WO2017144564A1 - Batteriesystem - Google Patents

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WO2017144564A1
WO2017144564A1 PCT/EP2017/054119 EP2017054119W WO2017144564A1 WO 2017144564 A1 WO2017144564 A1 WO 2017144564A1 EP 2017054119 W EP2017054119 W EP 2017054119W WO 2017144564 A1 WO2017144564 A1 WO 2017144564A1
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WO
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battery system
battery
cell block
main body
base body
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/054119
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Inventor
Carsten Prause
Andreas Gleiter
Markus Zink
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • a battery system which comprises a battery housing and a plurality of battery cells arranged in the battery housing.
  • the main body of the battery case is produced by extrusion or by continuous casting or by extrusion and cut to length accordingly.
  • Battery housing is to be adapted.
  • the main body has one
  • FIG. 5 shows a main body of a battery housing for a battery system according to a second exemplary embodiment
  • Figure 7 an exploded view of the battery system according to the second
  • FIG. 8 shows a perspective view of the battery system according to the second exemplary embodiment.
  • the base body 70 is tubular and has a first open end face 74 and a second open end face 76.
  • the main body 70 extends along its longitudinal axis L, which intersects the first end face 74 and the second end face 76 at right angles.
  • the volume of the receiving space 62 is proportional to the
  • Length of the main body 70 As the length of the base body 70 while its extension is referred to in the longitudinal direction L.
  • FIG. 2 shows a cell block 60 for the battery system 50 according to the first exemplary embodiment.
  • the cell block 60 comprises a plurality of battery cells 2, which are mechanically interconnected and electrically interconnected.
  • the battery cells 2 are circular-cylindrical and each have a central axis M.
  • the battery cells 2 are aligned such that their central axes M are offset parallel to each other.
  • the cell block 60 for the battery system 50 according to the first
  • Embodiment herein comprises 195 battery cells 2, each of which provides a voltage of about 3.7 volts.
  • 13 battery cells 2 are connected in series, whereby the cell block 60 provides an output voltage of about 48 volts.
  • the cell block 60 in the present case has a capacity of approximately 2 kWh.
  • FIG. 3 shows an exploded view of the battery system 50 according to the first exemplary embodiment.
  • the cell block 60 is opened by the first one
  • a filling material is inserted through the first open end side 74 along the longitudinal axis L of the main body 70 into the receiving space 62 of the main body 70.
  • the filling material surrounds the cell block 60. Subsequently, the first end face 74 of a bottom plate 84 closed, and the second end face 76 is closed by a cover plate 86.
  • the cover plate 86 in this case comprises electrical contacts, not shown here, for connecting the cell block 60.
  • the said electrical contacts include, in particular, a negative terminal and a positive terminal, via which the output voltage delivered by the cell block 60 can be tapped, and via which the battery cells 2 of the cell block 60 can also be loaded.
  • the longitudinal axis L intersects the bottom plate 84 and the cover plate 86 at right angles.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the battery system 50 according to the first exemplary embodiment.
  • the main body 70, the bottom plate 84 and the cover plate 86 form the battery case 72, in which the cell block 60 is accommodated.
  • the battery system 50 according to the first embodiment has, due to the not visible here cell block 60, an output voltage of about 48 volts and a capacity of about 2 kWh.
  • the battery system 50 according to the first embodiment for example, serves to drive a moped.
  • FIG. 5 shows a main body 70 'of a battery housing 72' for a
  • the base body 70 ' is tubular and has a first open end face 74 and a second open end face 76.
  • Embodiment surrounds a receiving space 62 ', which serves to receive a cell block 60'.
  • Receiving space 62 ' have, viewed in the direction of the longitudinal axis L, a rectangular cross section.
  • the volume of the receiving space 62 ' is proportional to the length of the main body 70 '.
  • Embodiment has the same cross section as the main body 70 for the battery system 50 according to the first embodiment.
  • Embodiment however, has a greater length than the main body 70 for the battery system 50 according to the first embodiment.
  • FIG. 6 shows a cell block 60 'for the battery system 50 according to the second one
  • Embodiment herein comprises 260 battery cells 2, each of which provides a voltage of about 3.7 volts. In each case 13 battery cells 2 are connected in series, whereby the cell block 60 'has an output voltage of about
  • FIG. 7 shows an exploded view of the battery system 50 'according to the second exemplary embodiment.
  • the cell block 60 ' is inserted through the first open end side 74 along the longitudinal axis L of the main body 70' into the receiving space 62 'of the main body 70'.
  • the middle axes M of the battery cells 2 extend at right angles to the longitudinal axis L of the main body 70 '.
  • a filling material is inserted through the first open end side 74 along the longitudinal axis L of the main body 70 'into the receiving space 62' of the main body 70 '.
  • the filling material surrounds the cell block 60 '. Subsequently, the first end face 74 of a
  • Bottom plate 84 is closed, and the second end face 76 is closed by a cover plate 86.
  • the longitudinal axis L intersects the bottom plate 84 and the cover plate 86 at right angles.
  • FIG. 8 shows a perspective view of the battery system 50 'according to the second exemplary embodiment.
  • the main body 70 ', the bottom plate 84 and the cover plate 86 form the battery case 72', in which the cell block 60 'is accommodated.
  • the battery system 50 'according to the second embodiment due to the not visible here cell block 60', an output voltage of about 48 volts and a capacity of about 3 kWh.
  • the battery system 50 'according to the second embodiment is used, for example, to drive an electric scooter.
  • the battery housing 72 shown in Figure 4 of the battery system 50 according to the first embodiment and shown in Figure 8 battery housing 72 'of the battery system 50' according to the second embodiment differ only in the length of their main body 70, 70 '.
  • Basic body 70, 70 ' can be easily cut to length from the same profile.
  • the length of the respective base body 70, 70 ' is selected such that the volume of the respective receiving space 62, 62' is adapted to the required volume for the cell block 60, 60 'to be inserted.
  • the volume of the respective cell block 60, 60 ' is dependent on the number of battery cells 2 contained therein.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem (50), umfassend ein Batteriegehäuse, welches einen Grundkörper (70), eine Deckplatte (86) und eine Bodenplatte (84) aufweist, wobei die Bodenplatte (84) eine erste offene Stirnseite (74) des Grundkörpers (70) verschließt, und die Deckplatte (86) eine zweite offene Stirnseite (76) des Grundkörpers (70) verschließt, und mehrere Batteriezellen (2), welche zu einem Zellblock (60) verbunden sind. Dabei ist der Grundkörper (70) rohrförmig ausgebildet und umgibt einen Aufnahmeraum (62), in welchem der Zellblock (60) aufgenommen ist.

Description

Batteriesystem
Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem, umfassend ein Batteriegehäuse, welches einen Grundkörper, eine Deckplatte und eine Bodenplatte aufweist, wobei die Bodenplatte eine erste offene Stirnseite des Grundkörpers verschließt, und wobei die Deckplatte eine zweite offene Stirnseite des Grundkörpers verschließt, und mehrere Batteriezellen, welche zu einem Zellblock verbunden sind.
Stand der Technik
Elektrische Energie ist mittels Batterien speicherbar. Batterien wandeln chemische Reaktionsenergie in elektrische Energie um. Hierbei werden
Primärbatterien und Sekundärbatterien unterschieden. Primärbatterien sind nur einmal funktionsfähig, während Sekundärbatterien, die auch als Akkumulator bezeichnet werden, wieder aufladbar sind. Eine Batterie umfasst dabei eine oder mehrere Batteriezellen.
In einem Akkumulator finden insbesondere sogenannte Lithium-Ionen- Batteriezellen Verwendung. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Lithium-Ionen-Batteriezellen kommen unter anderem in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Elektrofahrzeugen (Electric Vehicle, EV), Hybridfahrzeugen (Hybrid Electric Vehicle, H EV) sowie Plug-In-Hybridfahrzeugen (Plug-In-Hybrid Electric Vehicle, PHEV) zum Einsatz. Ferner kommen Lithium-Ionen- Batteriezellen auch in elektrisch angetriebenen Zweirädern zum Einsatz, beispielsweise in E-Bikes, in elektrischen Kleinkrafträdern und auch in
Elektrorollern.
Mehrere Batteriezellen werden dabei zu einem Zellblock verbunden und elektrisch miteinander verschaltet. Durch Serienschaltung mehrerer Batteriezellen ist die Ausgangsspannung des Zellblocks vorgebbar. Durch Parallelschaltung mehrerer in Serie geschalteter Batteriezellen ist die Kapazität des Zellblocks, beziehungsweise die in dem Zellblock speicherbare Energie, vorgebbar. Der Zellblock ist in einem Batteriegehäuse angeordnet, welches Kontakte zum Anschluss des Zellblocks aufweist. Ein gattungsgemäßes
Batteriesystem umfasst ein solches Batteriegehäuse und einen solchen darin angeordneten Zellblock.
Das Batteriegehäuse wird an die Anzahl der darin angeordneten Batteriezellen angepasst. Wenn ein Batteriesystem einen Zellblock mit einer größeren
Kapazität, also mit einer größeren Anzahl von Batteriezellen, benötigt, so wird ein entsprechend großes Batteriegehäuse verwendet.
Aus der WO 2014/119287 AI ist ein Batterieblock bekannt, der ein
Batteriegehäuse umfasst, welches einen Grundkörper, einen Deckel und einen Boden aufweist, wobei der Deckel eine erste offene Stirnseite des Grundkörpers verschließt, und der Boden eine zweite offene Stirnseite des Grundkörpers verschließt. In dem Batteriegehäuse sind dabei mehrere Batteriezellen angeordnet.
Aus der US 2012/0231318 AI ist ein Batteriemodul bekannt, das eine Vielzahl von Batteriezellen umfasst. Dabei sind mehrere Batteriezellen parallel zu einer Zellgruppe verschaltet, und mehrere Zellgruppen sind seriell verschaltet. Die Zellgruppen sind dabei in Rahmenelementen gehalten, die bevorzugt aus Kunststoff gefertigt sind.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Batteriesystem vorgeschlagen, das ein Batteriegehäuse und mehrere in dem Batteriegehäuse angeordnete Batteriezellen umfasst. Das
Batteriegehäuse weist einen Grundkörper mit zwei offenen Stirnseiten, eine Deckplatte und einer Bodenplatte auf. Dabei verschließt die Bodenplatte die erste offene Stirnseite des Grundkörpers, und die Deckplatte verschließt die zweite offene Stirnseite des Grundkörpers. Die Batteriezellen sind, vorzugsweise mechanisch und elektrisch, zu einem Zellblock verbunden. Erfindungsgemäß ist der Grundkörper rohrförmig ausgebildet und umgibt einen Aufnahmeraum, in welchem der Zellblock aufgenommen ist. Der Grundkörper weist somit eine verhältnismäßig einfache geometrische Form auf. Insbesondere ist der Grundkörper als Endlosprofil herstellbar und kann auf die erforderliche Länge gekürzt, beziehungsweise abgelängt, werden. Die erforderliche Länge des Grundkörpers hängt dabei von der Anzahl der Batteriezellen ab, die in dem Aufnahmeraum angeordnet sind, während der Querschnitt des Grundkörpers gleich bleibt.
Vorzugsweise umgibt der Grundkörper genau einen Aufnahmeraum. Der Zellblock ist somit in einem einzigen Aufnahmeraum angeordnet, und damit sind auch alle Batteriezellen des Zellblocks in demselben Aufnahmeraum angeordnet. Dadurch weist der Grundkörper eine besonders einfache geometrische Form auf.
Bevorzugt ist der Grundkörper einstückig ausgebildet. Dadurch ist der
Grundkörper auf besonders einfache Art, insbesondere als Endlosprofil, herstellbar.
Besonders bevorzugt weist der Grundkörper einen rechteckigen Querschnitt auf. Besonders bevorzugt weist auch der Aufnahmeraum einen rechteckigen
Querschnitt auf. Ein solcher rechteckiger Querschnitt des Grundkörper sowie des Aufnahmeraum gestattet ein verhältnismäßig einfaches Einführen des Zellblocks in den Aufnahmeraum.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Grundkörper des Batteriegehäuses im Strangpressverfahren oder im Stranggussverfahren oder durch Extrusion hergestellt und entsprechend abgelängt. Durch das
Strangpressverfahren, das Stranggussverfahren sowie durch Extrusion sind Endlosprofile, beziehungsweise Profile mit gewünschter Länge, mit konstantem Querschnitt herstellbar. Durch Ablängen des Profils kann der Grundkörper derart ausgestaltet werden, das der Aufnahmeraum eine für den Zellblock passendes Volumen aufweist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Zellblock innerhalb des Batteriegehäuses zumindest teilwiese von einem Füllmaterial umgeben. Bei dem Füllmaterial handelt es sich beispielsweise um Schaumstoff. Das
Füllmaterial füllt noch vorhandene Freiräume zwischen dem Grundkörper und dem Zellblock innerhalb des Aufnahmeraums aus und verhindert so
Bewegungen des Zellblocks relativ zu dem Batteriegehäuse. Auch dämpft das als Schaumstoff ausgebildete Füllmaterial auf den Zellblock einwirkende
Vibrationen und Stöße.
Vorteilhaft sind die Batteriezellen des Zellblocks seriell und parallel elektrisch verschaltet. Durch die serielle Verschaltung mehrerer Batteriezellen ist die Ausgangsspannung des Zellblocks vorgebbar. Durch die parallele Verschaltung mehrerer in Serie geschalteter Batteriezellen ist die Kapazität des Zellblocks vorgebbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind in der Deckplatte elektrische Kontakte zum Anschluss des Zellblocks vorgesehen. Zu den besagten elektrischen Kontakten gehören insbesondere ein negatives Terminal und ein positives Terminal. Über diese Terminals kann eine von dem Zellblock zur Verfügung gestellte Spannung abgegriffen werden. Ferner können die Batteriezellen des Zellblocks über die Terminals auch geladen werden. Aber auch weitere elektrische Kontakte, beispielsweise zur Überwachung von
Batteriezellen, können in der Deckplatte vorgesehen sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Batteriezellen kreiszylindrisch ausgebildet und weisen Mittelachsen auf, welche parallel zu der Deckplatte sowie parallel zu der Bodenplatte orientiert sind. Die Batteriezellen sind dabei derart zu dem Zellblock mechanisch verbunden, dass die Mittelachsen der Batteriezellen parallel zueinander verlaufen, und der Zellblock ist derart in dem Batteriegehäuse angeordnet, dass die Mittelachsen parallel zu der
Deckplatte sowie parallel zu der Bodenplatte verlaufen.
Ein erfindungsgemäßes Batteriesystem findet vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug, insbesondere in einem elektrisch angetriebenen Zweirad, beispielsweise in einem E-Bike, in einem elektrischen Kleinkraftrad sowie in einem Elektroroller. Aber auch eine Verwendung des erfindungsgemäßen Batteriesystems in einem vierrädrigen Elektrofahrzeug, insbesondere in einem Hybridfahrzeug sowie in einem Plug-In-Hybridfahrzeug ist denkbar und im Sinne der Erfindung.
Vorteile der Erfindung
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Batteriesystems ist eine einfache Skalierung und Anpassung an bestehende Anforderungen an das Batteriesystem möglich. Unabhängig von der benötigten Kapazität des
Batteriesystems sind weitgehend Gleichteile zum dessen Aufbau vorgesehen. So kann insbesondere für jedes Batteriesystem die gleiche Deckplatte sowie die gleiche Bodenplatte verwendet werden. Lediglich der Grundkörper des
Batteriegehäuses ist anzupassen. Der Grundkörper hat dabei einen
verhältnismäßig einfachen Aufbau und ist vorteilhaft als Endlosprofil herstellbar. Je nach benötigter Kapazität des Batteriesystems wird lediglich der Grundkörper auf die erforderliche Länge gekürzt, beziehungsweise abgelängt.
Bei der Herstellung des Batteriesystems kann vorteilhaft zuerst die Batteriezellen zu dem Zellblock verbunden und verschaltet werden, und anschließend wird der Zellblock als Einheit in den Grundkörper des Batteriegehäuses durch eine der offenen Stirnseiten eingeführt. Anschließend werden die Deckplatte und die Bodenplatte angebracht, um die offenen Stirnseiten des Batteriegehäuses zu verschließen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Figur 1: einen Grundkörper eines Batteriegehäuses für ein Batteriesystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 2: einen Zellblock für das Batteriesystem gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel, Figur 3: eine Explosionsdarstellung des Batteriesystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 4: eine perspektivische Darstellung des Batteriesystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 5: einen Grundkörper eines Batteriegehäuses für ein Batteriesystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Figur 6: einen Zellblock für das Batteriesystem gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel,
Figur 7: eine Explosionsdarstellung des Batteriesystems gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel und
Figur 8: eine perspektivische Darstellung des Batteriesystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Ausführungsformen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
Figur 1 zeigt einen Grundkörper 70 eines Batteriegehäuses 72 für ein
Batteriesystem 50 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Grundkörper 70 ist dabei rohrförmig ausgebildet und weist eine erste offene Stirnseite 74 und eine zweite offene Stirnseite 76 auf. Der Grundkörper 70 erstreckt sich entlang seiner Längsachse L, welche die erste Stirnseite 74 und die zweite Stirnseite 76 rechtwinklig schneidet. Der Grundkörper 70 für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel umgibt dabei einen Aufnahmeraum 62, welcher zur Aufnahme eines Zellblocks 60 dient. Der Grundkörper 70 und der Aufnahmeraum 62 weisen, in Richtung der Längsachse L gesehen, einen rechteckigen
Querschnitt auf. Das Volumen des Aufnahmeraums 62 ist proportional zu der
Länge des Grundkörpers 70. Als Länge des Grundkörpers 70 wird dabei dessen Ausdehnung in Längsrichtung L bezeichnet.
Figur 2 zeigt einen Zellblock 60 für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Zellblock 60 umfasst mehrere Batteriezellen 2, welche mechanisch miteinander verbunden und elektrisch miteinander verschaltet sind. Die Batteriezellen 2 sind vorliegend kreiszylindrisch ausgebildet und weisen jeweils eine Mittelachse M auf. Die Batteriezellen 2 sind derart ausgerichtet, dass ihre Mittelachsen M parallel versetzt zueinander verlaufen.
Der Zellblock 60 für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel umfasst vorliegend 195 Batteriezellen 2, von denen jede eine Spannung von etwa 3,7 Volt liefert. Dabei sind jeweils 13 Batteriezellen 2 seriell verschaltet, wodurch der Zellblock 60 eine Ausgangsspannung von etwa 48 Volt liefert. Es sind 15 solcher Serienschaltungen aus je 13 Batteriezellen 2 parallel geschaltet. Somit hat der Zellblock 60 vorliegend eine Kapazität von ungefähr 2 kWh.
Figur 3 zeigt eine Explosionsdarstellung des Batteriesystems 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Zellblock 60 wird durch die erste offene
Stirnseite 74 hindurch entlang der Längsachse L des Grundkörpers 70 in den Aufnahmeraum 62 des Grundkörpers 70 eingeschoben. Dabei verlaufen die Mittelachsen M der Batteriezellen 2 rechtwinklig zu der Längsachse L des Grundkörpers 70.
Zusätzlich wird ein hier nicht dargestelltes Füllmaterial durch die erste offene Stirnseite 74 hindurch entlang der Längsachse L des Grundkörpers 70 in den Aufnahmeraum 62 des Grundkörpers 70 eingeschoben. Das Füllmaterial umgibt den Zellblock 60. Anschließend wird die erste Stirnseite 74 von einer Bodenplatte 84 verschlossen, und die zweite Stirnseite 76 wird von einer Deckplatte 86 verschlossen.
Die Deckplatte 86 umfasst dabei hier nicht dargestellte elektrische Kontakte zum Anschluss des Zellblocks 60. Zu den besagten elektrischen Kontakten gehören insbesondere ein negatives Terminal und ein positives Terminal, über welche die von dem Zellblock 60 gelieferte Ausgangsspannung abgegriffen werden kann, und über welche die Batteriezellen 2 des Zellblocks 60 auch geladen werden können. Die Längsachse L schneidet die Bodenplatte 84 und die Deckplatte 86 rechtwinklig.
Figur 4 zeigt eine perspektivische Darstellung des Batteriesystems 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Grundkörper 70, die Bodenplatte 84 und die Deckplatte 86 bilden das Batteriegehäuse 72, in welchem der Zellblock 60 aufgenommen ist.
Das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist, bedingt durch den hier nicht sichtbaren Zellblock 60, eine Ausgangsspannung von etwa 48 Volt und eine Kapazität von ungefähr 2 kWh auf. Das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dient beispielsweise zum Antrieb eines Kleinkraftrads.
Figur 5 zeigt einen Grundkörper 70' eines Batteriegehäuses 72' für ein
Batteriesystem 50 'gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Grundkörper 70' ist dabei rohrförmig ausgebildet und weist eine erste offene Stirnseite 74 und eine zweite offene Stirnseite 76 auf. Der Grundkörper 70' erstreckt sich entlang seiner Längsachse L, welche die erste Stirnseite 74 und die zweite Stirnseite 76 rechtwinklig schneidet.
Der Grundkörper 70' für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel umgibt dabei einen Aufnahmeraum 62', welcher zur Aufnahme eines Zellblocks 60' dient. Der Grundkörper 70' und der
Aufnahmeraum 62' weisen, in Richtung der Längsachse L gesehen, einen rechteckigen Querschnitt auf. Das Volumen des Aufnahmeraums 62' ist proportional zu der Länge des Grundkörpers 70'. Als Länge des Grundkörpers 70' wird dabei dessen Ausdehnung in Längsrichtung L bezeichnet.
Der Grundkörper 70' für das Batteriesystem 50' gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel weist den gleichen Querschnitt auf wie der Grundkörper 70 für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Der
Grundkörper 70' für das Batteriesystem 50' gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel weist jedoch eine größere Länge auf als der Grundkörper 70 für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Somit ist das Volumen des Aufnahmeraums 62' des Grundkörpers 70' für das Batteriesystem
50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel größer als das Volumen des Aufnahmeraums 62 des Grundkörpers 70 für das Batteriesystem 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Figur 6 zeigt einen Zellblock 60' für das Batteriesystem 50 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel. Der Zellblock 60' umfasst mehrere Batteriezellen 2, welche mechanisch miteinander verbunden und elektrisch miteinander verschaltet sind. Die Batteriezellen 2 sind vorliegend kreiszylindrisch ausgebildet und weisen jeweils eine Mittelachse M auf. Die Batteriezellen 2 sind derart ausgerichtet, dass ihre Mittelachsen M parallel versetzt zueinander verlaufen.
Der Zellblock 60' für das Batteriesystem 50 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel umfasst vorliegend 260 Batteriezellen 2, von denen jede eine Spannung von etwa 3,7 Volt liefert. Dabei sind jeweils 13 Batteriezellen 2 seriell verschaltet, wodurch der Zellblock 60' eine Ausgangsspannung von etwa
48 Volt liefert. Es sind 20 solcher Serienschaltungen aus je 13 Batteriezellen 2 parallel geschaltet. Somit hat der Zellblock 60' vorliegend eine Kapazität von ungefähr 3 kWh. Figur 7 zeigt eine Explosionsdarstellung des Batteriesystems 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Zellblock 60' wird durch die erste offene Stirnseite 74 hindurch entlang der Längsachse L des Grundkörpers 70' in den Aufnahmeraum 62' des Grundkörpers 70' eingeschoben. Dabei verlaufen die Mittelachsen M der Batteriezellen 2 rechtwinklig zu der Längsachse L des Grundkörpers 70'. Zusätzlich wird ein hier nicht dargestelltes Füllmaterial durch die erste offene Stirnseite 74 hindurch entlang der Längsachse L des Grundkörpers 70' in den Aufnahmeraum 62' des Grundkörpers 70' eingeschoben. Das Füllmaterial umgibt den Zellblock 60'. Anschließend wird die erste Stirnseite 74 von einer
Bodenplatte 84 verschlossen, und die zweite Stirnseite 76 wird von einer Deckplatte 86 verschlossen.
Die Bodenplatte 84 und die Deckplatte 86 des Batteriesystems 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind dabei baugleich mit der Bodenplatte 84 und der Deckplatte 86 des Batteriesystems 50 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel. Die Längsachse L schneidet die Bodenplatte 84 und die Deckplatte 86 rechtwinklig.
Figur 8 zeigt eine perspektivische Darstellung des Batteriesystems 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Grundkörper 70', die Bodenplatte 84 und die Deckplatte 86 bilden das Batteriegehäuse 72', in welchem der Zellblock 60' aufgenommen ist.
Das Batteriesystem 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist, bedingt durch den hier nicht sichtbaren Zellblock 60', eine Ausgangsspannung von etwa 48 Volt und eine Kapazität von ungefähr 3 kWh auf. Das Batteriesystem 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dient beispielsweise zum Antrieb eines Elektrorollers.
Das in Figur 4 dargestellte Batteriegehäuse 72 des Batteriesystems 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und das in Figur 8 dargestellte Batteriegehäuse 72' des Batteriesystems 50' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich lediglich in der Länge ihrer Grundkörper 70, 70'. Die
Grundkörper 70, 70' können dabei einfach von dem gleichen Profil abgelängt werden.
Die Länge des jeweiligen Grundkörpers 70, 70' wird dabei derart gewählt, dass das Volumen des jeweiligen Aufnahmeraums 62, 62' an das erforderliche Volumen für den einzuschiebenden Zellblock 60, 60' angepasst ist. Das Volumen des jeweiligen Zellblocks 60, 60' ist dabei von der Anzahl der darin enthaltenen Batteriezellen 2 abhängig.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die
Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.

Claims

Ansprüche
1. Batteriesystem (50, 50'), umfassend
ein Batteriegehäuse (72, 72'), welches einen Grundkörper (70, 70'), eine
Deckplatte (86) und eine Bodenplatte (84) aufweist, wobei
die Bodenplatte (84) eine erste offene Stirnseite (74) des Grundkörpers
(70, 70') verschließt, und die Deckplatte (86) eine zweite offene
Stirnseite (76) des Grundkörpers (70, 70') verschließt,
und mehrere Batteriezellen (2), welche zu einem Zellblock (60, 60') verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper (70, 70') rohrförmig ausgebildet ist und einen
Aufnahmeraum (62, 62') umgibt, in welchem der Zellblock (60, 60') aufgenommen ist.
2. Batteriesystem nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper (70, 70') genau einen Aufnahmeraum (62, 62') umgibt.
3. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
der Grundkörper (70, 70') einstückig ausgebildet ist.
4. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
der Grundkörper (70, 70') und/oder der Aufnahmeraum (62, 62') einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
5. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
der Grundkörper (70, 70') im Strangpressverfahren oder im
Stranggussverfahren oder durch Extrusion hergestellt und abgelängt ist.
6. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Zellblock(60, 60') innerhalb des Batteriegehäuses (72, 72') zumindest teilwiese von einem Füllmaterial umgeben ist.
7. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Batteriezellen (2) des Zellblocks (60, 60') seriell und parallel verschaltet sind.
8. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in der Deckplatte (86) elektrische Kontakte zum Anschluss des Zellblocks (60, 60') vorgesehen sind.
9. Batteriesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Batteriezellen (2) kreiszylindrisch ausgebildet sind und Mittelachsen (M) aufweisen, welche parallel zu der Deckplatte (86) und/oder zu der Bodenplatte (84) orientiert sind.
10. Verwendung eines Batteriesystems (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche in einem Elektrofahrzeug, insbesondere in einem elektrisch angetriebenen Zweirad.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111129379A (zh) * 2018-10-30 2020-05-08 大众汽车有限公司 用于容纳电池模块的模块支架单元

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008034886A1 (de) * 2008-07-26 2009-06-18 Daimler Ag Batterie mit Einzelzellen
US20100310919A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 K2 Energy Solutions, Inc. Lithium Ion Battery Pack having Passive Cooling
US20120231318A1 (en) 2009-11-09 2012-09-13 Enerdel, Inc. Scalable battery module
WO2014119287A1 (ja) 2013-01-29 2014-08-07 三洋電機株式会社 電池ブロック、電池モジュール及び電池ブロック用ホルダ

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008010829A1 (de) * 2008-02-23 2009-11-26 Daimler Ag Kraftfahrzeug mit einer Batterie in einem Batteriegehäuse

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008034886A1 (de) * 2008-07-26 2009-06-18 Daimler Ag Batterie mit Einzelzellen
US20100310919A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 K2 Energy Solutions, Inc. Lithium Ion Battery Pack having Passive Cooling
US20120231318A1 (en) 2009-11-09 2012-09-13 Enerdel, Inc. Scalable battery module
WO2014119287A1 (ja) 2013-01-29 2014-08-07 三洋電機株式会社 電池ブロック、電池モジュール及び電池ブロック用ホルダ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111129379A (zh) * 2018-10-30 2020-05-08 大众汽车有限公司 用于容纳电池模块的模块支架单元

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