WO2020037339A1 - Contacting device for battery cells combined to form a module - Google Patents

Contacting device for battery cells combined to form a module Download PDF

Info

Publication number
WO2020037339A1
WO2020037339A1 PCT/AT2019/060196 AT2019060196W WO2020037339A1 WO 2020037339 A1 WO2020037339 A1 WO 2020037339A1 AT 2019060196 W AT2019060196 W AT 2019060196W WO 2020037339 A1 WO2020037339 A1 WO 2020037339A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cell
battery cells
contacting device
degassing
outgassing
Prior art date
Application number
PCT/AT2019/060196
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Philipp KREISEL
Markus Kreisel
Johann Kreisel
Original Assignee
Raiffeisenlandesbank Oberösterreich Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Raiffeisenlandesbank Oberösterreich Aktiengesellschaft filed Critical Raiffeisenlandesbank Oberösterreich Aktiengesellschaft
Priority to EP19732875.0A priority Critical patent/EP3841628A1/en
Publication of WO2020037339A1 publication Critical patent/WO2020037339A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/308—Detachable arrangements, e.g. detachable vent plugs or plug systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/244—Secondary casings; Racks; Suspension devices; Carrying devices; Holders characterised by their mounting method
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • H01M6/5038—Heating or cooling of cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic

Definitions

  • the invention is therefore based on the object of designing a contacting device of the type described in such a way that both electrical and thermal stress on neighboring cells of a gassing battery cell is avoided.
  • the invention achieves the stated object in that the cell receptacles have outgassing valves which are connected to the connecting conductors in a tensile manner, and in that a degassing area connects to the outgassing valves.
  • the outgassing of a battery cell arranged in the respective cell receptacle has the result that the excess pressure forming in the cell receptacle causes the outgassing valve of this cell receptacle to open.
  • the degassing valve is connected to the connecting conductor for the battery cell in tension-resistant manner, opening the valve can not only dissipate the build-up of excess pressure, but also separate the electrical connection of the battery cell concerned, regardless of the electrical operating parameters and also independently of the prevailing temperature .
  • the outgassing valve is connected to the connecting conductor in such a way that a Opening the degassing valve results in an electrical disconnection of the connection conductor. So that not only the evolving hot gas is discharged, but also an opening of the outgassing valve is made possible in any case, a degassing area for the hot gas is connected to the outgassing valve.
  • connection conductors can be achieved by the covers being pushed through by the connection conductors.
  • a tension-resistant connection between the connection lines and the outgassing valves basically means any connection that is suitable for electrically disconnecting the connection line when the valve is opened. In its simplest form, this means mechanical tearing off of the connection conductor.
  • a connection conductor can be welded to a pole of a round cell and cover a cell holder for this round cell so that when the round cell is outgassed, the cover is released and the weld seam or the connection conductor itself breaks.
  • the cover does not have to completely close the cell receptacle, but it is sufficient if the cover has a throttle opening penetrated by a contact spring as a connecting conductor. Due to the amount of hot gas escaping a safe opening of the outlet valve can thereby be achieved, the pressure which builds up being able to be partially discharged even before its opening, which overall leads to a safe removal of the hot gas which develops.
  • This effect can be further improved by providing fire protection between the degassing areas and the contact points.
  • thermal insulation or separate cooling of the intermediate space can also be provided.
  • the base plate on the side opposite the cell receptacles include blind holes, the lateral surfaces of which have passage openings to the cell receptacles.
  • a filling compound such as a simple adhesive point can be introduced into these blind holes, which lies against the respective cell wall through the passage openings to the cell receptacles.
  • FIG. 1 is a partially broken top view of a contacting device according to the invention.
  • Fig. 2 shows a section along the line II - II of FIG. 1 with the battery cells inserted.
  • a contacting device comprises a base plate 1, which has cell receptacles 2 on one side for the end sections of individual battery cells 3.
  • contact points 4 are provided, which are shown in the drawing as clamping receptacles for battery cells 3 of a further contacting device (not shown).
  • any other form of electrical connection can also be understood as a contact point 4, in particular also a busbar for the individual battery cells 3.
  • connection conductors 5 which, in the embodiment shown, are designed as spiral contact springs which are connected to the battery cells 3 via a weld seam.
  • these connection conductors 5 act as covers for the cell receptacles 2, outgassing valves 6.
  • These outlet valves 6 form a stop for the radially outer spiral passages of the connection conductors 5 and are thus connected to this in a tensile manner.
  • Degassing areas 7 are provided between the cell receptacles 3 and the contact points 4, which form receptacles for the outgassing valves 6 designed as covers.
  • the covers themselves are clamped in openings provided for the cell receptacles 2 and close the cell receptacles 2 upwards relative to the degassing areas 7.
  • the associated connecting conductor 5 is cut and the battery cell 3 loses its electrical contact with the contact point 4.
  • the covers do not have to completely close off the cell receptacles 2, but can, as can be seen in FIG. 2, be broken by a throttle opening 8 ,
  • fire protection 9 is provided between the degassing areas 7 and the contact points 4 and shields the outflowing industrial gas from the contact points 4. Because the individual degassing areas 7 can be connected to form a degassing duct, the resulting industrial gas can be safely discharged within the proposed contact device without jeopardizing neighboring battery cells 3. These are largely protected by the Ausga designed as cover valves 6.
  • the base plate 1 on the side opposite the cell receptacles 2 includes blind holes 10, the lateral surfaces of which have passage openings 11 to the cell receptacles 2.
  • a backfill material 12 can be introduced into these blind holes 10, which adjoins the battery cells 3 and fixes them in their position.
  • the filling material 12 can be, for example, a hardening filling compound such as an adhesive or a flarz.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

The invention relates to a contacting device for battery cells combined to form a module, comprising a base plate (1), which on one side has cell receptacles (2) for the end sections of individual battery cells (3), and on the opposite side has contact points (4), which are connected to electrical connecting conductors (5) for the battery cells (3). The aim of the invention is to design such a contacting device in such a way that both an electrical and a thermal loading of adjacent cells of an outgassing battery cell is avoided. This aim is achieved, according to the invention, in that the cell receptacles (2) have outgassing valves (6), which are connected to the connecting conductors (5) in a manner that is resistant to tensile stress, and in that a degassing region (7) each is connected to the outgassing valves (6).

Description

Kontaktierungsvorrichtung für zu einem Modul zusammengesetzte Batteriezellen  Contacting device for battery cells assembled into a module
Technisches Gebiet Technical field
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktierungsvorrichtung für zu einem Modul zusammengesetzte Batteriezellen, mit einer Grundplatte, die auf einer Seite Zel lenaufnahmen für die Endabschnitte einzelner Batteriezellen und auf der gegen überliegenden Seite Kontaktstellen aufweist, die mit elektrischen Anschlussleitern für die Batteriezellen verbunden sind. The invention relates to a contacting device for battery cells assembled to a module, with a base plate which has cell receptacles on one side for the end sections of individual battery cells and on the opposite side has contact points which are connected to electrical connection conductors for the battery cells.
Stand der Technik State of the art
Insbesondere im Zusammenhang mit Batteriemodulen, die eine große Anzahl an dicht gepackten, miteinander verschalteten Lithium-Ionen- Batteriezellen aufwei sen, kommt es aufgrund der in den Zellen ablaufenden exothermen Reaktionen zu einer erhöhten Wärmeentwicklung während des Modulbetriebes. Um die anfallen de Reaktionswärme abzuführen und stabile Betriebsbedingungen des Moduls si cherzustellen, sind zur Abhilfe dieses Grundproblems aus dem Stand der Technik diverse Temperierkonzepte bekannt. Allerdings besteht zufolge mechanischer Be schädigungen an den Zellen bzw. aufgrund vereinzelter Zelldefekte die Gefahr ei nes„Thermal Runaway“ der Batteriezellen. Dabei kann das zufolge einer einzel nen beschädigten oder defekten Zelle unkontrolliert austretende heiße Zellgas be reits ausreichen, um eine sich selbst verstärkende, Wärme produzierende Ketten reaktion in Gang zu setzen, sodass in weiterer Folge benachbarte Zellen ebenfalls vom sogenannten„Thermal Runaway“ erfasst werden. Dieser Effekt wird ver stärkt, wenn die von einer Kettenreaktion betroffenen Einzelzellen auch elektrisch miteinander verbunden sind, weil beispielsweise bei einer Serienschaltung die einzelnen Batteriezellen vom gleichen Strom durchflossen werden. Daraus kann sich allerdings auch die Schwierigkeit ergeben, dass vorgesehene Schmelzsiche rungen im Falle eines Ausgasens einer Zelle nicht auslösen, weil der hierfür not- wendige Überstrom bzw. die hierfür notwendige Temperatur beispielsweise im Falle eines Wassereintritts nicht erreicht wird. Particularly in connection with battery modules that have a large number of densely packed, interconnected lithium-ion battery cells, the exothermic reactions occurring in the cells result in increased heat development during module operation. In order to remedy the heat of reaction and to ensure stable operating conditions of the module, various temperature control concepts are known from the prior art to remedy this basic problem. However, due to mechanical damage to the cells or due to isolated cell defects, there is a risk of “thermal runaway” of the battery cells. As a result of a single damaged or defective cell, hot cell gas escaping in an uncontrolled manner can already be enough to set in motion a self-reinforcing, heat-producing chain reaction, so that neighboring cells are also subsequently affected by the so-called "thermal runaway". This effect is enhanced if the individual cells affected by a chain reaction are also electrically connected to one another, because, for example, the same current flows through the individual battery cells in a series connection. However, this can also result in the difficulty that the envisaged fuses will not trip if a cell is outgassed, because the necessary agile overcurrent or the temperature required for this, for example in the event of water ingress, is not reached.
Um ein Aufplatzen der Batteriezellen zufolge des sich im Fehlerfall in den Batte riezellen entwickelnden Fleißgases zu vermeiden, ist es bekannt It is known to prevent the battery cells from bursting open as a result of the industrial gas developing in the battery cells in the event of a fault
(US 2014308550 A1 , EP 2104160 A1 , EP 0742599 A1 ), das Heißgas über ein Ausgasungsventil am Batterizellenpol von der Batteriezelle abzuführen. Dabei wird auch die elektrische Kontaktierung innerhalb der Batteriezelle zwischen dem Elektrodenwickel und dem Batteriezellenpol getrennt. Nachteilig ist allerdings, dass es dabei auch zu einer Deformation der Batteriezellen kommt, sodass eine zuverlässige elektrische Trennung der Batteriezelle nicht erfolgen kann, weil die auftretenden Deformationen zu willkürlichen Kontaktierungen zwischen den innen liegenden Elektroden und den Batteriezellenmänteln führen. (US 2014308550 A1, EP 2104160 A1, EP 0742599 A1) to discharge the hot gas from the battery cell via a degassing valve at the battery cell pole. The electrical contact within the battery cell between the electrode winding and the battery cell pole is also separated. However, it is disadvantageous that the battery cells are also deformed, so that a reliable electrical separation of the battery cell cannot take place, because the deformations that occur lead to arbitrary contacting between the internal electrodes and the battery cell sleeves.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktierungsvorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass eine sowohl elektrische als auch thermische Belastung von Nachbarzellen einer ausgasenden Batteriezel le vermieden wird. The invention is therefore based on the object of designing a contacting device of the type described in such a way that both electrical and thermal stress on neighboring cells of a gassing battery cell is avoided.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Zellenaufnahmen Aus gasungsventile aufweisen, die mit den Anschlussleitern zugfest verbunden sind, und dass an die Ausgasungsventile je ein Entgasungsbereich anschließt. Zufolge dieser Maßnahme führt das Ausgasen einer in der jeweiligen Zellenaufnahme an geordneten Batteriezelle dazu, dass der sich in der Zellenaufnahme ausbildende Überdruck ein Öffnen des Ausgasungsventiles dieser Zellenaufnahme bewirkt.The invention achieves the stated object in that the cell receptacles have outgassing valves which are connected to the connecting conductors in a tensile manner, and in that a degassing area connects to the outgassing valves. As a result of this measure, the outgassing of a battery cell arranged in the respective cell receptacle has the result that the excess pressure forming in the cell receptacle causes the outgassing valve of this cell receptacle to open.
Weil aber das Ausgasungsventil zugfest mit dem Anschlussleiter für die aufge- nommene Batteriezelle verbunden ist kann ein Öffnen des Ventils nicht nur den sich aufbauenden Überdruck abführen, sondern auch die elektrische Verbindung der betroffenen Batteriezelle unabhängig von den elektrischen Betriebsgrößen und auch unabhängig von der vorherrschenden Temperatur trennen. Zu diesem Zweck ist das Ausgasungsventil so mit dem Anschlussleiter zugfest verbunden, dass ein Öffnen des Ausgasungsventils ein elektrisches Trennen des Anschlussleiters zur Folge hat. Damit nicht nur das sich entwickelnde Heißgas abgeführt, sondern auch ein Öffnen des Ausgasungsventils jedenfalls ermöglicht wird, ist an das Ausga sungsventil ein Entgasungsbereich für das Heißgas angeschlossen. However, because the degassing valve is connected to the connecting conductor for the battery cell in tension-resistant manner, opening the valve can not only dissipate the build-up of excess pressure, but also separate the electrical connection of the battery cell concerned, regardless of the electrical operating parameters and also independently of the prevailing temperature , For this purpose, the outgassing valve is connected to the connecting conductor in such a way that a Opening the degassing valve results in an electrical disconnection of the connection conductor. So that not only the evolving hot gas is discharged, but also an opening of the outgassing valve is made possible in any case, a degassing area for the hot gas is connected to the outgassing valve.
Besonders einfache konstruktive Fertigungsbedingungen ergeben sich für die Ausgasungsventile, wenn diese von den Entgasungsbereichen aufnehmbare Ab deckungen für die Zellenaufnahmen bilden. Um ein definiertes Auslöseverhalten zu ermöglichen, können die Abdeckungen entweder in entsprechende Ausneh mungen der Zellenaufnahmen eingeklemmt oder eingeklebt werden. Alternativ können die Abdeckungen auch einstückig über Sollbruchstellen mit den Zellenauf nahmen verbunden sein. Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung bilden sol che Abdeckungen auch einen Schutz für die damit abgedeckten Batteriezellen, weil diese nicht unmittelbar von vorbeiströmendem Heißgas angeströmt werden können. Um diese Schutzwirkung zu erhöhen, können die Abdeckungen auch aus einem isolierenden oder brandhemmenden Material gefertigt sein. Particularly simple constructive manufacturing conditions result for the degassing valves if they form covers for the cell receptacles that can be taken up from the degassing areas. In order to enable a defined triggering behavior, the covers can either be clamped into corresponding recesses in the cell receptacles or glued in place. Alternatively, the covers can also be connected in one piece via predetermined breaking points to the cell receptacles. Regardless of the specific design, such covers also provide protection for the battery cells covered with them, because hot gas flowing past them cannot directly flow against them. To increase this protective effect, the covers can also be made of an insulating or fire-retardant material.
In diesem Zusammenhang ist eine zugfeste Verbindung mit den Anschlussleitern dadurch erreichbar, dass die Abdeckungen von den Anschlussleitern zugfest durchsetzt werden. Unter einer zugfesten Verbindung zwischen den Anschlusslei tern und den Ausgasungsventilen wird dabei grundsätzlich jede Verbindung ver standen, die dazu geeignet ist, bei einem Öffnen des Ventils den Anschlussleiter elektrisch zu trennen. In der einfachsten Form wird darunter ein mechanisches Ab reißen des Anschlussleiters verstanden. So kann beispielsweise ein Anschlusslei ter mit einem Pol einer Rundzelle verschweißt sein und eine Abdeckung einer Zel lenaufnahme für diese Rundzelle so durchsetzen, dass bei einem Ausgasen der Rundzelle die Abdeckung gelöst wird und dabei die Schweißnaht oder der An schlussleiter selbst bricht. In this context, a tensile connection with the connection conductors can be achieved by the covers being pushed through by the connection conductors. A tension-resistant connection between the connection lines and the outgassing valves basically means any connection that is suitable for electrically disconnecting the connection line when the valve is opened. In its simplest form, this means mechanical tearing off of the connection conductor. For example, a connection conductor can be welded to a pole of a round cell and cover a cell holder for this round cell so that when the round cell is outgassed, the cover is released and the weld seam or the connection conductor itself breaks.
Für ein Ansprechverhalten des Ausgasungsventils muss die Abdeckung allerdings die Zellenaufnahme nicht vollständig verschließen, sondern es reicht aus, wenn die Abdeckung eine, von einer Kontaktfeder als Anschlussleiter durchsetzte Dros selöffnung aufweist. Aufgrund der Menge des ausströmenden Heißgases kann dadurch eine sichere Öffnung des Ausgangsventils erreicht werden, wobei bereits vor dessen Öffnung der sich aufbauende Druck teilweise abgeführt werden kann, was insgesamt zu einer sicheren Abfuhr des sich entwickelnden Heißgases führt. For a response of the outgassing valve, however, the cover does not have to completely close the cell receptacle, but it is sufficient if the cover has a throttle opening penetrated by a contact spring as a connecting conductor. Due to the amount of hot gas escaping a safe opening of the outlet valve can thereby be achieved, the pressure which builds up being able to be partially discharged even before its opening, which overall leads to a safe removal of the hot gas which develops.
Um ein einfaches Ableiten eines Heißgases innerhalb eines Batteriemoduls zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass einzelne Entgasungsbereiche zu einem Entgasungskanal verbunden sind. Dadurch kann das Heißgas seitlich abgeleitet werden und eine thermische Beeinflussung oberhalb oder unterhalb der ausga senden Batteriezelle wird weitgehend verhindert. In order to allow a simple discharge of a hot gas within a battery module, it is proposed that individual degassing areas are connected to form a degassing channel. As a result, the hot gas can be discharged laterally and a thermal influence above or below the outgoing battery cell is largely prevented.
Diese Wirkung kann weiters dadurch verbessert werden, dass zwischen den Ent- gasungsbereichen und den Kontaktstellen ein Brandschutz vorgesehen ist. Zu sätzlich oder alternativ zum Brandschutz kann auch eine thermische Isolierung oder eine gesonderte Kühlung des Zwischenraumes vorgesehen werden. This effect can be further improved by providing fire protection between the degassing areas and the contact points. In addition or as an alternative to fire protection, thermal insulation or separate cooling of the intermediate space can also be provided.
Weil ein Ausgasen einer Batteriezelle meistens auch eine mechanische Verfor mung derselben mit sich bringt, empfiehlt es sich, die Batteriezellen nicht bündig in den Zellenaufnahmen der Grundplatte zu umschließen, sondern mit entsprechen dem Spiel. Um in diesem Fall dennoch eine definierte Positionierung der Batterie zelle innerhalb der Zellenaufnahme zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Grundplatte auf der den Zellenaufnahmen gegenüberliegenden Seite Sacklöcher umfasst, deren Mantelflächen Durchtrittsöffnungen zu den Zellenaufnahmen auf- weisen. In diese Sacklöcher kann eine Verfüllmasse wie beispielsweise ein einfa cher Klebepunkt eingebracht werden, der sich durch die Durchtrittsöffnungen zu den Zellenaufnahmen an die jeweilige Zellenwand anlegt. Damit können die ein zelnen Batteriezellen in einem ersten Schritt gegenüber der Grundplatte ausge richtet und dann in einem zweiten Schritt durch Einbringen der Verfüllmasse in ih- rer Position festgelegt werden. Kurze Beschreibung der Erfindung Because outgassing a battery cell usually also entails mechanical deformation of the same, it is advisable not to enclose the battery cells flush in the cell receptacles of the base plate, but with the corresponding play. In order to enable a defined positioning of the battery cell within the cell receptacle in this case, it is proposed that the base plate on the side opposite the cell receptacles include blind holes, the lateral surfaces of which have passage openings to the cell receptacles. A filling compound such as a simple adhesive point can be introduced into these blind holes, which lies against the respective cell wall through the passage openings to the cell receptacles. In this way, the individual battery cells can be aligned with the base plate in a first step and then fixed in their position in a second step by introducing the filling compound. Brief description of the invention
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zei gen The subject matter of the invention is shown in the drawing, for example. Show it
Fig. 1 eine teilweise aufgerissene Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Kontak- tierungsvorrichtung und  1 is a partially broken top view of a contacting device according to the invention and
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II - II der Fig. 1 mit eingesetzten Batteriezel len.  Fig. 2 shows a section along the line II - II of FIG. 1 with the battery cells inserted.
Wege zur Ausführung der Erfindung Ways of Carrying Out the Invention
Eine erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung umfasst eine Grundplatte 1 , die auf einer Seite Zellenaufnahmen 2 für die Endabschnitte einzelner Batteriezel len 3 aufweist. Auf der den Zellenaufnahmen 2 gegenüberliegenden Seite der Grundplatte 1 sind Kontaktstellen 4 vorgesehen, die in der Zeichnung als Klemm aufnahmen für Batteriezellen 3 einer nicht näher dargestellten weiteren Kontaktie rungsvorrichtung ausgebildet sind. Als Kontaktstelle 4 kann aber auch jede andere Form einer elektrischen Verbindung verstanden werden, insbesondere auch eine Sammelschiene für die einzelnen Batteriezellen 3. A contacting device according to the invention comprises a base plate 1, which has cell receptacles 2 on one side for the end sections of individual battery cells 3. On the cell receptacles 2 opposite side of the base plate 1, contact points 4 are provided, which are shown in the drawing as clamping receptacles for battery cells 3 of a further contacting device (not shown). However, any other form of electrical connection can also be understood as a contact point 4, in particular also a busbar for the individual battery cells 3.
Die Batteriezellen 3 sind mit den Kontaktstellen 4 über Anschlussleiter 5 verbun den, die in der dargestellten Ausführungsform als spiralförmige Kontaktfedern ausgebildet sind, die mit den Batteriezellen 3 über eine Schweißnaht verbunden sind. Diese Anschlussleiter 5 durchsetzen in dieser Ausführungsform als Abde ckungen der Zellenaufnahmen 2 ausgebildete Ausgasungsventile 6. Diese Ausga sungsventile 6 bilden dabei einen Anschlag für die radial äußeren Wendelgänge der Anschlussleiter 5 und sind somit mit diesem zugfest verbunden. The battery cells 3 are connected to the contact points 4 via connecting conductors 5 which, in the embodiment shown, are designed as spiral contact springs which are connected to the battery cells 3 via a weld seam. In this embodiment, these connection conductors 5 act as covers for the cell receptacles 2, outgassing valves 6. These outlet valves 6 form a stop for the radially outer spiral passages of the connection conductors 5 and are thus connected to this in a tensile manner.
Zwischen den Zellenaufnahmen 3 und den Kontaktstellen 4 sind Entgasungsbe- reiche 7 vorgesehen, die Aufnahmen für die als Abdeckungen ausgeführten Aus gasungsventile 6 bilden. Die Abdeckungen selbst sind in dafür vorgesehene Öff nungen der Zellenaufnahmen 2 eingeklemmt und schließen die Zellenaufnahmen 2 nach oben gegenüber dem Entgasungsbereichen 7 ab. Entgast nun eine der Batteriezellen 3, so entsteht innerhalb der betroffenen Zel lenaufnahme 2 ein Überdruck und das Ausgasungsventil 6 öffnet sich, indem im dargestellten Fall die Abdeckung in den Entgasungsbereich 7 angehoben wird, wie dies für die ganz linke Batteriezelle 3 der Fig. 2 angedeutet ist. Dadurch wird der zugehörige Anschlussleiter 5 durchtrennt und die Batteriezelle 3 verliert ihre elektrische Kontaktierung mit der Kontaktstelle 4. Zu diesem Zweck müssen die Abdeckungen die Zellenaufnahmen 2 nicht vollständig abschließen, sondern kön nen, wie aus der Fig. 2 hervorgeht von einer Drosselöffnung 8 durchbrochen sein. Degassing areas 7 are provided between the cell receptacles 3 and the contact points 4, which form receptacles for the outgassing valves 6 designed as covers. The covers themselves are clamped in openings provided for the cell receptacles 2 and close the cell receptacles 2 upwards relative to the degassing areas 7. Now degasses one of the battery cells 3, there is an excess pressure within the affected cell holder 2 and the degassing valve 6 opens by lifting the cover in the degassing area 7 in the illustrated case, as indicated for the leftmost battery cell 3 in FIG. 2 is. As a result, the associated connecting conductor 5 is cut and the battery cell 3 loses its electrical contact with the contact point 4. For this purpose, the covers do not have to completely close off the cell receptacles 2, but can, as can be seen in FIG. 2, be broken by a throttle opening 8 ,
Zum Schutz nachfolgender Batteriezellen 3 ist zwischen den Entgasungsberei- chen 7 und den Kontaktstellen 4 ein Brandschutz 9 vorgesehen, der das ausströ mende Fleißgas gegenüber den Kontaktstellen 4 abschirmt. Dadurch, dass die einzelnen Entgasungsbereiche 7 zu einem Entgasungskanal verbunden sein kön nen, kann das entstehende Fleißgas sicher innerhalb der vorgeschlagenen Kon taktierungsvorrichtung abgeleitet werden, ohne dass benachbarte Batteriezellen 3 gefährdet werden. Diese sind ja durch die als Abdeckungen ausgebildete Ausga sungsventile 6 weitgehend geschützt. To protect subsequent battery cells 3, fire protection 9 is provided between the degassing areas 7 and the contact points 4 and shields the outflowing industrial gas from the contact points 4. Because the individual degassing areas 7 can be connected to form a degassing duct, the resulting industrial gas can be safely discharged within the proposed contact device without jeopardizing neighboring battery cells 3. These are largely protected by the Ausga designed as cover valves 6.
Nachdem die Batteriezellen 3 in den Zellenaufnahmen 2 umfangsseitig nicht bün dig von der Grundplatte 1 umschlossen werden, beeinflusst eine sich beim Ausga sen verformende Batteriezelle 3 die strukturelle Integrität der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung nicht unmittelbar. Um die Batteriezellen 3 dennoch in der Ebene der Kontaktierungsvorrichtung räumlich festlegen zu können, wird vor geschlagen, dass die Grundplatte 1 auf der den Zellenaufnahmen 2 gegenüberlie genden Seite Sacklöcher 10 umfasst, deren Mantelflächen Durchtrittsöffnungen 1 1 zu den Zellenaufnahmen 2 aufweisen. Nach einem Ausrichten der Batteriezellen 3 und der Grundplatte 1 zueinander, kann in diese Sacklöcher 10 ein Verfüllmaterial 12 eingebracht werden, das an den Batteriezellen 3 anliegend diese in ihrer Posi tion festlegt. Beim Verfüllmaterial 12 kann es sich zu diesem Zweck beispielsweise um eine aushärtende Füllmasse wie beispielsweise um einen Klebstoff oder ein Flarz handeln. After the battery cells 3 in the cell receptacles 2 are not circumferentially enclosed flush by the base plate 1, a battery cell 3 deforming during output does not directly affect the structural integrity of the contacting device according to the invention. In order to be able to spatially define the battery cells 3 in the plane of the contacting device, it is proposed that the base plate 1 on the side opposite the cell receptacles 2 includes blind holes 10, the lateral surfaces of which have passage openings 11 to the cell receptacles 2. After aligning the battery cells 3 and the base plate 1 to each other, a backfill material 12 can be introduced into these blind holes 10, which adjoins the battery cells 3 and fixes them in their position. For this purpose, the filling material 12 can be, for example, a hardening filling compound such as an adhesive or a flarz.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kontaktierungsvorrichtung für zu einem Modul zusammengesetzte Batterie zellen, mit einer Grundplatte (1 ), die auf einer Seite Zellenaufnahmen (2) für die Endabschnitte einzelner Batteriezellen (3) und auf der gegenüberliegenden Seite Kontaktstellen (4) aufweist, die mit elektrischen Anschlussleitern (5) für die Batte riezellen (3) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellenaufnahmen (2) Ausgasungsventile (6) aufweisen, die mit den Anschlussleitern (5) zugfest ver bunden sind, und dass an die Ausgasungsventile (6) je ein Entgasungsbereich (7) anschließt. 1. Contacting device for battery cells assembled into a module, with a base plate (1) which has cell receptacles (2) on one side for the end sections of individual battery cells (3) and contact points (4) on the opposite side, which have electrical connection conductors ( 5) for the battery cells (3) are connected, characterized in that the cell receptacles (2) have outgassing valves (6) which are connected to the connecting conductors (5) in a tensile manner, and in that each degassing area is connected to the outgassing valves (6) (7) connects.
2. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgasungsventile (6) von den Entgasungsbereichen (7) aufnehmbare Abde ckungen für die Zellenaufnahmen (2) bilden. 2. Contacting device according to claim 1, characterized in that the degassing valves (6) from the degassing areas (7) form covers for the cell receptacles (2).
3. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckungen von den Anschlussleitern (5) zugfest durchsetzt werden. 3. Contacting device according to claim 2, characterized in that the covers of the connecting conductors (5) are penetrated tensile.
4. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, dass die Abdeckungen eine, von einer Kontaktfeder als Anschlussleiter (5) durchsetzte Drosselöffnung (8) aufweisen. 4. Contacting device according to claim 2 or 3, characterized in that the covers have a throttle opening (8) penetrated by a contact spring as a connecting conductor (5).
5. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass einzelne Entgasungsbereiche (7) zu einem Entgasungskanal verbunden sind. 5. Contacting device according to one of claims 1 to 4, characterized in that individual degassing areas (7) are connected to a degassing channel.
6. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen den Entgasungsbereichen (7) und den Kontaktstel len (4) ein Brandschutz (9) vorgesehen ist. 6. Contacting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that fire protection (9) is provided between the degassing areas (7) and the contact points (4).
7. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Grundplatte (1 ) auf der den Zellenaufnahmen (2) gegen- überliegenden Seite Sacklöcher (10) umfasst, deren Mantelflächen Durchtrittsöff nungen (1 1 ) zu den Zellenaufnahmen (2) aufweisen. 7. Contacting device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the base plate (1) on the cell receptacles (2) against Overlying side blind holes (10), the lateral surfaces have openings (1 1) to the cell receptacles (2).
PCT/AT2019/060196 2018-08-24 2019-06-13 Contacting device for battery cells combined to form a module WO2020037339A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19732875.0A EP3841628A1 (en) 2018-08-24 2019-06-13 Contacting device for battery cells combined to form a module

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50726/2018 2018-08-24
ATA50726/2018A AT521581B1 (en) 2018-08-24 2018-08-24 Contacting device for battery cells assembled into a module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020037339A1 true WO2020037339A1 (en) 2020-02-27

Family

ID=67003139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2019/060196 WO2020037339A1 (en) 2018-08-24 2019-06-13 Contacting device for battery cells combined to form a module

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3841628A1 (en)
AT (1) AT521581B1 (en)
WO (1) WO2020037339A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3890102A1 (en) 2020-03-30 2021-10-06 Kreisel Electric GmbH & Co KG Device with a frame comprising receptacles for the front end sections of battery cells aligned parallel with respect to their longitudinal axis

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0742599A1 (en) 1995-05-12 1996-11-13 Sony Corporation Enclosed-type secondary cell
US20050212477A1 (en) * 2004-03-29 2005-09-29 Yasunori Uchida Connection member and battery pack
EP2104160A1 (en) 2008-03-17 2009-09-23 Samsung SDI Co., Ltd. Cylindrical secondary battery
US20140120384A1 (en) * 2011-06-13 2014-05-01 Johnson Controls - Saft Advanced Power Solutions Llc Device for aiding in the fracture of a vent of an electrochemical cell
US20140308550A1 (en) 2011-11-11 2014-10-16 Panasonic Corporation Battery pack
US20150044539A1 (en) * 2013-08-12 2015-02-12 Optimum Battery Co., Ltd. Large capacity lithium-ion-battery pack
US20150372268A1 (en) * 2013-03-25 2015-12-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Duct holding structure for battery assembly body

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0742599A1 (en) 1995-05-12 1996-11-13 Sony Corporation Enclosed-type secondary cell
US20050212477A1 (en) * 2004-03-29 2005-09-29 Yasunori Uchida Connection member and battery pack
EP2104160A1 (en) 2008-03-17 2009-09-23 Samsung SDI Co., Ltd. Cylindrical secondary battery
US20140120384A1 (en) * 2011-06-13 2014-05-01 Johnson Controls - Saft Advanced Power Solutions Llc Device for aiding in the fracture of a vent of an electrochemical cell
US20140308550A1 (en) 2011-11-11 2014-10-16 Panasonic Corporation Battery pack
US20150372268A1 (en) * 2013-03-25 2015-12-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Duct holding structure for battery assembly body
US20150044539A1 (en) * 2013-08-12 2015-02-12 Optimum Battery Co., Ltd. Large capacity lithium-ion-battery pack

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3890102A1 (en) 2020-03-30 2021-10-06 Kreisel Electric GmbH & Co KG Device with a frame comprising receptacles for the front end sections of battery cells aligned parallel with respect to their longitudinal axis

Also Published As

Publication number Publication date
EP3841628A1 (en) 2021-06-30
AT521581A1 (en) 2020-03-15
AT521581B1 (en) 2020-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014207403A1 (en) Battery unit with a receiving device and a plurality of electrochemical cells and battery module with a plurality of such battery units
EP2531726B2 (en) Switchgear, in particular switchgear for an offshore wind turbine
DE102010042154B4 (en) Electrical distribution box
DE112013006397T5 (en) Manual service disconnector for battery systems
DE102013216071A1 (en) Galvanic system comprising a plurality of galvanic cells and a degassing device
DE102008059956A1 (en) Battery i.e. lithium-ion-battery, for e.g. hybrid vehicle, has free space formed between cell bottom of single cells and battery housing bottom, where free space is pressure-tightly and/or gas-tightly separated in direction of single cells
DE10328862B4 (en) Lithium battery with overcharge protection
DE102007063193A1 (en) Battery e.g. lithium ion battery, for mobile application, has individual cells surrounded by housing, and pressure relief valve arranged in housing frame that connects upper and lower housing sides circumferentially
DE102014200202A1 (en) Battery cell with overvoltage protection device
EP2800165A1 (en) Battery with a cover provided with intended breaking points
DE102014219230A1 (en) Energy storage device
DE102021005538A1 (en) Battery with venting device in the battery housing
EP3841628A1 (en) Contacting device for battery cells combined to form a module
DE102010012935A1 (en) Battery i.e. lithium-ion battery, for e.g. fuel cell car, has electric circuit separable by cell inner pressure-steered electric circuit separating device that is arranged at cell assembly, where battery is integrated in electric circuit
WO2016071100A1 (en) Battery with improved safety
WO2020030651A1 (en) Battery housing, battery system and assembly method for a battery system
WO2014040676A1 (en) Individual battery cell for a hv battery
AT525598B1 (en) Battery cell protection device
WO2014195048A1 (en) Safety valve for protecting an electrochemical cell against damaging excess pressure, and also cell housing cover and electrochemical cell having a safety valve
AT521379B1 (en) contacting
DE102008059958A1 (en) Single cell, particularly flat cell for use with battery, particularly lithium ion battery for vehicle with hybrid drive or gas cell vehicle, has electro-chemically active electrode foil unit surrounded by housing
EP3433892B1 (en) Cell for electrical storage unit
AT521705B1 (en) Battery module
EP4113735B1 (en) High voltage thermal fuse
EP4327397A1 (en) Battery module having multiple individual battery cells

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19732875

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019732875

Country of ref document: EP

Effective date: 20210324