[go: up one dir, main page]

DE102019208570A1 - Battery arrangement, vehicle or stationary system with such as well as a method for producing said battery arrangement - Google Patents

Battery arrangement, vehicle or stationary system with such as well as a method for producing said battery arrangement Download PDF

Info

Publication number
DE102019208570A1
DE102019208570A1 DE102019208570.9A DE102019208570A DE102019208570A1 DE 102019208570 A1 DE102019208570 A1 DE 102019208570A1 DE 102019208570 A DE102019208570 A DE 102019208570A DE 102019208570 A1 DE102019208570 A1 DE 102019208570A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing
cell
battery
interior
profile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102019208570.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Giere
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102019208570.9A priority Critical patent/DE102019208570A1/en
Priority to CN202010533771.2A priority patent/CN112331984B/en
Publication of DE102019208570A1 publication Critical patent/DE102019208570A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/10Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird. u.a. eine Batterieanordnung (3), mit einem Batteriegehäuse (4), welches einen Hohl-Profilstrang (4a) mit einem rohrförmigen Innenraum (7) und zumindest einer stirnseitigen Beschicköffnung (14) aufweist, wobei im besagten Innenraum (7) eine Mehrzahl elektrochemischer Zellen (8) angeordnet sind. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die elektrochemischen Zellen (8) jeweils ein plattenförmiges Zellengehäuse (9) mit Stirnflächen (10, 11) sowie einem umlaufenden Gehäuserand (12) aufweisen und mit einer Stirnfläche (10, 11) voran über besagte Beschicköffnung (14) in den Innenraum (7) des Batteriegehäuses (4) eingeschoben einen Zellenstapel (15) ausbilden.Is suggested. i.a. a battery arrangement (3), with a battery housing (4), which has a hollow profile strand (4a) with a tubular interior (7) and at least one front loading opening (14), wherein in said interior (7) a plurality of electrochemical cells ( 8) are arranged. It is advantageously provided that the electrochemical cells (8) each have a plate-shaped cell housing (9) with end faces (10, 11) as well as a circumferential housing edge (12) and with one end face (10, 11) leading over said loading opening (14) in the interior (7) of the battery housing (4) when pushed in to form a cell stack (15).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterieanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der Erfindung. Gemäß Anspruch 9 der Erfindung betrifft dieselbe des Weiteren ein Fahrzeug oder eine stationäre Anlage mit einer solchen Batterieanordnung. Gemäß Anspruch 10 der Erfindung betrifft dieselbe ferner ein Verfahren zur Herstellung der besagten Batterieanordnung.The invention relates to a battery arrangement according to the preamble of claim 1 of the invention. According to claim 9 of the invention, the same also relates to a vehicle or a stationary system with such a battery arrangement. According to claim 10 of the invention, the same also relates to a method for manufacturing said battery assembly.

Aus der DE 10 2011 104 499 A1 ist eine Batterie für ein Fahrzeug mit einer Mehrzahl von einen Stapel bildenden Batteriezellen bekannt. Zwischen jeweils zwei Batteriezellen ist ein aus einem wasserdichten Material gebildeter Separator angeordnet, welcher die Batteriezellen voneinander elektrisch isoliert. Durch die Separatoren kann ein Gehäuse für den Stapel der Batteriezellen gebildet sein, welches dicht gegenüber Wasser bzw. Feuchtigkeit ist.From the DE 10 2011 104 499 A1 a battery for a vehicle having a plurality of battery cells forming a stack is known. A separator made of a waterproof material is arranged between each two battery cells and electrically isolates the battery cells from one another. The separators can form a housing for the stack of battery cells which is impervious to water or moisture.

Aus der DE 10 2013 021 400 A1 ist eine Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie mit einem Zellblock bekannt, welcher eine Mehrzahl übereinander gestapelter Einzelzellen aufweist. Die Einzelzellen weisen eine Ausrichtstruktur auf, die mit Halteelementen korrespondiert, wodurch die Einzelzellen im Zellblock mechanisch fixiert werden. Die Halteelemente sind entweder zwischen zwei Einzelzellen angeordnet oder umschließen die Einzelzellen. Innerhalb des Zellblockes drücken die Halteelemente auf eine Siegelnaht der Einzelzelle, wobei die Halteelemente in diesem Bereich ein elastisches Element aufweisen. Das elastische Element dient einer gleichmäßigen Krafteinleitung in die Siegelnaht der Einzelzelle. Des Weiteren umfasst der Zellblock an jeder Stirnseite eine Druckplatte, sowie die Halteelemente und Druckplatten durchsetzende Zuganker, um diese axial zu verpressen.From the DE 10 2013 021 400 A1 a battery, in particular a vehicle battery, is known with a cell block which has a plurality of individual cells stacked on top of one another. The individual cells have an alignment structure that corresponds to holding elements, whereby the individual cells are mechanically fixed in the cell block. The holding elements are either arranged between two individual cells or enclose the individual cells. Inside the cell block, the holding elements press on a sealed seam of the individual cell, the holding elements having an elastic element in this area. The elastic element is used to uniformly introduce force into the sealing seam of the individual cell. Furthermore, the cell block comprises a pressure plate on each end face, as well as tie rods penetrating the holding elements and pressure plates in order to press them axially.

Aus der WO 20157113858 A2 ist ein Batteriemodul mit vorzugsweise einer Vielzahl von Batteriezellen bekannt, die im Wesentlichen plattenartig ausgebildet und von einer Schaumstoffstruktur umgebend sind, wobei diese zumindest zwei Schaumstoffschichten mit gleichen, oder unterschiedlichen mechanischen, physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften aufweist.From the WO 20157113858 A2 a battery module is known with preferably a plurality of battery cells, which are essentially plate-like and are surrounded by a foam structure, this having at least two foam layers with the same or different mechanical, physical and / or chemical properties.

Aus der dem Anmeldungsgegenstand nächstliegenden Druckschrift DE 10 2017 201 354 A1 ist eine Batteriebaugruppe, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem quaderförmigen Batteriegehäuse bekannt, in dessen ebenfalls quaderförmigen Innenraum wenigstens ein langgestrecktes, quaderförmiges Zellpaket mit einer Mehrzahl neben- und hintereinander angeordneter, sowie untereinender elektrisch verschalteter Batteriezellen (Einzelzellen) angeordnet ist. Die Batteriezellen weisen ebenfalls eine quaderförmige Gestalt auf und bilden so besagtes quaderförmiges Zellpaket aus. Die Batteriezellen sind mittels einer dieselben umgebenden Isolation aus bevorzugt einem Kunststoff umgeben, welche Isolation sozusagen ein Gehäuse ausbildet. Das Batteriegehäuse selbst ist durch einen Hohl-Profilstrang mit geschlossenem Profilquerschnitt (Rohrquerschnitt) gebildet, welchem beidenends wenigstens je ein Gehäuse-Deckelelement zum Verschließen des Hohl-Profilstrangs zugeordnet ist. Bei dem Hohl-Profilstrang handelt es sich bevorzugt um ein Strangpressprofil oder Pultrusionsprofil.From the publication closest to the subject of the application DE 10 2017 201 354 A1 a battery assembly, in particular for a vehicle, with a cuboid battery housing is known, in whose likewise cuboid interior at least one elongated cuboid cell pack with a plurality of battery cells (individual cells) arranged next to one another and one behind the other as well as one below the other is arranged. The battery cells also have a cuboid shape and thus form said cuboid cell pack. The battery cells are surrounded by insulation that surrounds them, preferably a plastic, which insulation forms a housing, so to speak. The battery housing itself is formed by a hollow profile strand with a closed profile cross section (pipe cross section), to which at least one housing cover element for closing the hollow profile strand is assigned at both ends. The hollow profile strand is preferably an extruded profile or a pultrusion profile.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Batterieanordnung zu schaffen, welche im Hinblick auf den Stand der Technik, insbesondere die nächstliegende Druckschrift DE 10 2017 201 354 A1 weiter verbessert ist und bei Beibehaltung der Vorteile des Standes der Technik einfach und kostengünstig herstellbar ist sowie eine sichere Lagerung der elektrochemischen Zellen im Batteriegehäuse der Batterieanordnung gewährleistet. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug mit einer derartigen Batterieanordnung zur Verfügung zu stellen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Batterieanordnung anzugeben.The object of the invention is to create a battery arrangement which, with regard to the prior art, in particular the closest publication DE 10 2017 201 354 A1 is further improved and, while maintaining the advantages of the prior art, can be produced simply and inexpensively, and secure storage of the electrochemical cells in the battery housing of the battery arrangement is ensured. Another object of the invention is to provide a vehicle with such a battery arrangement. It is also an object of the invention to provide a method for producing such a battery arrangement.

Ausgehend von einer Batterieanordnung, mit einem Batteriegehäuse, welches einen Hohl-Profilstrang mit einem rohrförmigen Innenraum und zumindest einer stirnseitigen Beschicköffnung aufweist, wobei im besagten Innenraum eine Mehrzahl elektrochemischer Zellen angeordnet sind, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die elektrochemischen Zellen jeweils ein plattenförmiges Zellengehäuse mit Stirnflächen sowie einem umlaufenden Gehäuserand aufweisen und mit einer Stirnfläche voran über besagte Beschicköffnung in den Innenraum des Batteriegehäuses eingeschoben einen Zellenstapel ausbilden.Starting from a battery arrangement, with a battery housing, which has a hollow profile strand with a tubular interior and at least one front loading opening, with a plurality of electrochemical cells being arranged in said interior, the object is achieved in that the electrochemical cells each have a plate-shaped Have cell housings with end faces and a circumferential housing edge and form a cell stack with one end face pushed into the interior of the battery housing via said loading opening.

Diese Batterieanordnung unterscheidet sich zum Stand der Technik vorteilhaft dadurch, dass die einzelnen elektrochemischen Zellen direkt im Batteriegehäuse sowie ohne zusätzliches Befestigungsmaterial verbaut werden bzw. verbaut sind, woraus insbesondere Material- und Gewicht- sowie Kosteneinsparungen im Hinblick auf Fertigung und Montage zu verzeichnen sind.This battery arrangement differs from the prior art advantageously in that the individual electrochemical cells are installed or are installed directly in the battery housing and without additional fastening material, which in particular results in material, weight and cost savings with regard to production and assembly.

Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.The subclaims describe preferred developments or embodiments of the invention.

Danach ist bevorzugt vorgesehen, dass das Zellengehäuse einer jeden elektrochemischen Zelle unter Vermittlung wenigstens eines am umlaufenden Gehäuserand angeordneten elastischen Ausgleichsprofils an der Innenmantelfläche des rohrförmigen Innenraums abgestützt ist, wodurch vorteilhaft eine sichere und schwingungsarme Halterung der elektrochemischen Zellen gewährleistet ist.According to this, it is preferably provided that the cell housing of each electrochemical cell is supported on the inner jacket surface of the tubular interior with the mediation of at least one elastic compensation profile arranged on the circumferential edge of the housing, whereby advantageously a safe and low-vibration mounting of the electrochemical cells is guaranteed.

Wie die Erfindung weiter vorsieht, ist dazu der Innenraum im Hinblick auf das Zellengehäuse einer jeden elektrochemischen Zelle derart mit Übermaß ausgebildet, dass das Zellengehäuse unter Vermittlung des elastischen Ausgleichsprofils unter Vorspannung an der Innenmantelfläche des rohrförmigen Innenraums abgestützt ist. D.h., die elektrochemische Zelle ist mit ihrer Querschnittskontur in einem definierten Toleranzbereich über das wenigstens eine elastische Ausgleichsprofil dem Querschnitt des Innenraums angepasst und quer zur Längserstreckung des Innenraums des Batteriegehäuses gesehen in diesem verpresst gehaltert.As the invention further provides, for this purpose the interior space is oversized with regard to the cell housing of each electrochemical cell such that the cell housing is supported under prestress on the inner surface of the tubular interior through the intermediary of the elastic compensation profile. That is, the electrochemical cell is adapted with its cross-sectional contour in a defined tolerance range via the at least one elastic compensation profile to the cross-section of the interior space and, viewed transversely to the longitudinal extent of the interior space of the battery housing, is held pressed in it.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das wenigstens eine elastische Ausgleichsprofil am besagten Gehäuserand vollständig umlaufend angeordnet. Alternativ kann das wenigstens eine elastische Ausgleichsprofil am besagten Gehäuserand auch abschnittsweise angeordnet sein. Insbesondere aus der letztbeschriebenen Maßnahme resultieren minimierte Einpresskräfte zur Positionierung der betreffenden elektrochemischen Zelle im Innenraum des Batteriegehäuses.According to a preferred embodiment, the at least one elastic compensation profile is arranged completely circumferentially on said housing edge. Alternatively, the at least one elastic compensation profile can also be arranged in sections on the said housing edge. The last-described measure in particular results in minimized press-in forces for positioning the relevant electrochemical cell in the interior of the battery housing.

Das wenigstens eine elastische Ausgleichsprofil ist bevorzugt als Hohlprofil mit offenem oder geschlossenen Profilquerschnitt oder als Vollprofil ausgebildet und kann dabei jedweden geeigneten Profilquerschnitt, insbesondere jedoch einen polygonalen, runden, wenigstens abschnittsweise gerundeten oder kammartigen Profilquerschnitt aufweisen. Eine beliebige Kombination derartiger Profilquerschnitte ist durch die Erfindung selbstverständlich mit erfasst.The at least one elastic compensation profile is preferably designed as a hollow profile with an open or closed profile cross-section or as a solid profile and can have any suitable profile cross-section, but in particular a polygonal, round, at least partially rounded or comb-like profile cross-section. Any combination of such profile cross-sections is of course also covered by the invention.

In Fortbildung der Erfindung ist des Weiteren vorgesehen, dass das wenigstens eine elastische Ausgleichsprofil einen Profilquerschnitt aufweist, der in Einschubrichtung der elektrochemischen Zelle in besagten Innenraum des Batteriegehäuses gesehen zumindest abschnittsweise verkleinert ausgebildet ist. Hierdurch ist/sind vorteilhaft zu Beginn des Einschubs der elektrochemischen Zelle in den Innenraum des Batteriegehäuses eine Zentrierung der Zelle im Bereich der Beschicköffnung des Batteriegehäuses und/oder eine geminderte Einschubkraft bewirkt. Die Verkleinerung kann dabei kontinuierlich oder diskontinuierlich oder gestuft ausgebildet sein.In a further development of the invention, it is further provided that the at least one elastic compensation profile has a profile cross-section which, viewed in the direction of insertion of the electrochemical cell into said interior of the battery housing, is at least partially reduced in size. As a result, at the beginning of the insertion of the electrochemical cell into the interior of the battery housing, a centering of the cell in the area of the charging opening of the battery housing and / or a reduced insertion force is / are advantageously effected. The reduction in size can be continuous or discontinuous or stepped.

Um den Fügeverbund zwischen den elektrochemischen Zellen und dem Batteriegehäuse noch weiter zu verbessern und eine sichere Montage der elektrochemischen Zellen im Batteriegehäuse zu gewährleisten, weisen das wenigstens eine Ausgleichsprofil und das Batteriegehäuse zueinander korrespondierende Formschlussmittel auf.In order to improve the joint between the electrochemical cells and the battery housing even further and to ensure safe assembly of the electrochemical cells in the battery housing, the at least one compensation profile and the battery housing have positive locking means that correspond to one another.

Um die elektrische Kontaktierung der elektrochemischen Zellen im Zellenstapel zu vereinfachen, weisen die Zellengehäuse im Bereich der jeweiligen Stirnflächen zumindest einen Zellenpol zur elektrischen Kontaktierung eines Zellenpols eines benachbarten Zellengehäuses auf. Bevorzugt resultiert hieraus eine elektrische Reihenschaltung der betreffenden Zellen im Zellenstapel.In order to simplify the electrical contacting of the electrochemical cells in the cell stack, the cell housings have at least one cell pole in the region of the respective end faces for electrical contacting of a cell pole of an adjacent cell housing. This preferably results in an electrical series connection of the relevant cells in the cell stack.

Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug oder eine stationäre Anlage, wie eine elektrochemische Speicheranlage, mit einer Batterieanordnung der vorbeschriebenen Art.The invention also relates to a vehicle or a stationary system, such as an electrochemical storage system, with a battery arrangement of the type described above.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Batterieanordnung der vorbeschriebenen Art. Dieses zeichnet sich im Wesentlichen durch folgende Schritte aus:

  • a) Bereitstellung eines Batteriegehäuse, welches einen Hohl-Profilstrang mit einem rohrförmigen Innenraum und zumindest einer stirnseitigen Beschicköffnung aufweist,
  • b) Bereitstellung einer Mehrzahl elektrochemischer Zellen, welche jeweils ein plattenförmiges Zellengehäuse mit Stirnflächen und einem umlaufenden Gehäuserand aufweisen,
  • c1) Bestückung des Batteriegehäuses mit den elektrochemischen Zellen, indem eine jede Zelle mit einer Stirnfläche voran über besagte Beschicköffnung in den Innenraum des Batteriegehäuses eingeschoben wird und in ihrer Gesamtheit einen Zellenstapel ausbilden, oder alternativ
  • c2) Ausbildung eines Zellenstapels, indem zunächst eine Mehrzahl elektrochemischer Zellen im Bereich ihrer Stirnflächen aufeinander gestapelt werden, und Einschieben des Zellenstapels mit einer Stirnfläche einer ersten elektrochemischen Zelle desselben voran in den Innenraum des Batteriegehäuses, und
  • d) gegebenenfalls stirnseitiges Verschließen des Batteriegehäuses mittels wenigstens eines Gehäuse-Deckelelements.
The invention also relates to a method for producing a battery arrangement of the type described above. This is essentially characterized by the following steps:
  • a) Provision of a battery housing which has a hollow profile strand with a tubular interior and at least one front loading opening,
  • b) Provision of a plurality of electrochemical cells, each of which has a plate-shaped cell housing with end faces and a circumferential housing edge,
  • c1) Equipping the battery housing with the electrochemical cells by pushing each cell with one end face first into the interior of the battery housing via said loading opening and forming a cell stack in its entirety, or alternatively
  • c2) Forming a cell stack by first stacking a plurality of electrochemical cells on top of one another in the area of their end faces, and inserting the cell stack with one end face of a first electrochemical cell of the same into the interior of the battery housing, and
  • d) optionally closing the battery housing at the end by means of at least one housing cover element.

Durch diese Maßnahme ist die Herstellung einer Batterieanordnung der gattungsgemäßen Art besonders vereinfacht, da zusätzliches Befestigungsmaterial entbehrlich ist.As a result of this measure, the production of a battery arrangement of the generic type is particularly simplified, since additional fastening material is unnecessary.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung soll die übliche Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs mit „-x“ („minus x“), die Richtung entgegen seiner üblichen Fahrtrichtung mit„+x“ („plus x“), ausgehend von der üblichen Fahrtrichtung (-x) die Richtung in der Horizontalen quer zur x-Richtung nach rechts gesehen mit „+y“, ausgehend von der üblichen Fahrtrichtung (-x) die Richtung in der Horizontalen quer zur x-Richtung nach links gesehen mit „-y“, die Richtung in der Vertikalen quer zur x-Richtung nach oben gesehen mit „+z“, und die Richtung in der Vertikalen quer zur x-Richtung nach unten gesehen mit „-z“ bezeichnet werden. Diese Bezeichnungsweise der Raumrichtungen in kartesischen Koordinaten entspricht dem in der Kraftfahrzeugindustrie allgemein verwendeten Koordinatensystem. Überdies werden Begriffe wie „vorne“, „hinten“, „oben“ „unten“ sowie Begriffe mit ähnlichem Bedeutungsinhalt einschließlich der Begriffe „rechts“ und „links“ in der Weise verwendet, wie sie zur Richtungsbezeichnung an einem Kraftfahrzeug üblicherweise gebraucht werden. Es zeigen:

  • 1 äußerst schematisch ein mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Batteriebaugruppe ausgestattetes Fahrzeug,
  • 2 eine perspektivische Ansicht der Batteriebaugruppe samt eines aus mehreren elektrochemischen Zellen zusammengesetztes Zellenstapels sowie eines denselben aufnehmenden Batteriegehäuses,
  • 3 eine vergrößerte Darstellung nach 2,
  • 4 eine perspektivische Einzeldarstellung einer elektrochemischen Zelle,
  • 5 eine Seitenansicht nach 5, und
  • 6 das mit elektrochemischen Zellen bestückte Batteriegehäuse in einer vorteilhaften Weiterbildung desselben.
The invention is explained in more detail below using the exemplary embodiments shown schematically in the drawings. However, it is not restricted to these, but rather covers all of the configurations defined by the patent claims. For the purposes of this description, the usual direction of travel of a motor vehicle should be marked with "-x"("minusx"), the direction opposite to its usual direction of travel with "+ x"("plusx"), based on the usual direction of travel (-x ) the direction in the Horizontal across the x direction to the right with “+ y”, starting from the usual direction of travel (-x) the direction in the horizontal across the x direction seen to the left with “-y”, the direction in the vertical across the x-direction seen upwards with “+ z”, and the vertical direction across the x-direction seen downwards with “-z”. This way of designating the spatial directions in Cartesian coordinates corresponds to the coordinate system generally used in the motor vehicle industry. In addition, terms such as “front”, “rear”, “top”, “bottom” and terms with a similar meaning, including the terms “right” and “left”, are used in the way they are usually used to indicate direction on a motor vehicle. Show it:
  • 1 extremely schematically a vehicle equipped with a battery assembly designed according to the invention,
  • 2 a perspective view of the battery assembly including a cell stack composed of several electrochemical cells and a battery housing accommodating the same,
  • 3 an enlarged view after 2 ,
  • 4th a perspective individual representation of an electrochemical cell,
  • 5 a side view according to 5 , and
  • 6th the battery housing equipped with electrochemical cells in an advantageous further development of the same.

1 zeigt zunächst ein Fahrzeug 1, vorliegend ein Kraftfahrzeug, mit einem Elektromotor 2 als Antriebsmotor und einer eine Traktionsbatterie, insbesondere Hochvolt-Batterie, ausbildenden Batterieanordnung 3. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel handelt sich somit um ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug 1. Durch die Erfindung mit erfasst ist selbstverständlich auch ein sogenanntes Hybridfahrzeug, welches neben einem oder mehreren Elektromoren 2 auch einen Verbrennungsmotor aufweist, oder ein jegliches anderes Fahrzeug 1, welches eine Batteriebaugruppe 3 der nachfolgend beschriebenen Art aufweist bzw. aufweisen kann (nicht zeichnerisch dargestellt). 1 first shows a vehicle 1 , in the present case a motor vehicle with an electric motor 2 as a drive motor and a battery arrangement forming a traction battery, in particular a high-voltage battery 3 . According to this exemplary embodiment, it is therefore a purely electrically operated vehicle 1 . The invention also includes a so-called hybrid vehicle, which in addition to one or more electric motors 2 also has an internal combustion engine, or any other vehicle 1 , which is a battery assembly 3 of the type described below has or can have (not shown in the drawing).

Gemäß 2 weist die Batterieanordnung 3 zunächst ein Batteriegehäuse 4 auf, welches durch einen in Abhängigkeit des aktuell benötigten Energiebedarfs sowie zur Verfügung stehenden Bauraums beliebig ablängbaren Hohl-Profilstrang 4a mit einem geschlossenen Profilquerschnitt gebildet ist. Der Hohl-Profilstrang 4a ist durch ein einfach und kostengünstig herzustellendes Strangpressprofil oder ein Pultrusionsprofil respektive Strangziehprofil gebildet. Ersteres findet insbesondere zur Ausbildung metallener Batteriegehäuse 4, wie beispielsweise Batteriegehäuse 4 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung Anwendung, wogegen letzeres insbesondere zur Ausbildung eines Batteriegehäuses 4 aus einem Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, Anwendung findet. Dem Batteriegehäuse 4 respektive den endseitigen Profilöffnungen 5 des Hohl-Profilstrang 4a ist bevorzugt beidenends je ein nicht zeichnerisch dargestelltes Gehäuse-Deckelelement zugeordnet.According to 2 instructs the battery assembly 3 first a battery case 4th which can be cut to length by a hollow profile strand that can be cut to any length depending on the currently required energy requirement and the available installation space 4a is formed with a closed profile cross-section. The hollow profile strand 4a is formed by an extruded profile that is easy and inexpensive to manufacture or a pultrusion profile or an extruded profile. The former is used in particular for the formation of metallic battery housings 4th such as battery cases 4th made of aluminum or an aluminum alloy, whereas the latter is used in particular to form a battery housing 4th made of a plastic or a composite material, in particular a fiber-reinforced plastic, is used. The battery case 4th respectively the end profile openings 5 of the hollow profile strand 4a is preferably assigned a housing cover element (not shown in the drawing) at both ends.

Das Batteriegehäuse 4 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen zwei Längsträgern 6 des Fahrzeugs 1 gehalten und erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung). Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf besagte Längsträger 6, sondern erfasst jedwede geeignete Tragstruktur des Fahrzeugs 1, beispielsweise nicht zeichnerisch dargestellte Querträger. Alternativ kann sich das Batteriegehäuse 4 auch in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstrecken, welches durch die Erfindung ebenfalls mit erfasst ist (nicht zeichnerisch dargestellt).The battery case 4th is according to this embodiment between two longitudinal members 6th of the vehicle 1 held and extends in the vehicle longitudinal direction (x-direction). However, the invention is not limited to said longitudinal members 6th , but includes any suitable supporting structure of the vehicle 1 , for example, not shown in the drawing cross member. Alternatively, the battery case 4th also extend in the transverse direction of the vehicle (y-direction), which is also covered by the invention (not shown in the drawing).

Das Batteriegehäuse 4 weist eine quaderförmige Gestalt auf. Es bildet in Längsrichtung desselben gesehen lediglich beispielgebend zwei parallel nebeneinander angeordnete rohrförmige Innenräume 7 zur Aufnahme je einer Mehrzahl elektrochemischer Zellen 8 aus. Es können auch Batteriegehäuse 4 vorgesehen sein, die lediglich einen Innenraum 7 oder mehr als zwei parallel neben- und/oder übereinander angeordnete Innenräume 7 ausbilden (nicht zeichnerisch dargestellt).The battery case 4th has a cuboid shape. Seen in the longitudinal direction of the same, it forms two tubular interior spaces arranged parallel next to one another by way of example only 7th to accommodate a plurality of electrochemical cells each 8th out. There can also be battery cases 4th be provided that only has an interior 7th or more than two interiors arranged parallel next to and / or one above the other 7th train (not shown in the drawing).

In Anlehnung an eine in den 2 bis 6 ersichtliche quaderförmige Gestalt der elektrochemischen Zellen 8 weisen die Innenräume 7 einen quaderförmigen Querschnitt auf. D.h., die Innenkontur des betreffenden Innenraums 7 ist demnach weitestgehend formkomplementär der Außenkontur der elektrochemischen Zellen 8 ausgebildet.Based on one in the 2 to 6th visible cuboid shape of the electrochemical cells 8th show the interiors 7th a cuboid cross-section. That is, the inner contour of the relevant interior 7th is therefore largely complementary in shape to the outer contour of the electrochemical cells 8th educated.

Die elektrochemischen Zellen 8 weisen jeweils ein plattenförmiges Zellengehäuse 9 mit besagter quaderförmigen Gestalt auf und sind beispielsweise aus einem Metall oder einem Kunststoff gebildet. Unter einem plattenförmigen Zellengehäuse 9 wird im Wesentlichen ein Zellengehäuse 9 verstanden, dessen Tiefe weit geringer dessen Breite und Höhe gewählt ist. Das Zellengehäuse 9 weist zwei Stirnflächen 10, 11 sowie einem umlaufenden Gehäuserand 12 auf. Die Stirnflächen 10, 11 des Zellengehäuses 9 einer jeden elektrochemischen Zelle 8 weisen zumindest einen nicht zeichnerisch dargestellten Zellenpol auf oder bilden einen solchen zur elektrischen Kontaktierung einer Stirnfläche 10, 11 des Zellengehäuses 9 einer benachbarten elektrochemischen Zelle 8 aus.The electrochemical cells 8th each have a plate-shaped cell housing 9 with said cuboid shape and are formed for example from a metal or a plastic. Under a plate-shaped cell housing 9 becomes essentially a cell housing 9 understood, the depth of which is chosen to be far less the width and height. The cell housing 9 has two end faces 10 , 11 as well as a circumferential edge of the housing 12 on. The end faces 10 , 11 of the cell housing 9 of every electrochemical cell 8th have at least one cell pole, not shown in the drawing, or form one for making electrical contact with an end face 10 , 11 of the cell housing 9 an adjacent electrochemical cell 8th out.

Gemäß den 2 und 3 sind entsprechend dem Richtungspfeil 13 in 3 die Mehrzahl elektrochemischer Zellen 8 mit einer ihrer Stirnflächen 10, 11 voran über eine der endseitigen Profilöffnungen 5, welche gleichzeitig eine Beschicköffnung 14 ist, in den betreffenden Innenraum 7 des Batteriegehäuses 4 eingeschoben und bevorzugt in Reihenschaltung aufeinandergestapelt, wodurch ein Zellenstapel 15 gebildet ist. Die Beschickung des besagten Innenraums 7 mit den elektrochemischen Zellen 8 kann derart erfolgen, dass entweder die elektrochemischen Zellen 8 jeweils einzeln in den Innenraum 7 eingeschoben werden und erst innerhalb des Innenraums 7 den Zellenstapel 15 ausbilden, oder dass die elektrochemischen Zellen 8 vorab im Bereich ihrer Stirnflächen 10, 11 aufeinander gestapelt werden und hiernach als Zellenstapel 15 mit einer Stirnfläche 10 oder 11 einer ersten elektrochemischen Zelle 8 des Zellenstapels 15 voran in den Innenraum 7 des Batteriegehäuses 4 eingeschoben werden. Zum Verschließen des mit den elektrochemischen Zellen 8 bestückten Batteriegehäuses 4 können nicht zeichnerisch dargestellte Gehäuse-Deckelelemente vorgesehen sein.According to the 2 and 3 are according to the direction arrow 13th in 3 the majority of electrochemical cells 8th with one of their end faces 10 , 11 ahead over one of the end profile openings 5 , which also has a loading opening 14th is, in the interior concerned 7th of the battery case 4th inserted and preferably stacked in series, creating a cell stack 15th is formed. The loading of the said interior 7th with the electrochemical cells 8th can be done in such a way that either the electrochemical cells 8th each individually in the interior 7th be inserted and only inside the interior 7th the cell stack 15th train, or that the electrochemical cells 8th in advance in the area of their end faces 10 , 11 are stacked on top of each other and then as a cell stack 15th with an end face 10 or 11 a first electrochemical cell 8th of the cell stack 15th moving forward into the interior 7th of the battery case 4th be inserted. To close the with the electrochemical cells 8th equipped battery housing 4th Housing cover elements not shown in the drawing can be provided.

Wie den 2 bis 6 weiter zu entnehmen ist, ist das Zellengehäuse 9 einer jeden elektrochemischen Zelle 8 unter Vermittlung eines am umlaufenden Gehäuserand 12 angeordneten elastischen Ausgleichsprofil 16 an der Innenmantelfläche 17 (vgl. insbes. 6) des rohrförmigen Innenraums 7 abgestützt. Das Ausgleichsprofil kann beispielsweise aus einem Gummi oder aus einem elastomeren Kunststoff bestehen. Der Innenraum 7 ist im Hinblick auf das Zellengehäuse 9 einer jeden elektrochemischen Zelle 8 zwar mit Übermaß ausgebildet, jedoch nur derart, dass das Zellengehäuse 9 unter Vermittlung des elastischen Ausgleichsprofils 16 unter Vorspannung an der Innenmantelfläche 17 des rohrförmigen Innenraums 7 abgestützt ist. Wie den 2 bis 6 noch zu entnehmen ist, ist das elastische Ausgleichsprofil 16 am besagten Gehäuserand 12 vollständig umlaufend angeordnet. Like that 2 to 6th can be seen further, is the cell housing 9 of every electrochemical cell 8th with the mediation of one on the circumferential edge of the housing 12 arranged elastic compensation profile 16 on the inner surface 17th (see esp. 6th ) of the tubular interior 7th supported. The compensation profile can for example consist of a rubber or an elastomeric plastic. The interior 7th is in terms of the cell housing 9 of every electrochemical cell 8th although designed with oversize, but only in such a way that the cell housing 9 mediating the elastic compensation profile 16 under pretension on the inner surface 17th of the tubular interior 7th is supported. Like that 2 to 6th can still be seen, is the elastic compensation profile 16 at the said edge of the housing 12 arranged completely circumferentially.

Alternativ kann das elastische Ausgleichsprofil 16 am besagten Gehäuserand 12 auch abschnittsweise angeordnet sein (nicht zeichnerisch dargestellt). D.h., das Zellengehäuse 9 stützt sich nur in vorbestimmten Abschnitten des Gehäuserandes 12 an der Innenmantelfläche 17 rohrförmigen Innenraums 7 des Batteriegehäuses 4 ab. Hieraus resultieren insbesondere minimierte Einpresskräfte zur Positionierung der betreffenden elektrochemischen Zelle 8 im Innenraum 7 des Batteriegehäuses 4.Alternatively, the elastic compensation profile 16 at the said edge of the housing 12 also be arranged in sections (not shown in the drawing). That is, the cell housing 9 is only supported in predetermined sections of the edge of the housing 12 on the inner surface 17th tubular interior 7th of the battery case 4th from. This results in particular minimized press-in forces for positioning the electrochemical cell in question 8th in the interior 7th of the battery case 4th .

Das elastische Ausgleichsprofil 16 kann als Hohlprofil mit offenem oder geschlossenen Profilquerschnitt oder als Vollprofil ausgebildet sein und dabei jedweden geeigneten Profilquerschnitt, insbesondere jedoch einen polygonalen, runden, wenigstens abschnittsweise gerundeten oder kammartigen Profilquerschnitt aufweisen. Eine beliebige Kombination derartiger Profilquerschnitte ist durch die Erfindung selbstverständlich mit erfasst. 5 zeigt insoweit lediglich beispielgebend ein Ausgleichsprofil 16 mit besagtem kammartigen Profilquerschnitt. Das Ausgleichsprofil 16 verfügt gemäß diesem Ausführungsbeispiel über fünf am Gehäuserand 12 des Zellengehäuses 9 umlaufende Profillippen 16a, welche in Längsrichtung des Innenraums 7 des Batteriegehäuses 4 gesehen beabstandet zueinander angeordnet sind und sich im Bereich ihres Außenumfangs an der Innenmantelfläche 17 des Innenraums 7 des Batteriegehäuses 4 abstützen. Auch durch diese Ausbildung des Ausgleichsprofils 16 mit einzelnen Profillippen 16a der vorbeschriebenen Art resultieren insbesondere minimierte Einpresskräfte zur Positionierung der betreffenden elektrochemischen Zelle 8 im Innenraum 7 des Batteriegehäuses 4.The elastic compensation profile 16 can be designed as a hollow profile with an open or closed profile cross-section or as a solid profile and thereby have any suitable profile cross-section, but in particular a polygonal, round, at least partially rounded or comb-like profile cross-section. Any combination of such profile cross-sections is of course also covered by the invention. 5 shows a compensation profile as an example 16 with said comb-like profile cross-section. The compensation profile 16 according to this embodiment has five on the edge of the housing 12 of the cell housing 9 circumferential profile lips 16a , which in the longitudinal direction of the interior 7th of the battery case 4th viewed at a distance from one another and located in the region of their outer circumference on the inner lateral surface 17th of the interior 7th of the battery case 4th prop up. Also through this design of the compensation profile 16 with individual profile lips 16a the type described above results in particular in minimized press-in forces for positioning the electrochemical cell in question 8th in the interior 7th of the battery case 4th .

Eine weitere Möglichkeit der Minimierung der Einpresskräfte insbesondere zu Beginn des Beschickvorganges ergibt sich dadurch, dass gemäß 5 das Ausgleichsprofil 16 einen Profilquerschnitt aufweist, der in Einschubrichtung 13 der elektrochemischen Zelle 8 in besagten Innenraum 7 des Batteriegehäuses 4 gesehen zumindest abschnittsweise verkleinert ausgebildet ist. Hierdurch ist ferner vorteilhaft zu Beginn des Einschubs der elektrochemischen Zelle 8 in den Innenraum 7 des Batteriegehäuses 4 eine Zentrierung der Zelle 8 im Bereich der Beschicköffnung 14 des Batteriegehäuses 4 bewirkt. Die Verkleinerung des Profilquerschnitts kann dabei kontinuierlich oder diskontinuierlich oder gestuft ausgebildet sein. In 3 ist eine derartige Verkleinerung des Profilquerschnitts äußerst schematisch mittels einer strichpunktierten Linie angedeutet. Im vorliegenden Fall sind demnach ein Teil der Profillippen 16a, nämlich in Einschubrichtung gesehen die beiden vorderen Profillippen 16a, in ihrer Erstreckung vom Zellengehäuse 9 weg verkleinert auszubilden.Another possibility of minimizing the press-in forces, especially at the beginning of the loading process, results from the fact that according to FIG 5 the compensation profile 16 has a profile cross-section that extends in the direction of insertion 13th the electrochemical cell 8th in said interior 7th of the battery case 4th seen at least partially reduced. This is also advantageous at the beginning of the insertion of the electrochemical cell 8th in the interior 7th of the battery case 4th a centering of the cell 8th in the area of the loading opening 14th of the battery case 4th causes. The reduction in the profile cross section can be continuous or discontinuous or stepped. In 3 Such a reduction in the profile cross-section is indicated extremely schematically by means of a dot-dash line. In the present case, therefore, are part of the profile lips 16a , namely the two front profile lips seen in the direction of insertion 16a , in their extension from the cell housing 9 to train downsized away.

Um den Fügeverbund zwischen den elektrochemischen Zellen 8 und dem Batteriegehäuse 4 noch weiter zu verbessern und eine sichere, insbesondere auch automatisierte Montage der elektrochemischen Zellen 8 im Batteriegehäuse 4 zu gewährleisten, weisen das wenigstens eine Ausgleichsprofil 16 und das Batteriegehäuse 4 zueinander korrespondierende Formschlussmittel 18, 19 auf. So zeigt 6 ein Ausgleichsprofil 16, welches in Längsrichtung des Innenraums 7 des Batteriegehäuses 4 gesehen ein erstes Formschlussmittel 18 in Form einer eine Ausnehmung aufweist, welches im Zusammenbau zwischen elektrochemischer Zelle 8 und Batteriegehäuse 4 ein zweites Formschlussmittel 19 in Form eines Vorsprungs an der Innenmantelfläche 17 des rohrförmigen Innenraums 7 formschlüssig aufnimmt. Bevorzugt bilden dabei sämtliche elektrochemischen Zellen 8 eines Zellenstapels 15 in ihrer Gesamteinheit eine langgestreckte Nut aus, welche ein zweites Formschlussmittel 19 in Form eines langgestreckten stegförmigen Vorsprungs an der Innenmantelfläche 17 des rohrförmigen Innenraums 7 formschlüssig aufnimmt.About the joint between the electrochemical cells 8th and the battery case 4th To improve even further and a safe, in particular automated assembly of the electrochemical cells 8th in the battery case 4th to ensure that have at least one compensation profile 16 and the battery case 4th interlocking means corresponding to one another 18th , 19th on. So shows 6th a compensation profile 16 , which is in the longitudinal direction of the interior 7th of the battery case 4th seen a first positive locking means 18th in the form of a recess, which in the assembly between the electrochemical cell 8th and battery case 4th a second form-fit means 19th in the form of a projection on the inner lateral surface 17th of the tubular interior 7th positively receives. All of the electrochemical cells preferably form 8th of a cell stack 15th in their overall unit from an elongated groove, which a second form-locking means 19th in the form of an elongated web-shaped projection on the inner lateral surface 17th of the tubular interior 7th positively receives.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel stellt auf eine Batterieanordnung 3 eines Fahrzeugs 1 ab. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf einen derartigen Anwendungsfall, sondern erfasst auch eine Batterieanordnung 3, welche Bestandteil einer stationären Anlage, wie einer nicht zeichnerisch dargestellten elektrochemischen Speicheranlage ist, die beispielsweise der Zwischenspeicherung mittels Windkraft- und/oder Solarkraftanlagen gewonnenen elektrischen Stroms dient.The embodiment described above is based on a battery arrangement 3 of a vehicle 1 from. However, the invention is not limited to such an application, but also includes a battery arrangement 3 , which is part of a stationary system, such as an electrochemical storage system not shown in the drawing, which is used, for example, for the intermediate storage of electrical power generated by means of wind power and / or solar power systems.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Fahrzeugvehicle
22
ElektromotorElectric motor
33
BatterieanordnungBattery arrangement
44th
BatteriegehäuseBattery case
4a4a
Hohl-ProfilstrangHollow profile strand
55
ProfilöffnungProfile opening
66th
LängsträgerSide member
77th
Innenrauminner space
88th
Zellecell
99
ZellengehäuseCell housing
1010
StirnflächeFace
1111
StirnflächeFace
1212
GehäuserandCasing edge
1313
Richtungspfeil EinschubrichtungDirection arrow insertion direction
1414th
BeschicköffnungLoading opening
1515th
ZellenstapelCell stack
1616
AusgleichsprofilCompensation profile
16a16a
ProfillippenProfile lips
1717th
InnenmantelflächeInner jacket surface
1818th
FormschlussmittelForm fit
1919th
FormschlussmittelForm fit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102011104499 A1 [0002]DE 102011104499 A1 [0002]
  • DE 102013021400 A1 [0003]DE 102013021400 A1 [0003]
  • WO 20157113858 A2 [0004]WO 20157113858 A2 [0004]
  • DE 102017201354 A1 [0005, 0006]DE 102017201354 A1 [0005, 0006]

Claims (10)

Batterieanordnung (3), mit einem Batteriegehäuse (4), welches einen Hohl-Profilstrang (4a) mit einem rohrförmigen Innenraum (7) und zumindest einer stirnseitigen Beschicköffnung (14) aufweist, wobei im besagten Innenraum (7) eine Mehrzahl elektrochemischer Zellen (8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemischen Zellen (8) jeweils ein plattenförmiges Zellengehäuse (9) mit Stirnflächen (10, 11) sowie einem umlaufenden Gehäuserand (12) aufweisen und mit einer Stirnfläche (10, 11) voran über besagte Beschicköffnung (14) in den Innenraum (7) des Batteriegehäuses (4) eingeschoben einen Zellenstapel (15) ausbilden.Battery arrangement (3), with a battery housing (4) which has a hollow profile strand (4a) with a tubular interior (7) and at least one front loading opening (14), a plurality of electrochemical cells (8) in said interior (7) ), characterized in that the electrochemical cells (8) each have a plate-shaped cell housing (9) with end faces (10, 11) as well as a circumferential housing edge (12) and with one end face (10, 11) in front of said loading opening ( 14) pushed into the interior (7) of the battery housing (4) to form a cell stack (15). Batterieanordnung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellengehäuse (9) einer jeden elektrochemischen Zelle (8) unter Vermittlung wenigstens eines am umlaufenden Gehäuserand (12) angeordneten elastischen Ausgleichsprofils (16) an der Innenmantelfläche (17) des rohrförmigen Innenraums (7) abgestützt ist.Battery arrangement (3) Claim 1 , characterized in that the cell housing (9) of each electrochemical cell (8) is supported on the inner circumferential surface (17) of the tubular interior space (7) by means of at least one elastic compensation profile (16) arranged on the circumferential edge of the housing (12). Batterieanordnung (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (7) im Hinblick auf das Zellengehäuse (9) einer jeden elektrochemischen Zelle (8) derart mit Übermaß ausgebildet ist, dass das Zellengehäuse (9) unter Vermittlung des elastischen Ausgleichsprofils (16) unter Vorspannung an der Innenmantelfläche (17) des rohrförmigen Innenraums (7) abgestützt ist.Battery arrangement (3) Claim 2 , characterized in that the interior (7) with regard to the cell housing (9) of each electrochemical cell (8) is oversized in such a way that the cell housing (9) is pretensioned on the inner circumferential surface by means of the elastic compensation profile (16) (17) of the tubular interior (7) is supported. Batterieanordnung (3) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elastische Ausgleichsprofil (16) am besagten Gehäuserand (12) vollständig umlaufend oder abschnittsweise angeordnet ist.Battery arrangement (3) Claim 2 or 3 , characterized in that the at least one elastic compensation profile (16) on said housing edge (12) is arranged completely circumferentially or in sections. Batterieanordnung (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elastische Ausgleichsprofil (16) ein Hohl- oder Vollprofil ist.Battery arrangement (3) according to one of the Claims 2 to 4th , characterized in that the at least one elastic compensation profile (16) is a hollow or solid profile. Batterieanordnung (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elastische Ausgleichsprofil (16) einen Profilquerschnitt aufweist, der in Einschubrichtung (13) der elektrochemischen Zelle (8) in besagten Innenraum (7) des Batteriegehäuses (4) gesehen zumindest abschnittsweise verkleinert ausgebildet ist.Battery arrangement (3) according to one of the Claims 2 to 5 , characterized in that the at least one elastic compensating profile (16) has a profile cross-section which, viewed in the direction of insertion (13) of the electrochemical cell (8) in said interior (7) of the battery housing (4), is at least partially reduced. Batterieanordnung (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Ausgleichsprofil (16) und das Batteriegehäuse (4) zueinander korrespondierende Formschlussmittel (18, 19) aufweisen.Battery arrangement (3) according to one of the Claims 2 to 6th , characterized in that the at least one compensation profile (16) and the battery housing (4) have mutually corresponding positive locking means (18, 19). Batterieanordnung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellengehäuse (9) im Bereich der jeweiligen Stirnflächen (10, 11) zumindest einen Zellenpol zur elektrischen Kontaktierung eines Zellenpols eines benachbarten Zellengehäuses (9) aufweisen.Battery arrangement (3) according to one of the preceding claims, characterized in that the cell housings (9) in the region of the respective end faces (10, 11) have at least one cell pole for electrical contacting of a cell pole of an adjacent cell housing (9). Fahrzeug (1) oder stationäre Anlage, mit einer Batterieanordnung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Vehicle (1) or stationary system, with a battery arrangement (3) according to one of the preceding claims. Verfahren zur Herstellung einer Batterieanordnung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Bereitstellung eines Batteriegehäuse (4), welches einen Hohl-Profilstrang (4a) mit einem rohrförmigen Innenraum (7) und zumindest einer stirnseitigen Beschicköffnung (14) aufweist, b) Bereitstellung einer Mehrzahl elektrochemischer Zellen (8), welche jeweils ein plattenförmiges Zellengehäuse (9) mit Stirnflächen (10, 11) und einem umlaufenden Gehäuserand (12) aufweisen, c1) Bestückung des Batteriegehäuses (4) mit den elektrochemischen Zellen (8), indem eine jede Zelle (8) mit einer Stirnfläche (10, 11) voran über besagte Beschicköffnung (14) in den Innenraum (7) des Batteriegehäuses (4) eingeschoben wird und in ihrer Gesamtheit einen Zellenstapel (15) ausbilden, oder c2) Ausbildung eines Zellenstapels (15), indem zunächst eine Mehrzahl elektrochemischer Zellen (8) im Bereich ihrer Stirnflächen (10, 11) aufeinander gestapelt werden, und Einschieben des Zellenstapels (15) mit einer Stirnfläche (10, 11) einer ersten elektrochemischen Zelle (8) desselben voran in den Innenraum (7) des Batteriegehäuses (4), und d) gegebenenfalls stirnseitiges Verschließen des Batteriegehäuses (4) mittels wenigstens eines Gehäuse-Deckelelements.Method for producing a battery arrangement (3) according to one of the Claims 1 to 9 , characterized by the following steps: a) providing a battery housing (4) which has a hollow profile strand (4a) with a tubular interior (7) and at least one front loading opening (14), b) providing a plurality of electrochemical cells (8) each having a plate-shaped cell housing (9) with end faces (10, 11) and a circumferential housing edge (12), c1) equipping the battery housing (4) with the electrochemical cells (8) by placing each cell (8) with a End face (10, 11) is pushed in front via said loading opening (14) into the interior (7) of the battery housing (4) and in its entirety form a cell stack (15), or c2) formation of a cell stack (15) by initially adding a A plurality of electrochemical cells (8) are stacked on top of one another in the region of their end faces (10, 11), and the cell stack (15) is inserted with one end face (10, 11) of a first electrochemical cell (8) the same first in the interior (7) of the battery housing (4), and d) optionally closing the end of the battery housing (4) by means of at least one housing cover element.
DE102019208570.9A 2019-06-13 2019-06-13 Battery arrangement, vehicle or stationary system with such as well as a method for producing said battery arrangement Ceased DE102019208570A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019208570.9A DE102019208570A1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Battery arrangement, vehicle or stationary system with such as well as a method for producing said battery arrangement
CN202010533771.2A CN112331984B (en) 2019-06-13 2020-06-12 Battery device, vehicle or stationary installation and method for producing a battery device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019208570.9A DE102019208570A1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Battery arrangement, vehicle or stationary system with such as well as a method for producing said battery arrangement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019208570A1 true DE102019208570A1 (en) 2020-12-17

Family

ID=73546664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019208570.9A Ceased DE102019208570A1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Battery arrangement, vehicle or stationary system with such as well as a method for producing said battery arrangement

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112331984B (en)
DE (1) DE102019208570A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021130972A1 (en) 2021-11-25 2023-05-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energy storage floor system for a motor vehicle, in particular for a passenger car, and motor vehicles
DE102022202560A1 (en) 2022-03-15 2023-09-21 Mahle International Gmbh battery
DE102023209006A1 (en) 2023-09-15 2025-03-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and process arrangement for joining at least one battery stack in a battery housing

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110293973A1 (en) * 2010-05-26 2011-12-01 Myeongcheol Kim Battery pack
DE102012018036A1 (en) * 2012-09-13 2014-03-13 Daimler Ag Battery e.g. lithium-ion-battery, for use as traction battery in e.g. hybrid vehicle, has stack of individual cells arranged in stack housing, and foamed plastic material i.e. polyurethane foam, provided between cell frames and housing
EP2793289A2 (en) * 2013-03-29 2014-10-22 Samsung SDI Co., Ltd. Battery module
DE102013017355A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 Daimler Ag Frame arrangement for cell elements, stack package and assembly and disassembly process for it
US20160268560A1 (en) * 2013-10-16 2016-09-15 Blue Solutions Electricity storage unit and assembly method for such a unit
EP3014690B1 (en) * 2013-06-26 2020-03-11 Techtronic Power Tools Technology Limited Battery pack,tool battery and battery operated tool

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5008360B2 (en) * 2006-08-30 2012-08-22 三洋電機株式会社 Power supply
DE102013209391A1 (en) * 2013-05-22 2014-11-27 Robert Bosch Gmbh Battery cell assembly
JP2016066451A (en) * 2014-09-24 2016-04-28 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing method of battery pack
WO2018183391A1 (en) * 2017-03-27 2018-10-04 Kruszelnicki Martin Battery pack module
WO2018213306A1 (en) * 2017-05-16 2018-11-22 Shape Corp. Vehicle battery tray having tub-based component
JP7067890B2 (en) * 2017-10-03 2022-05-16 マレリ株式会社 Batteries assembled

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110293973A1 (en) * 2010-05-26 2011-12-01 Myeongcheol Kim Battery pack
DE102012018036A1 (en) * 2012-09-13 2014-03-13 Daimler Ag Battery e.g. lithium-ion-battery, for use as traction battery in e.g. hybrid vehicle, has stack of individual cells arranged in stack housing, and foamed plastic material i.e. polyurethane foam, provided between cell frames and housing
EP2793289A2 (en) * 2013-03-29 2014-10-22 Samsung SDI Co., Ltd. Battery module
EP3014690B1 (en) * 2013-06-26 2020-03-11 Techtronic Power Tools Technology Limited Battery pack,tool battery and battery operated tool
US20160268560A1 (en) * 2013-10-16 2016-09-15 Blue Solutions Electricity storage unit and assembly method for such a unit
DE102013017355A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 Daimler Ag Frame arrangement for cell elements, stack package and assembly and disassembly process for it

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021130972A1 (en) 2021-11-25 2023-05-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energy storage floor system for a motor vehicle, in particular for a passenger car, and motor vehicles
DE102022202560A1 (en) 2022-03-15 2023-09-21 Mahle International Gmbh battery
DE102023209006A1 (en) 2023-09-15 2025-03-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and process arrangement for joining at least one battery stack in a battery housing

Also Published As

Publication number Publication date
CN112331984A (en) 2021-02-05
CN112331984B (en) 2023-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020259879A1 (en) Energy storage device for a motor vehicle, motor vehicle, and production method
DE102019208570A1 (en) Battery arrangement, vehicle or stationary system with such as well as a method for producing said battery arrangement
DE102017202354A1 (en) Battery assembly and method of making the same and vehicle having such a battery assembly
DE102009006991A1 (en) Electrical energy storage i.e. traction battery, for use in vehicle tunnel of motor vehicle, has wall section formed such that defined deformation of side panel is caused during pre-determined force entry on side panel of wall section
EP2697842B1 (en) Energy storage module comprising a plurality of prismatic storage cells and method for producing an end plate of the energy storage module
WO2017137121A1 (en) Battery assembly and method for producing same
WO2020182612A1 (en) Energy storage device for a motor vehicle, motor vehicle, and production method
DE102018214545A1 (en) Battery module for a motor vehicle and motor vehicle with such a battery module
WO2011012201A1 (en) Battery and method for producing a battery
DE102018207327A1 (en) Storage device for storing electrical energy for a motor vehicle, and motor vehicle
DE102022004064A1 (en) Battery module and method for assembling it and battery
DE102016210881A1 (en) Battery for a motor vehicle, motor vehicle and method for manufacturing a battery
WO2016015960A1 (en) High-voltage energy store having a locally reinforced housing and corresponding production method
DE102021004470A1 (en) Battery case and method of assembling a battery
DE102021128754A1 (en) Battery housing module arrangement for accommodating at least one battery unit, in particular a battery unit of a traction battery, of a vehicle that can be driven by an electric motor
DE102011103983A1 (en) Battery housing for lithium-ion cells for e.g. traction battery for hybrid vehicle, has flanges connected with each other by clamp that surrounds flanges in electrically conductive manner, where clamp is laterally pushed onto flanges
DE102019131200A1 (en) Power-free battery module for a traction battery, method for producing a battery module, traction battery and electrically drivable motor vehicle
DE102016118751B4 (en) ENERGY STORAGE SYSTEM, ENERGY STORAGE MODULE AND ASSEMBLY, AND METHOD OF ASSEMBLING ENERGY STORAGE MODULE
DE102018213129A1 (en) Vehicle battery for a motor vehicle and motor vehicle
DE102014018709A1 (en) Battery for a motor vehicle and motor vehicle
DE102020107718A1 (en) Storage housing for a vehicle II
DE102020122891A1 (en) Energy store for a motor vehicle and motor vehicle
DE102021102050A1 (en) Battery case, motor vehicle and method for providing a battery case
DE102017114579B4 (en) METHOD OF HANDLING A FLAT CONDUCTOR ARRANGEMENT
DE102021004160A1 (en) Electrical energy store for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002100000

Ipc: H01M0050200000

R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final