DE102019109472A1 - Battery with holding device and motor vehicle - Google Patents
Battery with holding device and motor vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019109472A1 DE102019109472A1 DE102019109472.0A DE102019109472A DE102019109472A1 DE 102019109472 A1 DE102019109472 A1 DE 102019109472A1 DE 102019109472 A DE102019109472 A DE 102019109472A DE 102019109472 A1 DE102019109472 A1 DE 102019109472A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- battery
- cell
- plastic
- cells
- support structure
- 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.)
- Pending
Links
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 43
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 43
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 4
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 4
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 3
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 2
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
- H01M50/152—Lids or covers characterised by their shape for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/121—Organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
- H01M50/169—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by welding, brazing or soldering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
- H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
- H01M50/293—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft Batterie (2) für ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Vielzahl von Batteriezellen (1) in Form von Rundzellen mit jeweils einem Zellwickel (4) und einer Umhüllung (3), in welcher der Zellwickel (4) angeordnet ist, wobei die Umhüllungen (3) der Rundzellen als zylinderförmige Kunststoffhüllen ausgebildet sind und die Batterie (2) eine wabenförmige Stützstruktur (14) mit einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Wabenkammern (15) zum Aufnehmen von jeweils einer Rundzelle aufweist, wobei dazu in jede Wabenkammer (15) jeweils eine Kunststoffhülle mit einem Zellwickel (4) eingeschoben ist und wobei die wabenförmige Stützstruktur (15) dazu ausgelegt ist, die Batteriezellen (1) zu halten und eine Stabilität der Batterie (2) zu erhöhen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a battery (2) for a motor vehicle having a plurality of battery cells (1) in the form of round cells, each with a cell coil (4) and a casing (3) in which the cell coil (4) is arranged, the casings ( 3) the round cells are designed as cylindrical plastic shells and the battery (2) has a honeycomb support structure (14) with a large number of honeycomb chambers (15) arranged parallel to one another for receiving one round cell, one in each honeycomb chamber (15) Plastic casing with a cell coil (4) is inserted and the honeycomb-shaped support structure (15) is designed to hold the battery cells (1) and to increase the stability of the battery (2). The invention also relates to a motor vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Vielzahl von Batteriezellen in Form von Rundzellen mit jeweils einem Zellwickel und einer Umhüllung, in welcher der Zellwickel angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie.The invention relates to a battery for a motor vehicle having a plurality of battery cells in the form of round cells, each with a cell coil and a casing in which the cell coil is arranged. The invention also relates to a motor vehicle with a battery.
Vorliegend richtet sich das Interesse auf wiederaufladbare Batterien bzw. Akkumulatoren, welche beispielsweise als Traktionsbatterien im Antriebsstrang elektrisch antreibbarer Kraftfahrzeuge, beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge, eingesetzt werden können. Solche Batterien weisen üblicherweise eine Vielzahl von miteinander verschalteten Batteriezellen auf. Die Batteriezellen können beispielsweise prismatische Batteriezellen mit flachquaderförmigen Zellgehäusen oder Rundzellen mit zylindrischen Zellgehäuse sein. Die Zellgehäuse von prismatischen Batteriezellen und Rundzellen, in welchen ein galvanisches Element der Batteriezellen angeordnet ist, sind üblicherweise aus einem starren, mechanisch stabilen Material, beispielsweise Aluminium, ausgebildet. Zum Ausbilden von Traktionsbatterien müssen eine Vielzahl von Batteriezellen bereitgestellt und miteinander verschaltet werden, wodurch sich ein Gewicht der Batterie aufgrund der Zellgehäuse der Batteriezellen erhöht. Darüber hinaus werden die Batteriezellen üblicherweise zum Befestigen und zum Schützen der Batteriezellen bei einer unfallbedingten bzw. crashbedingten Kraftbeaufschlagung in starren schweren Batteriegehäusen angeordnet und/oder mittels starrer, schwerer Zellmodulrahmen verspannt. Dies führt zu einer weiteren, unerwünschten Gewichtsteigerung der Batteriezellen.In the present case, the interest is directed towards rechargeable batteries or accumulators, which can be used, for example, as traction batteries in the drive train of electrically driven motor vehicles, for example electric or hybrid vehicles. Such batteries usually have a large number of interconnected battery cells. The battery cells can be, for example, prismatic battery cells with flat cuboid cell housings or round cells with cylindrical cell housings. The cell housings of prismatic battery cells and round cells, in which a galvanic element of the battery cells is arranged, are usually made of a rigid, mechanically stable material, for example aluminum. To form traction batteries, a large number of battery cells must be provided and interconnected with one another, as a result of which the weight of the battery increases due to the cell housings of the battery cells. In addition, the battery cells are usually arranged in rigid, heavy battery housings and / or braced by means of rigid, heavy cell module frames in order to fasten and protect the battery cells in the event of an accident-related or crash-related force application. This leads to a further, undesirable increase in the weight of the battery cells.
Aus dem Stand der Technik sind auch Pouch-Zellen bzw. Coffeebag-Zellen bekannt, welche anstelle eines starren Zellgehäuses eine Umhüllung in Form von einer flexiblen, dünnen Folie aufweisen. So weist die Verwendung von Pouch-Zellen anstelle von prismatischen Zellen oder Rundzellen zunächst einen Gewichtsvorteil auf. Durch die dünne Folie sind die Zellen generell empfindlich gegenüber mechanischen Beschädigungen und werden daher bei der Verwendung in Traktionsbatterien wieder in massiven Außengehäusen zusammengefasst. Dabei geht ein Teil des Gewichtvorteiles wieder verloren.Pouch cells or coffee bag cells are also known from the prior art which, instead of a rigid cell housing, have an envelope in the form of a flexible, thin film. The use of pouch cells instead of prismatic cells or round cells initially has a weight advantage. Due to the thin film, the cells are generally sensitive to mechanical damage and are therefore combined again in solid outer housings when used in traction batteries. Part of the weight gain is lost again.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders gewichtsarme und stabile Batterie für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.It is the object of the present invention to provide a particularly lightweight and stable battery for a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Batterie sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.According to the invention, this object is achieved by a battery and a motor vehicle having the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims, the description and the figures.
Eine erfindungsgemäße Batterie für ein Kraftfahrzeug weist eine Vielzahl von Batteriezellen in Form von Rundzellen mit jeweils einem Zellwickel und einer Umhüllung, in welcher der Zellwickel angeordnet ist, auf. Die Umhüllungen der Rundzellen sind als zylinderförmige Kunststoffhüllen ausgebildet, in welchen jeweils ein Zellwickel angeordnet ist. Die Batterie weist eine wabenförmige Stützstruktur mit einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Wabenkammern zum Aufnehmen von jeweils einer Rundzelle auf, wobei dazu in jede Wabenkammer jeweils eine Kunststoffhülle mit einem Zellwickel eingeschoben ist und wobei die wabenförmige Stützstruktur dazu ausgelegt ist, die Batteriezellen zu halten und eine Stabilität der Batterie zu erhöhen.A battery according to the invention for a motor vehicle has a multiplicity of battery cells in the form of round cells, each with a cell coil and a casing in which the cell coil is arranged. The casings of the round cells are designed as cylindrical plastic casings, in each of which a cell roll is arranged. The battery has a honeycomb support structure with a plurality of honeycomb chambers arranged parallel to one another for receiving one round cell each, with a plastic cover with a cell wrap being inserted into each honeycomb chamber and the honeycomb support structure being designed to hold the battery cells and one Increase battery stability.
Die Batterie kann als eine Traktionsbatterie für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Bei einem Kraftfahrzeug in Form von einem Personenkraftwagen kann die Batterie als eine Hochvoltbatterie ausgebildet sein. Bei einem Kraftfahrzeug in Form von einem Motorrad kann die Batterie auch als eine Niedervoltbatterie ausgebildet sein. Die Batteriezellen der Batterie sind wiederaufladbare Rundzellen. Die Rundzellen weisen einen Zellwickel auf. Der Zellwickel ist eine zu einer zylinderförmigen Rolle aufgewickelte Elektroden-Separator-Anordnung aus folienförmigen Elektroden und einem folienförmigen Separator. Der Zellwickel, welcher auch als Jelly Roll bezeichnet wird, ist jedoch nicht, wie bei Rundzellen gemäß dem Stand der Technik, in einer Umhüllung in Form von einem mechanisch stabilen, metallischen, zylindrischen Zellgehäuse, sondern in einer Umhüllung in Form einer zylindrischen Kunststoffhülle angeordnet. Die Kunststoffhülle ist insbesondere gasdicht ausgebildet und weist einen Innenraum auf, in welchem der Zellwickel angeordnet ist. Umhüllungen aus Kunststoff sind deutlich leichter als Umhüllungen aus Metall, sodass die Batteriezelle ein besonders geringes Gewicht aufweist.The battery can be used as a traction battery for an electrically driven motor vehicle. In a motor vehicle in the form of a passenger vehicle, the battery can be designed as a high-voltage battery. In a motor vehicle in the form of a motorcycle, the battery can also be designed as a low-voltage battery. The battery cells are rechargeable round cells. The round cells have a cell roll. The cell roll is an electrode-separator arrangement made of foil-shaped electrodes and a foil-shaped separator, wound up to form a cylindrical roll. The cell roll, which is also referred to as a jelly roll, is not arranged in a casing in the form of a mechanically stable, metallic, cylindrical cell housing, as is the case with round cells according to the prior art, but in a casing in the form of a cylindrical plastic casing. The plastic casing is designed in particular to be gas-tight and has an interior space in which the cell roll is arranged. Casings made of plastic are significantly lighter than casings made of metal, so that the battery cell has a particularly low weight.
Diese Kunststoffrundzellen sind nun auf die Wabenkammern der Stützstruktur verteilt. Die Stützstruktur ist ein gerüstartiges, insbesondere einteiliges Wabengebilde bzw. Wabenskelett mit einer Vielzahl von Wabenkammern bzw. sechskantigen Wabenzellen. Die Wabenkammern sind dabei umwandete Hohlräume, welche sich parallel zueinander erstrecken. In diese Hohlräume können die Batteriezellen eingeführt bzw. eingesteckt werden und dort gehalten werden. Jede Batteriezelle wird somit zumindest entlang ihrer Längsrichtung von einer Wand der jeweiligen Wabenkammer umgeben. Durch das Anordnen der Rundzellen in den sechskantigen Wabenkammern entstehen sich in Längsrichtung erstreckende Lücken zwischen den Rundzellen und Wänden der Wabenkammern. Aufgrund dieser Lücken können sich die Batteriezellen im Betrieb ausdehnen. Elektrische Kontakte der Batteriezellen in Form von Ableitern oder Zellterminals, welche mit den Elektroden der Batteriezellen verbunden sind, können zum Verschalteten der Batteriezellen der Batterie aus den Wabenkammern herausgeführt werden.These round plastic cells are now distributed over the honeycomb chambers of the support structure. The support structure is a framework-like, in particular one-piece honeycomb structure or honeycomb skeleton with a large number of honeycomb chambers or hexagonal honeycomb cells. The honeycomb chambers are walled cavities that extend parallel to one another. The battery cells can be inserted or inserted into these cavities and held there. Each battery cell is thus surrounded by a wall of the respective honeycomb chamber at least along its longitudinal direction. Arranging the round cells in the hexagonal honeycomb chambers creates gaps that extend in the longitudinal direction between the round cells and the walls of the honeycomb chambers. Because of these gaps, the battery cells can expand during operation. Electrical contacts of the battery cells in the form of arresters or cell terminals, which are connected to the Electrodes of the battery cells are connected, can be led out of the honeycomb chambers for interconnecting the battery cells of the battery.
Beispielsweise können die Wabenkammern als sechskantige Sacklöcher ausgebildet sein, in welche die Rundzellen eingeführt sind. Die Stützstruktur ist also einseitig verschlossen. Auch kann vorgesehen sein, dass die Wabenkammern zumindest einseitig mit einer Abdeckung abgedeckt sind, wobei die Ableiter bzw. Zellterminals der Rundzellen zum Verschalten der Rundzellen zumindest einseitig durch die Abdeckung hindurch aus den Wabenkammern hinausragen. Beispielsweise kann die Abdeckung als Vergussmasse ausgebildet sein. Die Stützstruktur kann also beidseitig verschlossen werden, sodass die Stützstruktur einen die Batteriezellen umschließenden Block ausbildet.For example, the honeycomb chambers can be designed as hexagonal blind holes into which the round cells are inserted. The support structure is therefore closed on one side. It can also be provided that the honeycomb chambers are covered at least on one side with a cover, with the arresters or cell terminals of the round cells protruding at least on one side through the cover out of the honeycomb chambers for connecting the round cells. For example, the cover can be designed as a potting compound. The support structure can therefore be closed on both sides, so that the support structure forms a block surrounding the battery cells.
Es kann vorgesehen sein, dass die Stützstruktur aus Aluminium und/oder Kunststoff gebildet ist. Sowohl Aluminium als auch Kunststoff weisen ein geringes Gewicht auf, sodass die Batterie besonders gewichtssparend ausgebildet werden kann. Die Stützstruktur übernimmt dabei die Funktion eines mechanisch stabilen Zellgehäuses für die Rundzellen. Im Falle eines Aufpralls bzw. Crashs des Kraftfahrzeugs, durch welchen Aufprallenergie in die Batterie eingeleitet wird, kann die Stützstruktur dies Aufprallenergie aufnehmen und die Batteriezellen vor einer Zerstörung schützen. Beispielsweise kann die Stützstruktur zumindest in den Bereichen, welche, je nach Einbaulage der Batterie im Kraftfahrzeug, der Kraftbeaufschlagung besonders ausgesetzt sind, zum Erhöhen einer Stabilität der Stützstruktur, ein metallisches Material, beispielsweise Aluminium, aufweisen.It can be provided that the support structure is made of aluminum and / or plastic. Both aluminum and plastic are lightweight, so that the battery can be designed to be particularly weight-saving. The support structure takes on the function of a mechanically stable cell housing for the round cells. In the event of an impact or crash of the motor vehicle, through which impact energy is introduced into the battery, the support structure can absorb this impact energy and protect the battery cells from destruction. For example, the support structure can have a metallic material, for example aluminum, at least in the areas which, depending on the installation position of the battery in the motor vehicle, are particularly exposed to the application of force, in order to increase the stability of the support structure.
Durch das Anordnen der Zellwickel in leichten Kunststoffhüllen und das Anordnen der Kunststoffhüllen in den Wabenkammern kann eine besonders gewichtsarme und trotzdem stabile Batterie für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden.By arranging the cell rolls in lightweight plastic sheaths and arranging the plastic sheaths in the honeycomb chambers, a particularly low-weight and nevertheless stable battery can be provided for a motor vehicle.
Bevorzugt sind die Kunststoffhüllen zum Halten der Rundzellen in der Stützstruktur mit Wänden der Wabenkammern verklebt. Die Batteriezellen sind also durch das Verkleben stoffschlüssig mit den Wänden der Wabenkammern verbunden. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein Herausrutschen der Batteriezellen aus den Wabenkammern verhindert werden.The plastic casings are preferably glued to the walls of the honeycomb chambers for holding the round cells in the support structure. The battery cells are thus firmly bonded to the walls of the honeycomb chambers through the gluing. As a result, the battery cells can advantageously be prevented from slipping out of the honeycomb chambers.
Es kann vorgesehen sein, dass die Batterie ein Batteriegehäuse aufweist, in welchem die mit den Batteriezellen bestückte Stützstruktur angeordnet ist. Durch das Batteriegehäuse kann die Stabilität der Batterie weiter erhöht werden. Das Batteriegehäuse der Batterie kann beispielsweise kastenförmig ausgebildet sein und einen plattenförmigen Gehäuseboden, einen plattenförmigen Gehäusedeckel sowie vier plattenförmige, einen Gehäusemantel bildende Gehäusewände aufweisen. Der Gehäuseboden, der Gehäusedeckel und der Gehäusemantel umschließen einen Innenraum, in welchem die Batteriezellen angeordnet sind. Das Batteriegehäuse kann beispielsweise aus Aluminium gebildet sein. Die Stützstruktur ist dabei derart in dem Batteriegehäuse angeordnet, dass sich die Wabenkammern parallel zum Gehäusemantel erstrecken. Im Falle eines Aufpralls auf das Batteriegehäuse, beispielsweise durch ein bodennahes, eine Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs überschreitendes Hindernis, kann es sein, dass das Batteriegehäuse komprimiert wird, indem das Hindernis den Gehäuseboden mit einer Kraft beaufschlagt. Um diese Kompression zu verringern, kann die Stützstruktur den Gehäusedeckel gegenüber dem Gehäuseboden abstützen. Die Stützstruktur verhindert also eine zu starke Kompression des Batteriegehäuses, indem sie die Aufprallenergie auf die vielen Wände der Wabenkammern verteilt und absorbiert. Die Stützstruktur bildet somit einen Abstandshalter zwischen dem Gehäuseboden und dem Gehäusedeckel. Die Stützstruktur bildet hierdurch einen mittragenden Innenaufbau des Batteriegehäuses, durch welchen eine Zerstörung der in den Wabenkammern angeordneten Batteriezellen in vorteilhafter Weise verhindert werden kann.It can be provided that the battery has a battery housing in which the support structure equipped with the battery cells is arranged. The battery housing can further increase the stability of the battery. The battery housing of the battery can, for example, be box-shaped and have a plate-shaped housing base, a plate-shaped housing cover and four plate-shaped housing walls that form a housing jacket. The housing base, the housing cover and the housing jacket enclose an interior space in which the battery cells are arranged. The battery housing can be formed from aluminum, for example. The support structure is arranged in the battery housing in such a way that the honeycomb chambers extend parallel to the housing jacket. In the event of an impact on the battery housing, for example due to an obstacle close to the ground that exceeds the ground clearance of the motor vehicle, the battery housing may be compressed by the obstacle applying a force to the housing base. In order to reduce this compression, the support structure can support the housing cover with respect to the housing base. The support structure prevents excessive compression of the battery housing by distributing and absorbing the impact energy to the many walls of the honeycomb chambers. The support structure thus forms a spacer between the housing base and the housing cover. The support structure thereby forms a load-bearing internal structure of the battery housing, by means of which destruction of the battery cells arranged in the honeycomb chambers can be prevented in an advantageous manner.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Kunststoffhüllen als Schlauchbeutel aus einer Kunststofffolie ausgebildet. Der Schlauchbeutel bildet ein hohles, dünnwandiges, leicht verformbares bzw. flexibles Säckchen, welches zur Aufnahme des Zellwickels ausgelegt ist. Der Schlauchbeutel weist dabei eine längliche, sich in einer Längsrichtung erstreckende Form auf, welcher eine zylindrische Außenseite des Zellwickels umgibt. Die Batteriezelle ist durch den Schlauchbeutel insbesondere zapfenförmig bzw. patronenartig ausgebildet. Der Schlauchbeutel ist dabei als ein Kunststoffbeutel aus einer Kunststofffolie ausgebildet. Durch das Fehlen eines starren Zellgehäuses weisen die Batteriezellen in vorteilhafter Weise ein besonders geringes Gewicht auf.In one embodiment of the invention, the plastic sleeves are designed as tubular bags made of a plastic film. The tubular bag forms a hollow, thin-walled, easily deformable or flexible bag which is designed to hold the cell roll. The tubular pouch has an elongated shape that extends in a longitudinal direction and surrounds a cylindrical outer side of the cell roll. The battery cell is designed in particular in the shape of a pin or cartridge due to the tubular bag. The tubular bag is designed as a plastic bag made from a plastic film. Due to the lack of a rigid cell housing, the battery cells advantageously have a particularly low weight.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind mit Elektroden des Zellwickels verbundene Ableiter, welche Zellterminals der Rundzellen ausbilden, über eine verschließbare Öffnung des Schlauchbeutels, über welche der Zellwickel in den Schlauchbeutel eingeführt ist, aus dem Schlauchbeutel herausgeführt. Die Öffnung ist zum Ausbilden einer fluiddichten Umhüllung verschlossen. Die Ableiter können beispielsweise als flexible Kontaktfahnen ausgebildet sein und an einer Seite des Schlauchbeutels über die Öffnung aus diesem herausgeführt sein. Jede Batteriezelle weist dabei zwei Ableiter auf, wobei ein Ableiter ein positives Zellterminal bildet und mit einer positiven Elektrode des Zellwickels verbunden ist und ein Ableiter ein negatives Zellterminal bildet und mit einer negativen Elektrode des Zellwickels verbunden ist. Zum Herstellen der Batteriezelle wird beispielsweise die gerollte Elektroden-Separator-Anordnung mit den verbundenen Ableitern über die Öffnung in den Schlauchbeutel eingeführt. Außerdem wird über die Öffnung zum Ausbilden des Zellwickels ein flüssiger Elektrolyt zum Tränken des Separators in den Schlauchbeutel eingebracht. Dann wird die Öffnung verschlossen, beispielsweise verschweißt. Durch das fluiddichte Abschließen der Umhüllung kann ein Auslaufen des Elektrolyten verhindert werden.In a further development of the invention, arresters connected to electrodes of the cell roll, which form cell terminals of the round cells, are led out of the tubular bag via a closable opening of the tubular bag through which the cell roll is inserted into the tubular bag. The opening is closed in order to form a fluid-tight envelope. The arresters can, for example, be designed as flexible contact lugs and lead out of the tubular bag via the opening on one side of the latter. Each battery cell has two arresters, one arrester forming a positive cell terminal and being connected to a positive electrode of the cell coil, and one arrester forming a negative cell terminal and with a negative electrode of the cell coil is connected. To produce the battery cell, for example, the rolled electrode-separator arrangement with the connected arresters is inserted into the tubular bag via the opening. In addition, a liquid electrolyte for soaking the separator is introduced into the tubular bag via the opening for forming the cell roll. Then the opening is closed, for example welded. Leaking the electrolyte can be prevented by the fluid-tight sealing of the casing.
In einer anderen Ausführungsform sind die Kunststoffhüllen als Kunststoffdosen mit jeweils einem Deckel ausgebildet sind, welcher mit Elektroden des Zellwickels elektrisch verbundene Zellterminals der Batteriezellen und ein Entgasungselement aufweist. Die mit dem jeweiligen Deckel verschlossenen Kunststoffdosen bilden starre, gewichtsarme und leicht zu befüllende sowie zu verschließende Zellgehäuse für die Zellwickel aus. Der Deckel weist die Zellterminals auf, welche beispielsweise mit den flexiblen Ableitern der Zellwickel verbunden werden können. Außerdem weist der Deckel das Entgasungselement auf, welches beispielsweise als eine von einer Berstmembran verschlossene Öffnung in dem Deckel ausgebildet sein kann. Die Berstmembran gibt die Öffnung für eine Notentgasung, beispielsweise bei einem zellinternen Kurzschluss frei, wenn der in dem Zellgehäuse auftretende Innendruck einen Berstdruck der Berstmembran überschreitet und die Berstmembran berstet. Vorzugsweise ist der Deckel als ein die Kunststoffdose dicht abschließender, in eine Zugangsöffnung der Kunststoffdose einsteckbarer Pfropfen bzw. Stöpsel ausgebildet. Ein Einsteckbereich des Deckels, welcher zum Verschließen die Zugangsöffnung eingesteckt wird, weist insbesondere einen größeren Durchmesser auf als die Zugangsöffnung. Der Einsteckbereich kann beispielsweise aus Gummi gebildet sein, sodass er sich beim Einstecken stauchen lässt und in die Zugangsöffnung der Kunststoffdose einpresspar ist. Ein die Zugangsöffnung umgebender Rand der Kunststoffdose weist eine Wulst zum Halten des Pfropfens auf. Durch die Wulst kann die Kunststoffdose mit dem daran anliegenden Pfropfen auf besonders einfache Weise dichtgehalten werden.In another embodiment, the plastic casings are designed as plastic cans, each with a lid, which has cell terminals of the battery cells that are electrically connected to electrodes of the cell coil and a degassing element. The plastic cans closed with the respective lid form rigid, low-weight and easy to fill and to close cell housings for the cell rolls. The cover has the cell terminals, which can be connected, for example, to the flexible conductors of the cell coil. In addition, the cover has the degassing element, which can be designed, for example, as an opening in the cover that is closed by a bursting membrane. The bursting membrane releases the opening for emergency degassing, for example in the event of a short circuit within the cell, when the internal pressure occurring in the cell housing exceeds a bursting pressure of the bursting membrane and the bursting membrane bursts. The cover is preferably designed as a plug or stopper which tightly seals the plastic box and can be inserted into an access opening of the plastic box. An insertion area of the cover, which is inserted to close the access opening, in particular has a larger diameter than the access opening. The insertion area can be made of rubber, for example, so that it can be compressed during insertion and can be pressed into the access opening of the plastic box. An edge of the plastic can surrounding the access opening has a bead for holding the stopper. By means of the bead, the plastic can with the stopper resting thereon can be held tight in a particularly simple manner.
Zur Erfindung gehört außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Batterie. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein elektrisch antreibbarer Personenkraftwagen oder als ein elektrisch antreibbares Motorrad ausgebildet und weist die Batterie als Traktionsbatterie auf.The invention also includes a motor vehicle with a battery according to the invention. The motor vehicle is designed in particular as an electrically drivable passenger vehicle or as an electrically drivable motorcycle and has the battery as a traction battery.
Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Batterie vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.The embodiments presented with reference to the battery according to the invention and their advantages apply accordingly to the motor vehicle according to the invention.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.The invention will now be explained using a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawings.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Batteriezelle; und -
2 eine schematische Darstellung einer Batterie.
-
1 a schematic representation of an embodiment of a battery cell; and -
2 a schematic representation of a battery.
In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
Um die Batteriezellen
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019109472.0A DE102019109472A1 (en) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | Battery with holding device and motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019109472.0A DE102019109472A1 (en) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | Battery with holding device and motor vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102019109472A1 true DE102019109472A1 (en) | 2020-10-15 |
Family
ID=72613393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102019109472.0A Pending DE102019109472A1 (en) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | Battery with holding device and motor vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102019109472A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114709359A (en) * | 2022-03-24 | 2022-07-05 | 深圳吉阳智能科技有限公司 | Battery pole piece and continuous processing method thereof |
| WO2023285148A1 (en) * | 2021-07-16 | 2023-01-19 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Battery cell housing for a battery cell of an electric storage device, and battery cell |
| DE102022121228A1 (en) | 2022-08-23 | 2024-02-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Battery cell for a motor vehicle, battery module and motor vehicle |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090004555A1 (en) * | 2002-03-30 | 2009-01-01 | Guenter Lohr | Energy storage module and electrical apparatus |
| DE102008059972A1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-10 | Daimler Ag | Battery i.e. lithium ion battery, for e.g. hybrid vehicle, has set of supporting elements extending into free space and arranged between and/or below cells that are interconnected in series and/or parallel |
| US20120125447A1 (en) * | 2009-05-20 | 2012-05-24 | Johnson Controls Advanced Power Solutions LLC | Lithium ion battery module |
| DE102014206646A1 (en) * | 2014-04-07 | 2015-10-08 | Robert Bosch Gmbh | Energy storage unit, in particular battery module, and energy storage system with a plurality of energy storage units |
-
2019
- 2019-04-10 DE DE102019109472.0A patent/DE102019109472A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090004555A1 (en) * | 2002-03-30 | 2009-01-01 | Guenter Lohr | Energy storage module and electrical apparatus |
| DE102008059972A1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-10 | Daimler Ag | Battery i.e. lithium ion battery, for e.g. hybrid vehicle, has set of supporting elements extending into free space and arranged between and/or below cells that are interconnected in series and/or parallel |
| US20120125447A1 (en) * | 2009-05-20 | 2012-05-24 | Johnson Controls Advanced Power Solutions LLC | Lithium ion battery module |
| DE102014206646A1 (en) * | 2014-04-07 | 2015-10-08 | Robert Bosch Gmbh | Energy storage unit, in particular battery module, and energy storage system with a plurality of energy storage units |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023285148A1 (en) * | 2021-07-16 | 2023-01-19 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Battery cell housing for a battery cell of an electric storage device, and battery cell |
| CN114709359A (en) * | 2022-03-24 | 2022-07-05 | 深圳吉阳智能科技有限公司 | Battery pole piece and continuous processing method thereof |
| CN114709359B (en) * | 2022-03-24 | 2024-02-27 | 深圳吉阳智能科技有限公司 | Battery pole piece and continuous processing method thereof |
| DE102022121228A1 (en) | 2022-08-23 | 2024-02-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Battery cell for a motor vehicle, battery module and motor vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2885827B1 (en) | Tensioning battery cells by means of a bulging design of the battery housing | |
| DE102013016101B4 (en) | Method of manufacturing a battery module and battery module | |
| EP2606520B1 (en) | Electrochemical cell having at least one pressure-relief device | |
| DE102019109472A1 (en) | Battery with holding device and motor vehicle | |
| DE102019211093A1 (en) | Battery for an at least partially electrically operated / driven functional device and functional device | |
| DE102018010029A1 (en) | Mounting device and method for mounting a cell block for a battery, and a corresponding cell block for a battery | |
| DE102018207327A1 (en) | Storage device for storing electrical energy for a motor vehicle, and motor vehicle | |
| DE102014106204A1 (en) | Battery cell and battery with one or more battery cells | |
| DE112008000341B4 (en) | Attachment of energy storage cells in a housing | |
| WO2015172997A2 (en) | Battery unit comprising a plurality of electrochemical cells and battery module comprising a plurality of battery units | |
| WO2020030651A1 (en) | Battery housing, battery system and assembly method for a battery system | |
| WO2014040676A1 (en) | Individual battery cell for a hv battery | |
| DE102010012932A1 (en) | Battery i.e. high capacity battery, for storing of traction energy in electrically driven car, has stack of battery cells, where stack is stacked of intermediate plate that is connected with poles of flat cells | |
| EP2823518B1 (en) | Battery for a vehicle and method for manufacturing a battery of this kind | |
| WO2012022453A1 (en) | Electrochemical cell having at least one pressure relief apparatus | |
| WO2011012203A1 (en) | Individual battery cells comprising a housing | |
| DE102019213897A1 (en) | Lid assembly of a battery cell housing, method for the production thereof and use of such | |
| DE102014212286A1 (en) | Isolation device and method for at least partially isolating a galvanic cell | |
| DE102018207330A1 (en) | Memory cell for a memory device of a motor vehicle, memory device for a motor vehicle and motor vehicle | |
| WO2012130631A1 (en) | Battery cell | |
| DE102021111441A1 (en) | Module housing for a battery module, battery module, side plate assembly and method of providing a battery module | |
| DE102019106207A1 (en) | Method for producing a battery cell, battery cell, high-voltage battery and motor vehicle | |
| DE102022103149A1 (en) | Component for a prismatic cell, prismatic cell including the component, and method of making the component | |
| DE102022112264A1 (en) | Battery module housing and method for installing a plurality of battery cells of an energy storage device in a battery module housing | |
| DE102022125203A1 (en) | Energy storage cell, energy storage, motor vehicle and method for producing an energy storage cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified | ||
| R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002100000 Ipc: H01M0050200000 |