Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE102012218473A1 - Energiespeicheranordnung und Montagevorrichtung - Google Patents

Energiespeicheranordnung und Montagevorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102012218473A1
DE102012218473A1 DE201210218473 DE102012218473A DE102012218473A1 DE 102012218473 A1 DE102012218473 A1 DE 102012218473A1 DE 201210218473 DE201210218473 DE 201210218473 DE 102012218473 A DE102012218473 A DE 102012218473A DE 102012218473 A1 DE102012218473 A1 DE 102012218473A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
energy storage
housing
holder
storage module
level
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
Application number
DE201210218473
Other languages
English (en)
Inventor
Marc Ulbrich
Martin Korn
Dominic Müller
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.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke 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 Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE201210218473 priority Critical patent/DE102012218473A1/de
Priority to PCT/EP2013/069204 priority patent/WO2014056680A2/de
Priority to CN201380043663.5A priority patent/CN104584261B/zh
Publication of DE102012218473A1 publication Critical patent/DE102012218473A1/de
Priority to US14/682,899 priority patent/US10205145B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/66—Arrangements of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • 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
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • 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
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • 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
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiespeicheranordnung (1) zur Spannungsversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Gehäuse (2) mit einer ersten Ebene (4) und einer über der ersten Ebene (4) liegenden zweiten Ebene (5), zumindest ein erstes Energiespeichermodul (6) in der ersten Ebene (4), zumindest ein zweites Energiespeichermodul (7) in der zweiten Ebene (5), und einen am Gehäuse (2) befestigten, das zweite Energiespeichermodul (7) tragenden Zwischenboden (8), wobei jedes Energiespeichermodul (6, 7) zwei Endplatten (9) und mehrere, zwischen den Endplatten (9) verspannte Speicherzellen (10) umfasst.

Description

  • Vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeicheranordnung zur Spannungsversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, und eine Montagevorrichtung für die Energiespeicheranordnung.
  • Die Energiespeicheranordnung dient zum Zusammenfassen mehrerer Energiespeichermodule in einem gemeinsamen Gehäuse. Die Energiespeicheranordnung kann auch als Batterie bezeichnet werden. Die Anordnung wird zur Spannungsversorgung eines Kraftfahrzeugs verwendet und umfasst dazu eine Mehrzahl an Energiespeichermodulen. Insbesondere wird die Energiespeicheranordnung zum Antrieb des Fahrzeugs, beispielsweise von Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen, verwendet. Ein jeweiliges Energiespeichermodul besteht typischerweise aus mehreren gestapelten prismatischen Speicherzellen. Der Stapel aus den einzelnen Speicherzellen wird zumeist über eine mechanische Endplatte und Zuganker zu dem Energiespeichermodul verspannt. Die Endplatten und Zuganker dienen neben der mechanischen Fixierung der Module zueinander insbesondere dazu, eine Verformung durch Gasdruckänderungen, welche beim Betrieb in den im Inneren der Module angeordneten elektrochemischen Zellen auftreten, entgegenzuwirken.
  • Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Energiespeicheranordnung zur Spannungsversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, anzugeben, die bei kostengünstiger Herstellung und Montage eine flexible und modulare Anordnung mehrerer Energiespeichermodule in einem Gehäuse ermöglicht. Des Weiteren soll die Energiespeicheranordnung sowohl betriebs- als auch crashsicher sein. Darüber hinaus umfasst die Aufgabe der Erfindung die Bereitstellung einer Montagevorrichtung zum Montieren der Energiespeicheranordnung.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.
  • Somit wird die Aufgabe gelöst durch eine Energiespeicheranordnung zur Spannungsversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Gehäuse mit zumindest zwei übereinander angeordneten Ebenen. In beiden Ebenen werden Energiespeichermodule angeordnet. Die Energiespeichermodule in der ersten Ebene werden als „erste Energiespeichermodule” bezeichnet. Die Module in der zweiten Ebene werden als „zweite Energiespeichermodule” bezeichnet. Jedes Energiespeichermodul weist zwei Endplatten und mehrere, zwischen den Endplatten verspannte Speicherzellen auf. Insbesondere werden die Speicherzellen über Zuganker miteinander verbunden. Erfindungsgemäß werden die zweiten Energiespeichermodule, welche sich in der zweiten Ebene des Gehäuses befinden, über einen Zwischenboden getragen. Der zumindest eine Zwischenboden ist ein separates Bauteil, das in das Gehäuse eingesetzt wird. Der Zwischenboden trennt nicht nur die Energiespeichermodule der verschiedenen Ebenen, sondern dient als primäres, tragendes Element für die zweiten Energiespeichermodule. Die Verwendung des Zwischenbodens ermöglicht somit einen sehr einfachen Montagevorgang, da die Energiespeichermodule der Reihe nach von oben in das Gehäuse eingesetzt werden können. Des Weiteren versteift der Zwischenboden das Gehäuse und bietet eine sehr steife Auflage für die zweiten Energiespeichermodule, sodass sowohl Betriebssicherheit als auch Crashsicherheit gegeben ist. Selbstverständlich können erfindungsgemäß auch mehr als zwei Ebenen übereinander in dem Gehäuse vorgesehen sein. Dabei ist jeweils zwischen zwei Ebenen zumindest ein Zwischenboden eingesetzt.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass das zumindest eine zweite Energiespeichermodul lediglich über den Zwischenboden mit dem Gehäuse verbunden ist. Der Zwischenboden ist somit das einzige, das zweite Energiespeichermodul tragende Bauteil.
  • Der Zwischenboden liegt bevorzugt auf Nischen, Fortsätzen oder Auflagen des Gehäuses auf. Besonders bevorzugt wird der Zwischenboden mit dem Gehäuse verschraubt. Insbesondere ist pro zweitem Energiespeichermodul ein separater Zwischenboden vorgesehen. Jeder Zwischenboden wird dabei bevorzugt an vier Verschraubungspunkten mit dem Gehäuse verbunden.
  • Die Endplatten der zweiten Energiespeichermodule liegen bevorzugt auf dem Zwischenboden auf. Insbesondere erfolgt eine direkte Verschraubung der Endplatten mit den Zwischenböden. Wenn mehrere zweite Energiespeichermodule in der zweiten Ebene angeordnet werden und pro zweitem Energiespeichermodul ein Zwischenboden vorgesehen ist, liegen auf jedem Zwischenboden genau zwei Endplatten an den gegenüberliegenden Enden auf.
  • Zwischen dem Zwischenboden und dem zumindest einem zweiten Energiespeichermodul wird vorzugsweise eine Kühlvorrichtung angeordnet. Diese Kühlvorrichtung umfasst insbesondere ein Kühlrippenelement. Die Kühlvorrichtung muss möglichst dicht und flächig an der Unterseite des zweiten Energiespeichermoduls anliegen, um die Wärme effektiv abzuführen.
  • Wenn in der zweiten Ebene mehrere zweite Energiespeichermodule angeordnet sind, ist bevorzugt vorgesehen, dass pro zweitem Energiespeichermodul ein Zwischenboden verwendet wird. Die Kühlvorrichtung allerdings erstreckt sich vorteilhafterweise über mehrere zweite Energiespeichermodule. Insbesondere ist nur eine gemeinsame Kühlvorrichtung, insbesondere mit einem gemeinsamen Kühlrippenelement, für alle zweiten Energiespeichermodule vorgesehen.
  • Die Zwischenböden pressen bevorzugt die Kühlvorrichtung an die Unterseite der zweiten Energiespeichermodule. Durch eine entsprechend hohe Anpresskraft der Kühlvorrichtung an die Unterseite der zweiten Energiespeichermodule erhöht sich die Kühlleistung.
  • Der Zwischenboden wird bevorzugt aus Kunststoff, Aluminiumdruckguss oder Magnesiumguss, als Stanz-Biegeteil oder als Strangguss-/Strangpressprofil gefertigt.
  • Die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung ermöglicht eine Reduzierung der Belastung des untersten Gehäusebodens, da über die Zwischenböden die Kraft in die Wände des Gehäuses eingeleitet wird. Des Weiteren wirken die Zwischenböden wie Brücken zwischen den Gehäusewandungen und versteifen somit das gesamte Gehäuse.
  • Der modulare Aufbau durch Verwendung mehrerer Energiespeichermodule und einen separaten Zwischenboden pro zweitem Energiespeichermodul ermöglicht einen Baukasten zur Gestaltung unterschiedlichster Energiespeicheranordnungen.
  • Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Montagevorrichtung zum Einsetzen der Zwischenböden in das Gehäuse der Energiespeicheranordnung. Zur Kosteneinsparung wird das Gehäuse der Energiespeicheranordnung möglichst als Rohgussteil, ohne weitere Bearbeitung, verwendet. Dies hat allerdings zur Folge, dass die Toleranzen zur Positionierung der Energiespeichermodule und der Zwischenböden im Gehäuse relativ groß sind. Insbesondere dann, wenn mehrere zweite Energiespeichermodule und somit auch mehrere Zwischenböden angeordnet werden, ist es besonders wichtig, dass die Zwischenböden äußerst parallel zueinander liegen. Nur so kann gewährleistet werden, dass die gemeinsame Kühlvorrichtung gleichmäßig und flächig an die Unterseite der zweiten Energiespeichermodule angedrückt wird. Aus diesen Gründen ist folgende Montagevorrichtung vorgesehen: Die Montagevorrichtung umfasst zumindest zwei Halter. An jedem Halter sind Aufnahmen ausgebildet. Die Aufnahmen dienen zum Befestigen eines Zwischenbodens. Pro Halter wird ein Zwischenboden befestigt. Die beiden Halter sind miteinander derart verbunden, dass sie lediglich in einer ersten Richtung verschiebbar zueinander sind. Die Aufnahmen an den jeweiligen Haltern sind so ausgebildet, dass sie bezüglich des Halters lediglich in einer zweiten Richtung verschiebbar sind. Die erste Richtung steht dabei senkrecht zur zweiten Richtung.
  • Um eine Energiespeicheranordnung mit drei Zwischenböden auszugestalten, ist bevorzugt ein dritter Halter vorgesehen. Die drei Halter sind dabei in einer Ebene miteinander verbunden. Die Verbindung zwischen den Haltern lässt jeweils nur eine Verschiebung in der ersten Richtung zu. Am dritten Halter sind wiederum Aufnahmen vorgesehen, um einen Zwischenboden am dritten Halter zu befestigen. Auch die Aufnahmen am dritten Halter lassen lediglich eine Verschiebung des Zwischenbodens bzw. der Aufnahmen bezüglich des dritten Halters in der zweiten Richtung zu.
  • Mit der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung werden die Zwischenböden exakt parallel zueinander ausgerichtet und können relativ unabhängig von der Fertigungsgenauigkeit des Gehäuses im Gehäuse parallel zueinander positioniert werden. Zur Verbindung der Zwischenböden mit den Aufnahmen an den Haltern wird insbesondere eine Bohrung im Zwischenboden genutzt, die im späteren Montageprozess zur Verbindung mit den Endplatten oder mit der Kühlvorrichtung genutzt wird.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
  • 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
  • 2 ein Energiespeichermodul der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel,
  • 3 ein erstes Detail der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel,
  • 4 ein zweites Detail der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel,
  • 5 einen Zwischenboden der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel, und
  • 6 eine erfindungsgemäße Montagevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Im Folgenden wird anhand der 1 bis 5 ein Ausführungsbeispiel einer Energiespeicheranordnung 1 beschrieben.
  • 1 zeigt einen Schnitt durch die Energiespeicheranordnung 1. Die Energiespeicheranordnung 1 umfasst ein Gehäuse 2. Dieses Gehäuse 2 wird beispielsweise in einem Kraftfahrzeug montiert. Das Gehäuse 2 ist über einen Deckel 3 verschlossen.
  • Des Weiteren ist das Gehäuse 2 in eine erste Ebene 4 und eine über der ersten Ebene 4 angeordnete zweite Ebene 5 unterteilt. In der ersten Ebene 4 befinden sich mehrere erste Energiespeichermodule 6. In der zweiten Ebene 5 befinden sich mehrere zweite Energiespeichermodule 7. Zwischen den beiden Ebenen 4, 5 ist pro zweitem Energiespeichermodul 7 ein Zwischenboden 8 eingezogen. Der Zwischenboden 8 liegt auf dem Gehäuse 2 auf und ist mit dem Gehäuse 2 verbunden. Jeder Zwischenboden 8 trägt ein zweites Energiespeichermodul 7.
  • 2 zeigt den Aufbau der Energiespeichermodule 6, 7. In der Energiespeicheranordnung 1 sind die ersten und zweiten Energiespeichermodule 6, 7 gleich aufgebaut.
  • Das Energiespeichermodul 6, 7 umfasst zwei parallele Endplatten 9. Zwischen den Endplatten 9 sind mehrere prismatische Speicherzellen 10 hintereinander angeordnet. Über drei Zuganker 11 sind die beiden Endplatten 9 miteinander verspannt, sodass ein sich in den Speicherzellen 10 aufbauender Innendruck durch die Endplatten 9 gehalten wird. Die Darstellung in 2 zeigt zwei parallele Reihen 13, 14 von jeweils sechs Speicherzellen 10. Genauso gut ist es möglich, auch nur eine Reihe von Speicherzellen 10 zwischen den Endplatten 9 anzuordnen. Dementsprechend würde dann der mittlere Zuganker 11 entfallen.
  • Des Weiteren zeigt 2 in jeder Endplatte 9 zwei Durchgangslöcher 12. Diese Durchgangslöcher 12 werden zum Verschrauben der Endplatten 9 mit dem Gehäuse 2 bzw. dem Zwischenboden 8 verwendet.
  • 3 zeigt die Energiespeicheranordnung 1, wobei das Gehäuse 2 ausgeblendet ist. Dadurch ist zu sehen, dass in jeder Ebene 4, 5 jeweils drei Energiespeichermodule 6, 7 angeordnet sind. Unter jedem zweiten Energiespeichermodul 7 ist ein eigener Zwischenboden 8 vorgesehen. Dieser Zwischenboden 8 trägt das jeweilige zweite Energiespeichermodul 7.
  • 4 zeigt die Energiespeicheranordnung 1, wobei die Energiespeichermodule 6, 7 und der Deckel 3 ausgeblendet sind. Dadurch ist in 4 lediglich das Gehäuse 2 mit den drei Zwischenböden 8 zu sehen. Im Gehäuse 2 sind mehrere Auflagen 15 ausgebildet. Auf diesen Auflagen 15 liegen die Zwischenböden 8 auf und sind mit dem Gehäuse 2 verschraubt.
  • 5 zeigt im Detail einen der Zwischenböden 8. Jeder Zwischenboden 8 umfasst einen umlaufenden Rahmen 16. Der Rahmen 16 wiederum setzt sich zusammen aus zwei parallelen Längsstreben 18 und zwei parallelen Querstreben 19. Die Längsstreben 18 stehen senkrecht zu den Querstreben 19. Zur Versteifung des Zwischenbodens 8 sind parallel zu den Längsstreben 18 drei weitere Streben 17 eingezogen.
  • Entlang der Querstreben 19 sind beidseitig erste Verschraubungspunkte 21 zur Verschraubung des Zwischenbodens 8 mit dem Gehäuse 2 vorgesehen. Zwischen den ersten Verschraubungspunkten 21 sind zweite Verschraubungspunkte 22 und dritte Verschraubungspunkte 23 vorgesehen. Die zweiten Verschraubungspunkte 22 dienen zur Verschraubung der Endplatten 9 der zweiten Energiespeichermodule 7 mit den Zwischenböden 8. Zwischen den zweiten Verschraubungspunkten 22 ist beidseitig je einer der dritten Verschraubungspunkte 23 vorgesehen. Die dritten Verschraubungspunkte 23 dienen zur Positionierung über einen PIN einer nicht dargestellten Kühlvorrichtung an den Zwischenböden 8.
  • Des Weiteren werden die dritten Verschraubungspunkte 23 zur Befestigung der Zwischenböden 8 an einer Montagevorrichtung 20 (siehe 6) genutzt.
  • 6 zeigt die Montagevorrichtung 20 zum Montieren von drei Zwischenböden 8 in das Gehäuse 2.
  • Die Montagevorrichtung 20 umfasst einen ersten Halter 24 in der Mitte und seitlich angeordnet einen zweiten Halter 25 und einen dritten Halter 26. Der zweite und dritte Halter 25, 26 sind jeweils über ein Schienensystem mit dem ersten Halter 24 verbunden. Dadurch sind die beiden außen liegenden Halter 25, 26 relativ zum ersten Halter 24 entlang einer ersten Richtung 28 verfahrbar.
  • An jedem Halter 24–26 sind jeweils zwei Aufnahmen 27 vorgesehen. Die Aufnahmen 27 sind über ein weiteres Schienensystem mit dem jeweiligen Halter 24–26 verbunden. Dadurch sind die Aufnahmen 27 bezüglich des jeweiligen Halters 24–26 entlang einer zweiten Richtung 29 verschiebbar. Die zweite Richtung 29 steht senkrecht zur ersten Richtung 28.
  • An jedem Halter 24–26 wird über die Aufnahmen 27 ein Zwischenboden 8 befestigt. Dabei erfolgt eine Befestigung der Zwischenböden 8 über die dritten Verschraubungspunkte 23 mit den Aufnahmen 27.
  • Die gezeigte Montagevorrichtung 20 hält während des Montagevorgangs die drei Zwischenböden 8 exakt parallel zueinander. Gleichzeitig ermöglicht die Montagevorrichtung 20 ein Verschieben der Zwischenböden 8 zueinander in einer Ebene, sodass auf etwaige Fertigungstoleranzen in dem Gehäuse 2 reagiert werden kann.
  • Die Montagevorrichtung 20 ermöglicht eine für die Kühlvorrichtung notwendige parallele Ausrichtung der Zwischenböden 8 zueinander bei gleichzeitig möglichst groben Toleranzen des Gehäuses 2. Die Montagevorrichtung 20 ermöglicht eine parallele Verschiebbarkeit der Zwischenböden 8 in den zwei Richtungen 28, 29. Dadurch kann das Gehäuse 2 relativ grob bleiben und die Bohrungen im Zwischenboden 8 können klein gehalten werden, sodass die zulässige Flächenpressung nicht überschritten wird. Gleichzeitig wird durch die genaue Positionierung des Zwischenbodens 8 eine ausreichend große Auflage der Kühlvorrichtung auf dem Zwischenboden 8 gewährleistet.
  • Die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass sich der Zwischenboden 8, der das zweite Energiespeichermodul 7 trägt, beispielsweise über Auflagen 15 an den Wänden, genauer gesagt Seitenwänden des Gehäuses 2 abstützt. D. h. der Zwischenboden 8 stützt sich nicht über entsprechend ausgebildete Tragelemente direkt auf dem untersten Gehäuseboden, der das erste Energiespeichermodul 6 trägt, ab. Folglich werden die von dem Zwischenboden 8 ausgehenden Kräfte nicht in den untersten Gehäuseboden, sondern in die Seitenwände des Gehäuses 2 eingeleitet, wodurch die auf den untersten Gehäuseboden einwirkende Belastung reduziert wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Energiespeicheranordnung
    2
    Gehäuse
    3
    Deckel
    4
    Erste Ebene
    5
    Zweite Ebene
    6
    Erstes Energiespeichermodul
    7
    Zweites Energiespeichermodul
    8
    Zwischenboden
    9
    Endplatten
    10
    Speicherzellen
    11
    Zuganker
    12
    Durchgangslöcher
    13, 14
    Reihen
    15
    Auflagen
    16
    Rahmen
    17
    Streben
    18
    Längsstreben
    19
    Querstreben
    20
    Montagevorrichtung
    21–23
    Verschraubungspunkte
    24
    Erster Halter
    25
    Zweiter Halter
    26
    Dritter Halter
    27
    Aufnahmen
    28
    Erste Richtung
    29
    Zweite Richtung

Claims (11)

  1. Energiespeicheranordnung (1) zur Spannungsversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, umfassend – ein Gehäuse (2) mit einer ersten Ebene (4) und einer über der ersten Ebene (4) liegenden zweiten Ebene (5), – zumindest ein erstes Energiespeichermodul (6) in der ersten Ebene (4), – zumindest ein zweites Energiespeichermodul (7) in der zweiten Ebene (5), und – einen am Gehäuse (2) befestigten, das zweite Energiespeichermodul (7) tragenden Zwischenboden (8), – wobei jedes Energiespeichermodul (6, 7) zwei Endplatten (9) und mehrere, zwischen den Endplatten (9) verspannte Speicherzellen (10) umfasst.
  2. Energiespeicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Energiespeichermodul (7) lediglich über den Zwischenboden (8) mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.
  3. Energiespeicheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden (8) mit dem Gehäuse (2) verschraubt ist.
  4. Energiespeicheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden (8) einen umlaufenden Rahmen (16) umfasst.
  5. Energiespeicheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endplatten (9) des zweiten Energiespeichermoduls (7) auf dem Zwischenboden (8) aufliegen, und vorzugsweise mit dem Zwischenboden (8) verschraubt sind.
  6. Energiespeicheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei erste Energiespeichermodule (6) in der ersten Ebene (4) und zumindest zwei zweite Energiespeichermodule (7) in der zweiten Ebene (5) angeordnet sind, wobei pro zweitem Energiespeichermodul (7) ein eigener Zwischenboden (8) angeordnet ist.
  7. Energiespeicheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kühlvorrichtung zwischen dem Zwischenboden und dem zweiten Energiespeichermodul.
  8. Energiespeicheranordnung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kühlvorrichtung, vorzugsweise ein Kühlrippenelement, über mehrere Zwischenböden (8) und mehrere zweite Energiespeichermodule (7) erstreckt.
  9. Energiespeicheranordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden (8) die Kühlvorrichtung an die Unterseite des zweiten Energiespeichermoduls (7) presst.
  10. Montagevorrichtung (20) zum Einsetzen von Zwischenböden (8) in ein Gehäuse (2) einer Energiespeicheranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend – einen ersten Halter (24) mit zumindest einer zum Befestigen eines ersten Zwischenbodens (8) ausgebildeten Aufnahme (27), und – einen mit dem ersten Halter (24) verbundene zweiten Halter (25) mit zumindest einer zum Befestigen eines zweiten Zwischenbodens (8) ausgebildeten Aufnahme (27), – wobei der zweite Halter (25) relativ zum ersten Halter (24) in einer ersten Richtung (28) verschiebbar ist, und – wobei die Aufnahmen (27) relativ zu den Haltern (24–26) in einer zur ersten Richtung (28) senkrechten zweiten Richtung (29) verschiebbar sind.
  11. Montagevorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch – einen mit dem ersten Halter (24) verbundene dritten Halter (26) mit zumindest einer zum Befestigen eines dritten Zwischenbodens (8) ausgebildeten Aufnahme (27), – wobei der dritte Halter (26) relativ zum ersten Halter (24) in der ersten Richtung (28) verschiebbar ist.
DE201210218473 2012-10-10 2012-10-10 Energiespeicheranordnung und Montagevorrichtung Pending DE102012218473A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210218473 DE102012218473A1 (de) 2012-10-10 2012-10-10 Energiespeicheranordnung und Montagevorrichtung
PCT/EP2013/069204 WO2014056680A2 (de) 2012-10-10 2013-09-17 Energiespeicheranordnung und montagevorrichtung
CN201380043663.5A CN104584261B (zh) 2012-10-10 2013-09-17 蓄能设备和装配装置
US14/682,899 US10205145B2 (en) 2012-10-10 2015-04-09 Energy storage arrangement and mounting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210218473 DE102012218473A1 (de) 2012-10-10 2012-10-10 Energiespeicheranordnung und Montagevorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012218473A1 true DE102012218473A1 (de) 2014-06-12

Family

ID=49182267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210218473 Pending DE102012218473A1 (de) 2012-10-10 2012-10-10 Energiespeicheranordnung und Montagevorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10205145B2 (de)
CN (1) CN104584261B (de)
DE (1) DE102012218473A1 (de)
WO (1) WO2014056680A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015210892A1 (de) 2015-06-15 2016-12-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Anordnung, Vorrichtung und Verfahren zur Befestigung zumindest einer Energiespeichereinrichtung sowie Bodenplatte
DE102019118392A1 (de) * 2019-07-08 2020-05-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batterie für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6520424B2 (ja) * 2015-06-05 2019-05-29 スズキ株式会社 車両用バッテリパックの取付け構造
CN105774506B (zh) * 2016-03-07 2018-03-13 江西玖发新能源汽车有限公司 一种装有快速高效更换电池装置的电动汽车
US10431785B2 (en) * 2016-11-30 2019-10-01 Ford Global Technologies, Llc Battery pack array frames with integrated fastener housings
DE102018109508A1 (de) * 2018-04-20 2019-10-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Hochvoltspeichergehäuses an einem Rohbauteil eines Kraftfahrzeugs sowie Hochvoltspeichergehäuse
CN112335095B (zh) * 2018-07-06 2024-02-13 宝马股份公司 用于机动车的组件
JP7074085B2 (ja) * 2019-01-23 2022-05-24 トヨタ自動車株式会社 電池装置
GB2588590B (en) * 2019-10-18 2022-02-23 Dyson Technology Ltd Battery pack and battery module

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10003247A1 (de) * 1999-01-29 2000-08-17 Sanyo Electric Co Stromquelle enthaltend wiederaufladbare Batterien
DE10064648A1 (de) * 1999-12-28 2001-07-19 Honda Motor Co Ltd Aufladeelementvorrichtung

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3822462C1 (en) * 1988-07-02 1989-11-30 Deutsche Automobilgesellschaft Mbh, 3000 Hannover, De Secondary cell having two stacks of round electrode plates, which stacks are arranged lying one behind the other on the same axis
US4973335A (en) * 1990-01-12 1990-11-27 Sealed Energy Systems, Inc. Method for the assembly of lead-acid batteries and associated apparatus
US6834424B2 (en) * 2001-05-22 2004-12-28 Mitek Holdings, Inc. Battery assembling method
US20030003350A1 (en) * 2001-07-02 2003-01-02 C&D Charter Holdings, Inc. Horizontal tray insert and tray assembly for motive-power applications
US7548429B2 (en) * 2004-06-18 2009-06-16 Douglas Battery Manufacturing Company Battery storage system
US20070266553A1 (en) * 2004-11-22 2007-11-22 Gd Technologies Maschinebau Gmbh Process And System For Joining Battery Plates To Form Packs And For Inserting These Packs Into Cassettes
US8100271B2 (en) * 2006-02-02 2012-01-24 C & C Power Tiered battery cabinet
JP2009238643A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Sanyo Electric Co Ltd 車両用の電池ブロック
US9083029B2 (en) * 2009-12-23 2015-07-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
CN102117930B (zh) * 2010-01-05 2015-09-16 三星Sdi株式会社 电池组
US20110165451A1 (en) * 2010-01-05 2011-07-07 Myung-Chul Kim Battery pack
FR2963484B1 (fr) * 2010-07-29 2013-05-03 E4V Batterie electrique et engin motorise comportant au moins une telle batterie

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10003247A1 (de) * 1999-01-29 2000-08-17 Sanyo Electric Co Stromquelle enthaltend wiederaufladbare Batterien
DE10064648A1 (de) * 1999-12-28 2001-07-19 Honda Motor Co Ltd Aufladeelementvorrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015210892A1 (de) 2015-06-15 2016-12-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Anordnung, Vorrichtung und Verfahren zur Befestigung zumindest einer Energiespeichereinrichtung sowie Bodenplatte
DE102019118392A1 (de) * 2019-07-08 2020-05-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batterie für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014056680A2 (de) 2014-04-17
WO2014056680A3 (de) 2014-06-26
CN104584261B (zh) 2017-06-09
US10205145B2 (en) 2019-02-12
CN104584261A (zh) 2015-04-29
US20150214523A1 (en) 2015-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012218473A1 (de) Energiespeicheranordnung und Montagevorrichtung
EP2377184B1 (de) Vorrichtung zur spannungsversorgung eines kraftfahrzeugs mit optimierter wärmeabführung
DE102013207592B3 (de) Batteriesystem
DE102010029872A1 (de) Batteriebaugruppe für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge
EP2543091B1 (de) Batterie für einen kraftwagen
EP3113278A1 (de) Kraftfahrzeugbatterie
DE102012218162B4 (de) Energiespeicheranordnung
DE102017110578A1 (de) Kraftfahrzeug-Hochspannungs-Energiespeicher
DE112015001776B4 (de) Batteriepack
EP3627585B1 (de) Verfahren zum anordnen zumindest eines batteriemoduls in zumindest einem teil eines batteriegehäuses und anordnungsvorrichtung
DE102018215477A1 (de) Batteriesystem, Verfahren zum Temperieren und zur Druckbeaufschlagung wenigstens einer Batteriezelle eines Batteriemoduls eines derartigen Batteriesystems sowie Kraftfahrzeug mit einem derartigen Batteriesystem
EP3824502B1 (de) Batterieträger und fahrzeug mit diesem batterieträger
DE102017208754A1 (de) Batteriesystem für ein Elektrofahrzeug
DE102015224777A1 (de) Batteriegehäuse für eine Fahrzeug-Traktionsbatterie
DE102012211180A1 (de) Energiespeichermodul aus mehreren prismatischen Speicherzellen
DE102017005315A1 (de) Batteriekasten
DE102017005314A1 (de) Energiespeicheranordnung und Kraftfahrzeug
DE102017005401A1 (de) Baukastensystem und Kraftfahrzeug
DE102017005400A1 (de) Energiespeicheranordnung und Kraftfahrzeug
EP3178123B1 (de) Rahmeneinrichtung zur aufnahme von speicherzellen eines energiespeichermoduls
DE102017005329A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Batteriewanne
EP4106079A1 (de) Flüssigkeitsgekühltes kraftfahrzeug-traktionsbatteriemodul
AT521040B1 (de) Leistungsbaugruppe mit tragendem Kühlkörper
EP4070407B1 (de) Modulschicht und daraus aufgebautes batteriesystem
DE102019110613A1 (de) Batteriegehäuseanordnung mit Wärmeübertragungseinrichtung und Traktionsbatterie mit Batteriegehäuseanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002020000

Ipc: H01M0050100000

R016 Response to examination communication