WO2024251447A1 - Elektrischer energiespeicher für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen, sowie kraftfahrzeug - Google Patents

Elektrischer energiespeicher für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen, sowie kraftfahrzeug Download PDF

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WO2024251447A1
WO2024251447A1 PCT/EP2024/062495 EP2024062495W WO2024251447A1 WO 2024251447 A1 WO2024251447 A1 WO 2024251447A1 EP 2024062495 W EP2024062495 W EP 2024062495W WO 2024251447 A1 WO2024251447 A1 WO 2024251447A1
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WO
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foam
electrical energy
connecting element
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PCT/EP2024/062495
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Alexander Krohmer
Sascha Zimmermann
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Electrical energy storage device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, and motor vehicle
  • the invention relates to an electrical energy storage device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with at least one such electrical energy storage device.
  • DE 10 2021 112 889 A1 discloses a cell connector for connecting cell terminals. At least one connecting element made of an electrically conductive material is provided, which has two connection areas and a fuse area arranged between the connection areas, which has an area with a reduced cross-section and is thus designed in particular as a fuse.
  • the object of the present invention is to provide an electrical energy storage device for a motor vehicle and a motor vehicle with at least one such electrical energy storage device, so that particularly safe operation can be realized.
  • a first aspect of the invention relates to an electrical energy storage device, also referred to simply as an energy storage device, for a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle.
  • the motor vehicle preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, in its fully manufactured state has the electrical energy storage device, by means of or in which electrical energy is to be stored, in particular electrochemically.
  • the electrical energy storage device is preferably a high-voltage component, the electrical voltage of which, in particular electrical operating or nominal voltage, preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and most preferably amounts to several hundred volts.
  • the electrical energy storage device is also referred to as a battery and is in particular a secondary battery, whereby, in particular when the electrical energy storage device is a high-voltage component, the electrical energy storage device is also referred to as a high-voltage battery (HV battery).
  • HV battery high-voltage battery
  • the electrical energy storage device has a storage housing which delimits a receiving space, in particular directly.
  • the receiving space is delimited, in particular directly, by an inner peripheral surface of the storage housing.
  • the electrical energy storage device also has a plurality of storage cells arranged in the receiving space and thus in the storage housing, by means of or in which the aforementioned electrical energy is to be stored or is stored, in particular electrochemically.
  • the storage cells are also simply referred to as cells and are cells formed separately from one another and separately from the storage housing, which are also referred to as individual cells.
  • the respective storage cell has a respective cell housing and at least one respective connection element, which is also referred to as a terminal.
  • the respective connection element is also referred to as the respective first connection element.
  • the respective connection element has at least or exactly two connection elements, also referred to as terminals, namely the aforementioned first connection element and a second connection element.
  • the respective storage cell can provide the electrical energy stored by the respective storage cell via the respective connection element.
  • electrical energy which is provided or can be provided by an electrical machine of the motor vehicle, for example, can be supplied to the respective storage cell via the respective connection element and stored in the respective storage cell, thus stored in the respective storage cell.
  • the electrical energy storage device also has a connecting device arranged in the receiving space, which is designed in particular separately from the storage housing and separately from the storage cells and thus separately from the connection elements.
  • a respective connecting element of the connecting device is assigned to the respective connection element.
  • the connecting device is also referred to as a cell contacting system, cell contacting system or ZKS.
  • the respective connection element is on a respective side of the respective cell housing of the respective storage cell, wherein it is particularly conceivable that the respective connection element protrudes from the respective cell housing of the respective storage cell, in particular along or in an extension direction, so that, for example, the respective connection element is raised relative to the respective cell housing, thus relative to respective partial regions of the respective cell housing which in particular directly adjoin the respective connection element.
  • the respective connecting element of the connecting device assigned to the respective connection element is electrically and preferably also mechanically connected to the respective connection element to which the respective connecting element is assigned. Since the respective connecting element assigned to the respective connection element is assigned to the respective connection element, conversely the respective connection element to which the respective connecting element is assigned is assigned to the respective connecting element that is assigned to the respective connection element. Because the respective connecting element is electrically connected to the respective assigned connection element, the connection elements and thus the storage cells are electrically connected to one another via the connecting device, whereby, for example, the storage cells or the connection elements are connected in series or in parallel to one another.
  • the respective connecting element is electrically and preferably also mechanically connected to the respective assigned connection element in such a way that the respective connecting element is integrally connected to the respective assigned connection element.
  • the respective connecting element is welded to the respective assigned connection element, in particular by laser welding.
  • the respective connecting element assigned to the respective connection element has a respective fuse. Since the respective connecting element is assigned to the respective connection element, and since the respective connecting element assigned to the respective connection element has the respective fuse, the respective fuse of the respective connecting element assigned to the respective connection element is assigned to the respective connection element to which the respective connecting element is assigned and vice versa.
  • the respective fuse is a respective fuse area of the respective connecting element.
  • the respective fuse is, for example, provided by a In particular, local cross-sectional tapering or cross-sectional reduction of the respective connecting element is formed, so that, for example, the respective fuse of the respective connecting element has a smaller cross-section than partial areas of the respective connecting element that are directly adjacent to the respective fuse of the respective connecting element on both sides.
  • the respective connecting element and thus the respective fuse and the respective partial areas of the respective connecting element are formed from an electrically conductive and, for example, metallic material such as copper or aluminum.
  • the connecting element that is assigned to the connection element of the one storage cell that has the thermal event heats up to such an extent that the fuse of the connecting element that is assigned to the connection element of the one storage cell melts and thus fails. This is also referred to as the fuse being triggered. In other words, the fuse of the connecting element that is assigned to the connection element of the one storage cell on or in which the thermal event occurred is triggered.
  • one storage cell By triggering the fuse, one storage cell is electrically or galvanically separated from the other remaining storage cells, so that, for example, the thermal event of one storage cell can be prevented from spreading to the other storage cells and thus so-called thermal propagation can be avoided.
  • the aforementioned limit value can be designed, i.e. defined, for example, by structural design of the respective fuse, particularly with regard to the material from which the respective connecting element is made and/or the respective cross-section of the respective fuse.
  • a Storage housing foam formed separately from the storage cells and separately from the connecting device is arranged, which is in particular designed as a structural foam.
  • the foam is also referred to as the first foam.
  • the first foam is a polyurethane foam (PU foam).
  • the storage cells are connected to one another and/or to the storage housing by means of the foam, in particular glued.
  • the storage housing can have at least or exactly two housing parts formed separately from one another and connected to one another.
  • a first of the housing parts is, for example, an upper housing part, with a second of the housing parts being, for example, a lower housing part. It is conceivable that in the installation position of the electrical energy storage device, the housing parts follow one another in the vertical direction of the motor vehicle and are thus arranged one above the other, with the electrical energy storage device assuming its installation position in the fully manufactured state of the motor vehicle having the electrical energy storage device. It is conceivable that the housing parts are connected to one another by means of the foam, in particular glued to one another. This is done, for example, in such a way that the foam rests on both housing parts, in particular directly in each case.
  • the foam rests on the respective cell housing, in particular on a respective outer peripheral surface of the cell housing, in particular directly, whereby, for example, the cell housings and thus the storage cells are connected to one another by means of the foam, in particular glued to one another. It is also conceivable that the foam rests, in particular directly, on the storage housing and, in particular directly, on the respective cell housing, in particular on the respective outer peripheral surface of the respective cell housing, whereby, for example, the respective storage cell is connected to the storage housing, in particular glued to one another.
  • the foam can be used to avoid undesirable, excessive relative movements between the storage cells and/or between the respective storage cell and the storage housing.
  • the foam can be used to transfer loads such as forces particularly advantageously between the storage cells and/or between the respective storage cell and the storage housing and/or between the housing parts, whereby a particularly high level of robustness and thus a particularly high level of safety of the electrical energy storage device can be achieved.
  • the respective fuse is provided with a respective, separate from the storage cells, separate from the connecting device and a thermal insulation element is assigned which is formed separately from the storage housing and, for example, also separately from the foam, by means of which the respective fuse to which the respective insulation element is assigned is thermally insulated from the foam.
  • the respective insulation element has a lower thermal conductivity and/or a lower thermal capacity than the foam, so that conversely the foam has a higher thermal conductivity and/or a higher thermal capacity than the respective insulation element.
  • the respective insulation element has a respective first thermal conductivity and/or a respective first thermal capacity
  • the foam (first foam) has a respective second thermal conductivity and/or a respective second thermal capacity.
  • the second thermal conductivity is greater than the first thermal conductivity.
  • the second thermal capacity is greater than the first thermal capacity.
  • the respective first thermal conductivity is less than the second thermal conductivity.
  • the respective first thermal capacity is less than the second thermal capacity.
  • the first thermal conductivities and/or the first thermal capacities of the insulation elements are the same.
  • the respective insulation element is formed from a respective first material, wherein, for example, the foam is formed from a second material that is different from the first material.
  • the first materials are the same material.
  • the thermal insulation of the respective fuse can prevent excessive, undesirable heat dissipation from the respective fuse. In other words, if the insulation elements were not used, so that, for example, the first foam would lie directly against the respective fuse, excessive heat dissipation could occur from the respective fuse into the foam.
  • the foam can have particularly advantageous mechanical properties, but these are accompanied by an undesirably high thermal conductivity and/or an undesirably high thermal capacity of the foam, so that an excessive amount of heat would be dissipated from the respective fuse via the foam if the respective fuse were not thermally insulated from or against the foam by means of the respective insulation element.
  • the invention now makes it possible, on the one hand, to use the foam to create an advantageously high, in particular mechanical, robustness of the energy storage device.
  • the insulation elements excessive heat dissipation from the respective fuse can be avoided, since the respective insulation element respective fuse is advantageously thermally insulated from the foam.
  • an exothermic reaction can occur in the respective storage cell, also referred to as a battery cell.
  • Conditions can arise in which the respective storage cell is no longer designed or functions as a voltage source, but changes into a conductor with a defined electrical resistance, thus changing from a voltage source to a conductor with a defined resistance.
  • at least one of the effects is or includes a thermal event. If the storage cells are connected in a P-connection, thus connected in parallel to one another, an electrical discharge of the other, remaining and still intact storage cells in this P-connection can occur via the storage cell that is now conductive, thus designed as a conductor with a defined resistance.
  • the insulation elements provided according to the invention are therefore a countermeasure to avoid thermal propagation or at least to delay it in a timely manner.
  • a medium-resistance failure of one of the storage cells occurs, it is usually not sufficient to trigger the respective fuse assigned to a storage cell purely by an electrical current resulting from the medium-resistance failure, since an electrical current occurring in the event of such a medium-resistance failure, also referred to as a fault current, which flows through the connection element of the one storage cell exhibiting the medium-resistance failure, can be in the range of an electrical operating current that can occur during normal operation of the energy storage device, in the normal operation of which no medium-resistance failure of a storage cell occurs.
  • a temperature-related, i.e. temperature-triggered tripping of the fuse of the connecting element assigned to one of the memory cells is also advantageous, so that the fuse is triggered by a combination of a high temperature of the fuse resulting from the medium-resistance failure and a high temperature of the fuse resulting from the medium-resistance failure.
  • a further background is in particular that in the event of a defect such as a medium-resistance failure of the respective storage cell, for example or possibly only a small electrical fault current flows through the respective fuse of the respective connecting element and is not sufficient on its own to melt the fuse, i.e. to trigger it, but in particular the fuse also heats up, so that the temperature of the fuse increases, whereby this heating and thus this temperature increase is not caused or not only caused by the fault current, but also, in particular, by another heating effect such as conduction, and whereby this other heating effect results from the defect mentioned and/or from a thermal event in the respective storage cell caused by the defect or associated with the defect.
  • the fault current i.e. heating of the fuse caused by the fault current, in combination with the other heating effect, now leads to melting and thus to the fuse being triggered.
  • the connecting device and/or the storage cells are embedded in the foam, which, as previously described, can ensure advantageous structural robustness of the energy storage device, but has an excessively high thermal conductivity and/or an excessively high thermal capacity.
  • excessive, undesirable heat dissipation could occur from the fuse of the connecting element assigned to one of the storage cells, so that one of the storage cells is defective, but the fuse of the connecting element assigned to one of the storage cells does not melt.
  • the invention now makes it possible for the respective storage cell to melt and thus trigger the respective fuse of the respective connecting element, which is assigned to the respective connection element of the respective storage cell, even in the event of a low-resistance or medium-resistance failure, since the respective fuse is thermally insulated from or against the foam by means of the respective insulation element, a medium-resistance failure of the respective storage cell results in such an advantageous combination of fault current flowing through the fuse and heating of the fuse that the fuse melts due to this combination and thus fails and is therefore triggered.
  • the respective storage cell is advantageously separated from the other, remaining and still intact ones even in the event of a medium-resistance failure. Storage cells are separated.
  • the respective fuse is thermally insulated from the foam by means of the respective insulation element, the combination of fault current and heating of the respective fuse is sufficient to trigger the respective fuse, thus causing it to melt and thus fail, whereby the respective storage cell is separated from the other, remaining and still intact storage cells.
  • the respective insulation element is designed as a respective insulation cushion, which is also referred to as a pad or insulation pad.
  • the respective insulation element is pressed onto the respective fuse to which the respective insulation element is assigned and/or the respective insulation element surrounds or encloses the respective fuse to which the respective insulation element is assigned on at least or exactly two different sides of the respective fuse that face away from one another.
  • the respective insulation element is formed from a second foam that is different from the first foam.
  • the second foam is preferably the aforementioned first material.
  • the second foam is a polyethylene foam (PE foam).
  • the second foam is a closed-cell foam, so that, for example, the respective insulation element is designed as a closed-cell foam pad.
  • the first foam and the second foam have different porosities, in particular such that, for example, the second foam is less porous than the first foam.
  • the first foam is porous, with the second foam being porous, for example, but less porous than the first foam.
  • the insulation elements prefferably be formed integrally with one another, thus being formed from a single piece, so that, for example, the insulation elements are formed by a one-piece monoblock, thus formed from a single piece and thus manufactured integrally. Furthermore, it would be conceivable that the insulation elements are formed separately from one another and connected to one another.
  • the insulation elements are designed separately from one another and are not directly connected to one another. This ensures particularly advantageous thermal insulation of the respective fuse, particularly with respect to the foam.
  • the respective connection element is at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half or completely, covered on its respective side pointing away from the respective cell housing and facing the foam by the insulation element assigned to the respective fuse of the connecting element assigned to the respective connection element, in particular in such a way that the respective insulation element lies directly against the respective connection element.
  • a further embodiment is characterized in that the respective fuse is completely covered by the insulation element assigned to the respective fuse on its respective side facing away from the respective connection element to which the respective fuse is assigned and facing the foam.
  • the respective insulation element lies directly on the respective fuse to which the respective insulation element is assigned.
  • the respective insulation element extends beyond the respective fuse to which the respective insulation element is assigned and thus also lies directly against the respective wall areas of the respective connecting element that adjoin the respective fuse of the respective connecting element on both sides. This reliably prevents excessive heat dissipation from the respective fuse. This means that particularly advantageous thermal insulation of the respective storage cell can be achieved.
  • the wall areas are the previously mentioned sub-areas of the respective connecting element.
  • At least one of the respective wall regions of the respective connecting element have a respective first side pointing away from the respective connection element to which the respective connecting element is assigned and facing the foam, and a second side pointing away from the first side and directly adjoining the first side, wherein the respective insulation element which is assigned to the respective connecting element or the respective fuse of the respective connecting element lies directly on both the first side and the second side.
  • the respective connecting element can be surrounded, enclosed or encompassed particularly extensively by the respective insulation element, so that a particularly advantageous thermal insulation of the respective fuse of the respective connecting element can be achieved.
  • a second aspect of the invention relates to a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, and has at least one electrical energy storage device according to the first aspect of the invention.
  • Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.
  • Fig. 1 shows a schematic and sectional side view of an electrical energy storage device of a motor vehicle
  • Fig. 2 shows a schematic and sectional top view of the electrical energy storage device.
  • Fig. 1 shows a detail in a schematic and sectional side view of an electrical energy storage device 1 for a motor vehicle, also simply referred to as a vehicle.
  • the electrical energy storage device 1 has a storage housing 2, shown in detail and particularly schematically in Fig. 1, through which a receiving space 3 is delimited, in particular directly.
  • a plurality of storage cells 4 of the electrical energy storage device 1 are arranged in the receiving space 3, wherein electrical energy, in particular electrochemically, is to be stored or is stored by means of the storage cells 4.
  • the respective storage cell 4 has a respective cell housing 5 and at least one respective connection element 6, also referred to as a terminal. It can be seen from Fig. 1 that in the embodiment shown in Fig.
  • the respective connection element 6 is arranged on a respective side S of the respective cell housing 5 and protrudes from the cell housing 5 along an extension direction.
  • the extension direction is illustrated in Fig. 1 by a double arrow 7.
  • the respective storage cell 4 can provide the respective electrical energy stored in the respective storage cell 4 via the respective connection element 6.
  • electrical energy that can be provided or is provided, for example, by an electrical machine of the motor vehicle can be supplied to the respective storage cell 4 via the respective connection element 6 and thus stored in the storage cell 4, and therefore stored in the respective storage cell 4.
  • the motor vehicle can be driven by means of the electrical machine, in particular purely electrically. If, for example, the storage cells 4 provide the electrical energy via their connection elements 6, the electrical machine can be supplied with the electrical energy provided, whereby the electrical machine can be operated in motor mode and thus as an electric motor.
  • the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically, by means of the electric motor.
  • the electric machine is preferably a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and very preferably amounts to several hundred volts.
  • the energy storage device 1 also has a connection device 8 arranged in the receiving space 3, which is designed separately from the storage cells 4 and separately from the storage housing 2 and is also referred to as a cell contacting system, cell contacting system or ZKS.
  • a respective connection element 9 of the connection device 8 is assigned to the respective connection element 6, wherein the respective connection element 9 is also referred to as a cell connector.
  • connection element 9 assigned to the respective connection element 6 is electrically and preferably also mechanically connected to the respective connection element 6 to which the respective connection element 9 is assigned, whereby the connection elements 6 are electrically connected to one another via the connection device 8.
  • the storage cells 4 are electrically connected to one another via the connection device 8, whereby, for example, the storage cells 4 are connected in series or in parallel to one another.
  • the storage cells 4 form, for example, a connection which, in particular when the storage cells 4 are connected in parallel to one another, is designed as a P-connection or is also referred to as a P-connection.
  • a first foam 10 is arranged in the receiving space 3, which is designed, for example, as a polyurethane foam.
  • the storage cells 4, in particular the cell housings 5, are connected to one another, in particular glued to one another, by means of the first foam 10.
  • the foam 10, for example lies, in particular directly, on a respective outer peripheral surface 11 of the respective storage housing 5.
  • the respective storage cell 4 is designed as a respective round cell, which is cylindrical on the outer peripheral side. This means that the outer peripheral surface 11 is cylindrical on the outer peripheral side, in particular at least in a predominant partial area.
  • the respective storage cell 4, in particular the respective cell housing 5, is connected, in particular glued, to the storage housing 2 by means of the foam 10.
  • the foam 10 in particular in the liquid state of the foam 10, is introduced into the receiving space 3.
  • the foam 10 can foam up during and/or after it is introduced into the receiving space 3 and thereby connect the cell housings 5 to one another and/or connect the respective cell housing 5 to the storage housing 2.
  • the respective connecting element 9 has a respective fuse 12.
  • one of the storage cells 4 malfunctions, the malfunction being or comprising, for example, a thermal event in one of the storage cells 4, then such a high electrical current flows through the connecting element 9 assigned to one of the storage cells 4 and thus through the fuse 12 of the connecting element 9 assigned to one of the storage cells 4 that the fuse 12 melts and thus fails and is thus triggered.
  • one of the storage cells 4 is separated from the other, remaining and still intact storage cells 4, in particular electrically or galvanically, so that, for example, a spread of the thermal event from one of the storage cells 4 to the other, still intact storage cells 4 and thus thermal propagation can be avoided.
  • the respective fuse 12 is assigned a respective insulation element 13 which is formed separately from the storage cells 4, separately from the connecting device 8 and separately from the storage housing 2 and by means of which the respective fuse 12 is thermally insulated from the first foam 10.
  • the respective insulation element 13 has a lower thermal conductivity and/or a lower thermal capacity than the first foam 10, which therefore has a higher thermal conductivity and/or a higher thermal capacity than the respective insulation element 13.
  • the respective insulation element 13 is formed from a second foam that is different from the first foam 10, so that the respective insulation element 13 is designed as a foam pad, also referred to as a foam cushion.
  • the second foam is, for example, a polyethylene foam (PE foam).
  • PE foam polyethylene foam
  • the insulation elements 13 are formed separately from one another and are not directly connected to one another.
  • the respective fuse 12 is on its respective side facing away from the respective connection element e, to which the respective connecting element having the respective fuse 12 is assigned, and facing the foam 10. Side S2 is completely covered by the respective insulation element 13 assigned to the respective fuse 12.
  • the respective insulation element 13 rests directly on the respective fuse 12 to which the respective insulation element 13 is assigned.
  • the respective insulation element 13 extends beyond the respective fuse 12 to which the respective insulation element 13 is assigned, as a result of which the respective insulation element 13 also rests directly on the respective wall regions W1 and W2 of the respective connecting element 9 which adjoin the respective fuse 12 of the respective connecting element 9 on both sides.
  • the respective wall regions W1 and W2 are, for example, respective sub-regions of the respective connecting element 9, the respective wall regions W1 and W2 of which adjoin the respective fuse 12 on both sides and directly.
  • the respective fuse 12 is formed in particular in that the respective fuse 12 has a smaller cross-section than the respective wall areas W1 and W2 of the respective connecting element 9.
  • the respective fuse 12 of the respective connecting element 9 creates a local cross-sectional reduction or cross-sectional tapering of the respective connecting element 9, whereby a reliable triggering of the respective fuse 12 can be achieved.
  • the respective wall region W2 of the respective connecting element 9 has a respective first side SE1 pointing away from the respective connection element 6, to which the respective connecting element 9 is assigned, and facing the foam 10, and a respective second side SE2 pointing away from the first side SE1 and directly adjoining the first side SE1, wherein the respective insulation element 13, which is assigned to the respective connecting element 9, is in direct contact with both the first side SE1 and the second side SE2. This can ensure particularly effective and efficient thermal insulation of the respective fuse 12.
  • the respective insulation element 13 extends beyond the respective connecting element 9, and in particular beyond the wall region W2, and thereby directly adjoins a side SE3 of the respective connection element 6, to which the respective connecting element 9 is assigned, facing away from the respective cell housing 5 and facing the foam 10.
  • the respective insulation element 13 lies directly on the first foam 10.
  • Fig. 2 shows the electrical energy storage device 1 in a schematic plan view.
  • FIG. 2 some of the insulation elements 13 are not shown, so that in Fig. 2 some of the connecting elements 9, in particular their respective fuses, can be seen particularly well. 12 are particularly clearly visible. Also visible in Fig. 2 is an element 14 which is designed as a carrier, for example.
  • the carrier is connected to the connecting device 8, whereby, for example, the connecting device 8 is carried by the carrier.
  • the element 14 is an electrical insulation element, thus an electrical insulator, by means of which, for example, at least respective partial areas of the connecting device 8 are electrically insulated at least from respective partial areas of the cell housing 5.
  • the insulator is, for example, a non-conductor whose electrical conductivity is, for example, less than 10' 8 S*cm -1 .
  • the carrier is a carrier plate, also referred to as a carrier board.
  • the carrier is or functions as an insulating layer, also referred to as an insulating layer, by means of which at least the partial areas of the connecting device 8 are electrically insulated at least from the partial areas of the cell housing 5.
  • the element 14 is or functions as a seal, for example to keep the foam 10 away from areas.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem einen Aufnahmeraum (3) begrenzenden Speichergehäuse (2), mit in dem Aufnahmeraum (3) angeordneten und zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Speicherzellen (4), welche jeweils ein Zellgehäuse (5) und wenigstens ein Anschlusselement (6) aufweisen, welchem ein jeweiliges Verbindungselement (9) einer in dem Aufnahmeraum (3) angeordneten Verbindungseinrichtung (8) zugeordnet ist, dessen jeweiliges, dem jeweiligen Anschlusselement (6) zugeordnetes Verbindungselement (9) eine jeweilige Schmelzsicherung (12) aufweist und elektrisch mit dem jeweiligen Anschlusselement (6), welchem das jeweilige Verbindungselement (9) zugeordnet ist, verbunden ist, wodurch die Anschlusselemente (6) über die Verbindungseinrichtung (8) elektrisch miteinander verbunden sind, wobei in dem Aufnahmeraum (3) ein Schaum (10) angeordnet ist, mittels welchem die Speicherzellen (4) miteinander und/oder mit dem Speichergehäuse (2) verbunden sind. Der jeweiligen Schmelzsicherung (12) ist ein jeweiliges Isolationselement (13) zugeordnet.

Description

Elektrischer Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen elektrischen Energiespeicher.
Die DE 10 2021 112 889 A1 offenbart einen Zellverbinder zur Verbindung von Zellterminals. Vorgesehen ist mindestens ein aus einem elektrisch leitenden Material gebildetes Verbindungselement, welches zwei Anschlussbereiche und einen zwischen den Anschlussbereichen angeordneten Sicherungsbereich aufweist, der einen Bereich mit einem reduzierten Querschnitt aufweist und hierdurch insbesondere als eine Schmelzsicherung ausgebildet ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen elektrischen Energiespeicher zu schaffen, sodass ein besonders sicherer Betrieb realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen einfach auch als Energiespeicher bezeichneten, elektrischen Energiespeicher für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den elektrischen Energiespeicher aufweist, mittels oder in welchem elektrische Energie, insbesondere elektrochemisch, zu speichern oder gespeichert ist. Vorzugsweise ist der elektrische Energiespeicher eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere Hundert Volt beträgt. Der elektrische Energiespeicher wird auch als Batterie bezeichnet und ist insbesondere eine Sekundärbatterie, wobei insbesondere dann, wenn der elektrische Energiespeicher eine Hochvolt-Komponente ist, der elektrische Energiespeicher auch als Hochvolt- Batterie (HV-Batterie) bezeichnet wird.
Der elektrische Energiespeicher weist ein Speichergehäuse auf, welches einen Aufnahmeraum, insbesondere direkt, begrenzt. Insbesondere ist der Aufnahmeraum, insbesondere direkt, durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche des Speichergehäuses begrenzt. Der elektrische Energiespeicher weist außerdem mehrere, in dem Aufnahmeraum und somit in dem Speichergehäuse angeordnete Speicherzellen auf, mittels oder in welchen die zuvor genannte, elektrische Energie, insbesondere elektrochemisch, zu speichern oder gespeichert ist. Die Speicherzellen werden auch einfach als Zellen bezeichnet und sind separat voneinander und separat von dem Speichergehäuse ausgebildete Zellen, welche auch als Einzelzellen bezeichnet werden. Die jeweilige Speicherzelle weist ein jeweiliges Zellgehäuse und wenigstens ein jeweiliges Anschlusselement auf, welches auch als Terminal bezeichnet wird. Das jeweilige Anschlusselement wird auch als jeweiliges erstes Anschlusselement bezeichnet. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem jeweiligen Anschlusselement ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das jeweilige, erste Anschlusselement der jeweiligen Speicherzelle zu verstehen. Beispielsweise weist die jeweilige Speicherzelle wenigstens oder genau zwei auch als Terminals bezeichnete Anschlusselemente auf, nämlich das zuvor genannte, erste Anschlusselement und ein zweites Anschlusselement. Über das jeweilige Anschlusselement kann die jeweilige Speicherzelle die mittels der jeweiligen Speicherzelle gespeicherte, elektrische Energie bereitstellen. Ferner kann über das jeweilige Anschlusselement elektrische Energie, die beispielsweise von einer elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird oder bereitstellbar ist, der jeweiligen Speicherzelle zugeführt und in der jeweiligen Speicherzelle gespeichert, mithin in die jeweilige Speicherzelle eingespeichert werden.
Der elektrische Energiespeicher weist außerdem eine in dem Aufnahmeraum angeordnete Verbindungseinrichtung auf, welche insbesondere separat von dem Speichergehäuse und separat von den Speicherzellen und somit separat von den Anschlusselementen ausgebildet ist. Dabei ist dem jeweiligen Anschlusselement ein jeweiliges Verbindungselement der Verbindungseinrichtung zugeordnet. Die Verbindungseinrichtung wird auch als Zellkontaktiersystem, Zellkontaktierungssystem oder ZKS bezeichnet. Beispielsweise ist das jeweilige Anschlusselement auf einer jeweiligen Seite des jeweiligen Zellgehäuses der jeweiligen Speicherzelle angeordnet, wobei es insbesondere denkbar ist, dass das jeweilige Anschlusselement von dem jeweiligen Zellgehäuse der jeweiligen Speicherzelle, insbesondere entlang einer oder in eine Erstreckungsrichtung absteht, sodass beispielsweise das jeweilige Anschlusselement gegenüber dem jeweiligen Zellgehäuse, mithin gegenüber jeweiligen, sich insbesondere direkt an das jeweilige Anschlusselement anschließenden Teilbereichen des jeweiligen Zellgehäuses erhaben ist.
Das jeweilige, dem jeweiligen Anschlusselement zugeordnete Verbindungselement der Verbindungseinrichtung ist elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem jeweiligen Anschlusselement, welchem das jeweilige Verbindungselement zugeordnet ist, verbunden. Da das jeweilige, dem jeweiligen Anschlusselement zugeordnete Verbindungselement dem jeweiligen Anschlusselement zugeordnet ist, ist umgekehrt das jeweilige Anschlusselement, welchem das jeweilige Verbindungselement zugeordnet ist, dem jeweiligen Verbindungselement, welches dem jeweiligen Anschlusselement zugeordnet ist, zugeordnet. Dadurch, dass das jeweilige Verbindungselement mit dem jeweiligen, zugeordneten Anschlusselement elektrisch verbunden ist, sind die Anschlusselemente und somit die Speicherzellen über die Verbindungseinrichtung elektrisch miteinander verbunden, wodurch beispielsweise die Speicherzellen beziehungsweise die Anschlusselemente seriell oder aber parallel zueinander geschaltet sind. Beispielsweise ist das jeweilige Verbindungselement derart elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem jeweiligen, zugeordneten Anschlusselement verbunden, dass das jeweilige Verbindungselement stoffschlüssig mit dem jeweiligen, zugeordneten Anschlusselement verbunden ist. Hierfür ist beispielsweise das jeweilige Verbindungselement mit dem jeweiligen, zugeordneten Anschlusselement verschweißt, insbesondere durch Laserschweißen.
Das jeweilige, dem jeweiligen Anschlusselement zugeordnete Verbindungselement weist eine jeweilige Schmelzsicherung auf. Da das jeweilige Verbindungselement dem jeweiligen Anschlusselement zugeordnet ist, und da das jeweilige, dem jeweiligen Anschlusselement zugeordnete Verbindungselement die jeweilige Schmelzsicherung aufweist, ist die jeweilige Schmelzsicherung des jeweiligen Verbindungselements, welches dem jeweiligen Anschlusselement zugeordnet ist, dem jeweiligen Anschlusselement zugeordnet, welchem das jeweilige Verbindungselement zugeordnet ist und umgekehrt. Die jeweilige Schmelzsicherung ist ein jeweiliger Sicherungsbereich des jeweiligen Verbindungselements. Wie es beispielsweise in der DE 10 2021 112 889 A1 beschrieben ist, ist die jeweilige Schmelzsicherung beispielsweise durch eine insbesondere lokale Querschnittsverjüngung oder Querschnittsreduzierung des jeweiligen Verbindungselements gebildet, sodass beispielsweise die jeweilige Schmelzsicherung des jeweiligen Verbindungselements einen geringeren Querschnitt aufweist als sich beidseitig und direkt an die jeweilige Schmelzsicherung des jeweiligen Verbindungselements anschließende Teilbereiche des jeweiligen Verbindungselements. Insbesondere sind das jeweilige Verbindungselement und somit die jeweilige Schmelzsicherung und die jeweiligen Teilbereiche des jeweiligen Verbindungselements aus einem elektrisch leitenden und beispielsweise metallischen Werkstoff wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium gebildet. Durch die beschriebene, insbesondere lokale. Querschnittsreduzierung oder Querschnittsverjüngung der Schmelzsicherung, mithin dadurch, dass die Schmelzsicherung einen geringeren Querschnitt als die genannten Teilbereiche des jeweiligen Verbindungselements aufweist, kann Folgendes geschehen: Kommt es beispielsweise insbesondere infolge eines thermisches Ereignisses einer der Speicherzellen dazu, dass ein elektrischer Strom durch das Verbindungselement hindurchfließt, welches dem Anschlusselement der einen Speicherzelle zugeordnet ist, die das thermische Ereignis aufweist, wobei der elektrische Strom einen insbesondere vorgebbaren oder vorgegebenen Grenzwert überschreitet, so kommt es zu einer solch starken Erwärmung des Verbindungselements, welches dem Anschlusselement der einen Speicherzelle, die das thermische Ereignis aufweist, zugeordnet ist, dass die Schmelzsicherung des Verbindungselements, welches dem Anschlusselement der einen Speicherzelle zugeordnet ist, schmilzt und somit versagt. Dies wird auch als Auslösen der Schmelzsicherung bezeichnet. Mit anderen Worten löst die Schmelzsicherung des Verbindungselements aus, welches dem Anschlusselement der einen Speicherzelle, an oder in der es zu dem thermischen Ereignis gekommen ist, zugeordnet ist. Durch das Auslösen der Schmelzsicherung wird die eine Speicherzelle von den anderen, übrigen Speicherzellen elektrisch beziehungsweise galvanisch getrennt, sodass beispielsweise ein Übergreifen des thermischen Ereignisses der einen Speicherzelle auf die anderen Speicherzellen und somit eine sogenannte, thermische Propagation vermieden werden können. Der zuvor genannte Grenzwert kann beispielsweise durch konstruktive Gestaltung der jeweiligen Schmelzsicherung insbesondere im Hinblick auf den Werkstoff, aus welchem das jeweilige Verbindungselement gebildet ist, und/oder auf den jeweiligen Querschnitt der jeweiligen Schmelzsicherung gestaltet, das heißt definiert werden.
Um nun einen besonders vorteilhaften, insbesondere einen besonders sicheren, Betrieb des elektrischen Energiespeichers realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem Aufnahmeraum ein insbesondere separat von dem Speichergehäuse, separat von den Speicherzellen und separat von der Verbindungseinrichtung ausgebildeter Schaum angeordnet ist, welcher insbesondere als ein Strukturschaum ausgebildet ist. Der Schaum wird auch als erster Schaum bezeichnet. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem Schaum ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, der erste Schaum zu verstehen. Beispielsweise ist der erste Schaum ein Polyurethan-Schaum (PU-Schaum). Mittels des Schaums sind die Speicherzellen miteinander und/oder mit dem Speichergehäuse verbunden, insbesondere verklebt. Ferner ist Folgendes denkbar: Das Speichergehäuse kann wenigstens oder genau zwei separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Gehäuseteile aufweisen. Ein erstes der Gehäuseteile ist beispielsweise ein Gehäuseoberteil, wobei beispielsweise ein zweites der Gehäuseteile ein Gehäuseunterteil ist. Dabei ist es denkbar, dass in Einbaulage des elektrischen Energiespeichers die Gehäuseteile in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs aufeinanderfolgen und somit übereinander angeordnet sind, wobei der elektrische Energiespeicher seine Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des den elektrischen Energiespeicher aufweisenden Kraftfahrzeugs einnimmt. Dabei ist es denkbar, dass die Gehäuseteile mittels des Schaums miteinander verbunden, insbesondere miteinander verklebt, sind. Dies erfolgt beispielsweise derart, dass der Schaum an beiden Gehäuseteilen, insbesondere jeweils direkt, anliegt. Ferner ist es denkbar, dass der Schaum an dem jeweiligen Zellgehäuse, insbesondere an einer jeweiligen, außenumfangsseitigen Mantelfläche des Zellgehäuses, insbesondere direkt, anliegt, wodurch beispielsweise die Zellgehäuse und somit die Speicherzellen mittels des Schaums miteinander verbunden, insbesondere miteinander verklebt, sind. Ferner ist es denkbar, dass der Schaum, insbesondere direkt, an dem Speichergehäuse und, insbesondere direkt, an dem jeweiligen Zellgehäuse, insbesondere an der jeweiligen, außenumfangsseitigen Mantelfläche des jeweiligen Zellgehäuses, anliegt, wodurch beispielsweise die jeweilige Speicherzelle mit dem Speichergehäuse verbunden, insbesondere verklebt, ist. Mittels des Schaums können unerwünschte, übermäßige Relativbewegungen zwischen den Speicherzellen und/oder zwischen der jeweiligen Speicherzelle und dem Speichergehäuse vermieden werden. Außerdem können mittels des Schaums Belastungen wie beispielsweise Kräfte besonders vorteilhaft zwischen den Speicherzellen und/oder zwischen der jeweiligen Speicherzelle und dem Speichergehäuse und/oder zwischen den Gehäuseteilen übertragen werden, wodurch eine besonders hohe Robustheit und somit eine besonders hohe Sicherheit des elektrischen Energiespeichers dargestellt werden können.
Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der jeweiligen Schmelzsicherung ein jeweiliges, separat von den Speicherzellen, separat von der Verbindungseinrichtung und separat von dem Speichergehäuse und beispielsweise auch separat von dem Schaum ausgebildetes, thermisches Isolationselement zugeordnet ist, mittels welchem die jeweilige Schmelzsicherung, der das jeweilige Isolationselement zugeordnet ist, von dem Schaum thermisch isoliert ist. Hierfür weist das jeweilige Isolationselement eine geringere Wärmeleitfähigkeit und/oder eine geringere Wärmekapazität als der Schaum auf, sodass umgekehrt der Schaum eine höhere Wärmeleitfähigkeit und/oder eine höhere Wärmekapazität als das jeweilige Isolationselement aufweist. Mit anderen Worten, das jeweilige Isolationselement weist eine jeweilige, erste Wärmeleitfähigkeit und/oder eine jeweilige, erste Wärmekapazität auf, und der Schaum (erster Schaum) weist eine jeweilige, zweite Wärmeleitfähigkeit und/oder eine jeweilige, zweite Wärmekapazität auf. Dabei ist die zweite Wärmeleitfähigkeit größer als die erste Wärmeleitfähigkeit. Alternativ oder zusätzlich ist die zweite Wärmekapazität größer als die erste Wärmekapazität. Umgekehrt ausgedrückt ist die jeweilige, erste Wärmeleitfähigkeit geringer als die zweite Wärmeleitfähigkeit. Alternativ oder zusätzlich ist die jeweilige, erste Wärmekapazität geringer als die zweite Wärmekapazität.
Vorzugsweise sind die ersten Wärmeleitfähigkeiten und/oder die ersten Wärmekapazitäten der Isolationselemente gleich. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass das jeweilige Isolationselement aus einem jeweiligen, ersten Material gebildet ist, wobei beispielsweise der Schaum aus einem von dem ersten Material unterschiedlichen, zweiten Material gebildet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei den ersten Materialien um das gleiche Material. Durch die thermische Isolation der jeweiligen Schmelzsicherung kann eine übermäßige, unerwünschte Wärmeableitung von der jeweiligen Schmelzsicherung vermieden werden. Mit anderen Worten, würden die Isolationselemente nicht verwendet, sodass beispielsweise der erste Schaum direkt an der jeweiligen Schmelzsicherung anliegen würde, so könnte beispielsweise eine übermäßige Wärmeableitung von der jeweiligen Schmelzsicherung in den Schaum erfolgen. Der Schaum kann zwar besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaften aufweisen, welche jedoch mit einer unerwünscht hohen Wärmeleitfähigkeit und/oder einer unerwünscht hohen Wärmekapazität des Schaums einhergehen, sodass über den Schaum übermäßig viel Wärme von der jeweiligen Schmelzsicherung abgeleitet würde, wenn die jeweilige Schmelzsicherung nicht mittels des jeweiligen Isolationselements von dem beziehungsweise gegen den Schaum thermisch isoliert wäre. Die Erfindung ermöglicht es nun, einerseits mittels des Schaums eine vorteilhaft hohe, insbesondere mechanische Robustheit des Energiespeichers zu schaffen. Andererseits kann durch Verwendung der Isolationselemente eine übermäßige Wärmeableitung von der jeweiligen Schmelzsicherung vermieden werden, da mittels des jeweiligen Isolationselements die jeweilige Schmelzsicherung vorteilhaft von dem Schaum thermisch isoliert ist. Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Aufgrund von Effekten, auf die hier nicht näher eingegangen wird, kann es in der jeweiligen, auch als Batteriezelle bezeichneten Speicherzelle zu einer exothermen Reaktion kommen. Dabei können Zustände auftreten, in denen die jeweilige Speicherzelle nicht mehr als eine Spannungsquelle ausgebildet ist oder fungiert, sondern in einen Leiter mit einem definierten elektrischen Widerstand übergeht, mithin von einer Spannungsquelle zu einem Leiter mit einem definierten Widerstand wird. Beispielsweise ist oder umfasst wenigstens einer der Effekte ein thermisches Ereignis. Sind die Speicherzellen in einem P-Verbund verschaltet, mithin parallel zueinander geschaltet, so kann es zu einer elektrischen Entladung der anderen, übrigen und noch intakten Speicherzellen in diesem P-Verbund über die nun leitende, mithin als Leiter mit definiertem Widerstand ausgebildete Speicherzelle kommen. Ist keine Gegenmaßnahme getroffen, so laufen die übrigen, noch intakten Speicherzellen Gefahr, zu überhitzen und selbst in ein thermisches Ereignis zu gehen, sodass es zu einer thermischen Propagation kommen kann. Die Erfindung ermöglicht es nun, die zuvor genannten Probleme und Nachteile zu vermeiden. Mithin sind die erfindungsgemäß vorgesehenen Isolationselemente eine Gegenmaßnahme, um eine thermische Propagation zu vermeiden oder zumindest zeitlich vorteilhaft hinauszuzögern.
Kommt es beispielsweise zu einem mittelohmigen Ausfall einer der Speicherzellen, so reicht üblicherweise eine rein durch einen aus dem mittelohmigen Ausfall resultierenden, elektrischen Strom ausgelöste Auslösung der jeweiligen, der einen Speicherzelle zugeordneten Schmelzsicherung nicht aus, da ein bei einem solchen, mittelohmigen Ausfall auftretender, auch als Fehlerstrom bezeichneter, elektrischer Strom, der durch das dem Anschlusselement der einen, den mittelohmigen Ausfall aufweisenden Speicherzelle zugeordnet ist, fließt, im Bereich eines elektrischen Betriebsstroms liegen kann, zu dem es während eines Normalbetriebs des Energiespeichers kommen kann, in dessen Normalbetrieb kein mittelohmiger Ausfall einer Speicherzelle vorliegt. Um auch bei einem mittelohmigen Ausfall einer der Speicherzellen diese eine, defekte Speicherzelle von den übrigen, anderen und noch intakten Speicherzellen elektrisch trennen zu können, derart, dass die Schmelzsicherung des der einen Speicherzelle zugeordneten Verbindungselements schmilzt, mithin auslöst, ist auch eine temperaturbedingte, das heißt temperaturgetriggerte Auslösung der Schmelzsicherung des der einen Speicherzelle zugeordneten Verbindungselements vorteilhaft, sodass die Schmelzsicherung durch eine Kombination aus einer aus dem mittelohmigen Ausfall resultierenden, hohen Temperatur der Schmelzsicherung und aus einem aus dem mittelohmigen Ausfall resultierenden Fehlerstrom ausgelöst, mithin geschmolzen wird. Ein weiterer Hintergrund ist insbesondere, dass es bei einem Defekt wie beispielsweise einem mittelohmigen Ausfall der jeweiligen Speicherzelle beispielsweise oder gegebenenfalls zwar nur zu einem geringen elektrischen Fehlerstrom kommt, der durch die jeweilige Schmelzsicherung des jeweiligen Verbindungselements strömt und alleine nicht ausreicht, um die Schmelzsicherung zu schmelzen, das heißt auszulösen, jedoch kommt es, insbesondere auch, zu einer Erwärmung der Schmelzsicherung, sodass es zu einer Temperaturerhöhung der Schmelzsicherung kommt, wobei diese Erwärmung und somit diese Temperaturerhöhung nicht oder nicht nur durch den Fehlerstrom, sondern, insbesondere auch, durch einen anderweitigen Erwärmungseffekt wie beispielsweise Konduktion bewirkt wird, und wobei dieser anderweitige Erwärmungseffekt aus dem genannten Defekt und/oder aus einem durch den Defekt bewirkten oder mit dem Defekt einhergehenden, thermischen Ereignis der jeweiligen Speicherzelle resultiert. Der Fehlerstrom, das heißt eine durch den Fehlerstrom bewirkte Erwärmung der Schmelzsicherung in Kombination mit dem anderweitigen Erwärmungseffekt führen nun zu einem Schmelzen und somit zu einem Auslösen der Schmelzsicherung.
Beispielsweise ist die Verbindungseinrichtung und/oder sind die Speicherzellen in den Schaum eingebettet, welcher, wie zuvor beschrieben, zwar eine vorteilhafte strukturelle Robustheit des Energiespeichers gewährleisten kann, jedoch eine übermäßig hohe Wärmeleitfähigkeit und/oder eine übermäßig hohe Wärmekapazität aufweist. Somit könnte es bei einem mittelohmigen Ausfall einer der Speicherzellen zu einer übermäßigen, unerwünschten Wärmeabfuhr von der Schmelzsicherung des der einen Speicherzelle zugeordneten Verbindungselements kommen, sodass dann zwar die eine Speicherzelle defekt ist, jedoch die Schmelzsicherung des der einen Speicherzelle zugeordneten Verbindungselements nicht schmilzt. Durch die Erfindung ist es nun jedoch möglich, dass es auch bei einem niederohmigen oder mittelohmigen Ausfall der jeweiligen Speicherzelle zu einem Schmelzen, mithin zu einem Auslösen der jeweiligen Schmelzsicherung des jeweiligen Verbindungselements, welches dem jeweiligen Anschlusselement der jeweiligen Speicherzelle zugeordnet ist, kommt, da dadurch, dass die jeweilige Schmelzsicherung mittels des jeweiligen Isolationselements von dem oder gegen den Schaum thermisch isoliert ist, ein mittelohmiger Ausfall der jeweiligen Speicherzelle zu einer solch vorteilhaften Kombination aus durch die Schmelzsicherung fließendem Fehlerstrom und Erwärmung der Schmelzsicherung kommt, dass die Schmelzsicherung aufgrund dieser Kombination schmilzt und somit versagt, mithin ausgelöst wird. In der Folge wird die jeweilige Speicherzelle auch bei einem mittelohmigen Ausfall vorteilhaft von den anderen, übrigen und noch intakten Speicherzellen getrennt. Mit anderen Worten reicht dadurch, dass die jeweilige Schmelzsicherung mittels des jeweiligen Isolationselements thermisch von dem Schaum isoliert ist, die Kombination aus Fehlerstrom und Erwärmung der jeweiligen Schmelzsicherung aus, um die jeweilige Schmelzsicherung auszulösen, mithin zum Schmelzen und somit zum Versagen zu bringen, wodurch die jeweilige Speicherzelle von den jeweiligen anderen, übrigen und noch intakten Speicherzellen getrennt wird.
Beispielsweise ist das jeweilige Isolationselement als ein jeweiliges Isolationskissen ausgebildet ist, welches auch als Pad oder Isolationspad bezeichnet wird. Beispielsweise ist das jeweilige Isolationselement an die jeweilige Schmelzsicherung, der das jeweilige Isolationselement zugeordnet ist, gepresst und/oder das jeweilige Isolationselement umgibt oder umschließt die jeweilige Schmelzsicherung, der das jeweilige Isolationselement zugeordnet ist, auf wenigstens oder genau zwei voneinander unterschiedlichen, voneinander wegweisenden Seiten der jeweiligen Schmelzsicherung.
Um eine besonders vorteilhafte thermische Isolation der jeweiligen Schmelzsicherung realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das jeweilige Isolationselement aus einem von dem ersten Schaum unterschiedlichen, zweiten Schaum gebildet ist. Somit ist vorzugsweise der zweite Schaum das zuvor genannte, erste Material. Beispielsweise handelt es sich bei dem zweiten Schaum um einen Polyethylen-Schaum (PE-Schaum). Beispielsweise ist der zweite Schaum ein geschlossenzelliger Schaum, sodass beispielsweise das jeweilige Isolationselement als ein geschlossenzelliges Schaumpad ausgebildet ist. Insbesondere ist es denkbar, dass der erste Schaum und der zweite Schaum unterschiedliche Porositäten aufweist, insbesondere derart, dass beispielsweise der zweite Schaum weniger porös als der erste Schaum ist. Insbesondere ist denkbar, dass der erste Schaum porös ist, wobei der zweite Schaum beispielsweise porös, jedoch weniger porös als der erste Schaum ist. Grundsätzlich wäre es denkbar, dass die Isolationselemente einstückig miteinander ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet sind, sodass beispielsweise die Isolationselemente durch einen einstückigen, mithin aus einem einzigen Stück gebildeten und somit integral hergestellten Monoblock gebildet sind. Ferner wäre es denkbar, dass die Isolationselemente separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden sind.
Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch gezeigt, wenn die Isolationselemente separat voneinander ausgebildet und dabei nicht direkt miteinander verbunden sind. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte thermische Isolation der jeweiligen Schmelzsicherung insbesondere gegenüber dem Schaum gewährleistet werden. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das jeweilige Anschlusselement auf seiner jeweiligen, von dem jeweiligen Zellgehäuse weg weisenden und dem Schaum zugewandten Seite zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, durch das der jeweiligen Schmelzsicherung des dem jeweiligen Anschlusselement zugeordneten Verbindungselements zugeordnete Isolationselement überdeckt ist, insbesondere derart, dass das jeweilige Isolationselement an dem jeweiligen Anschlusselement direkt anliegt.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die jeweilige Schmelzsicherung auf ihrer jeweiligen, von dem jeweiligen Anschlusselement, welchem die jeweilige Schmelzsicherung zugeordnet ist, weg weisenden und dem Schaum zugewandten Seite vollständig durch das der jeweiligen Schmelzsicherung zugeordnete Isolationselement überdeckt ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte, thermische Isolation der jeweiligen Schmelzsicherung gegenüber dem Schaum realisiert werden, sodass eine übermäßige Wärmeableitung von der Schmelzsicherung vermieden werden kann. Dadurch kann auch dann eine Auslösung, mithin ein Schmelzen der jeweiligen Schmelzsicherung gewährleistet werden, wenn es zu einem niederohmigen Ausfall der jeweiligen Speicherzelle und somit zu einem nur geringen Fehlerstrom kommt.
Um die jeweilige Schmelzsicherung effektiv und effizient thermisch isolieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das jeweilige Isolationselement an der jeweiligen Schmelzsicherung, welchem das jeweilige Isolationselement zugeordnet ist, direkt anliegt.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn sich das jeweilige Isolationselement über die jeweilige Schmelzsicherung, welcher das jeweilige Isolationselement zugeordnet ist, hinauserstreckt und dadurch auch an jeweiligen, sich beidseitig an die jeweilige Schmelzsicherung des jeweiligen Verbindungselements anschließenden Wandungsbereichen des jeweiligen Verbindungselements direkt anliegt. Dadurch kann eine übermäßige Wärmeableitung von der jeweiligen Schmelzsicherung sicher vermieden werden. Mithin kann eine besonders vorteilhafte thermische Isolation der jeweiligen Speicherzelle realisiert werden. Insbesondere handelt es sich bei den Wandungsbereichen um die zuvor genannten Teilbereiche des jeweiligen Verbindungselements.
Um die jeweilige Schmelzsicherung besonders vorteilhaft thermisch isolieren können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zumindest einer der jeweiligen Wandungsbereiche des jeweiligen Verbindungselements eine jeweilige, von dem jeweiligen Anschlusselement, welchem das jeweilige Verbindungselement zugeordnet ist, weg weisende und dem Schaum zugewandte, erste Seite und eine von der ersten Seite weg weisende und sich direkt an die erste Seite anschließende, zweite Seite aufweist, wobei das jeweilige Isolationselement, welches dem jeweiligen Verbindungselement beziehungsweise der jeweiligen Schmelzsicherung des jeweiligen Verbindungselements zugeordnet ist, sowohl an der ersten Seite als auch an der zweiten Seite jeweils direkt anliegt. Dadurch kann das jeweilige Verbindungselement besonders umfangreich von dem jeweiligen Isolationselement umgeben, umschlossen oder umgriffen werden, sodass eine besonders vorteilhafte thermische Isolation der jeweiligen Schmelzsicherung des jeweiligen Verbindungselements darstellbar ist.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das jeweilige Isolationselement an dem Schaum direkt anliegt, wodurch eine besonders vorteilhafte thermische Isolation realisiert werden kann. Schließlich hat es sich zur Realisierung einer besonders vorteilhaften thermischen Isolation der jeweiligen Schmelzsicherung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn sich das jeweilige Isolationselement über das jeweilige Verbindungselement, welches die jeweilige Schmelzsicherung aufweist, der das jeweilige Isolationselement zugeordnet ist, hinauserstreckt und dadurch an einer von dem jeweiligen Zellgehäuse abgewandten und dem Schaum zugewandten Seite des jeweiligen Anschlusselements, welchem das jeweilige Verbindungselement zugeordnet ist, direkt anliegt.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist und wenigstens einen elektrischen Energiespeicher gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs; und Fig. 2 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Draufsicht des elektrischen Energiespeichers.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht einen elektrischen Energiespeicher 1 für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Der elektrische Energiespeicher 1 weist ein in Fig. 1 ausschnittsweise und besonders schematisch dargestelltes Speichergehäuse 2 auf, durch welches ein Aufnahmeraum 3, insbesondere direkt, begrenzt ist. In dem Aufnahmeraum 3 sind mehrere Speicherzellen 4 des elektrischen Energiespeichers 1 angeordnet, wobei mittels der Speicherzellen 4 elektrische Energie, insbesondere elektrochemisch, zu speichern oder gespeichert ist. Die jeweilige Speicherzelle 4 weist ein jeweiliges Zellgehäuse 5 und wenigstens ein jeweiliges auch als T erminal bezeichnetes Anschlusselement 6 auf. Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel das jeweilige Anschlusselement 6 auf einer jeweiligen Seite S des jeweiligen Zellgehäuses 5 angeordnet ist und entlang einer Erstreckungsrichtung von dem Zellgehäuse 5 absteht. Die Erstreckungsrichtung ist in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil 7 veranschaulicht. Über das jeweilige Anschlusselement 6 kann die jeweilige Speicherzelle 4 die jeweilige, in der jeweiligen Speicherzelle 4 gespeicherte elektrische Energie bereitstellen. Außerdem kann beispielsweise über das jeweilige Anschlusselement 6 elektrische Energie, die beispielsweise von einer elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs bereitstellbar ist oder bereitgestellt wird, der jeweiligen Speicherzelle 4 zugeführt und somit in die Speicherzelle 4 eingespeichert, mithin in der jeweiligen Speicherzelle 4 gespeichert werden. Insbesondere ist es denkbar, dass das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Stellen beispielsweise die Speicherzellen 4 über ihre Anschlusselemente 6 die elektrische Energie bereit, so kann die elektrische Maschine mit der bereitgestellten, elektrischen Energie versorgt werden, wodurch die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar ist.
Mittels des Elektromotors kann das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt- Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere Hundert Volt beträgt. Der Energiespeicher 1 weist außerdem eine in dem Aufnahmeraum 3 angeordnete, separat von den Speicherzellen 4 und separat von dem Speichergehäuse 2 ausgebildete Verbindungseinrichtung 8 auf, welche auch als Zellkontaktiersystem, Zellkontaktierungssystem oder ZKS bezeichnet wird. Dem jeweiligen Anschlusselement e ist ein jeweiliges Verbindungselement 9 der Verbindungseinrichtung 8 zugeordnet, wobei das jeweilige Verbindungselement 9 auch als Zellverbinder bezeichnet wird. Das jeweilige, dem jeweiligen Anschlusselement 6 zugeordnete Verbindungselement 9 ist elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem jeweiligen Anschlusselement 6, welchem das jeweilige Verbindungselement 9 zugeordnet ist, verbunden, wodurch die Anschlusselemente 6 über die Verbindungseinrichtung 8 elektrisch miteinander verbunden sind. Hierdurch sind die Speicherzellen 4 über die Verbindungseinrichtung 8 elektrisch miteinander verbunden, wodurch beispielsweise die Speicherzellen 4 seriell oder parallel zueinander geschaltet sind. Hierdurch bilden die Speicherzellen 4 beispielsweise einen Verbund, welcher insbesondere dann, wenn die Speicherzellen 4 parallel zueinander geschaltet sind, als ein P-Verbund ausgebildet ist oder auch als P- Verbund bezeichnet wird.
Um nun einen besonders vorteilhaften, insbesondere besonders sicheren, Betrieb des elektrischen Energiespeichers 1 realisieren zu können, ist in dem Aufnahmeraum 3 ein erster Schaum 10 angeordnet, welcher beispielsweise als ein Polyurethan-Schaum ausgebildet ist. Mittels des ersten Schaums 10 sind die Speicherzellen 4, insbesondere die Zellgehäuse 5, miteinander verbunden, insbesondere miteinander verklebt. Hierfür liegt beispielsweise der Schaum 10, insbesondere direkt, an einer jeweiligen außenumfangsseitigen Mantelfläche 11 des jeweiligen Speichergehäuses 5 an. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Speicherzelle 4 als eine jeweilige Rundzelle ausgebildet, welche außenumfangsseitig zylindrisch ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die außenumfangsseitige Mantelfläche 11 insbesondere zumindest in einem überwiegenden Teilbereich außenumfangsseitig zylindrisch ist. Außerdem kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Speicherzelle 4, insbesondere das jeweilige Zellgehäuse 5, mittels des Schaums 10 mit dem Speichergehäuse 2 verbunden, insbesondere verklebt, ist. Bei einem Verfahren zum Herstellen des Energiespeichers 1 wird beispielsweise der Schaum 10, insbesondere in flüssigem Zustand des Schaums 10, in den Aufnahmeraum 3 eingebracht. Der Schaum 10 kann, während und/oder nachdem er in den Aufnahmeraum 3 eingebracht wird, aufschäumen und hierdurch die Zellgehäuse 5 miteinander verbinden und/oder das jeweilige Zellgehäuse 5 mit dem Speichergehäuse 2 verbinden. Das jeweilige Verbindungselement 9 weist eine jeweilige Schmelzsicherung 12 auf. Kommt es beispielsweise zu einer Fehlfunktion einer der Speicherzellen 4, wobei die Fehlfunktion beispielsweise ein thermisches Ereignis der einen Speicherzelle 4 ist oder umfasst, so kommt es beispielsweise dazu, dass durch das der einen Speicherzelle 4 zugeordnete Verbindungselement 9 und somit durch die Schmelzsicherung 12 des Verbindungselements 9, welches der einen Speicherzelle 4 zugeordnet ist, ein solch hoher elektrischer Strom fließt, dass die Schmelzsicherung 12 schmilzt und somit versagt und somit auslöst. Hierdurch wird die eine Speicherzelle 4 von den anderen, übrigen und noch intakten Speicherzellen 4, insbesondere elektrisch beziehungsweise galvanisch, getrennt, sodass beispielsweise ein Übergriff des thermischen Ereignisses von der einen Speicherzelle 4 auf die anderen, noch intakten Speicherzellen 4 und somit eine thermische Propagation vermieden werden können.
Um beispielsweise auch dann die jeweilige Speicherzelle 4 von den jeweiligen, übrigen Speicherzellen 4 trennen zu können, wenn es zu einem solchen Defekt der jeweiligen Speicherzelle 4 kommt, dass der Defekt der Speicherzelle 4 ein mittelohmiger Ausfall ist oder einen mittelohmigen Ausfall umfasst, wobei beispielsweise der mittelohmige Ausfall zu einem thermischen Ereignis führt oder ein thermisches Ereignis umfasst, ist der jeweiligen Schmelzsicherung 12 ein jeweiliges, separat von den Speicherzellen 4, separat von der Verbindungseinrichtung 8 und separat von dem Speichergehäuse 2 ausgebildetes, Isolationselement 13 zugeordnet, mittels welchem die jeweilige Schmelzsicherung 12 von dem ersten Schaum 10 thermisch isoliert ist. Das jeweilige Isolationselement 13 weist dabei eine geringere Wärmeleitfähigkeit und/oder eine geringere Wärmekapazität als der erste Schaum 10 auf, welcher somit eine höhere Wärmeleitfähigkeit und/oder eine höhere Wärmekapazität als das jeweilige Isolationselement 13 aufweist.
Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist das jeweilige Isolationselement 13 aus einem von dem ersten Schaum 10 unterschiedlichen, zweiten Schaum gebildet, sodass das jeweilige Isolationselement 13 als ein auch als Schaumkissen bezeichnetes Schaumpad ausgebildet ist. Bei dem zweiten Schaum handelt es sich beispielsweise um einen Polyethylen-Schaum (PE-Schaum). Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass die Isolationselemente 13 separat voneinander ausgebildet und nicht direkt miteinander verbunden sind. Des Weiteren ist aus Fig. 1 erkennbar, dass die jeweilige Schmelzsicherung 12 auf ihrer jeweiligen, von dem jeweiligen Anschlusselement e, welchem das jeweilige, die jeweilige Schmelzsicherung 12 aufweisende Verbindungselement zugeordnet ist, weg weisenden und dem Schaum 10 zugewandten Seite S2 vollständig durch das jeweilige, der jeweiligen Schmelzsicherung 12 zugeordnete Isolationselement 13 überdeckt ist. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass das jeweilige Isolationselement 13 an der jeweiligen Schmelzsicherung 12, welchem das jeweilige Isolationselement 13 zugeordnet ist, direkt anliegt. Außerdem erstreckt sich das jeweilige Isolationselement 13 über die jeweilige Schmelzsicherung 12, welcher das jeweilige Isolationselement 13 zugeordnet ist, hinaus, wodurch das jeweilige Isolationselement 13 auch an jeweiligen, sich beidseitig an die jeweilige Schmelzsicherung 12 des jeweiligen Verbindungselements 9 anschließenden Wandungsbereichen W1 und W2 des jeweiligen Verbindungselements 9 direkt anliegt. Die jeweiligen Wandungsbereiche W1 und W2 sind beispielsweise jeweilige Teilbereiche des jeweiligen Verbindungselements 9, dessen jeweilige Wandungsbereiche W1 und W2 sich beidseitig und direkt an die jeweilige Schmelzsicherung 12 anschließen. Die jeweilige Schmelzsicherung 12 ist insbesondere dadurch gebildet, dass die jeweilige Schmelzsicherung 12 einen geringeren Querschnitt als die jeweiligen Wandungsbereiche W1 und W2 des jeweiligen Verbindungselements 9 aufweist. Dadurch ist durch die jeweilige Schmelzsicherung 12 des jeweiligen Verbindungselements 9 eine lokale Querschnittsreduzierung oder Querschnittsverjüngung des jeweiligen Verbindungselements 9 geschaffen, wodurch ein sicheres Auslösen der jeweiligen Schmelzsicherung 12 dargestellt werden kann.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der jeweilige Wandungsbereich W2 des jeweiligen Verbindungselements 9 eine jeweilige, von dem jeweiligen Anschlusselement 6, welchem das jeweilige Verbindungselement 9 zugeordnet ist, weg weisende und dem Schaum 10 zugewandte, erste Seite SE1 und eine von der ersten Seite SE1 wegweisende und sich direkt an die erste Seite SE1 anschließende, jeweilige zweite Seite SE2 auf, wobei das jeweilige Isolationselement 13, welches dem jeweiligen Verbindungselement 9 zugeordnet ist, sowohl an der ersten Seite SE1 als auch an der zweite Seite SE2 jeweils direkt anliegt. Dadurch kann eine besonders effektive und effiziente thermische Isolation der jeweiligen Schmelzsicherung 12 gewährleistet werden. Außerdem ist es vorgesehen, dass sich das jeweilige Isolationselement 13 über das jeweilige Verbindungselement 9, und dabei insbesondere über den Wandungsbereich W2 hinauserstreckt und dadurch an einer von dem jeweiligen Zellgehäuse 5 abgewandten und dem Schaum 10 zugewandten Seite SE3 des jeweiligen Anschlusselements 6, welchem das jeweilige Verbindungselement 9 zugeordnet ist, direkt anliegt. Außerdem liegt das jeweilige Isolationselement 13 direkt an dem ersten Schaum 10 an.
Fig. 2 zeigt den elektrischen Energiespeicher 1 in einer schematischen Draufsicht. In
Fig. 2 sind einige der Isolationselemente 13 nicht dargestellt, sodass in Fig. 2 besonders gut einige der Verbindungselemente 9 insbesondere deren jeweilige Schmelzsicherung 12 besonders gut erkennbar sind. Erkennbar aus Fig. 2 ist auch ein Element 14, welches beispielsweise als ein Träger ausgebildet ist. Beispielsweise ist der Träger mit der Verbindungseinrichtung 8 verbunden, wodurch beispielsweise die Verbindungseinrichtung 8 durch den Träger getragen ist. Alternativ oder zusätzlich ist das Element 14 ein elektrisches Isolationselement, mithin ein elektrischer Isolator, mittels welchem beispielsweise zumindest jeweilige Teilbereiche der Verbindungseinrichtung 8 zumindest von jeweiligen Teilbereichen der Zellgehäuse 5 elektrisch isoliert ist. Insbesondere ist der Isolator beispielsweise ein Nichtleiter, dessen elektrische Leitfähigkeit beispielsweise weniger als 10'8 S*cm-1 beträgt. Beispielsweise ist der T räger eine auch als T rägerboard bezeichnete Trägerplatte. Insbesondere ist oder fungiert der Träger als eine auch als Isolierlage bezeichnete Isolierschicht, mittels welcher zumindest die Teilbereiche der Verbindungseinrichtung 8 zumindest von den Teilbereichen der Zellgehäuse 5 elektrisch isoliert sind. Alternativ oder zusätzlich ist oder fungiert das Element 14 als eine Dichtung, um beispielsweise den Schaum 10 von Bereichen fernzuhalten.
Bezugszeichenliste
1 elektrischer Energiespeicher
2 Speichergehäuse
3 Aufnahmeraum
4 Speicherzelle
5 Zellgehäuse
6 Anschlusselement
7 Doppelpfeil
8 Verbindungseinrichtung
9 Verbindungselement
10 erster Schaum
11 außenumfangsseitige Mantelfläche
12 Schmelzsicherung
13 Isolationselement
14 Element
S Seite
SE1 Seite
SE2 Seite
SE3 Seite
W1 Wandungsbereich
W2 Wandungsbereich

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer Energiespeicher (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem einen Aufnahmeraum (3) begrenzenden Speichergehäuse (2), mit in dem Aufnahmeraum (3) angeordneten und zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Speicherzellen (4), welche jeweils ein Zellgehäuse (5) und wenigstens ein Anschlusselement (6) aufweisen, welchem ein jeweiliges Verbindungselement (9) einer in dem Aufnahmeraum (3) angeordneten Verbindungseinrichtung (8) zugeordnet ist, dessen jeweiliges, dem jeweiligen Anschlusselement (6) zugeordnetes Verbindungselement (9) eine jeweilige Schmelzsicherung (12) aufweist und elektrisch mit dem jeweiligen Anschlusselement (6), welchem das jeweilige Verbindungselement (9) zugeordnet ist, verbunden ist, wodurch die Anschlusselemente (6) über die Verbindungseinrichtung (8) elektrisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass:
- in dem Aufnahmeraum (3) ein Schaum (10) angeordnet ist, mittels welchem die Speicherzellen (4) miteinander und/oder mit dem Speichergehäuse (2) verbunden sind; und
- der jeweiligen Schmelzsicherung (12) ein jeweiliges, separat von den Speicherzellen (4), separat von der Verbindungseinrichtung (8) und separat von dem Speichergehäuse (2) ausgebildetes Isolationselement (13) zugeordnet ist, mittels welchem die jeweilige Schmelzsicherung (12) von dem Schaum (10), welcher eine höhere Wärmeleitfähigkeit und/oder eine höhere Wärmekapazität als das jeweilige Isolationselement (13) aufweist, thermisch isoliert ist.
2. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Isolationselement (13) aus einem von dem Schaum (10) unterschiedlichen, zweiten Schaum gebildet ist.
3. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationselemente (13) separat voneinander ausgebildet sind.
4. Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Schmelzsicherung (12) auf ihrer jeweiligen, von dem jeweiligen Anschlusselement (6), welchem die jeweilige Schmelzsicherung (12) zugeordnet ist, weg weisenden und dem Schaum (10) zugewandten Seite (S2) vollständig durch das der jeweiligen Schmelzsicherung (12) zugeordnete Isolationselement (13) überdeckt ist.
5. Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Isolationselement (13) an der jeweiligen Schmelzsicherung (12), welchem das jeweilige Isolationselement (13) zugeordnet ist, direkt anliegt.
6. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich das jeweilige Isolationselement (13) über die jeweilige Schmelzsicherung (12), welcher das jeweilige Isolationselement (13) zugeordnet ist, hinauserstreckt und dadurch auch an jeweiligen, sich beidseitig an die jeweilige Schmelzsicherung (12) des jeweiligen Verbindungselements (9) anschließenden Wandungsbereichen (W1 , W2) des jeweiligen Verbindungselements (9) direkt anliegt.
7. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer derjeweiligen Wandungsbereiche (W1, W2) des jeweiligen Verbindungselements (9) eine jeweilige, von dem jeweiligen Anschlusselement (6), welchem das jeweilige Verbindungselement (9) zugeordnet ist, weg weisende und dem Schaum (10) zugewandte, erste Seite (SE1) und eine von der ersten Seite (SE1) wegweisende und sich direkt an die erste Seite (SE1) anschließende, zweite Seite (SE2) aufweist, wobei das jeweilige Isolationselement (13), welches dem jeweiligen Verbindungselement (9) zugeordnet ist, sowohl an der ersten Seite )SE1) als auch an der zweite Seite (SE2) jeweils direkt anliegt.
8. Elektrischer Energie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Isolationselement (13) an dem Schaum (10) direkt anliegt.
9. Elektrischer Energie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das jeweilige Isolationselement (13) über das jeweilige Verbindungselement (9), welches die jeweilige Schmelzsicherung (12) aufweist, der das das jeweilige Isolationselement (13) zugeordnet ist, hinauserstreckt und dadurch an einer von dem jeweiligen Zellgehäuse (5) abgewandten und dem Schaum (10) zugewandten Seite (SE3) des jeweiligen Anschlusselements (6), welchem das jeweilige Verbindungselement (9) zugeordnet ist, direkt anliegt.
10. Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem elektrischen Energiespeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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