WO2012120091A1 - Elektrischer energiespeicher mit einzelmodulen und deren einzelzellenrahmen formschlussverbindungen - Google Patents

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to an electrical energy store, in particular for motor vehicles, having at least one battery module with a plurality of individual modules each having at least one cell, wherein the individual modules are arranged between two outer end plates in a stack.
  • the object of the invention is to enable a space, time and part-saving connection of the cells.
  • each individual module has a single cell frame for receiving at least one cell, and that at least two adjacent single cell frame are connected to each other by at least one positive connection.
  • At least one single cell frame may be connected to an end plate by at least one positive connection, wherein preferably the positive connection is formed by a first positive locking element on the single cell frame and a reciprocal shaped second positive locking element on the adjacent single cell frame or adjacent end plate
  • the positive connection is preferably formed by a snap connection. This allows a particularly simple mating of the individual cell frames.
  • a seal is arranged between at least two adjacent individual cell frames.
  • the adjacent single cell frames may eventually be interconnected by laser welding. It is particularly advantageous if the individual cell frames are formed by plastic injection molded parts. For the laser welding In this connection, it is particularly advantageous if individual cell frames arranged next to one another have different reflection or absorption behavior.
  • Fig. 1 an inventive electrical energy storage in a
  • Fig. 3 shows a single cell frame in an oblique view.
  • the electrical energy storage device 1 includes at least one battery module 2 with a stack 3 of individual modules 5 not shown further cells, wherein an end plate 6 is arranged at each end of the stack.
  • Each individual module 5 has a single cell frame 7 for receiving at least one battery cell.
  • interlocking connections 8 are provided in each case at least between two adjacent individual cell frames 7, each positive connection 8 being designed as a snap connection in the exemplary embodiment.
  • Each positive connection 8 consists of a first positive locking element 9 and a reciprocating positive locking element 10, wherein the first and second form-fitting part are formed interlocking.
  • first and second positive locking element 9, 10 each second single cell frame 7 can be installed rotated by 180 ° about a vertical axis 7a. This optionally allows a parallel or serial connection of two cells within a single module 5.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher (1), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einem Batteriemodul (2) mit mehreren jeweils zumindest eine Zelle aufweisenden Einzelmodulen (5), wobei die Einzelmodule (5) zwischen zwei äußeren Endplatten (6) in einem Stapel (3) angeordnet sind. Um auf möglichst einfache Weise eine platz-, zeit- und teilesparende Verbindung der Zellen zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass jeder Einzelmodul (5) einen Einzelzellenrahmen (7) zur Aufnahme zumindest einer Zelle aufweist, und dass zumindest zwei benachbarte Einzelzellenrahmen (7) durch zumindest eine Formschlussverbindung (8) miteinander verbunden sind.

Description

ELEKTRISCHER ENERGIESPEICHER MIT EINZELMODULEN UND DEREN EINZELZELLENRAHMEN FORMSCHLUSSVERBINDUNGEN
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einem Batteriemodul mit mehreren jeweils zumindest eine Zelle aufweisenden Einzelmodulen, wobei die Einzelmodule zwischen zwei äußeren Endplatten in einem Stapel angeordnet sind.
Es ist bekannt, die Zellen durch Verschraubungen der Druckplatten miteinander zu verbinden. Diese Art der Verbindung ist allerdings relativ platz-, zeit- und tei- leaufwändig.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine platz-, zeit- und teilesparende Verbindung der Zellen zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass jeder Einzelmodul einen Einzelzellenrahmen zur Aufnahme zumindest einer Zelle aufweist, und dass zumindest zwei benachbarte Einzelzellenrahmen durch zumindest eine Formschlussverbindung miteinander verbunden sind.
Zumindest ein Einzelzellenrahmen kann mit einer Endplatte durch zumindest eine Formschlussverbindung verbunden sein, wobei vorzugsweise die Formschlussverbindung durch ein erstes Formschlusselement am Einzelzellrahmen und ein reziprok geformtes zweites Formschlusselement am benachbarten Einzelzellrahmen oder an benachbarten Endplatte gebildet ist
Die Formschlussverbindung wird bevorzugt durch eine Schnappverbindung gebildet. Dies ermöglicht ein besonders einfaches Zusammenstecken der Einzelzellrahmen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest zwei an unterschiedlichen Längsseiten des Einzelrahmens angeordnete Formschlusselemente drehsymmetrisch bezüglich einer Hochachse des Einzelrahmens angeordnet sind. Diese wechselseitige Anordnung der Formschlusselemente ermöglicht es, jeden zweiten Einzelzellrahmen um 180° verdreht zu verbauen.
Insbesondere bei integrierten Kühlkanälen ist es günstige, wenn zwischen zumindest zwei benachbarten Einzelzellrahmen eine Dichtung angeordnet ist.
Die benachbarten Einzelzellrahmen können eventuell durch Laserschweißen miteinander verbunden werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Einzelzellrahmen durch Kunststoffspritzgussteile gebildet sind. Für die Laserschwei- ßung ist es dabei besonders günstig, wenn nebeneinander angeordnete Einzelzellrahmen unterschiedliche Reflexions- bzw. Absorptionsverhalten aufweisen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeicher in einer
Schrägansicht;
Fig. 2 ein Detail des Energiespeichers; und
Fig. 3 einen Einzelzellrahmen in einer Schrägansicht.
Der elektrische Energiespeicher 1 beinhaltet zumindest einen Batteriemodul 2 mit einem Stapel 3 an nicht weiterdargestellten Zellen aufweisenden Einzelmodulen 5, wobei an jedem Ende des Stapels jeweils eine Endplatte 6 angeordnet ist. Jeder Einzelmodul 5 weist einen Einzelzellrahmen 7 zur Aufnahme zumindest einer Batteriezelle auf.
Um auf möglichst einfache Weise die Einzelmodule 5 zu einem Batteriemodul 2 zu verbinden, sind jeweils zumindest zwischen zwei benachbarten Einzelzellenrahmen 7 Formschlussverbindungen 8 vorgesehen, wobei jede Formschlussverbindung 8 im Ausführungsbeispiel als Schnappverbindung ausgebildet ist. Jede Formschlussverbindung 8 besteht dabei aus einem ersten Formschlusselement 9 und einem dazu reziproken Formschlusselement 10, wobei erster und zweiter Formschlussteil ineinandergreifend geformt sind. Durch wechselseitige Anordnung des ersten und zweiten Formschlusselementes 9, 10 kann jeder zweite Einzelzellrahmen 7 um 180° um eine Hochachse 7a verdreht eingebaut werden . Dies ermöglicht wahlweise eine parallele oder serielle Schaltung zweier Zellen innerhalb eines Einzelmoduls 5.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Elektrischer Energiespeicher (1), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einem Batteriemodul (2) mit mehreren jeweils zumindest eine Zelle aufweisenden Einzelmodulen (5), wobei die Einzelmodule (5) zwischen zwei äußeren Endplatten (6) in einem Stapel (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einzelmodul (5) einen Einzelzellenrahmen (7) zur Aufnahme zumindest einer Zelle aufweist, und dass zumindest zwei benachbarte Einzelzellenrahmen (7) durch zumindest eine Formschlussverbindung (8) miteinander verbunden sind.
2. Energiespeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Einzelzellenrahmen (7) mit einer Endplatte (6) durch zumindest eine Formschlussverbindung (8) verbunden ist.
3. Energiespeicher (l)nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussverbindung (8) durch eine Schnappverbindung gebildet ist.
4. Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussverbindung (8) durch ein erstes Formschlusselement (9 )am Einzelzellrahmen (7) und ein reziprok geformtes zweites Formschlusselement (10) am benachbarten Einzelzellrahmen (7) oder an der benachbarten Endplatte (6) gebildet ist.
5. Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei an unterschiedlichen Längsseiten des Einzelrahmens angeordnete Formschlusselemente (9, 10) drehsymmetrisch bezüglich einer Hochachse (7a) des Einzelzellrahmens (7) angeordnet sind.
6. Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Formschlusselemente (9, 10) jeweils abwechselnd am Einzelzellrahmen (7) angeordnet sind, so dass jeweils ein erstes und ein zweites Formschlusselement (9, 10) - in Umfangsrichtung des Einzelzellrahmen (7) - aufeinander folgen.
7. Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei benachbarte Einzelzellrahmen (7) miteinander laserverschweißt sind.
8. Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Einzelzellrahmen (7) durch ein Kunststoffspritzgussteil gebildet ist.
9. Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen zwei benachbarten Einzelzellrahmen (7) zumindest eine Dichtung angeordnet ist.
2012 03 08
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