flat Coffeebag construction, in which the individual cell 1 has a foil-like and electrically insulating shell, which is closed after evacuation in the peripheral edge region by means of a weld and thus form a single cell housing 3. The
Einzelzellengehäuse 2 weist im umlaufenden Randbereich eine von der Verschweißung der folienartigen Hülle hervorgerufene Siegelnaht 2.1 auf. Single cell housing 2 has in the peripheral edge region on a caused by the welding of the film-like envelope sealed seam 2.1.
Die im Folgenden als Einzelzelle 1 bezeichnete Flachzelle besteht aus einem im inneren der Einzelzelle 1 angeordneten Elektrodenstapel 3 elektrochemisch aktiver und nebeneinander liegender Folien, der, wie in Figur 3 dargestellt, von einem The flat cell referred to below as a single cell 1 consists of an electrode stack 3 of electrochemically active and juxtaposed foils arranged in the interior of the individual cell 1, which, as shown in FIG
Einzelzellengehäuse 2 umgeben ist. Dabei sind in nicht näher dargestellter Weise die Polkontakte des Elektrodenstapels 3 einer Polarität elektrisch leitfähig mit jeweils einer elektrisch und thermisch leitfähigen Ableiterfahne 4 verbunden, die somit die Pole der Einzelzelle 1 bilden. Eine innerhalb der Einzelzelle 1 insbesondere bei Betrieb, Laden und/oder Entladen entstehende Wärme ist mittels der Ableiterfahne 4 Bauraum sparend nach außen abführbar. Jede Einzelzelle 1 des Zellverbunds Z, weist, wie insbesondere in Figur 1 dargestellt, zwei blechförmige und elektrisch leitfähige Ableiterfahnen 4 auf, die durch die folienartige Hülle des Einzelzellengehäuses 2 durchgeführt sind. Ein von der Einzelzelle 1 über eine Kante des Einzelzellengehäuses 2 gerade hinaus stehender Abschnitt 4.1 jeweils einer der Ableiterfahnen 4 ist eben und parallel zur Einzelzelle 1 ausgerichtet. Single cell housing 2 is surrounded. In this case, the pole contacts of the electrode stack 3 of one polarity are electrically conductively connected to a respective electrically and thermally conductive Ableiterfahne 4, which thus form the poles of the single cell 1 in a manner not shown. A heat generated within the individual cell 1, in particular during operation, charging and / or discharging, can be dissipated to the outside by means of the arrester lug 4 in order to save space. Each individual cell 1 of the cell assembly Z, has, as shown in particular in Figure 1, two sheet-shaped and electrically conductive Ableiterfahnen 4, which are performed by the film-like shell of the single cell housing 2. One of the single cell 1 over an edge of the single cell housing 2 straight out standing section 4.1 each one of the arrester lugs 4 is flat and aligned parallel to the single cell 1.
Die Ableiterfahne 4 ist abschnittsweise um 90 Grad abgewinkelt und weist einen ersten abgewinkelten Abschnitt 4.2 auf, der gegenüber dem gerade hinaus stehenden The Ableiterfahne 4 is angled in sections by 90 degrees and has a first angled section 4.2, which are opposite to the straight out
Abschnitt 4.1 der Ableiterfahne 4 um 90 Grad abgewinkelt ist. Der erste abgewinkelte Abschnitt 4.2 der Ableiterfahne 4 verläuft dabei parallel zu zumindest einer polseitig angebrachten Kühlplatte 5, an die die Ableiterfahne 4 thermisch leitend zur Kühlung der Batterie angekoppelt ist. Dabei ist der erste abgewinkelte Abschnitt 4.2 einer der beiden Ableiterfahnen 4 der Einzelzelle 1 in einer entgegen gesetzten Richtung gegenüber dem ersten abgewinkelten Abschnitt 4.2 der anderen der beiden Ableiterfahnen 4 der Section 4.1 of the arrester lug 4 is angled 90 degrees. The first angled section 4.2 of the arrester lug 4 runs parallel to at least one polar plate 5 mounted on the pole side, to which the arrester lug 4 is thermally coupled for cooling the battery. In this case, the first angled section 4.2 of one of the two arrester lugs 4 of the single cell 1 in an opposite direction relative to the first angled section 4.2 of the other of the two Ableitfahnen 4 of
Einzelzelle 1 abgewinkelt. Single cell 1 angled.
Zwischen jeweils zwei Einzelzellen 1 des Zellverbunds Z ist jeweils ein Rahmenelement 6, wie insbesondere in Figur 2 gezeigt, angeordnet. Das Rahmenelement 6 ist entweder vollständig oder zumindest im Kontaktbereich der Ableiterfahnen 4 aus elektrisch isolierendem Material und insbesondere Kunststoff oder faserverstärktem Kunststoff gefertigt. Die Ableiterfahne 4 der Einzelzelle 1 ist derart abschnittsweise um eine Between each two individual cells 1 of the cell composite Z is in each case a frame element 6, as shown in particular in Figure 2, respectively. The frame element 6 is made either completely or at least in the contact region of the collector lugs 4 made of electrically insulating material and in particular plastic or fiber-reinforced plastic. The arrester lug 4 of the single cell 1 is so partially to a
Außenseite des Rahmenelements 6 abgewinkelt, dass der gerade hinaus stehende Abschnitt 4.1 seitlich an dem Rahmenelement 6 anliegt und der erste abgewinkelte Abschnitt 4.2 der Ableiterfahne 4 auf dem Rahmenelement 6 aufliegt und von diesem innenseitig abgestützt ist. Dabei verläuft eine Kante 4.3 der abschnittsweise Angled outside of the frame member 6 that the straight out section 4.1 is applied laterally to the frame member 6 and the first angled section 4.2 of Ableiterfahne 4 rests on the frame member 6 and is supported by this on the inside. In this case, an edge 4.3 of the sections runs
abgewinkelten Ableiterfahne 4 parallel zu einer Rahmenkante 6.1 des Angled Ableiterfahne 4 parallel to a frame edge 6.1 of
Rahmenelements 6. Frame element 6.
Das Rahmenelement 6 weist eine derartige Breite auf, dass die gerade hinaus stehenden Abschnitte 4.1 der Ableiterfahnen 4 zweier im Zellverbund Z benachbarter Einzelzellen 1 in einem entsprechenden Abstand B voneinander beabstandet sind. The frame element 6 has a width such that the sections 4.1 of the arrester lugs 4 which are just protruding out of two adjacent individual cells 1 in the cell network Z are spaced apart from one another at a corresponding distance B.
Jede Einzelzelle 1 des Zellverbunds Z ist, wie insbesondere in Figuren 1 und 3 gezeigt, zwischen zwei Rahmenelementen 6 angeordnet und in diese eingelegt. Das Each individual cell 1 of the cell assembly Z is, as shown in particular in FIGS. 1 and 3, arranged between two frame elements 6 and inserted into them. The
Rahmenelement 6 weist eine innere Aussparung auf, die einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und derart dimensioniert ist, dass ein erhabener Bereich der Einzelzelle 1 , dessen Ausmessungen maßgeblich von dem in der Einzelzelle 1 angeordneten Elektrodenstapel 3 bestimmt ist, vom Rahmenelement 6 umfasst wird. Die Einzelzelle 1 ist von beiden Seiten in jeweils einem der Frame member 6 has an inner recess, which has a substantially rectangular cross-section and is dimensioned such that a raised portion of the single cell 1, the dimensions of which significantly in the Single cell 1 arranged electrode stack 3 is determined by the frame member 6 is included. The single cell 1 is from both sides in each one of
Rahmenelemente 6 eingelegt, so dass die Einzelzelle 1 halbseitig in dem jeweils einem der Rahmenelemente 6 anordbar ist. Frame elements 6 is inserted, so that the single cell 1 can be arranged on one side in the respective one of the frame elements 6.
Zwei im Zellverbund Z benachbarte Einzelzellen 1 sind, wie in Figuren 1 bis 3 dargestellt, mittels des Rahmenelements 6 voneinander getrennt. Die Ableiterfahne 4 einer der beiden benachbarten Einzelzellen 1 ist gegenüber der Ableiterfahne 4 der anderen der beiden benachbarten Einzelzellen 1 derart in entgegen gesetzter Richtung Two individual cells 1 adjacent in the cell assembly Z are, as shown in FIGS. 1 to 3, separated from one another by means of the frame element 6. The arrester lug 4 of one of the two adjacent individual cells 1 is opposite the arrester lug 4 of the other of the two adjacent individual cells 1 in the opposite direction
abschnittsweise abgewinkelt, dass die jeweiligen ersten abgewinkelten Abschnitte 4.2 der beiden Ableiterfahnen 4 im Bereich des Rahmenelements 6 überlappen und übereinander liegen. Damit ist ein flächiger Auflagekontakt der beiden ersten abgewinkelten angled in sections so that the respective first angled sections 4.2 of the two collector lugs 4 overlap in the region of the frame element 6 and lie one above the other. This is a flat bearing contact of the first two angled
Abschnitte 4.2 gegeben, der eine elektrisch und thermisch leitfähige Verbindung zwischen den beiden Ableiterfahnen 4 benachbarter Einzelzellen 1 zur Verschaltung der Einzelzellen 1 untereinander herstellt. Um eine Korrosion der Ableiterfahnen 4 zu vermeiden, sind diese zumindest teilweise und insbesondere im Bereich des ersten abgewinkelten Abschnitts 4.2 mit einer Korrosionsschutz-Beschichtung, beispielsweise aus Nickel, Zinn und/oder Gold, versehen. Sections 4.2 given that produces an electrically and thermally conductive connection between the two Ableiterfahnen 4 adjacent single cells 1 for interconnection of the individual cells 1 with each other. In order to avoid corrosion of the collector lugs 4, they are at least partially and in particular in the region of the first angled section 4.2 with a corrosion protection coating, for example, nickel, tin and / or gold provided.
Die jeweils halbseitig in die Rahmenelemente 6 eingelegten Einzelzellen 1 sind mittels einer kraftschlüssigen Verpressung der Rahmenelemente 6 untereinander in dem The respective half-side inserted into the frame members 6 single cells 1 are by means of a positive compression of the frame members 6 with each other in the
Zellverbund Z fixierbar. Zu dieser Verpressung sind erste Spannelemente 7 vorgesehen, die insbesondere als Schrauben, Zuganker, Nieten und/oder Federbügeln ausgebildet sind. Die kraftschlüssige Verpressung der Rahmenelemente 7 erfolgt in einer zu der Einzelzelle 1 senkrecht verlaufenden axialen Richtung A. Das Rahmenelement 6 weist eine durchgängige erste Aussparung 6.2 auf, deren innere Abmessungen zur Aufnahme des ersten Spannelements 7 entsprechend ausgebildet sind. Die erste Aussparung 6.2 ist dabei in einer jeweiligen Ecke des Rahmenelements 6 angeordnet. Cell group Z fixable. For this compression first clamping elements 7 are provided, which are designed in particular as screws, tie rods, rivets and / or spring clips. The frictional compression of the frame elements 7 takes place in a direction perpendicular to the single cell 1 axial direction A. The frame member 6 has a continuous first recess 6.2, the inner dimensions for receiving the first clamping element 7 are formed accordingly. The first recess 6.2 is arranged in a respective corner of the frame member 6.
Bei der axialen und kraftschlüssigen Verpressung der Rahmenelemente 6 untereinander werden die Einzelzellen 1 im Zellverbund Z fixiert. Dabei liegen die den Randbereich der Einzelzelle 1 umlaufende Siegelnaht 2.1 und die gerade hinaus stehenden Abschnitte 4.1 der Ableiterfahnen 4 der Einzelzelle 1 beidseitig an jeweils einem der Rahmenelemente 6 an. Bei der Verpressung der Rahmenelemente 6 werden die Siegelnaht 2.1 und die gerade hinaus stehenden Abschnitte 4.1 der Ableiterfahnen 4 jeder Einzelzelle 1 zwischen den beiden jeweils angrenzenden Rahmenelementen 6 verklemmt. Alternativ oder zusätzlich ist jeweils endseitig am Zellverbund Z ein rahmenförmiges Abschlusselement 9 angeordnet, das den Zellverbund Z begrenzt und als Widerlager bei der axialen Verpressung der Rahmenelemente 6 dient. Dazu weist das In the axial and non-positive compression of the frame members 6 with each other, the individual cells 1 are fixed in the cell assembly Z. In this case, the peripheral region of the individual cell 1 circumferential sealing seam 2.1 and the straight out standing sections 4.1 of the Ableitfahnen 4 of the single cell 1 are on both sides of each one of the frame members 6 at. When the frame elements 6 are pressed, the sealed seam 2.1 and the sections 4.1 of the discharge lugs 4 that extend straight out of each individual cell 1 are jammed between the two adjacent frame elements 6. Alternatively or additionally, a frame-shaped closing element 9 is arranged at each end of the cell assembly Z, which limits the cell assembly Z and serves as an abutment in the axial compression of the frame members 6. This points to that
Abschlusselement 9 eine vierte Aussparung 9.1 zur Aufnahme des ersten End element 9, a fourth recess 9.1 for receiving the first
Spannelements 7 auf. Clamping element 7 on.
Die Kühlplatte 5 ist parallel zu den ersten abgewinkelten Abschnitten 4.2 der The cooling plate 5 is parallel to the first angled portions 4.2 of
Ableiterfahnen 4 anordbar und weist eine Vielzahl von inneren Kühlkanälen 5.2 auf, die von einem Kühlmittel zur Kühlung der Batterie durchströmbar sind. Figur 1 zeigt einen Zellverbund Z, bei dem jede Einzelzelle 1 jeweils zwei Ableiterfahnen 4 aufweist. Die Einzelzellen 1 sind parallel zueinander ausgerichtet, so dass die jeweiligen ersten abgewinkelten Abschnitte 4.2 der Ableiterfahnen 4 zwei zueinander parallele Reihen bilden, die an jeweils eine darüber angeordnete Kühlplatte 5 thermisch gekoppelt sind. Ableiterfahnen 4 can be arranged and has a plurality of inner cooling channels 5.2, which are flowed through by a coolant for cooling the battery. FIG. 1 shows a cell network Z in which each individual cell 1 has two respective collector lugs 4. The individual cells 1 are aligned parallel to one another, so that the respective first angled sections 4.2 of the collector lugs 4 form two mutually parallel rows, which are thermally coupled to a respective cooling plate 5 arranged above.
Um einen Eintritt von Fremdstoffen, insbesondere von Feuchtigkeit und Schmutzpartikeln, in die Fügebereiche zwischen den Ableiterfahnen 4 und die Fügebereiche zwischen den Ableiterfahnen 4 und der Kühlplatte 5 zu vermeiden, sind in nicht näher dargestellter Weise zusätzlich diese Fügebereiche und insbesondere die Bereiche der ersten abgewinkelten Abschnitte 4.2 durch Einbringen einer Vergussmasse, Aufbringen einer Lackierung und/oder Anordnen eines Dichtelements gegen dass Eindringen von In order to prevent ingress of foreign substances, in particular of moisture and dirt particles, into the joining regions between the collector lugs 4 and the joining regions between the collector lugs 4 and the cooling plate 5, these joining regions and in particular the regions of the first angled sections are additionally not shown in detail 4.2 by introducing a potting compound, applying a coating and / or arranging a sealing element against the ingress of
Fremdstoffen geschützt. Foreign substances protected.
Zwischen der Kühlplatte 5 und den ersten abgewinkelten Abschnitten 4.2 der Between the cooling plate 5 and the first angled portions 4.2 of
Ableiterfahnen 4 ist in nicht näher dargestellter Weise zur Vermeidung von Kurzschlüssen eine thermisch leitfähige und elektrisch isolierende Wärmeleitfolie 12, die insbesondere aus Kunststoff gefertigt ist, angeordnet. Die Kühlplatte 5 ist mit den Rahmenelementen 6 form- und/oder kraftschlüssig mittels zweiter Spannelemente 8 verbindbar, die Ableitfahnen 4 is in a manner not shown to avoid short circuits, a thermally conductive and electrically insulating heat conducting foil 12, which is made in particular of plastic, arranged. The cooling plate 5 is connected to the frame members 6 positively and / or non-positively by means of second clamping elements 8, the
insbesondere als Schrauben, Zuganker, Nieten und/oder Federbügel ausgebildet sind. Das Rahmenelement 6 weist zur Aufnahme des zweiten Spannelements 8 eine zweite Aussparung 6.3 auf und dient bei der kraft- und/oder formschlüssigen Verspannung des Rahmenelements 6 mit der Kühlplatte 5 als Widerlager. Entsprechend weist die are designed in particular as screws, tie rods, rivets and / or spring clip. The frame member 6 has for receiving the second clamping element 8, a second recess 6.3 and is used in the non-positive and / or positive clamping of the frame member 6 with the cooling plate 5 as an abutment. Accordingly, the
Kühlplatte 5 eine dritte Aussparung 5.1 auf, durch die das zweite Spannelement 8 durchführbar ist. Cooling plate 5, a third recess 5.1, through which the second clamping element 8 is feasible.
Die beiden überlappenden und übereinander liegenden ersten abgewinkelten The two overlapping and superimposed first angled
Abschnitte 4.2 der Ableiterfahnen 4 benachbarter Einzelzellen 1 werden bei der kraft- und formschlüssigen Verspannung zwischen Rahmenelement 6 und Kühlplatte 5 aufeinander gepresst, womit die Ableiterfahnen 4 benachbarter Einzelzellen 1 elektrisch leitend kraft- und formschlüssig verbunden und gleichzeitig thermisch leitfähig an die Kühlplatte 5 angebunden werden. Um bei dieser kraft- und formschlüssigen Verspannung eine Beschädigung der zwischen den ersten abgewinkelten Abschnitten 4.2 und der Sections 4.2 of the collector lugs 4 adjacent individual cells 1 are in the non-positive and positive clamping between the frame member 6 and the cooling plate 5 to each other pressed, whereby the Ableitfahnen 4 adjacent single cells 1 electrically connected non-positively and positively connected and simultaneously thermally conductively connected to the cooling plate 5. In order for this non-positive and positive clamping damage between the first angled sections 4.2 and the
Kühlplatte 5 angeordneten Wärmeleitfolie 12 zu verhindern, weist das Rahmenelement 6 zwischen den zweiten Aussparungen 6.3 einen stufenförmig abgesenkten Bereich 6.4 auf, so dass das Rahmenelement 6 von der Kühlplatte 5 in dem abgesenkten Bereich 6.4 beabstandet ist, womit der Grad des Zusammendrückens der relativ weichen Cooling plate 5 disposed heat conducting foil 12, the frame member 6 between the second recesses 6.3 a stepped lowered portion 6.4, so that the frame member 6 is spaced from the cooling plate 5 in the lowered portion 6.4, whereby the degree of compression of the relatively soft
Wärmeleitfolie 12 begrenzt ist. Heat-conducting foil 12 is limited.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann ein nicht weiter dargestelltes Distanzelement vorgesehen sein, das die Kühlplatte 5 und das Rahmenelement 6 im Bereich der ersten abgewinkelten Abschnitte 4.2 beabstandet und damit eine zu starke Deformation der Wärmeleitfolie 12 verhindert. Alternatively or additionally, a spacer element (not shown) may be provided which spaces the cooling plate 5 and the frame element 6 in the region of the first angled sections 4.2 and thus prevents excessive deformation of the heat-conducting film 12.
Das zweite Spannelement 8 ist insbesondere als selbstfurchende Kunststoffschraube ausgebildet, um die elektrische Isolation der Kühlplatte 5 sicherzustellen. The second clamping element 8 is designed in particular as a self-tapping plastic screw to ensure the electrical insulation of the cooling plate 5.
Die beiden endseitig am Zellverbund Z angeordneten Einzelzellen 1 weisen, wie in Figur 1 gezeigt, jeweils eine endseitige Ableiterfahne 4' mit einem verlängerten ersten abgewinkelten Abschnitt 4.2' auf, der jeweils einen Polkontakt des Zellverbunds Z bildet. As shown in FIG. 1, the two individual cells 1 arranged on the end of the cell assembly Z each have an end-side arrester lug 4 'with an extended first angled section 4.2' which forms a pole contact of the cell assembly Z in each case.
Figuren 4 bis 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des aus Einzelzellen 1 gebildeten Zellverbunds Z. FIGS. 4 to 8 show a second exemplary embodiment of the cell network Z formed from individual cells 1.
Dabei weist die gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gebildete Einzelzelle 1 zwei, wie insbesondere in Figur 6 gezeigt, asymmetrisch ausgebildete Ableiterfahnen 13, 14 auf. Eine Ableiterfahne 13 der beiden Ableiterfahnen 13, 14 der Einzelzelle 1 ist plan und eben ausgebildet und weist gerade aus der folienartigen Hülle des In this case, the single cell 1 formed according to the second embodiment has two, as shown in particular in Figure 6, asymmetrically formed Ableiterfahnen 13, 14. A Ableiterfahne 13 of the two Ableiterfahnen 13, 14 of the single cell 1 is flat and flat and has straight from the foil-like shell of the
Einzelzellengehäuses 2 hinaus. Die andere Ableiterfahne 14 ist abschnittsweise um jeweils 90 Grad um das Rahmenelement 6 außenseitig abgewinkelt, so dass zwei Kanten 14.3 der Ableiterfahne 14 gebildet sind, die jeweils parallel zu einer der Single cell housing 2 addition. The other Ableiterfahne 14 is partially angled away in each case by 90 degrees to the frame member 6 on the outside, so that two edges 14.3 of the Ableiterfahne 14 are formed, each parallel to one of
Rahmenkanten 6.1 des Rahmenelements 6 verlaufen. Frame edges 6.1 of the frame element 6 run.
Die so geformte Ableiterfahne 14 weist drei Abschnitte 14.1 , 14.2, 14.4 auf, wobei ein erster abgewinkelter Abschnitt 14.2 um 90 Grad gegenüber einem von der Einzelzelle 1 gerade hinaus stehenden Abschnitt 14.1 abgewinkelt ist und ein zweiter abgewinkelter Abschnitt 14.4 gegenüber dem ersten abgewinkelten Abschnitt 14.2 um 90 Grad abgewinkelt ist. Der zweite abgewinkelte Abschnitt 14.4 verläuft parallel zum gerade hinaus stehenden Abschnitt 14.1. Die Ableiterfahne 14 weist somit, wie in Figur 6 gezeigt, ein rinnenförmiges Profil mit einem, wie in Figur 8 dargestellt, im Wesentlichen U- förmigen Querschnittsprofil auf. The thus formed arrester lug 14 has three sections 14.1, 14.2, 14.4, wherein a first angled section 14.2 is angled at 90 degrees relative to a section 14.1 which projects straight from the individual cell 1, and a second angled section Section 14.4 is angled 90 degrees with respect to the first angled section 14.2. The second angled section 14.4 runs parallel to the straight section 14.1. The arrester lug 14 thus has, as shown in FIG. 6, a trough-shaped profile with a substantially U-shaped cross-sectional profile, as shown in FIG.
Die so ausgebildeten Einzelzellen 1 sind nebeneinander und zueinander parallel und jeweils um 180 Grad verdreht im Zellverbund Z angeordnet. The individual cells 1 thus formed are arranged side by side and parallel to one another and in each case rotated through 180 degrees in the cell composite Z.
Das Rahmenelement 6 stützt innenseitig den ersten und den zweiten Abschnitt 14.2, 14.4 der Ableiterfahne 14 ab und dient als Widerlager, so dass bei der kraft- und The frame member 6 supports the inside of the first and the second section 14.2, 14.4 of the Ableiterfahne 14 and serves as an abutment, so that in the power and
formschlüssigen axialen Verpressung der Rahmenelemente 6 untereinander der zweite abgewinkelte Abschnitt 14.4 der Ableiterfahne 14 einer der Einzelzellen 1 kraft- und formschlüssig auf die ebene Ableiterfahne 13 einer der zu dieser Einzelzelle 1 positive axial compression of the frame members 6 with each other, the second angled portion 14.4 of Ableiterfahne 14 one of the individual cells 1 non-positively and positively on the planar Ableiterfahne 13 one of this single cell. 1
benachbarten Einzelzellen 1 kraft- und formschlüssig gepresst wird, so dass die adjacent single cells 1 is pressed non-positively and positively, so that the
Ableiterfahnen 13, 14 elektrisch leitend verbunden sind. Ableitfahnen 13, 14 are electrically connected.
Zusätzlich zu der in den Figuren 4 bis 8 dargestellten und bereits beschriebenen elektrisch leitenden Kontaktierung der Ableiterfahnen 13, 14 benachbarter Einzelzellen 1 mittels der Verpressung der Rahmenelemente 6 in der axialen Richtung A kann am Zellverbund Z die Kühlplatte 6 angeordnet sein, die, wie im bereits beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, parallel zu den jeweiligen ersten abgewinkelten Abschnitten 14.2 der Ableiterfahnen 14 verläuft. In addition to the electrically conductive contacting of the discharge lugs 13, 14 of adjacent individual cells 1 by means of the pressing of the frame elements 6 in the axial direction A shown in FIGS. 4 to 8, the cooling plate 6 can be arranged on the cell assembly Z, which, as in the already described first embodiment, parallel to the respective first angled portions 14.2 of the Ableiterfahnen 14 extends.
Die endseitig am Zellverbund Z angeordneten Einzelzellen 1 weisen jeweils, wie in Figuren 4 und 7 dargestellt, eine endseitige Ableiterfahne 14' mit einem verlängerten ersten abgewinkelten Abschnitt 14.2' auf, der den Polkontakt des Zellverbunds Z bildet. The individual cells 1 arranged on the end of the cell assembly Z each have, as shown in FIGS. 4 and 7, an end-side arrester lug 14 'with an extended first angled portion 14.2' which forms the pole contact of the cell assembly Z.
Figuren 9 bis 11 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der das Rahmenelement 6 aus zwei Halbrahmenelementen 6.5 gebildet ist. Dabei weisen die Halbrahmenelemente 6.5 eine jeweilige Breite auf, die der Hälfte des Abstands B entspricht. Figures 9 to 11 show a third embodiment of the invention, in which the frame member 6 is formed of two half-frame elements 6.5. In this case, the half-frame elements 6.5 have a respective width, which corresponds to half of the distance B.
Die beiden Ableiterfahnen 14 der Einzelzelle 1 des dritten Ausführungsbeispiels sind abschnittsweise um 90 Grad abgewinkelt. Dabei ist die Ableiterfahne 14, wie in Figur 10 dargestellt, außenseitig um das der Einzelzelle 1 seitlich angrenzende Halbrahmenelement 6.5 abgewinkelt, so dass die Ableiterfahne 14 zwei Kanten 14.3 aufweist, die parallel zu den Rahmenkanten 6.1 des Halbrahmenelements 6.5 verlaufen. The two collector lugs 14 of the single cell 1 of the third embodiment are angled in sections by 90 degrees. Here, the arrester lug 14, as shown in Figure 10, on the outside to the side of the single cell 1 adjacent Angled half frame element 6.5, so that the Ableiterfahne 14 has two edges 14.3 which extend parallel to the frame edges 6.1 of the half frame element 6.5.
Beide Ableiterfahnen 14 der Einzelzelle 1 weisen ein rinnenförmiges Profil mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. Die beiden Ableiterfahnen 14 der Einzelzelle 1 sind in entgegen gesetzter Richtung abgewinkelt, so dass der erste abgewinkelte Both collector lugs 14 of the single cell 1 have a trough-shaped profile with a substantially U-shaped cross-section. The two Ableiterfahnen 14 of the single cell 1 are angled in the opposite direction, so that the first angled
Abschnitt 14.2 einer der beiden Ableiterfahnen 14 von einer Seite der Einzelzelle 1 vorsteht und der erste abgewinkelte Abschnitt 14.2 der anderen Ableiterfahne 14 von der gegenüberliegenden Seite der Einzelzelle 1 vorsteht. Section 14.2 one of the two Ableiterfahnen 14 protrudes from one side of the single cell 1 and the first angled portion 14.2 of the other Ableiterfahne 14 protrudes from the opposite side of the single cell 1.
Mittels der kraftschlüssigen Verpressung in axialer Richtung A sind die By means of the positive compression in the axial direction A are the
Halbrahmenelemente 6.5 miteinander derart verpressbar, dass die zweiten abgewinkelten Abschnitte 14.4 der Ableiterfahnen 14 benachbarter Einzelzellen 1 , wie in Figur 11 gezeigt, aneinander anliegen und kraft- und formschlüssig und elektrisch leitend verbunden sind. Die Halbrahmenelemente 6.5 stützen dabei innenseitig die jeweils angrenzenden ersten und zweiten Abschnitte 14.2, 14.4 ab und dienen als Widerlager bei der axialen Verpressung. Half frame elements 6.5 can be pressed together in such a way that the second angled sections 14.4 of the conductor lugs 14 of adjacent individual cells 1, as shown in Figure 11, abut each other and non-positively and positively and are electrically connected. The half-frame elements 6.5 support the inside of each adjacent first and second sections 14.2, 14.4 and serve as an abutment in the axial compression.
Das Halbrahmenelement 6.5 weist, wie in Figur 10 dargestellt, eine Ausnehmung 6.6 auf, die zu der Ableiterfahne 14 korrespondierende Ausmessungen aufweist. Der zweite abgewinkelte Abschnitt 14.4 der Ableiterfahne 14 der in das Halbrahmenelement 6.5 eingelegten Einzelzelle 1 schließt dabei bündig mit einer Oberfläche des As shown in FIG. 10, the half-frame element 6.5 has a recess 6. 6, which has dimensions corresponding to the collector lug 14. The second angled section 14.4 of the arrester lug 14 of the single cell 1 inserted in the half-frame element 6.5 closes flush with a surface of the
Halbrahmenelements 6.5 ab, so dass unerwünschte Spannkräfte bei der axialen Half frame element 6.5 from, so that unwanted clamping forces in the axial
Verpressung der Halbrahmenelemente 6.5 vermieden sind. Compression of the half frame elements 6.5 are avoided.
In Figuren 12 bis 14 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der das In Figures 12 to 14 is a fourth embodiment of the invention, in which the
Rahmenelement 6 ein Versteifungselement 11 aufweist, das aus einem festeren Material als das Rahmenelement 6 gefertigt ist, dargestellt. Das Versteifungselement 11 besteht insbesondere aus Metall und wird bereits bei der Herstellung des Rahmenelements 6 mittels eines Spritzgussprozesses in das Rahmenelement 6 eingebracht. Frame member 6 has a stiffening element 11 which is made of a stronger material than the frame member 6 is shown. The stiffening element 11 consists in particular of metal and is already introduced into the frame element 6 during the production of the frame element 6 by means of an injection molding process.
Das Versteifungselement 11 weist eine zu dem zweiten Spannelement 8 The stiffening element 11 has a to the second clamping element eighth
korrespondierende Bohrung 11.1 auf. Das insbesondere als Schraube ausgeführte zweite Spannelement 8 ist durch die dritte Aussparung 5.1 der Kühlplatte 5 und durch die zweite Aussparung 6.3 des Rahmenelements 6 hindurchführbar und greift in die Bohrung 11.1 , die als Gewindebohrung ausgeführt ist, des Versteifungselements 11 ein. Dadurch sind größere Presskräfte bei der kraft- und formschlüssigen Verbindung zwischen Kühlplatte 5 und Rahmenelement 6 ermöglicht, womit die thermische Ankopplung der corresponding bore 11.1 on. The particular designed as a screw second clamping element 8 is passed through the third recess 5.1 of the cooling plate 5 and through the second recess 6.3 of the frame member 6 and engages in the bore 11.1, which is designed as a threaded bore of the stiffening element 11 a. As a result, larger pressing forces in the non-positive and positive connection between the cooling plate. 5 and frame member 6 allows, so that the thermal coupling of
Ableiterfahnen 4 an die Kühlplatte 5 verbessert ist. Ableiterfahnen 4 to the cooling plate 5 is improved.
Zwischen den ersten abgewinkelten Abschnitten 4.2 und der Kühlplatte 5 ist die elektrisch isolierende und thermisch leitfähige Wärmeleitfolie 12 angeordnet. Between the first angled sections 4.2 and the cooling plate 5, the electrically insulating and thermally conductive heat-conducting foil 12 is arranged.
Figur 15 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwischen dem ersten abgewinkelten Abschnitt 4.2 der Ableiterfahne 4 und dem Rahmenelement 6 ein Federelement 10 angeordnet ist, das insbesondere als Spannmatte, elastisches Vlies, Blattfeder oder Tellerfeder ausgebildet ist. Das Spannelement 10 übt Federkraft auf die überlappenden und übereinander liegenden ersten abgewinkelten Abschnitte 4.2 aus, so dass der erste abgewinkelte Abschnitt 4.2 der Ableiterfahne 4 in eine vom Figure 15 shows a fifth embodiment of the invention, in which between the first angled portion 4.2 of Ableiterfahne 4 and the frame member 6, a spring element 10 is arranged, which is in particular designed as a tension mat, elastic fleece, leaf spring or disc spring. The clamping element 10 exerts spring force on the overlapping and superimposed first angled sections 4.2, so that the first angled section 4.2 of the Ableiterfahne 4 in one of the
Rahmenelement 6 wegweisende Richtung vorgespannt ist. So sind Setzverluste im Pressverband der kraft- und formschlüssigen Verbindung zwischen Kühlplatte 5, Wärmeleitfolie 12, Ableiterfahne 4 und Rahmenelement 6 ausgleichbar. Frame element 6 is biased pathbreaking direction. So are setting losses in the interference fit of non-positive and positive connection between the cooling plate 5, heat-conducting foil 12, Ableiterfahne 4 and frame element 6 compensated.
Die beschriebenen und in den Figuren 1 bis 15 gezeigten Ausführungsbeispiele sind miteinander kombinierbar. Insbesondere ist es denkbar, zwischen dem zweiten The embodiments described and shown in FIGS. 1 to 15 can be combined with one another. In particular, it is conceivable between the second
Abschnitt 14.4 der Ableiterfahne 14 und dem Rahmenelement 6 ein Federelement 1 1 anzuordnen, um Setzverluste bei der axialen Verpressung der Rahmenelemente 6 auszugleichen und eine elektrisch leitfähige Kontaktierung der Ableiterfahnen 14 bei der axialen Verpressung sicherzustellen. Des Weiteren kann das Rahmenelement 6 in nicht näher dargestellter Weise aus Halbrahmenelementen 6.5 gebildet sein, die zweite Aussparungen 6.3 aufweisen, in die das zweite Spannelement 8 zur Befestigung einer Kühlplatte 5 eingreift. Section 14.4 of the Ableitfahne 14 and the frame member 6 to arrange a spring element 1 1 to compensate for setting losses in the axial compression of the frame members 6 and to ensure an electrically conductive contact of the Ableiterfahnen 14 in the axial compression. Furthermore, the frame member 6 may be formed in a manner not shown from half-frame elements 6.5, the second recesses 6.3, in which engages the second clamping element 8 for fixing a cooling plate 5.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
Einzelzelle single cell
Einzelzellengehäuse Single cell case
.1 Siegelnaht .1 sealed seam
Elektrodenstapel  electrode stack
Ableiterfahne conductor lug
' endseitige Ableiterfahne'end-side arrester flag
.1 gerade hinaus stehender Abschnitt.1 straight section
.2 erster (abgewinkelter) Abschnitt.2 first (angled) section
.2' verlängerter erster (abgewinkelter) Abschnitt.3 Kante .2 'extended first (angled) section.3 edge
Kühlplatte cooling plate
.1 dritte Aussparung.1 third recess
.2 Kühlkanal .2 cooling channel
Rahmenelement frame element
.1 Rahmenkante.1 frame edge
.2 erste Aussparung.2 first recess
.3 zweite Aussparung.3 second recess
.4 abgesenkter Bereich.4 lowered area
.5 Halbrahmenelement.5 half frame element
.6 Ausnehmung .6 recess
erstes Spannelement  first clamping element
zweites Spannelement  second clamping element
Abschlusselement termination element
.1 vierte Aussparung.1 fourth recess
0 Federelement0 spring element
1 Versteifungselement1 stiffening element
1.1 Bohrung1.1 hole
2 Wärmeleitfolie2 heat-conducting foil
3 ebene Ableiterfahne3 level arrester flag
4 Ableiterfahne4 arrester flag
4' endseitige Ableiterfahne4 'end arrester flag
4.1 gerade hinaus stehender Abschnitt4.1 straight out section
4.2 erster (abgewinkelter) Abschnitt 14.2' verlängerter erster (abgewinkelter) Abschnitt4.2 first (angled) section 14.2 'extended first (angled) section
14.3 Kante 14.3 edge
14.4 zweiter (abgewinkelter) Abschnitt  14.4 second (angled) section
A axiale Richtung A axial direction
B Abstand  B distance
Z Zellverbund  Z cell network

Claims

Patentansprüche claims
1. Batterie mit einem Zellverbund (Z), umfassend eine Mehrzahl von seriell und/oder parallel miteinander verschalteten Einzelzellen (1 ) und zumindest eine polseitig auf den Einzelzellen (1 ) angeordnete Kühlplatte (5), wobei Ableiterfahnen (4, 13, 14) elektrischer Pole der Einzelzellen (1 ) thermisch mit der Kühlplatte (5) gekoppelt sind und zumindest eine der Ableiterfahnen (4, 14) derart abschnittsweise abgewinkelt ist, dass zumindest ein erster Abschnitt (4.2, 14.2) dieser Ableiterfahne (4, 14) parallel zur Kühlplatte (5) verläuft, 1. Battery with a cell assembly (Z), comprising a plurality of serially and / or parallel interconnected individual cells (1) and at least one polseitig on the individual cells (1) arranged cooling plate (5), wherein Ableiterfahnen (4, 13, 14) electric poles of the individual cells (1) are thermally coupled to the cooling plate (5) and at least one of the arrester lugs (4, 14) is angled in sections such that at least a first portion (4.2, 14.2) of this Ableiterfahne (4, 14) parallel to Cooling plate (5) runs,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Einzelzellen (1 ) in Rahmenelemente (6) angeordnet sind, die mittels erster Spannelemente (7) derart kraftschlüssig miteinander verpressbar sind, dass die Ableiterfahnen (4, 13, 14) benachbarter Einzelzellen (1 ) miteinander elektrisch verschaltet sind.  the individual cells (1) are arranged in frame elements (6) which can be pressed together in a force-locking manner by means of first clamping elements (7) in such a way that the collector lugs (4, 13, 14) of adjacent individual cells (1) are electrically interconnected.
2. Batterie nach Anspruch 1 , 2. Battery according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Ableiterfahnen (4, 13, 14) benachbarter Einzelzellen (1 ) mittels der  the Ableiterfahnen (4, 13, 14) of adjacent single cells (1) by means of
kraftschlüssigen Verpressung der Rahmenelemente (6) kraft- und/oder  non-positive compression of the frame members (6) force and / or
formschlüssig verbunden sind.  are positively connected.
3. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, 3. Battery according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Ableiterfahne (4, 14) abschnittsweise um 90 Grad abgewinkelt ist. the arrester lug (4, 14) is angled in sections by 90 degrees.
4. Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, 4. Battery according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der erste Abschnitt (4.2, 14.2) zumindest einer der Ableiterfahnen (4, 14) einer der Einzelzelle (1 ) gegenüber dem ersten Abschnitt (4.2, 14.2) zumindest einer anderen der Ableiterfahnen (4.2, 14.2) dieser Einzelzelle (1 ) in entgegen gesetzter Richtung abgewinkelt ist.  the first section (4.2, 14.2) of at least one of the discharge lugs (4, 14) of one of the individual cells (1) opposite the first section (4.2, 14.2) of at least one other of the discharge lugs (4.2, 14.2) of this single cell (1) in opposite directions Direction is angled.
5. Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, 5. Battery according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Ableiterfahnen (4, 14) einer der Einzelzellen (1 ) derart abschnittsweise abgewinkelt sind, dass sich zumindest die jeweiligen ersten Abschnitte (4.2) der Ableiterfahnen (4) benachbarter Einzelzellen (1 ) überlappen oder dass ein zweiter Abschnitt (14.4) der Ableiterfahne (14) einer der Einzelzellen (1) an der  the arrester lugs (4, 14) of one of the individual cells (1) are angled in sections such that at least the respective first sections (4.2) of the arrester lugs (4) of adjacent individual cells (1) overlap or that a second section (14.4) of the arrester lug ( 14) one of the single cells (1) on the
Ableiterfahne (13, 14) einer anderen der benachbarten Einzelzellen (1 ) anliegt, wobei der zweite Abschnitt (14.4) gegenüber dem ersten Abschnitt (14.2) um 90 Grad abgewinkelt ist.  Ableitfahne (13, 14) of another of the adjacent individual cells (1) is applied, wherein the second portion (14.4) relative to the first portion (14.2) is angled by 90 degrees.
6. Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, 6. Battery according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Kühlplatte (5) mittels zweiter Spannelemente (8) mit dem Rahmenelement (6) derart kraft- und/oder formschlüssig verbindbar ist, dass der erste  the cooling plate (5) by means of second clamping elements (8) with the frame member (6) such force and / or positively connected, that the first
Abschnitt (4.2, 14.2) der Ableiterfahne (4, 14) kraft- und/oder formschlüssig mit der Kühlplatte (5) verbunden ist und die Ableiterfahne (4, 14) an die Kühlplatte (5) thermisch leitfähig gekoppelt ist.  Section (4.2, 14.2) of the Ableitfahne (4, 14) non-positively and / or positively connected to the cooling plate (5) and the Ableiterfahne (4, 14) is thermally conductively coupled to the cooling plate (5).
7. Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, 7. Battery according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Rahmenelemente (6) im jeweiligen Zwischenbereich benachbarter  the frame elements (6) in the respective intermediate area adjacent
Einzelzellen (1 ) des Zellverbunds (Z) derart angeordnet sind, dass die  Single cells (1) of the cell assembly (Z) are arranged such that the
Ableiterfahnen (4, 13, 14) der Einzelzelle (1 ) zwischen jeweils zwei  Ableiterfahnen (4, 13, 14) of the single cell (1) between two each
Rahmenelementen (6) kraft- und/oder formschlüssig verklemmt sind, die  Frame elements (6) are positively and / or positively clamped, the
Einzelzelle (1 ) jeweils halbseitig in einem der jeweils zwei Rahmenelemente (6) anordbar ist und von den Einzelzellen (1 ) gerade hinausstehende Abschnitte der Ableiterfahnen (4.1 , 14.1 ) benachbarter Einzelzellen (1) mittels des  Single cell (1) each half-side in one of the two frame elements (6) can be arranged and of the individual cells (1) just protruding portions of the Ableitfahnen (4.1, 14.1) adjacent individual cells (1) by means of
Rahmenelements (6) im Abstand (B) voneinander beabstandet sind. Frame member (6) at a distance (B) are spaced from each other.
8. Batterie nach Anspruch 7, 8. Battery according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Rahmenelement (6) aus zwei Halbrahmenelementen (6.5) besteht, die eine jeweilige Breite aufweisen, die der Hälfte des Abstands (B) entspricht.  the frame element (6) consists of two half-frame elements (6.5) having a respective width which corresponds to half of the distance (B).
9. Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, 9. Battery according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Rahmenelement (6) und/oder das jeweilige Halbrahmenelement (6.5) mit einer ersten Aussparung (6.2) zur Aufnahme des ersten Spannelements (7) versehen sind/ist, so dass die Rahmenelemente (6) und/oder die Halbrahmenelemente (6.5) miteinander in einer axialen Richtung (A) kraftschlüssig verpressbar sind.  the frame element (6) and / or the respective half-frame element (6.5) are / is provided with a first recess (6.2) for receiving the first tensioning element (7) so that the frame elements (6) and / or the half-frame elements (6.5) engage with each other in an axial direction (A) are non-positively compressible.
10. Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, 10. Battery according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Ableiterfahne (4, 14) außenseitig um das Rahmenelement (6) und/oder das Halbrahmenelement (6.5) derart abgewinkelt ist, dass mindestens einer der Abschnitte (4.1 , 4.2, 14.1 , 14.2, 14.4) der Ableiterfahne (4, 14) an dem  the arrester lug (4, 14) is angled on the outside around the frame element (6) and / or the half frame element (6.5) such that at least one of the sections (4.1, 4.2, 14.1, 14.2, 14.4) of the arrester lug (4, 14) abuts the
Rahmenelement (6) und/oder dem Halbrahmenelement (6.5) auf- oder anliegt.  Frame element (6) and / or the half-frame element (6.5) on or rests.
1 1 . Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, 1 1. Battery according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
zwischen dem ersten und/oder dem zweiten Abschnitt (4.2, 14.2, 14.4) der Ableiterfahne (4, 14) und dem Rahmenelement (6) und/oder dem  between the first and / or the second section (4.2, 14.2, 14.4) of the arrester lug (4, 14) and the frame element (6) and / or the
Halbrahmenelement (6.5) ein Federelement (10) angeordnet ist, das eine derartige Federkraft auf diesen ersten und/oder zweiten Abschnitt (4.2, 14.2, 14.4) ausübt, dass dieser erste und/oder zweite Abschnitt (4.2, 14.2, 14.4) der  Half frame element (6.5) is arranged a spring element (10) which exerts such a spring force on this first and / or second portion (4.2, 14.2, 14.4) that this first and / or second portion (4.2, 14.2, 14.4) of
Ableiterfahne (4, 14) in eine vom Rahmenelement (6) und/oder vom  Ableitfahne (4, 14) in one of the frame element (6) and / or from
Halbrahmenelement (6.5) wegweisende Richtung vorgespannt ist.  Half frame element (6.5) is biased pioneering direction.
12. Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, 12. Battery according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
im Rahmenelement (6) ein Versteifungselement (11 ) angeordnet ist.  in the frame member (6) a stiffening element (11) is arranged.
13. Batterie nach Anspruch 12, 13. Battery according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Versteifungselement (1 1 ) zumindest eine Bohrung (1 1.1 ) zur Aufnahme des zweiten Spannelements (8) aufweist. Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, the stiffening element (1 1) has at least one bore (1 1.1) for receiving the second clamping element (8). Battery according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Batterie eine Fahrzeugbatterie, insbesondere eine Batterie für ein Fahrzeug mit Elektroantrieb, Hybridantrieb oder ein Brennstoffzellen-Fahrzeug, ist. the battery is a vehicle battery, in particular a battery for an electric vehicle, hybrid drive or a fuel cell vehicle.
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