WO2015154995A1 - Energiespeichereinheit umfassend eine mehrzahl von energiespeichersubeinheiten sowie energiespeichersystem mit einer mehrzahl von energiespeichereinheiten - Google Patents

Energiespeichereinheit umfassend eine mehrzahl von energiespeichersubeinheiten sowie energiespeichersystem mit einer mehrzahl von energiespeichereinheiten Download PDF

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electrically
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wall
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Joachim Fetzer
Sarmimala Hore
Holger Fink
Stefan Butzmann
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Robert Bosch GmbH
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Definitions

  • the invention relates to an energy storage unit comprising a plurality of energy storage subunits electrically connected to one another, each having a first electrode and a second electrode, a receiving device having at least one receiving space in which the energy storage subunits are arranged, and at least one first contacting element and at least one second contacting element. via which a voltage provided by the energy storage subunits can be tapped.
  • the invention relates to an energy storage system having a plurality of electrically interconnected energy storage units.
  • Energy storage units which comprise a plurality of energy storage sub-units electrically connected to one another are known in the prior art in particular as battery modules, the energy storage subunits being battery cells, in particular secondary battery cells, that is to say rechargeable battery cells.
  • a battery module with a plurality of battery cells is known, the battery cells having a first electrode and a second electrode.
  • the disclosed in this document battery module also includes a receiving device with juxtaposed receiving units, in which battery cells are introduced.
  • the battery cells are electrically interconnected via an electrically conductive connecting element, which is a part of the receiving device, wherein the connecting element is freely accessible from the outside.
  • the receiving device can be connected to other receiving devices.
  • an object of the invention to improve an energy storage unit having a plurality of energy storage subunits electrically connected to one another, in particular in that the handling of the energy storage unit is improved.
  • an electrical interconnection with further energy storage units is to be improved.
  • the ratio of "passive mass”, in particular cell connector, cell housing and / or safety device, to "active mass", in particular cathode material, anode material and / or solvent should also be improved. This should also advantageously a higher energy density of an energy storage unit can be achieved.
  • an energy storage unit comprising a plurality of energy storage subunits electrically interconnected, each having a first electrode and a second electrode, comprising a receptacle having at least one receiving space in which the Energy expheiseren are arranged, and comprising at least a first contacting element and at least a second contacting element, via which a voltage provided by the energy storage subunits can be tapped, proposed.
  • the receiving device of the energy storage unit has at least one first electrically conductive inner wall which is electrically conductively connected to the at least one first contacting element, at least one second electrically conductive inner wall, which is electrically conductively connected to the at least one second contacting element, and electrically non-conductive outer walls wherein the energy storage subunits are electrically interconnected via the at least one first inner wall and the at least one second inner wall.
  • the receiving device itself is preferably cuboidal or cube-shaped.
  • the receiving device completely surrounds the energy storage subunits, so that the
  • Energy storage subunits are not accessible from the outside. That is, in the energy storage unit according to the invention, the voltage provided by the energy storage subunits can advantageously be tapped exclusively via the at least one first contacting element and / or the at least one second contacting element.
  • the at least one first contacting element and / or the at least one second contacting element is designed as a connection pole, in particular as a contact lug or as a contact element contacting the receiving device, preferably as a contact person contacting the receiving device.
  • the energy storage subunits of the energy storage unit according to the invention are battery cells, in particular secondary battery cells, that is to say rechargeable accumulator cells. Especially It is preferably provided that the energy storage subunits are lithium-ion cells.
  • the energy storage unit via the at least one first contacting element and the at least one second contacting element with further preferably identical energy storage units can be connected, wherein the energy storage unit advantageously itself as a battery cell is manageable.
  • the handling of the energy storage unit according to the invention is advantageously particularly safe, for example if such an energy storage unit has to be replaced in the case of an electrical consumer device.
  • the receiving device of the energy storage unit of an electrically non-conductive material preferably of plastic, in particular polyethylene or polyetheretherketone. It is provided in particular that the receiving device is produced by means of an injection molding process. In particular, it is provided that the at least one first inner wall of the
  • Receiving device and / or the at least one second inner wall of the receiving device is formed electrically conductive by the corresponding inner wall having an electrical conductor, such as a copper sheet.
  • This copper sheet can be applied to the respective inner wall, so that the inner wall is formed by the copper sheet electrically conductive. That is, the first inner wall and the second inner wall may in particular comprise an electrically conductive connecting element.
  • Energy storage unit are the electrically conductive inner walls opposing inner walls of the receiving device, wherein the receiving device is preferably formed cuboid.
  • the energy storage subunits are advantageously electrically interconnected via these inner walls.
  • the energy storage subunits Advantageously fixed by these inner walls and in the receiving space of the receiving device.
  • a plurality of energy storage subunits is arranged, that is, in particular, that the individual Energy Techassiiseren are not spaced from each other by sidewalls or the like. This advantageously further improves the weight ratio of passive mass to active mass.
  • the energy storage unit is thereby advantageously made compact.
  • the receiving device is designed to be flexible, wherein the receiving device advantageously has a certain elasticity.
  • the receiving device is thereby advantageously stretched, such that the
  • Energy storage unit has a certain rigidity.
  • the receiving device is designed as a hardcase, that has rigid outer walls.
  • the energy storage subunits are in each case electrically conductively contacted with the at least one first electrically conductive inner wall with the first electrode and are contacted with the second electrode with the at least one second electrically conductive inner wall.
  • the energy storage subunits are thereby electrically connected in parallel.
  • the receiving device has exactly one receiving space in which the energy storage subunits are arranged, preferably next to one another.
  • the receiving device comprises at least one electrically conductive separating element, which separates the receiving space in at least two receiving areas, each arranged an electrode of in a receiving area of the receiving device Energy storage subunits contacted the separator electrically conductive. It is provided in particular that a further first contacting element and / or a further second contacting element is electrically conductively connected to the at least one separating element. The possibility of interconnecting energy storage subunits of the energy storage unit with each other is advantageously provided by the at least one separating element.
  • the receiving device comprises a first electrically conductive separating element and at least one further electrically conductive separating element, wherein some of the energy storage subunits of the energy storage unit are contacted with the first electrode with the first separating element and with the second electrode with a further separating element are contacted.
  • a preferred embodiment of the energy storage unit according to the invention provides that the receiving device comprises exactly one separating element, which separates the receiving space into two receiving areas, preferably divided into two equal receiving areas, wherein a first number of Energysubichersubajien over the first electrodes electrically conductive with the first inner wall and is electrically conductively connected to the separating element via the second electrodes and a second number of energy storage subunits is electrically conductively connected to the second inner wall via the first electrodes and electrically conductively connected to the separating element via the second electrodes.
  • Energy storage subunits preferably corresponds to the second number of energy storage subunits.
  • the first number of energy storage subunits is electrically connected in series with the second number of energy storage subunits.
  • the energy storage subunits of the energy storage unit are of identical construction.
  • the energy storage subunits of the energy storage unit are arranged in one plane. This is advantageously facilitates the introduction of the energy storage subunits in the receiving device. In addition, heat loss from the energy storage subunits is better dissipated.
  • Energy storage unit provides that the electrodes of the energy storage subunits are elastically restoring, advantageously such that the electrodes of the energy storage subunits arranged in the receiving space are spring-loaded.
  • the electrodes are designed as conical springs, or a contacting element, which serves as an electrode of the respective energy storage subunit, is in operative connection with a conical spring, so that the respective electrode can be arranged spring-loaded in the receiving space.
  • the electrode is designed as a spiral spring, in particular with a flat-rectangular profile, which is biased arcuately.
  • the energy storage subunits are advantageously fixed in the receiving chamber of the receiving device in an improved manner.
  • the contacting of the electrodes with the electrically conductive inner walls or with the at least one separating element is advantageously improved, whereby the electrical contact contact resistance is advantageously reduced. This advantageously leads to a lower heating of the energy storage unit.
  • a further advantageous embodiment of the energy storage unit according to the invention provides that a cooling device is arranged on at least one outer wall of the receiving device, preferably a cooling plate, in particular a coolant plate through which a cooling medium flows.
  • the receiving device itself has cooling channels, which can be flowed through by a coolant, in order to temper the energy storage subunits in this way.
  • the receiving device of the energy storage unit comprises arrangement elements, with which the receiving device can be arranged on a cooling device, wherein the Arrangement elements are advantageously made of a thermally highly conductive material, such as copper. The arrangement elements are preferably designed such that heat loss can be dissipated by the energy storage subunits on this.
  • the energy storage subunits are designed as round cells.
  • a "18650" lithium-ion cell is provided as a round cell.
  • the receiving device of the energy storage unit comprises at least one closure element, through which the at least one receiving space is closed to the outside.
  • the receiving device initially has an opening, via which the energy storage subunits are introduced into the at least one receiving space. After arranging the energy storage subunits in the receiving space, the receiving device is closed by means of the closure element.
  • the closure element is preferably formed lid-like.
  • the closure element is adhesively bonded to the receiving device or is connected to the receiving device by means of an ultrasonic welding process.
  • the closure element forms the first inner wall or the second inner wall after closing the receiving device, which provides an electrically conductive connection, via which electrodes of the energy storage subunits are contacted.
  • the closure element is clamped to the receiving device, advantageously by means of at least one correspondingly formed Verspannettis.
  • the clamping element may be formed as a spring clip, preferably in the manner of a Verspannements a Einweckglases.
  • an energy storage system comprising a plurality of energy storage units electrically interconnected with one another is furthermore proposed, wherein the energy storage units are designed as energy storage units according to the invention.
  • the energy storage units are stacked.
  • a cooling device is arranged in each case between two energy storage units.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a perspective view of an embodiment of an inventive
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a receiving device of an energy storage unit according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a further exemplary embodiment of an energy storage unit according to the invention.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a further exemplary embodiment of a receiving device of a device according to the invention
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of a further exemplary embodiment of an energy storage unit according to the invention.
  • FIG. 6a shows a schematic illustration of a further exemplary embodiment of an energy storage unit according to the invention.
  • 6b shows a schematic illustration of a further exemplary embodiment of an energy storage unit according to the invention
  • 7 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of an energy storage subunit for an energy storage unit according to the invention.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of an embodiment of an inventive energy storage system.
  • the energy storage unit 1 comprises a plurality of energy storage subunits electrically connected to one another, in particular of secondary battery cells. These are arranged in a receiving space 5 formed by a receiving device.
  • the receiving device 5 is formed cuboid.
  • the outer walls 11 of the receiving device 5 are formed electrically non-conductive.
  • the arranged in the receiving device 5 Energy Appendixen are electrically interconnected via a first inner wall of the receiving device 5, which has a first electrically conductive connection, and a second inner wall of the receiving device 5, which has a second electrically conductive connection.
  • a first contacting element 7 and a second contacting element 8 are arranged, wherein the first contacting element 7 is electrically conductively connected to the first electrically conductive connection and the second contacting element 8 is connected to the second electrically conductive connection.
  • a voltage provided by the energy storage subunits of the energy storage unit 1 can be tapped off via the contacting elements 7, 8.
  • the outer walls 11 of the receiving device 5 are made of a plastic material.
  • the contacting elements 7, 8 are formed in the embodiment as contact pads.
  • the receiving device 5 in this case has a receiving space 6, in which the energy storage subunits are arranged.
  • a first inner wall 9 of the receiving device 5 is formed electrically conductive and with a first contacting element 7 electrically conductively connected.
  • a second inner wall 10 of the receiving device 5 is likewise designed to be electrically conductive and electrically conductively connected to a second contacting element 8.
  • the outer walls 11 of the receiving device 5 are each formed electrically non-conductive.
  • the receiving device 5 shown in FIG. 2 furthermore has a closure element 12, by which the receiving space 6 is closed to the outside, after the energy storage subunits are arranged in the receiving space 6.
  • the closure element 12 is connected to the receiving device 5 by means of an ultrasonic welding process.
  • the energy storage subunits which are introduced into the receiving space 6, preferably in each case in a segment indicated by the dashed lines 23, thereby have two electrodes, wherein in each case a first electrode with the first electrically conductive inner wall 9 is contacted and a second electrode with the electrically conductive inner wall 10 is contacted.
  • the energy storage subunits are electrically interconnected via the inner walls 9 and 10, wherein a voltage provided by the energy storage subunits can be tapped off via the contacting elements 7, 8.
  • the bottom surface of the receiving device 5 the second electrically conductive
  • Inner wall is, wherein the energy storage subunits are designed accordingly, so that the energy storage subunits can be contacted via the first inner wall 9 and formed as a second inner wall bottom surface.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of an energy storage unit 1 according to the invention.
  • the receiving device 5 can be designed in particular, as explained in connection with FIG.
  • Energy storage subunits 2 in this case designed as rechargeable lithium-ion cells round cells are doing in the receiving space 6 of Recording device 5 introduced.
  • the energy storage subunits 2 are each electrically contacted with the first electrically conductive inner wall 9 with a first electrode 3 and contacted with a second electrode 4 with the second electrically conductive inner wall 10.
  • the energy storage subunits 2 are electrically connected in parallel.
  • a voltage provided by the energy storage subunits 2 can be tapped via the contacting elements 7, 8.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a receiving device 5 for an energy storage unit according to the invention.
  • the receiving device 5 in this case comprises an electrically conductive separating element 14, preferably a copper sheet, which separates the receiving space 6 into two receiving areas 13.
  • the separating element 14 is designed to be electrically conductive.
  • a first inner wall 9 and a second inner wall 10 are each formed electrically conductive.
  • the other inner walls 15 are formed electrically non-conductive.
  • the outwardly directed sides of the electrically conductive inner walls 9, 10, which in turn constitute outer walls 11, are electrically nonconductive.
  • the inner wall 16 of the receiving device 5 shown in Fig. 4 is partially formed electrically conductive, namely to electrically connect the contacting elements 7.
  • the contacting elements 7 are electrically conductively connected to the inner walls 9, 10.
  • the contacting element 8 is electrically conductively connected to the separating element 14.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of an energy storage unit 1 according to the invention.
  • This has a receiving device 5, as explained in connection with FIG. 4.
  • a number of energy storage subunits 2 are arranged in the respective receiving area 13.
  • the energy storage subunits 2 each have a first electrode 3 and a second electrode 4, which are arranged on mutually opposite sides of the respective energy storage subunit 2.
  • a first number of energy storage subunits 2 is electrically connected to the first electrode 3 conductive connected to the first inner wall 9 and electrically conductively connected to the second electrode 4 with the separating element 14.
  • the second number of energy storage subunits 2, which is arranged in the further receiving area 13, is electrically conductively connected respectively to the first electrode 3 to the second inner wall 10 and the second electrode 4 to the electrically conductive separating element 14.
  • the Energy expheighten 2 are in a level arranged.
  • the electrodes 3, 4 of the energy storage subunits 2 are elastically restoring, such that the electrodes 3, 4 of the energy storage subunits 2 arranged in the receiving space 6 are spring-loaded, the first electrodes 3 bearing against the respective inner wall 9 , 10 are pressed and the second electrodes 4 are pressed against the separating element 14. As a result, the energy storage subunits 2 are fixed in the receiving areas 13.
  • the energy storage unit 1 in turn comprises a receiving device 5 in which a plurality of energy storage subunits 2 are arranged.
  • the energy storage subunits 2 are formed in this embodiment as a flat cell, as shown in Fig. 7, formed. It is provided that the energy storage subunits 2 each have a first electrode 3 and a second electrode 4 on opposite sides.
  • the bottom surface and the ceiling surface of the receiving device 5 of the energy storage unit 1 are formed as electrically conductive inner walls, wherein the Energy Profsubismeen 2 are interconnected via these inner walls.
  • the receiving device 5 has arrangement elements 18, which are preferably designed as metallic plug-in plates.
  • the arrangement elements 18 are inserted into correspondingly formed receiving elements 19 of the cooling device 17.
  • the cooling device 17 is advantageously flowed through by a coolant, which is supplied or removed via coolant lines 20.
  • Fig. 6b shows an advantageous embodiment variant of the energy storage unit 1 shown in Fig. 6a. Here, a meandering flowing through the cooling device 17deffenf flow 27 is shown. In the area of the energy storage subunits 2, the receiving device 5 has recesses
  • Fig. 8 is an embodiment of an inventive
  • Energy storage system 21 shown. This comprises two electrically interconnected energy storage units 1, which are designed according to the invention.
  • the energy storage units 1 are each arranged between cooling devices 17, which can be flowed through a coolant line system 20 by a coolant.
  • the contacting elements are electrically interconnected via a contacting plate, which is arranged above the energy storage units on the contacting elements. That is, the contacting plate provides the corresponding conductive connection between the contacting elements and thus between the energy storage units 1.
  • the contacting elements are designed as contact pads.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeichereinheit (1) umfassend eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten Energiespeichersubeinheiten (2), welche jeweils eine erste Elektrode (3) und eine zweite Elektrode (4) aufweisen, eine Aufnahmeeinrichtung (5) mit einem Aufnahmeraum (6), in welchem die Energiespeichersubeinheiten (2) angeordnet sind, und ein erstes Kontaktierungselement (7) und ein zweites Kontaktierungselement (8), über welche eine von den Energiespeichersubeinheiten (2) bereitgestellte Spannung abgegriffen werden kann. Die Aufnahmeeinrichtung (5) umfasst dabei wenigstens eine erste elektrisch leitfähig ausgebildete Innenwandung (9), welche mit dem ersten Kontaktierungselement (7) elektrisch leitfähig verbunden ist, wenigstens eine zweite elektrisch leitfähig ausgebildete Innenwandung (10), welche mit dem zweiten Kontaktierungselement (8) elektrisch leitfähig verbunden ist, und elektrisch nichtleitfähige Außenwandungen (11). Die Energiespeichersubeinheiten (2) sind dabei über die wenigstens eine erste Innenwandung (9) und die wenigstens eine zweite Innenwandung (10) elektrisch miteinander verschaltet. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Energiespeichersystem umfassend eine Mehrzahl von erfindungsgemäß ausgebildeten Energiespeichereinheiten (1), welche elektrisch miteinander verschaltet sind.

Description

Beschreibung
Titel
Energiespeichereinheit umfassend eine Mehrzahl von
Energiespeichersubeinheiten sowie Energiespeichersystem mit einer Mehrzahl von Energiespeichereinheiten
Die Erfindung betrifft eine Energiespeichereinheit umfassend eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten Energiespeichersubeinheiten, welche jeweils eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweisen, eine Aufnahmeeinrichtung mit wenigstens einem Aufnahmeraum, in welchem die Energiespeichersubeinheiten angeordnet sind, und wenigstens ein erstes Kontaktierungselement und wenigstens ein zweites Kontaktierungselement, über welche eine von den Energiespeichersubeinheiten bereitgestellte Spannung abgegriffen werden kann.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Energiespeichersystem mit einer Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten Energiespeichereinheiten.
Stand der Technik
Energiespeichereinheiten, welche eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten Energiespeichersubeinheiten umfassen sind im Stand der Technik insbesondere als Batteriemodule bekannt, wobei die Energiespeichersubeinheiten hierbei Batteriezellen sind, insbesondere sekundäre Batteriezellen, das heißt nachladbare Akkumulatorzellen.
Aus der Druckschrift EP 2 202 824 AI ist dabei ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl von Batteriezellen bekannt, wobei die Batteriezellen eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweisen. Das in dieser Druckschrift offenbarte Batteriemodul umfasst darüber hinaus eine Aufnahmeeinrichtung mit nebeneinander angeordneten Aufnahmeeinheiten, in welche Batteriezellen eingebracht sind. Die Batteriezellen sind dabei über ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement, welches ein Teil der Aufnahmeeinrichtung darstellt, elektrisch miteinander verschaltet, wobei das Verbindungselement von außen frei zugänglich ist. Über eine Verlängerung des jeweiligen Verbindungselementes kann die Aufnahmeeinrichtung mit weiteren Aufnahmeeinrichtungen verschaltet werden.
Nachteilig bei der in der Druckschrift EP 2 202 824 AI offenbarten Energiespeichereinheit sowie bei anderen im Stand der Technik bekannten Energiespeichereinheiten ist insbesondere die Handhabung, insbesondere im Hinblick auf ein Verschalten mit weiteren Energiespeichereinheiten.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung eine Energiespeichereinheit mit einer Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten Energiespeichersubeinheiten zu verbessern, insbesondere dahingehend, dass die Handhabung der Energiespeichereinheit verbessert wird. Dabei soll insbesondere ein elektrisches Verschalten mit weiteren Energiespeichereinheiten verbessert werden. Vorteilhafterweise soll zudem das Verhältnis von „passiver Masse", insbesondere Zellverbinder, Zellgehäuse und/oder Sicherheitseinrichtung, zu „aktiver Masse", insbesondere Kathodenmaterial, Anodenmaterial und/oder Lösungsmittel, verbessert werden. Hierdurch soll vorteilhafterweise zudem eine höhere Energiedichte einer Energiespeichereinheit erzielt werden.
Offenbarung der Erfindung
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Energiespeichereinheit umfassend eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten Energiespeichersubeinheiten, welche jeweils eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweisen, umfassend eine Aufnahmeeinrichtung mit wenigstens einem Aufnahmeraum, in welchem die Energiespeichersubeinheiten angeordnet sind, und umfassend wenigstens ein erstes Kontaktierungselement und wenigstens ein zweites Kontaktierungselement, über welche eine von den Energiespeichersubeinheiten bereitgestellte Spannung abgegriffen werden kann, vorgeschlagen. Die Aufnahmeeinrichtung der Energiespeichereinheit weist dabei erfindungsgemäß wenigstens eine erste elektrisch leitfähig ausgebildete Innenwandung, welche mit dem wenigstens einen ersten Kontaktierungselement elektrisch leitfähig verbunden ist, wenigstens eine zweite elektrisch leitfähig ausgebildete Innenwandung, welche mit dem wenigstens einen zweiten Kontaktierungselement elektrisch leitfähig verbunden ist, und elektrisch nichtleitfähige Außenwandungen auf, wobei die Energiespeichersubeinheiten über die wenigstens eine erste Innenwandung und die wenigstens eine zweite Innenwandung elektrisch miteinander verschaltet sind. Das heißt, dass für das Verschalten der Energiespeichersubeinheiten vorteilhafterweise keine zusätzlichen Zellverbinder erforderlich sind. Durch die Verschaltung der Energiespeichersubeinheiten stellt die Energiespeichereinheit vorteilhafterweise eine höhere Leistung und/oder Kapazität bereit als die einzelnen Energiespeichersubeinheiten.
Die Aufnahmeeinrichtung selbst ist vorzugsweise quaderförmig oder würfelförmig ausgebildet. Vorteilhafterweise umgibt die Aufnahmeeinrichtung die Energiespeichersubeinheiten vollständig, sodass die
Energiespeichersubeinheiten von außen nicht zugänglich sind. Das heißt bei der erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit kann die von den Energiespeichersubeinheiten bereitgestellte Spannung vorteilhafterweise ausschließlich über das wenigstens eine erste Kontaktierungselement und/oder das wenigstens eine zweite Kontaktierungselement abgegriffen werden.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass das wenigstens eine erste Kontaktierungselement und/oder das wenigstens eine zweite Kontaktierungselement als Anschlusspol ausgebildet ist, insbesondere als Kontaktfahne oder als ein an der Aufnahmeeinrichtung anliegendes Kontaktelement, vorzugsweise als an der Aufnahmeeinrichtung anliegendes Kontakt- Päd.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Energiespeichersubeinheiten der erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit Batteriezellen sind, insbesondere sekundäre Batteriezellen, das heißt nachladbare Akkumulatorzellen. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Energiespeichersubeinheiten Lithium-Ionen- Zellen sind.
Vorteilhafterweise ist die Energiespeichereinheit über das wenigstens eine erste Kontaktierungselement und das wenigstens eine zweite Kontaktierungselement mit weiteren vorzugsweise baugleichen Energiespeichereinheiten verschaltbar, wobei die Energiespeichereinheit vorteilhafterweise selbst wie eine Batteriezelle handhabbar ist. Durch die elektrisch isolierenden Außenwandungen der Aufnahmeeinrichtung ist der Umgang mit der erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit vorteilhafterweise besonders sicher, beispielsweise wenn bei einer elektrischen Verbrauchereinrichtung eine solche Energiespeichereinheit ausgetauscht werden muss.
Vorteilhafterweise ist die Aufnahmeeinrichtung der Energiespeichereinheit aus einem elektrisch nichtleitfähigen Material, vorzugsweise aus Kunststoff, wie insbesondere Polyethylen oder Polyetheretherketon. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die wenigstens eine erste Innenwandung der
Aufnahmeeinrichtung und/oder die wenigstens eine zweite Innenwandung der Aufnahmeeinrichtung elektrisch leitfähig ausgebildet ist, indem die entsprechende Innenwandung einen elektrischen Leiter aufweist, beispielsweise ein Kupferblech. Dieses Kupferblech kann dabei auf die jeweilige Innenwandung aufgebracht sein, sodass die Innenwandung durch das Kupferblech elektrisch leitfähig ausgebildet ist. Das heißt, die erste Innenwandung und die zweite Innenwandung können insbesondere ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement umfassen. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen
Energiespeichereinheit sind die elektrisch leitfähigen Innenwandungen einander gegenüberliegende Innenwandungen der Aufnahmeeinrichtung, wobei die Aufnahmeeinrichtung vorzugsweise quaderförmig ausgebildet ist. Dabei sind die Energiespeichersubeinheiten vorteilhafterweise über diese Innenwandungen elektrisch miteinander verschaltet. Zudem sind die Energiespeichersubeinheiten vorteilhafterweise durch diese Innenwandungen auch in dem Aufnahmeraum der Aufnahmeeinrichtung fixiert. Insbesondere ist vorgesehen, dass in einem Aufnahmeraum der Aufnahmeeinrichtung eine Mehrzahl von Energiespeichersubeinheiten angeordnet ist, das heißt insbesondere, dass die einzelnen Energiespeichersubeinheiten nicht jeweils durch Seitenwände oder dergleichen voneinander beabstandet sind. Hierdurch ist vorteilhafterweise das Gewichtsverhältnis von passiver Masse zu aktiver Masse weiter verbessert. Zudem ist die Energiespeichereinheit hierdurch vorteilhafterweise kompakt ausgebildet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung flexibel ausgebildet ist, wobei die Aufnahmeeinrichtung vorteilhafterweise eine gewisse Elastizität aufweist. Durch das Einbringen der Energiespeichersubeinheiten in die Aufnahmeeinrichtung wird die Aufnahmeeinrichtung dabei vorteilhafterweise gedehnt, derart, dass die
Energiespeichereinheit eine gewisse Steifigkeit aufweist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante ist vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung als Hardcase ausgebildet ist, das heißt starre Außenwandungen aufweist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Energiespeichersubeinheiten jeweils mit der ersten Elektrode elektrisch leitfähig mit der wenigstens einen ersten elektrisch leitfähigen Innenwandung kontaktiert sind und mit der zweiten Elektrode mit der wenigstens einen zweiten elektrisch leitfähigen Innenwandung kontaktiert sind. Vorteilhafterweise sind die Energiespeichersubeinheiten hierdurch elektrisch parallel verschaltet. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung genau einen Aufnahmeraum aufweist, in welchem die Energiespeichersubeinheiten angeordnet sind, vorzugsweise nebeneinander.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Aufnahmeeinrichtung wenigstens ein elektrisch leitfähiges Trennelement, welches den Aufnahmeraum in wenigstens zwei Aufnahmebereiche auftrennt, wobei jeweils eine Elektrode von in einem Aufnahmebereich der Aufnahmeeinrichtung angeordneten Energiespeichersubeinheiten das Trennelement elektrisch leitfähig kontaktiert. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass ein weiteres erstes Kontaktierungselement und/oder ein weiteres zweites Kontaktierungselement elektrisch leitfähig mit dem wenigstens einen Trennelement verbunden ist. Durch das wenigstens eine Trennelement ist vorteilhafterweise die Möglichkeit bereitgestellt, Energiespeichersubeinheiten der Energiespeichereinheit variabler miteinander zu verschalten. Insbesondere ist gemäß einer Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung ein erstes elektrisch leitfähiges Trennelement und wenigstens ein weiteres elektrisch leitfähiges Trennelement umfasst, wobei einige der Energiespeichersubeinheiten der Energiespeichereinheit mit der ersten Elektrode mit dem ersten Trennelement kontaktiert sind und mit der zweiten Elektrode mit einem weiteren Trennelement kontaktiert sind.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit sieht vor, dass die Aufnahmeeinrichtung genau ein Trennelement umfasst, welches den Aufnahmeraum in zwei Aufnahmebereiche auftrennt, vorzugsweise in zwei gleich große Aufnahmebereiche auftrennt, wobei eine erste Anzahl von Energiespeichersubeinheiten über die ersten Elektroden elektrisch leitfähig mit der ersten Innenwandung und über die zweiten Elektroden elektrisch leitfähig mit dem Trennelement verbunden ist und eine zweite Anzahl von Energiespeichersubeinheiten über die ersten Elektroden elektrisch leitfähig mit der zweiten Innenwandung und über die zweiten Elektroden elektrisch leitfähig mit dem Trennelement verbunden ist. Die erste Anzahl von
Energiespeichersubeinheiten entspricht dabei vorzugsweise der zweiten Anzahl von Energiespeichersubeinheiten. Vorteilhafterweise ist die erste Anzahl von Energiespeichersubeinheiten dabei mit der zweiten Anzahl von Energiespeichersubeinheiten elektrisch in Reihe geschaltet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Energiespeichersubeinheiten der Energiespeichereinheit baugleich ausgebildet sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit sind die Energiespeichersubeinheiten der Energiespeichereinheit in einer Ebene angeordnet. Hierdurch ist vorteilhafterweise das Einbringen der Energiespeichersubeinheiten in die Aufnahmeeinrichtung erleichtert. Darüber hinaus ist Verlustwärme von den Energiespeichersubeinheiten besser abführbar. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Energiespeichereinheit sieht vor, dass die Elektroden der Energiespeichersubeinheiten elastisch rückstellend ausgebildet sind, vorteilhafterweise derart, dass die Elektroden der in dem Aufnahmeraum angeordneten Energiespeichersubeinheiten federbelastet sind. Insbesondere ist hierzu vorgesehen, dass die Elektroden als Kegelfedern ausgebildet sind, beziehungsweise ein Kontaktierungselement, welches als Elektrode der jeweiligen Energiespeichersubeinheit dient, in Wirkverbindung mit einer Kegelfeder steht, sodass die jeweilige Elektrode federbelastet in dem Aufnahmeraum angeordnet werden kann. Insbesondere ist als vorteilhafte Ausgestaltungsvariante vorgesehen, dass die Elektrode als Biegefeder ausgebildet ist, insbesondere mit einem flach-rechteckigen Profil, welches bogenförmig vorgespannt ist. Durch die elastisch rückstellend ausgebildeten Elektroden sind die Energiespeichersubeinheiten vorteilhafterweise verbessert in dem Aufnahmeraum der Aufnahmeeinrichtung fixiert. Darüber hinaus ist vorteilhafterweise die Kontaktierung der Elektroden mit den elektrisch leitfähig ausgebildeten Innenwandungen beziehungsweise mit dem wenigstens einen Trennelement verbessert, wodurch vorteilhafterweise der elektrische Kontaktübergangswiderstand reduziert ist. Dies führt vorteilhafterweise zu einer geringeren Erwärmung der Energiespeichereinheit.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit sieht vor, dass an wenigstens einer Außenwandung der Aufnahmeeinrichtung eine Kühlvorrichtung angeordnet ist, vorzugsweise eine Kühlplatte, insbesondere eine kühlmitteldurchströmte Kühlplatte. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung selbst Kühlkanäle aufweist, welche von einem Kühlmittel durchströmt werden können, um auf diese Weise die Energiespeichersubeinheiten zu temperieren. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung der Energiespeichereinheit Anordnungselemente umfasst, mit welcher die Aufnahmeeinrichtung an einer Kühlvorrichtung anordbar ist, wobei die Anordnungselemente vorteilhafterweise aus einem thermisch gut leitenden Material sind, beispielsweise Kupfer. Die Anordnungselemente sind dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass Verlustwärme von den Energiespeichersubeinheiten über diese abgeführt werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Energiespeichersubeinheiten als Rundzellen ausgebildet sind. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die erste Elektrode einer Energiespeichersubeinheit und die zweite Elektrode einer Energiespeichersubeinheit der Energiespeichereinheit an einander gegenüberliegenden Enden angeordnet sind. Insbesondere ist eine „18650" Lithium-Ionen-Zelle als Rundzelle vorgesehen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Aufnahmeeinrichtung der Energiespeichereinheit wenigstens ein Verschlusselement, durch welches der wenigstens eine Aufnahmeraum nach außen verschlossen ist. Das heißt, dass die Aufnahmeeinrichtung zunächst eine Öffnung aufweist, über welche die Energiespeichersubeinheiten in den wenigstens einen Aufnahmeraum eingebracht werden. Nach dem Anordnen der Energiespeichersubeinheiten in dem Aufnahmeraum wird die Aufnahmeeinrichtung mittels des Verschlusselementes verschlossen. Das Verschlusselement ist vorzugsweise deckelartig ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Verschlusselement mit der Aufnahmeeinrichtung verklebt ist oder mittels eines Ultraschallschweißverfahrens mit der Aufnahmeeinrichtung verbunden ist. Ferner ist als weitere vorteilhafte Ausgestaltungsvariante vorgesehen, dass das Verschlusselement nach dem Verschließen der Aufnahmeeinrichtung die erste Innenwandung oder die zweite Innenwandung bildet, welche eine elektrisch leitfähige Verbindung bereitstellt, über welche Elektroden der Energiespeichersubeinheiten kontaktiert sind. Gemäß einer weiteren vorteilhalten Ausgestaltung der Erfindung ist das Verschlusselement mit der Aufnahmeeinrichtung verspannt, vorteilhafterweise mittels wenigstens einen entsprechend ausgebildeten Verspannelementes. Insbesondere kann das Verspannelement als Federklammer ausgebildet sein, vorzugsweise nach Art eines Verspannelementes eines Einweckglases. Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird des Weiteren ein Energiespeichersystem umfassend eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten Energiespeichereinheiten vorgeschlagen, wobei die Energiespeichereinheiten als erfindungsgemäße Energiespeichereinheiten ausgebildet sind. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Energiespeichereinheiten dabei gestapelt. Vorteilhafterweise ist dabei jeweils zwischen zwei Energiespeichereinheiten eine Kühlvorrichtung angeordnet.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße
Energiespeichereinheit;
Fig. 2 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine Aufnahmeeinrichtung einer erfindungsgemäßen Energiespeichereinheit;
Fig. 3 in einer schematischen Darstellung eine weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Energiespeichereinheit;
Fig. 4 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Aufnahmeeinrichtung einer erfindungsgemäßen
Energiespeichereinheit;
Fig. 5 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Energiespeichereinheit;
Fig. 6a in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Energiespeichereinheit;
Fig. 6b in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Energiespeichereinheit; Fig. 7 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine Energiespeichersubeinheit für eine erfindungsgemäße Energiespeichereinheit; und
Fig. 8 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Energiespeichersystem.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Energiespeichereinheit 1 dargestellt. Die Energiespeichereinheit 1 umfasst eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten Energiespeichersubeinheiten, insbesondere von sekundären Batteriezellen. Diese sind in einem durch eine Aufnahmeeinrichtung 5 gebildeten Aufnahmeraum angeordnet. Die Aufnahmeeinrichtung 5 ist dabei quaderförmig ausgebildet. Die Außenwandungen 11 der Aufnahmeeinrichtung 5 sind elektrisch nichtleitfähig ausgebildet. Die in der Aufnahmeeinrichtung 5 angeordneten Energiespeichersubeinheiten sind über eine erste Innenwandung der Aufnahmeeinrichtung 5, welche eine erste elektrisch leitfähige Verbindung aufweist, und eine zweite Innenwandung der Aufnahmeeinrichtung 5, welche eine zweite elektrisch leitfähige Verbindung aufweist, elektrisch miteinander verschaltet. An einer Außenwandung 11 der Energiespeichereinheit 1 sind ein erstes Kontaktierungselement 7 und ein zweites Kontaktierungselement 8 angeordnet, wobei das erste Kontaktierungselement 7 elektrisch leitfähig mit der ersten elektrisch leitfähigen Verbindung verbunden ist und das zweite Kontaktierungselement 8 mit der zweiten elektrisch leitfähigen Verbindung verbunden ist. Somit ist über die Kontaktierungselemente 7, 8 eine von den Energiespeichersubeinheiten der Energiespeichereinheit 1 bereitgestellte Spannung abgreifbar. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Außenwandungen 11 der Aufnahmeeinrichtung 5 aus einem Kunststoffmaterial sind. Die Kontaktierungselemente 7, 8 sind in dem Ausführungsbeispiel als Kontakt- Pads ausgebildet.
Anhand von Fig. 2 wird ein Ausführungsbeispiel für eine Aufnahmeeinrichtung 5 für eine erfindungsgemäße Energiespeichereinheit 1 näher erläutert. Die Aufnahmeeinrichtung 5 weist dabei einen Aufnahmeraum 6 auf, in welchem die Energiespeichersubeinheiten angeordnet werden. Eine erste Innenwand 9 der Aufnahmeeinrichtung 5 ist dabei elektrisch leitfähig ausgebildet und mit einem ersten Kontaktierungselement 7 elektrisch leitfähig verbunden. Eine zweite Innenwandung 10 der Aufnahmeeinrichtung 5 ist ebenfalls elektrisch leitfähig ausgebildet und mit einem zweiten Kontaktierungselement 8 elektrisch leitfähig verbunden.
Die Außenwandungen 11 der Aufnahmeeinrichtung 5 sind jeweils elektrisch nichtleitfähig ausgebildet. Die in Fig. 2 dargestellte Aufnahmeeinrichtung 5 weist darüber hinaus ein Verschlusselement 12 auf, durch welches der Aufnahmeraum 6 nach außen verschlossen wird, nachdem die Energiespeichersubeinheiten in dem Aufnahmeraum 6 angeordnet sind. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass das Verschlusselement 12 mittels eines Ultraschallschweißverfahrens mit der Aufnahmeeinrichtung 5 verbunden wird.
Die Energiespeichersubeinheiten, die in den Aufnahmeraum 6 eingebracht werden, vorzugsweise jeweils in einen durch die gestrichelten Linien 23 gekennzeichneten Segmente, weisen dabei zwei Elektroden auf, wobei jeweils eine erste Elektrode mit der ersten elektrisch leitfähigen Innenwand 9 kontaktiert wird und eine zweite Elektrode mit der elektrisch leitfähigen Innenwand 10 kontaktiert wird. Über die Innenwandungen 9 und 10 werden die Energiespeichersubeinheiten dabei elektrisch miteinander verschaltet, wobei eine von den Energiespeichersubeinheiten bereitgestellte Spannung über die Kontaktierungselemente 7, 8 abgegriffen werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltungsvariante kann vorgesehen sein, dass beispielsweise die Bodenfläche der Aufnahmeeinrichtung 5 die zweite elektrisch leitfähige
Innenwandung ist, wobei die Energiespeichersubeinheiten entsprechend ausgebildet sind, sodass die Energiespeichersubeinheiten über die erste Innenwandung 9 und die als zweite Innenwandung ausgebildete Bodenfläche kontaktiert werden können.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Energiespeichereinheit 1 dargestellt. Die Aufnahmeeinrichtung 5 kann dabei insbesondere ausgestaltet sein, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert. Energiespeichersubeinheiten 2, vorliegend als nachladbare Lithium-Ionen-Zellen ausgebildete Rundzellen, sind dabei in den Aufnahmeraum 6 der Aufnahmeeinrichtung 5 eingebracht. Die Energiespeichersubeinheiten 2 sind dabei jeweils mit einer ersten Elektrode 3 elektrisch leitfähig mit der ersten elektrisch leitfähigen Innenwandung 9 kontaktiert und mit einer zweiten Elektrode 4 mit der zweiten elektrisch leitfähigen Innenwandung 10 kontaktiert. Hierdurch sind die Energiespeichersubeinheiten 2 elektrisch parallel geschaltet. Eine von den Energiespeichersubeinheiten 2 bereitgestellte Spannung kann dabei über die Kontaktierungselemente 7, 8 abgegriffen werden.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Aufnahmeeinrichtung 5 für eine erfindungsgemäße Energiespeichereinheit dargestellt. Die Aufnahmeeinrichtung 5 umfasst dabei ein elektrisch leitfähiges Trennelement 14, vorzugsweise ein Kupferblech, welches den Aufnahmeraum 6 in zwei Aufnahmebereiche 13 auftrennt. Das Trennelement 14 ist dabei elektrisch leitfähig ausgebildet. Darüber hinaus sind eine erste Innenwandung 9 und eine zweite Innenwandung 10 jeweils elektrisch leitfähig ausgebildet. Die weiteren Innenwandungen 15 sind elektrisch nichtleitfähig ausgebildet. Insbesondere sind die nach außen gerichteten Seiten der elektrisch leitfähigen Innenwandungen 9, 10, welche wiederum Außenwandungen 11 darstellen, elektrisch nichtleitfähig. Die Innenwandung 16 der in Fig. 4 dargestellten Aufnahmeeinrichtung 5 ist teilweise elektrisch leitfähig ausgebildet, nämlich um die Kontaktierungselemente 7 elektrisch leitfähig anzubinden. Die Kontaktierungselemente 7 sind dabei elektrisch leitfähig mit den Innenwandungen 9, 10 verbunden. Das Kontaktierungselement 8 ist elektrisch leitfähig mit dem Trennelement 14 verbunden.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Energiespeichereinheit 1. Diese weist eine Aufnahmeeinrichtung 5, wie im Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert, auf. Dabei ist in dem jeweiligen Aufnahmebereich 13 jeweils eine Anzahl von Energiespeichersubeinheiten 2 angeordnet. In jedem der Aufnahmebereiche 13 befindet sich dabei die gleiche Anzahl von Energiespeichersubeinheiten 2. Die Energiespeichersubeinheiten 2 weisen dabei jeweils eine erste Elektrode 3 und eine zweite Elektrode 4 auf, welche an einander gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Energiespeichersubeinheit 2 angeordnet sind. Eine erste Anzahl von Energiespeichersubeinheiten 2 ist dabei mit der ersten Elektrode 3 elektrisch leitfähig mit der ersten Innenwandung 9 verbunden und mit der zweiten Elektrode 4 elektrisch leitfähig mit dem Trennelement 14 verbunden. Die zweite Anzahl von Energiespeichersubeinheiten 2, welche in dem weiteren Aufnahmebereich 13 angeordnet ist, ist jeweils mit der ersten Elektrode 3 mit der zweiten Innenwandung 10 elektrisch leitfähig verbunden und mit der zweiten Elektrode 4 mit dem elektrisch leitfähigen Trennelement 14. Die Energiespeichersubeinheiten 2 sind dabei in einer Ebene angeordnet.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 3, 4 der Energiespeichersubeinheiten 2 elastisch rückstellend ausgebildet, derart, dass die Elektroden 3, 4 der in dem Aufnahmeraum 6 angeordneten Energiespeichersubeinheiten 2 federbelastet sind, wobei die ersten Elektroden 3 gegen die jeweilige Innenwandung 9, 10 gedrückt werden und die zweiten Elektroden 4 gegen das Trennelement 14 gedrückt werden. Hierdurch werden die Energiespeichersubeinheiten 2 in den Aufnahmebereichen 13 fixiert.
Fig. 6a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Energiespeichereinheit 1. Die Energiespeichereinheit 1 umfasst wiederum eine Aufnahmeeinrichtung 5, in welche eine Mehrzahl von Energiespeichersubeinheiten 2 angeordnet ist. Die Energiespeichersubeinheiten 2 sind bei diesem Ausführungsbeispiel als Flachzelle, wie in Fig. 7 dargestellt, ausgebildet. Dabei ist vorgesehen, dass die Energiespeichersubeinheiten 2 an einander gegenüberliegenden Seiten jeweils eine erste Elektrode 3 und eine zweite Elektrode 4 aufweisen. Die Bodenfläche und die Deckenfläche der Aufnahmeeinrichtung 5 der Energiespeichereinheit 1 sind dabei als elektrisch leitfähige Innenwandungen ausgebildet, wobei die Energiespeichersubeinheiten 2 über diese Innenwandungen miteinander verschaltet sind. An einer Außenwandung 11 der Aufnahmeeinrichtung 5 ist dabei eine Kühlvorrichtung 17 angeordnet. Zur Anordnung der Kühlvorrichtung 17 an der Außenwandung 11 weist die Aufnahmeeinrichtung 5 Anordnungselemente 18 auf, welche vorzugsweise als metallische Steckbleche ausgebildet sind. Die Anordnungselemente 18 sind dabei in korrespondierend ausgebildete Aufnahmeelemente 19 der Kühlvorrichtung 17 eingesetzt. Die Kühlvorrichtung 17 wird vorteilhafterweise von einem Kühlmittel durchströmt, welches über Kühlmittelleitungen 20 zu- beziehungsweise abgeführt wird. Fig. 6b zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante der in Fig. 6a dargestellten Energiespeichereinheit 1. Dabei ist ein mäandernd durch die Kühlvorrichtung 17 strömender Kühlmittelf luss 27 dargestellt. Im Bereich der Energiespeichersubeinheiten 2 weist die Aufnahmeeinrichtung 5 Ausnehmungen
24 auf. Korrespondierend zu diesen Ausnehmungen 24 weist die Kühlvorrichtung 17 Erhebungen 25 auf, welche bei einem Anordnen der Aufnahmeeinrichtung 5 in Pfeilrichtung 26 an der Kühlvorrichtung 17 in die Ausnehmungen 24 eingreifen. In Fig. 8 ist ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes
Energiespeichersystem 21 dargestellt. Dieses umfasst zwei elektrisch miteinander verschaltete Energiespeichereinheiten 1, welche erfindungsgemäß ausgestaltet sind. Die Energiespeichereinheiten 1 sind dabei jeweils zwischen Kühlvorrichtungen 17 angeordnet, welche über ein Kühlmittelleitungssystem 20 von einem Kühlmittel durchströmt werden können. Die Kontaktierungselemente
7, 8 der Energiespeichereinheiten 1 sind dabei über ein Verbindungselement 22 elektrisch miteinander verschaltet.
Insbesondere bei einem Energiespeichersystem 1, bei dem mehr als zwei Energiespeichereinheiten elektrisch miteinander verschaltet sind, ist vorgesehen, dass die Kontaktierungselemente über eine Kontaktierungsplatte, welche oberhalb der Energiespeichereinheiten an den Kontaktierungselementen angeordnet ist, elektrisch miteinander verschaltet werden. Das heißt die Kontaktierungsplatte stellt die entsprechende leitfähige Verbindung zwischen den Kontaktierungselementen und somit zwischen den Energiespeichereinheiten 1 bereit. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Kontaktierungselemente dabei als Kontakt- Pads ausgestaltet sind.
Die in den Figuren dargestellten und im Zusammenhang mit diesen erläuterten Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend.

Claims

Ansprüche
1. Energiespeichereinheit (1) umfassend eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten Energiespeichersubeinheiten (2), welche jeweils eine erste Elektrode (3) und eine zweite Elektrode (4) aufweisen, eine Aufnahmeeinrichtung (5) mit wenigstens einem Aufnahmeraum (6), in welchem die Energiespeichersubeinheiten (2) angeordnet sind, und wenigstens ein erstes Kontaktierungselement (7) und wenigstens ein zweites Kontaktierungselement (8), über welche eine von den Energiespeichersubeinheiten (2) bereitgestellte Spannung abgegriffen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung
(5) wenigstens eine erste elektrisch leitfähig ausgebildete Innenwandung (9), welche mit dem wenigstens einen ersten Kontaktierungselement (7) elektrisch leitfähig verbunden ist, wenigstens eine zweite elektrisch leitfähig ausgebildete Innenwandung (10), welche mit dem wenigstens einen zweiten Kontaktierungselement (8) elektrisch leitfähig verbunden ist, und elektrisch nichtleitfähige Außenwandungen (11) aufweist, wobei die Energiespeichersubeinheiten (2) über die wenigstens eine erste Innenwandung (9) und die wenigstens eine zweite Innenwandung (10) elektrisch miteinander verschaltet sind.
2. Energiespeichereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichersubeinheiten (2) jeweils mit der ersten Elektrode (3) elektrisch leitfähig mit der wenigstens einen ersten elektrisch leitfähigen Innenwandung (9) kontaktiert sind und mit der zweiten Elektrode (4) mit der wenigstens einen zweiten elektrisch leitfähigen Innenwandung (10) kontaktiert sind.
3. Energiespeichereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (5) wenigstens ein elektrisch leitfähiges Trennelement (14) umfasst, welches den Aufnahmeraum (6) in wenigstens zwei Aufnahmebereiche (13) auftrennt, wobei jeweils eine Elektrode (3, 4) von in einem Aufnahmebereich (13) der Aufnahmeeinrichtung (5) angeordneten Energiespeichersubeinheiten (2) das Trennelement (14) elektrisch leitfähig kontaktiert.
Energiespeichereinheit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (5) genau ein Trennelement (14) umfasst, welches den Aufnahmeraum (6) in zwei Aufnahmebereiche (13) auftrennt, wobei eine erste Anzahl von Energiespeichersubeinheiten (2) über die ersten Elektroden (3) elektrisch leitfähig mit der ersten Innenwandung (9) und über die zweiten Elektroden (4) elektrisch leitfähig mit dem Trennelement (14) verbunden ist und eine zweite Anzahl von Energiespeichersubeinheiten (2) über die ersten Elektroden (3) elektrisch leitfähig mit der zweiten Innenwandung (10) und über die zweiten Elektroden (4) elektrisch leitfähig mit dem Trennelement (14) verbunden ist.
Energiespeichereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichersubeinheiten (2) der Energiespeichereinheit (1) in einer Ebene angeordnet sind.
Energiespeichereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (3, 4) der Energiespeichersubeinheiten (2) elastisch rückstellend ausgebildet sind, derart, dass die Elektroden (3, 4) der in dem Aufnahmeraum (6) angeordneten Energiespeichersubeinheiten (2) federbelastet sind.
Energiespeichereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Außenwandung (11) der Aufnahmeeinrichtung (5) eine Kühlvorrichtung (17) angeordnet ist.
Energiespeichereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichersubeinheiten (2) als Rundzellen ausgebildet sind.
9. Energiespeichereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (5) wenigstens ein Verschlusselement (12) umfasst, durch welches der wenigstens eine Aufnahmeraum (6) nach außen verschlossen ist.
10. Energiespeichersystem (21) umfassend eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten Energiespeichereinheiten (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheiten (1) als Energiespeichereinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet sind.
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