BE1031440B1 - battery storage - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Batteriespeicher mit zumindest zwei elektrochemischen Zellen und mit wenigstens einem Temperatursensor zur Bestimmung einer Temperatur des Batteriespeichers, wobei der Temperatursensor Teil einer Tragvorrichtung ist, die flach ausgebildet zwischen den Zellen angeordnet ist.The invention relates to a battery storage device with at least two electrochemical cells and with at least one temperature sensor for determining a temperature of the battery storage device, wherein the temperature sensor is part of a support device which is arranged in a flat manner between the cells.
Description
-1- BE2023/5198-1- BE2023/5198
Batteriespeicherbattery storage
Die Erfindung betrifft einen Batteriespeicher mit zumindest zwei elektrochemischenThe invention relates to a battery storage device with at least two electrochemical
Zellen und mit wenigstens einem Temperatursensor zur Bestimmung einer Tempe- ratur des Batteriespeichers.cells and with at least one temperature sensor for determining a temperature of the battery storage.
Bei derartigen Batteriespeichern wird die Temperatur des Batteriespeichers Üüber- wacht, um einen effizienten und sicheren Betrieb zu gewährleisten. Es werden unter anderem zylindrische Zellen verwendet, da diese eine vergleichsweise hohe Ener- giedichte bei geringen Herstellungskosten aufweisen.In such battery storage systems, the temperature of the battery storage is monitored to ensure efficient and safe operation. Cylindrical cells are used, among other things, because they have a comparatively high energy density at low production costs.
Nachteilig bei bekannten, gattungsgemäRen Batteriespeichern ist, dass der Tempe- ratursensor und/oder weitere mit dem Temperatursensor zusammenwirkende Teile des Batteriespeichers auBerhalb eines von den Zellen eingeschlossenen Bereiches angeordnet sind. Dadurch weist der Batteriespeicher große Abmessungen und einen hohen Raumbedarf auf.A disadvantage of known battery storage systems of this type is that the temperature sensor and/or other parts of the battery storage system that interact with the temperature sensor are arranged outside an area enclosed by the cells. This means that the battery storage system has large dimensions and requires a lot of space.
Bei bekannten Batteriespeichern ist ferner eine Temperatur an den jeweiligen Enden der Zellen messbar. Die Temperatur an den Enden der Zellen stellt jedoch keine re- präsentative Temperatur der Zellen und somit auch keine repräsentative Temperatur des Batteriespeichers dar.In known battery storage systems, a temperature can also be measured at the respective ends of the cells. However, the temperature at the ends of the cells is not a representative temperature of the cells and therefore not a representative temperature of the battery storage system.
-2- BE2023/5198-2- BE2023/5198
Ein Batteriespeicher mit einem Temperaturschalter, umfassend einen Temperatur- sensor, zwischen zwei Zellen ist aus der CN 2019 276 82 U bekannt. Eine von die- sem Temperatursensor gemessene Temperatur stellt jedoch keine repräsentativeA battery storage device with a temperature switch comprising a temperature sensor between two cells is known from CN 2019 276 82 U. However, a temperature measured by this temperature sensor does not represent a representative
Temperatur der Zellen dar. Zudem sind mit dem Temperatursensor zusammenwir- kende Teile des Batteriespeichers, nämlich die Leiterplatte, die Drähte und der Über- stromschutz, außerhalb des von den Zellen eingeschlossenen Bereiches angeord- net, sodass der Batteriespeicher trotz der Anordnung des Temperaturschalters nachteiligerweise einen hohen Raumbedarf und große Abmessungen aufweist.temperature of the cells. In addition, parts of the battery storage unit that interact with the temperature sensor, namely the circuit board, the wires and the overcurrent protection, are arranged outside the area enclosed by the cells, so that the battery storage unit disadvantageously requires a lot of space and has large dimensions despite the arrangement of the temperature switch.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Batteriespei- cher mit einer Bauweise anzugeben, die einen minimalen Raumbedarf aufweist und für die Bestimmung einer repräsentativen Temperatur des Batteriespeichers geeig- net ist.The present invention is therefore based on the object of specifying a battery storage device with a design that has a minimal space requirement and is suitable for determining a representative temperature of the battery storage device.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Temperatursensor Teil einer Tragvorrichtung ist, die flach ausgebildet zwischen den Zellen angeordnet ist.According to the invention, the object is achieved in that the temperature sensor is part of a support device which is arranged in a flat manner between the cells.
Mit dem Temperatursensor ist eine Temperatur der ihm zugeordneten Zellen und damit des Batteriespeichers messbar. Die Temperatur wird insbesondere an denThe temperature sensor can be used to measure the temperature of the cells assigned to it and thus of the battery storage. The temperature is measured in particular at the
Zellmitten, also nahe dem jeweiligen Volumenschwerpunkt der Zellen, und nicht an den Anschlusspolen der Zellen gemessen. Die dort messbare Temperatur ist für dieThe temperature measured is measured in the cell centres, i.e. close to the respective volume centre of the cells, and not at the terminal poles of the cells. The temperature measured there is
Zellen besonders repräsentativ, da sie einer mittleren Zelltemperatur entspricht.Cells are particularly representative because it corresponds to an average cell temperature.
-3- BE2023/5198-3- BE2023/5198
Die Zellen weisen bevorzugt eine zylindrische oder quaderförmige Form auf. Beson- ders bevorzugt weisen die Zellen eine zylindrische Form auf. Die üblicherweise un- genutzten Zwischenräume zwischen, in Bezug auf ihre jeweilige Längsachse parallel zueinander angeordneten, zylindrischen Zellen im Bauraum des Batteriespeichers werden bei der erfindungsgemäßen Lösung dann besonders effizient genutzt.The cells preferably have a cylindrical or cuboid shape. The cells particularly preferably have a cylindrical shape. The usually unused spaces between cylindrical cells in the installation space of the battery storage unit, which are arranged parallel to one another with respect to their respective longitudinal axes, are then used particularly efficiently in the solution according to the invention.
Die Tragvorrichtung ist in dem Sinne flach ausgebildet, dass Sie eine plattenartigeThe support device is flat in the sense that it has a plate-like
Form mit einer vielfach größeren Breite und Länge als Höhe aufweist. Die Tragvor- richtung dient zur mechanischen Befestigung und/oder elektrischen Verbindung desForm with a width and length that is many times greater than its height. The support device serves for mechanical fastening and/or electrical connection of the
Temperatursensors. Sie trägt den Temperatursensor und die bevorzugt vorhande- nen elektrischen Verbindungen zu dem Temperatursensor. Die Tragvorrichtung ist zwischen den Zellen, also zwischen einer bei flacher Lage des Batteriespeichers auf einem horizontalen Untergrund oberen und einer unteren Seite aller oder einerTemperature sensor. It carries the temperature sensor and the preferably existing electrical connections to the temperature sensor. The support device is between the cells, i.e. between an upper side and a lower side of all or one of the cells when the battery storage is placed flat on a horizontal surface.
Mehrzahl von Zellen bei bezüglich der Längsachse parallel ausgerichteten Zellen, angeordnet. Insbesondere erstreckt sie sich in der Fläche quer zu der Längsachse einer der Zellen und, im Falle von an voneinander weg gerichteten Seiten der Zelle angeordneten Zellpolen, zwischen Ebenen, die von diesen Seiten aufgespannt wer- den.A plurality of cells are arranged with cells aligned parallel to the longitudinal axis. In particular, it extends in the area transverse to the longitudinal axis of one of the cells and, in the case of cell poles arranged on sides of the cell facing away from one another, between planes spanned by these sides.
Der Temperatursensor ist dabei bevorzugt derart zwischen den Zellen angeordnet, dass er in einem Bereich zwischen zueinander gerichteten Seiten der Zellen, also zwischen jeweiligen Zellkôrpern benachbarter, bezüglich ihrer jeweiligen Längsach- sen parallel ausgerichteter Zellen angeordnet ist.The temperature sensor is preferably arranged between the cells in such a way that it is arranged in a region between sides of the cells facing each other, i.e. between respective cell bodies of adjacent cells that are aligned parallel with respect to their respective longitudinal axes.
-4- BE2023/5198-4- BE2023/5198
Die Tragvorrichtung ist insbesondere nicht an den Anschlusspolen der Zellen ange- ordnet. Der Temperatursensor ist vorzugsweise nahe einem Volumenschwerpunkt der jeweiligen Zellen angeordnet. Eine Höhe des Batteriespeichers, insbesondere inThe support device is in particular not arranged at the connection poles of the cells. The temperature sensor is preferably arranged near a volume center of gravity of the respective cells. A height of the battery storage, in particular in
Richtung der Längsachse der Zellen, wird dann durch eine Längserstreckung derDirection of the longitudinal axis of the cells, is then determined by a longitudinal extension of the
Zellen bestimmt. Sie ist somit vergleichsweise niedrig. Die niedrige Höhe des Batte- riespeichers wird vorteilhafterweise nicht durch Teile der Tragvorrichtung vergrößert.cells. It is therefore comparatively low. The low height of the battery storage is advantageously not increased by parts of the support device.
Der Batteriespeicher weist dadurch eine in Bezug auf seine Höhe flache und kom- pakte Bauweise auf, die beispielsweise für den Einsatz in Fahrzeugen, etwa in Was- serfahrzeugen, von Vorteil ist.The battery storage unit therefore has a flat and compact design in relation to its height, which is advantageous for use in vehicles, such as watercraft.
Die Zellen sind vorzugsweise in zumindest einem Zellpaket angeordnet. Die Zellen eines Zellpaketes sind bevorzugt mit ihren jeweiligen Längsachsen parallel zueinan- der angeordnet. Die Zellen weisen zudem jeweils zwei voneinander weg gerichteteThe cells are preferably arranged in at least one cell pack. The cells of a cell pack are preferably arranged with their respective longitudinal axes parallel to one another. The cells also each have two
Seiten auf. Die Zellen eines Zellpaketes liegen vorzugsweise mit jeweils einer dieserThe cells of a cell packet preferably lie with one of these
Seiten zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene, sodass das Zellpa- ket in Richtung der Längsachsen eine der Längserstreckung einer Zelle entspre- chende Erstreckung aufweist. Der Batteriespeicher weist dadurch in Richtung derSides at least essentially in a common plane, so that the cell pack has an extension in the direction of the longitudinal axes that corresponds to the longitudinal extension of a cell. The battery storage system thus points in the direction of the
Längsachsen ebenfalls eine der Längserstreckung einer Zelle entsprechende Erstre- ckung, ggf. zuzüglich bevorzugt vorhandener Wärmeableitschichten und Gehäuse- teile, auf. Der Batteriespeicher ist dadurch besonders kompakt.Longitudinal axes also have an extension corresponding to the longitudinal extension of a cell, possibly plus any heat dissipation layers and housing parts that are preferably present. This makes the battery storage particularly compact.
Die Zellen sind zudem vorzugsweise wiederaufladbar, z.B. als Lithium-Zelle, Li- thium-lonen-Zellen, Natrium-lonen-Zelle oder Nickel-Eisen-Zelle ausgebildet.The cells are also preferably rechargeable, e.g. designed as lithium cells, lithium-ion cells, sodium-ion cells or nickel-iron cells.
-5- BE2023/5198-5- BE2023/5198
Die Tragvorrichtung ist bevorzugt in einem Bereich zwischen zwei parallelen Ebenen angeordnet, wobei die Ebenen jeweils von voneinander weg gerichteten Seiten derThe support device is preferably arranged in a region between two parallel planes, wherein the planes each extend from sides of the
Zellen aufgespannt werden. Diese Seiten entsprechen bei flacher Lage des Batterie- speichers jeweils der oberen und der unteren Seite aller oder einer Mehrzahl vonCells are clamped together. When the battery storage is in a flat position, these sides correspond to the upper and lower sides of all or a majority of
Zellen bei bezüglich der Längsachse parallel zueinander ausgerichteten Zellen. Bei mehreren, insbesondere in axialer Richtung, übereinanderliegenden Zellpaketen entsprechen diese Seiten der oberen Seite aller oder einer Mehrzahl von Zellen ei- nes Zellpaketes und der unteren Seite aller oder einer Mehrzahl von Zellen eines weiteren Zellpaketes. Die Tragvorrichtung ist, bezogen auf die Erstreckung der Zel- len in Richtung derer Längsachsen, bevorzugt in einem mittigen Fünftel, besonders bevorzugt mittig, zwischen den beiden Ebenen angeordnet. Das mittige Fünftel ent- spricht einem Teilbereich des durch die beiden Ebenen begrenzten Bereichs, der beiCells in the case of cells aligned parallel to one another with respect to the longitudinal axis. In the case of several cell packages lying one above the other, in particular in the axial direction, these sides correspond to the upper side of all or a plurality of cells of a cell package and the lower side of all or a plurality of cells of another cell package. The support device is arranged, based on the extension of the cells in the direction of their longitudinal axes, preferably in a central fifth, particularly preferably in the middle, between the two planes. The central fifth corresponds to a partial area of the area delimited by the two planes, which in the case of
Aufteilung dieses Bereichs in fünf gleich große Teilbereiche mittig zwischen und pa- rallel zu diesen Ebenen angeordnet ist. Dadurch ist eine repräsentative Temperatur der Zellen auf besonders einfache Weise messbar. Bei bezüglich der Längsachse der Zellen parallel zueinander ausgerichteten Zellen ist die Tragvorrichtung bevor- zugt senkrecht zur Längsachse der Zellen angeordnet. Bei mehreren in axialer Rich- tung übereinanderliegenden Schichten von Zellen ist die Tragvorrichtung vorzugs- weise senkrecht zur Längsachse der Zellen einer der Schichten angeordnet. Alterna- tiv dazu ist sie bevorzugt parallel zur Längsachse der Zellen mehrerer Schichten an- geordnet. Der Temperatursensor ist bei bezüglich der Längsachse der Zellen paral- lel zueinander ausgerichteten Zellen bevorzugt in dem mittigen Fünftel, besonders bevorzugt mittig, zwischen den beiden vorstehend definierten parallelen Ebenen an-Division of this area into five equally sized sub-areas is arranged centrally between and parallel to these planes. This makes it particularly easy to measure a representative temperature of the cells. In the case of cells that are aligned parallel to one another with respect to the longitudinal axis of the cells, the support device is preferably arranged perpendicular to the longitudinal axis of the cells. In the case of several layers of cells lying one above the other in the axial direction, the support device is preferably arranged perpendicular to the longitudinal axis of the cells of one of the layers. Alternatively, it is preferably arranged parallel to the longitudinal axis of the cells of several layers. In the case of cells that are aligned parallel to one another with respect to the longitudinal axis of the cells, the temperature sensor is preferably arranged in the central fifth, particularly preferably in the middle, between the two parallel planes defined above.
-6- BE2023/5198 geordnet, sodass eine Temperatur in der jeweiligen Zellmitte messbar ist. Der Tem- peratursensor ist bei mehreren in axialer Richtung übereinanderliegenden Schichten von Zellen bevorzugt in dem mittigen Fünftel, besonders bevorzugt mittig, zwischen zwei Ebenen angeordnet, die von voneinander weg gerichteten, senkrecht zur-6- BE2023/5198 arranged so that a temperature can be measured in the respective cell center. In the case of several layers of cells lying one above the other in the axial direction, the temperature sensor is preferably arranged in the middle fifth, particularly preferably in the middle, between two planes which are surrounded by planes directed away from each other and perpendicular to the
Längsachse der Zellen angeordneten Seiten einer oder mehrerer der Zellen aufge- spannt werden. Dadurch ist eine Temperatur in der Zellmitte der jeweiligen Zellen möglichst genau messbar.The sides of one or more cells are spanned along the longitudinal axis of the cells. This allows the temperature in the middle of the respective cells to be measured as accurately as possible.
Der Temperatursensor weist bevorzugt keinen unmittelbaren Kontakt zu den Zellen auf. Der Temperatursensor ist dafür vorzugsweise von den Zellen beabstandet an- geordnet. Bei einer Anordnung der Zellen mit einem Hohlraum zwischen den Zellen, wie etwa bei bezüglich ihrer Längsachse parallel zueinander angeordneten zylindri- schen Zellen, kann der Temperatursensor somit vorteilhaft in der Mitte dieses Hohl- raumes angeordnet sein. Durch diese Anordnung ist eine für alle dem Temperatur- sensor zugeordneten Zellen repräsentative Temperatur messbar.The temperature sensor preferably has no direct contact with the cells. The temperature sensor is therefore preferably arranged at a distance from the cells. If the cells are arranged with a cavity between the cells, such as in the case of cylindrical cells arranged parallel to one another with respect to their longitudinal axis, the temperature sensor can thus advantageously be arranged in the middle of this cavity. This arrangement makes it possible to measure a temperature that is representative of all cells assigned to the temperature sensor.
Der Batteriespeicher weist vorzugsweise sich parallel zu den beiden zuvor definier- ten Ebenen erstreckende Wärmeableitschichten auf. Vorzugsweise ist wenigstens eine der Wärmeableitschichten an der Tragvorrichtung angeordnet. Die Wärmeab- leitschichten leiten Wärme von den Zellen zu den Temperatursensoren und/oder in einen Randbereich des Batteriespeichers außerhalb der Zellen, vorzugsweise in einThe battery storage preferably has heat dissipation layers extending parallel to the two previously defined planes. Preferably, at least one of the heat dissipation layers is arranged on the support device. The heat dissipation layers conduct heat from the cells to the temperature sensors and/or into an edge region of the battery storage outside the cells, preferably into a
Gehäuse. Die Wärmeableitschichten sind vorzugsweise flach, insbesondere folienar- tig, ausgebildet, um eine flache und kompakte Bauform des Batteriespeichers zu ge- währleisten.Housing. The heat dissipation layers are preferably flat, in particular foil-like, in order to ensure a flat and compact design of the battery storage unit.
-7- BE2023/5198-7- BE2023/5198
Der Temperatursensor ist bevorzugt mehreren Zellen zugeordnet und der Abstand jeder dieser Zellen zum Temperatursensor ist bevorzugt zumindest im Wesentlichen, also mit einer Abweichung kleiner als 20 %, besonders bevorzugt mit einer Abwei- chung kleiner als 10 %, gleich. Der Temperatursensor ist dazu vorzugsweise zumin- dest im Wesentlichen mittig zwischen den Zellen, also zwischen zueinander gerich- teten Seiten der Zellkôrper, angeordnet. Bei zylindrischen Zellen mit Mantelflächen ist der Temperatursensor insbesondere zwischen den jeweiligen Mantelflächen derThe temperature sensor is preferably assigned to several cells and the distance between each of these cells and the temperature sensor is preferably at least substantially the same, i.e. with a deviation of less than 20%, particularly preferably with a deviation of less than 10%. The temperature sensor is preferably arranged at least substantially centrally between the cells, i.e. between the sides of the cell bodies facing each other. In the case of cylindrical cells with lateral surfaces, the temperature sensor is arranged in particular between the respective lateral surfaces of the
Zellen angeordnet. Dadurch ist die vom Temperatursensor messbare Temperatur für alle dem Temperatursensor zugeordneten Zellen besonders repräsentativ.cells. This makes the temperature measurable by the temperature sensor particularly representative of all cells assigned to the temperature sensor.
Der Batteriespeicher weist besonders bevorzugt eine Mehrzahl von Zellen und eineThe battery storage device particularly preferably has a plurality of cells and a
Mehrzahl von Temperatursensoren auf, wobei die Temperatursensoren mittig zwi- schen den Zellen einer Gruppe von jeweils zwei bis vier, insbesondere drei, Zellen angeordnet sind. Bei zylindrischen Zellen befindet sich der Temperatursensor bei- spielsweise in dem Zwischenraum, der von drei dicht aneinander angeordneten Zel- len gebildet wird. Bevorzugt bestehen die Gruppen von Zellen, mit Ausnahme der randseitigen Gruppen von Zellen, aus derselben Anzahl an Zellen. Die randseitigenA plurality of temperature sensors, wherein the temperature sensors are arranged centrally between the cells of a group of two to four, in particular three, cells. In the case of cylindrical cells, the temperature sensor is located, for example, in the space formed by three cells arranged close to one another. Preferably, the groups of cells, with the exception of the groups of cells on the edge, consist of the same number of cells. The edge-side
Gruppen von Zellen können aus einer größeren oder kleineren Anzahl von Zellen bestehen, um eine raumeffiziente Anordnung der Zellen im Randbereich des Batte- riespeichers zu gewährleisten.Groups of cells can consist of a larger or smaller number of cells to ensure a space-efficient arrangement of the cells in the edge area of the battery storage.
Die Gruppen von Zellen sind bevorzugt derart angeordnet, dass an jeder Zelle einer dieser Gruppen, mit Ausnahme der randseitigen Gruppen, jeweils zumindest eineThe groups of cells are preferably arranged in such a way that at each cell of one of these groups, with the exception of the edge groups, at least one
-8- BE2023/5198-8- BE2023/5198
Zelle mehrerer, vorzugsweise drei, anderer Gruppen in unmittelbarer Nähe, ange- ordnet ist. Unter der unmittelbaren Nähe wird ein Abstand von bevorzugt kleiner 20 mm, besonders bevorzugt kleiner 10 mm, weiter besonders bevorzugt kleiner 5 mm verstanden. Zwischen den Zellen ist jeweils ein Bereich der Tragvorrichtung ange- ordnet. Die Tragvorrichtung beabstandet die Zellen bevorzugt mit einem gleichmäßi- gen Abstand voneinander. Die Zellen weisen daher vorzugsweise keinen unmittelba- ren Kontakt zueinander auf, sodass entstehende Wärme besser zwischen den Zel- len abgeleitet werden kann.Cell of several, preferably three, other groups is arranged in close proximity. The immediate proximity is understood to mean a distance of preferably less than 20 mm, particularly preferably less than 10 mm, further particularly preferably less than 5 mm. An area of the support device is arranged between each cell. The support device preferably spaces the cells at a uniform distance from one another. The cells therefore preferably have no direct contact with one another, so that heat generated can be better dissipated between the cells.
Die Zellen sind bevorzugt mehrreihig in zueinander parallelen Reihen angeordnet.The cells are preferably arranged in multiple rows parallel to each other.
Die Zellen einer ersten Zellreihe sind relativ zu den Zellen einer zweiten Zellreihe vorzugsweise derart versetzt angeordnet, dass jede Zelle der ersten Zellreihe in Be- zug auf die Erstreckungsrichtung der Zellreihen mittig zwischen zwei Zellen der zweiten Zellreine angeordnet ist. Jede Zelle hat zudem vorzugsweise denselben Ab- stand zu zu dieser Zelle benachbarten Zellen. Dadurch wird, insbesondere bei zy- lindrischen Zellen, eine besonders kompakte Bauweise des Batteriespeichers erzielt.The cells of a first cell row are preferably arranged offset relative to the cells of a second cell row such that each cell of the first cell row is arranged centrally between two cells of the second cell row in relation to the direction of extension of the cell rows. Each cell also preferably has the same distance from cells adjacent to this cell. This results in a particularly compact design of the battery storage system, particularly in the case of cylindrical cells.
Bei einer Anzahl von zwei Zellen je Gruppe liegen bevorzugt an jeder Gruppe, mitWith a number of two cells per group, preferably each group, with
Ausnahme der randseitigen Gruppen, sechs andere Gruppen an. An jeder Zelle die- ser Gruppe liegt dann jeweils zumindest eine Zelle von vier anderen Gruppen an.Except for the peripheral groups, six other groups are connected. Each cell in this group is then connected to at least one cell from four other groups.
Bei einer Anzahl von drei oder vier Zellen je Gruppe liegen bevorzugt an jederWith a number of three or four cells per group, preferably at each
Gruppe, mit Ausnahme der randseitigen Gruppen, sechs andere Gruppen und an je- der Zelle der Gruppe jeweils zumindest eine Zelle von drei anderen Gruppen an.Group, with the exception of the peripheral groups, six other groups and at each cell of the group at least one cell from three other groups.
-9- BE2023/5198-9- BE2023/5198
Durch diese Anordnung der Gruppen relativ zueinander ist vorzugsweise die Tempe- ratur jeder Zelle von jeder Gruppe durch die Messung der Temperatur jeweils an- grenzender Gruppen näher bestimmbar. Jeder einzelnen Zelle einer Gruppe ist da- mit vorzugsweise eine von der Temperatur der Gruppe abweichende Temperatur zu- ordenbar, die der realen Temperatur der einzelnen Zelle näherkommt als die Tem- peratur der Gruppe zu der die Zelle zugeordnet ist. Somit ist die Temperatur jeder einzelnen Zelle des Batteriespeichers besser bestimmbar. Dabei ist, mit Ausnahme der Zellen im Randbereich des Batteriespeichers, vorzugsweise mit einer bestimm- ten Anzahl an Temperatursensoren die jeweilige Temperatur einer zwei- bis viermal, insbesondere dreimal, so großen Anzahl an Zellen wie Temperatursensoren näher bestimmbar. Insbesondere sind, mit Ausnahme des Randbereiches, in dem einemBy arranging the groups in this way relative to one another, the temperature of each cell in each group can preferably be determined more precisely by measuring the temperature of adjacent groups. Each individual cell in a group can thus preferably be assigned a temperature that differs from the temperature of the group and is closer to the actual temperature of the individual cell than the temperature of the group to which the cell is assigned. The temperature of each individual cell in the battery storage unit can thus be determined more precisely. With the exception of the cells in the edge area of the battery storage unit, the respective temperature of a number of cells that is two to four times, in particular three times, as large as the number of temperature sensors can be determined more precisely, preferably with a certain number of temperature sensors. In particular, with the exception of the edge area in which a
Temperatursensor ein oder zwei Zellen zugeordnet sein können, jedem Temperatur- sensor drei Zellen zugeordnet. Der Batteriespeicher weist somit eine besonders effi- ziente Zuordnung von Temperatursensoren zu Zellen auf. Im Randbereich des Bat- teriespeichers sind die außenliegenden Zellen nicht von allen Seiten durch weitereOne or two cells can be assigned to each temperature sensor, and three cells are assigned to each temperature sensor. The battery storage system thus has a particularly efficient allocation of temperature sensors to cells. In the edge area of the battery storage system, the outer cells are not protected from all sides by further
Gruppen von Zellen umgeben, sodass die Zuordnung von Temperatursensoren zuSurrounded by groups of cells, so that the assignment of temperature sensors to
Zellen dort abweichen kann.cells there may differ.
Die Tragvorrichtung weist bevorzugt eine Leiterplatte auf. Vorzugsweise weist dieThe support device preferably has a printed circuit board. Preferably, the
Leiterplatte elektrisch leitende Verbindungen, wie z.B. Leiterbahnen, auf, die mit dem Temperatursensor verbunden sind. Durch diese Verbindungen ist der Tempera- tursensor insbesondere auf einfache Weise mit einer bevorzugt vorhandenen Steue- rungseinheit verbindbar. Die Verbindungen erstrecken sich dazu in einen Bereich des Batteriespeichers außerhalb der Zellen. Dieser Bereich ist nicht von den ZellenThe circuit board has electrically conductive connections, such as conductor tracks, which are connected to the temperature sensor. These connections make it particularly easy to connect the temperature sensor to a control unit that is preferably present. The connections extend into an area of the battery storage unit outside the cells. This area is not separated from the cells.
-10- BE2023/5198 eingeschlossen. Die Leiterplatte erstreckt sich bevorzugt unmittelbar bis zu der Steu- erungseinheit. Vorzugsweise ist die Leiterplatte mit der Steuerungseinheit verbun- den. Der Temperatursensor ist bevorzugt, insbesondere unmittelbar, an der Leiter- platte angeordnet oder in diese integriert. Im Sinne einer vorteilhaften, flachen Bau- weise des Batteriespeichers sind somit keine elektrischen oder elektronischen Ver- bindungen zwischen dem Temperatursensor und den Anschlusspolen der Zellen vorhanden. Die Verbindungen zu dem Temperatursensor sind ausschließlich zwi- schen den Zellkôrpern, also zwischen einer oberen und einer unteren Seite aller o- der einer Mehrzahl von Zellen angeordnet. In Richtung der Längsachsen der Zellen wird die Größe des Batteriespeichers somit nicht durch die vorgenannten Verbindun- gen vergrößert.-10- BE2023/5198 included. The circuit board preferably extends directly to the control unit. The circuit board is preferably connected to the control unit. The temperature sensor is preferably arranged, in particular directly, on the circuit board or integrated into it. In the interests of an advantageous, flat design of the battery storage, there are therefore no electrical or electronic connections between the temperature sensor and the connection poles of the cells. The connections to the temperature sensor are arranged exclusively between the cell bodies, i.e. between an upper and a lower side of all or a plurality of cells. In the direction of the longitudinal axes of the cells, the size of the battery storage is therefore not increased by the aforementioned connections.
Die Tragvorrichtung, insbesondere die Leiterplatte, erstreckt sich vorzugsweise quer zur Längsachse der Zellen und umschließt die Zellen zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollumfänglich. Die Tragvorrichtung, insbesondere die Leiterplatte, weist dazu bevorzugt Ausnehmungen in Form der Umfangskontur der Zellen auf. DieseThe support device, in particular the circuit board, preferably extends transversely to the longitudinal axis of the cells and encloses the cells at least in sections, preferably completely. The support device, in particular the circuit board, preferably has recesses in the form of the peripheral contour of the cells. These
Ausnehmungen sind z.B. oval, dreieckig, rechteckig, quadratisch oder insbesondere kreisförmig im Falle von zylindrischen Zellen ausgebildet. Die Zellen erstrecken sich vorzugsweise durch die Ausnehmungen in der Tragvorrichtung, insbesondere in derRecesses are, for example, oval, triangular, rectangular, square or, in particular, circular in the case of cylindrical cells. The cells preferably extend through the recesses in the support device, in particular in the
Leiterplatte hindurch. Bevorzugt beabstandet die Tragvorrichtung zudem die Zellen voneinander. Die Position der Zellen relativ zueinander und relativ zu der Tragvor- richtung wird somit auf besonders einfache Weise festgelegt.circuit board. Preferably, the support device also spaces the cells apart from one another. The position of the cells relative to one another and relative to the support device is thus determined in a particularly simple manner.
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Der Batteriespeicher weist insbesondere eine elektrisch mit dem Temperatursensor verbundene Steuerungseinheit zum Überwachen der Temperatur der Zellen auf. DieThe battery storage device has in particular a control unit electrically connected to the temperature sensor for monitoring the temperature of the cells.
Steuerungseinheit unterbricht bevorzugt elektrisch oder elektronisch eine Verbin- dung zu den Zellen, wenn die Temperatur der Zellen außerhalb eines Betriebsbe- reichs liegt. Der Temperatursensor ist bevorzugt als analoger Temperatursensor, insbesondere für einen Betriebsbereich der Zellen von -25°C bis +65°C, und/oder als digitaler Temperatursensor, insbesondere für einen Betriebsbereich der zumin- dest zwei Zellen von -20°C bis +60°C, ausgebildet.The control unit preferably electrically or electronically interrupts a connection to the cells if the temperature of the cells is outside an operating range. The temperature sensor is preferably designed as an analog temperature sensor, in particular for an operating range of the cells from -25°C to +65°C, and/or as a digital temperature sensor, in particular for an operating range of the at least two cells from -20°C to +60°C.
Vorzugsweise weist der Batteriespeicher einen Zellhalter auf, in dem die Zellen an- geordnet sind. Der Zellhalter ist bevorzugt aus einem nichtleitenden Material, beson- ders bevorzugt aus Kunststoff, weiter besonders bevorzugt aus Polyurethan, herge- stellt.The battery storage unit preferably has a cell holder in which the cells are arranged. The cell holder is preferably made of a non-conductive material, particularly preferably of plastic, further particularly preferably of polyurethane.
Der Zellhalter ist bevorzugt zweiteilig ausgebildet. Dabei ist der Zellhalter vorzugs- weise in Richtung der Längsachsen der Zellen geteilt. Die Tragvorrichtung ist mitThe cell holder is preferably designed in two parts. The cell holder is preferably divided in the direction of the longitudinal axes of the cells. The support device is provided with
Vorteil zwischen den zwei Teilen des Zellhalters angeordnet ist. Die zwei Teile desAdvantage is arranged between the two parts of the cell holder. The two parts of the
Zellhalters sind dann insbesondere ober- und unterhalb der Tragvorrichtung ange- ordnet. Dadurch stützt sich die Tragvorrichtung über den Zellhalter an dem bevor- zugt vorhandenen Gehäuse ab. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Tragvor- richtung an dem optionalen Gehäuse und/oder der optionalen Steuerungseinheit be- festigt sein. Der Zellhalter weist bevorzugt Ausnehmungen und/oder Aufnahmen für die Zellen, insbesondere in Form der Umfangskontur der Zellen, auf. Der ZellhalterCell holders are then arranged above and below the support device. The support device is thereby supported by the cell holder on the preferably existing housing. Alternatively or additionally, the support device can be attached to the optional housing and/or the optional control unit. The cell holder preferably has recesses and/or receptacles for the cells, in particular in the form of the peripheral contour of the cells. The cell holder
-12- BE2023/5198 umschließt die Zellen vorzugsweise vollumfänglich und, mit Ausnahme des gegebe- nenfalls von der Tragvorrichtung umschlossenen Abschnitts der Zellen, über die ge- samte Länge der Zellen entlang ihrer Längsachse, sodass Wärme gezielt abgeleitet werden kann und die Lage der Zellen definiert und sicher festgelegt ist. Der obere-12- BE2023/5198 preferably encloses the cells completely and, with the exception of the section of the cells possibly enclosed by the support device, over the entire length of the cells along their longitudinal axis, so that heat can be dissipated in a targeted manner and the position of the cells is defined and securely fixed. The upper
Teil des Zellhalters umschließt dazu insbesondere einen oberen Teil der Zellen, der sich oberhalb der Tragvorrichtung erstreckt. Der untere Teil des Zellhalters um- schließt einen unteren Teil der Zellen, der sich unterhalb der Tragvorrichtung er- streckt. Die Zellen erstrecken sich dazu durch den Zellhalter, insbesondere durch alle Teile eines mehrteiligen Zellhalters, hindurch. Der Zellhalter schützt somit auf einfache Weise die Zellen sowie die Tragvorrichtung. Er legt zudem die Position derPart of the cell holder encloses in particular an upper part of the cells, which extends above the support device. The lower part of the cell holder encloses a lower part of the cells, which extends below the support device. The cells extend through the cell holder, in particular through all parts of a multi-part cell holder. The cell holder thus protects the cells and the support device in a simple manner. It also determines the position of the
Zellen und der Tragvorrichtung fest.cells and the support device.
Bevorzugt weist der Batteriespeicher ein Gehäuse auf, in dessen Innenraum die Zel- len angeordnet sind. Durch das Gehäuse sind die Zellen und die Tragvorrichtung vorPreferably, the battery storage device has a housing in the interior of which the cells are arranged. The housing protects the cells and the support device from
Umwelteinflüssen geschützt. Die Umwelteinflüsse haben dadurch einen geringeren oder keinen Einfluss auf die Bestimmung der Temperatur. Das Gehäuse trägt somit zu einer besseren Bestimmung einer repräsentativen Temperatur des Batteriespei- chers bei.Environmental influences therefore have little or no influence on the determination of the temperature. The housing therefore contributes to a better determination of a representative temperature of the battery storage.
Das Gehäuse weist vorzugsweise einen Grundkörper, zumindest eine an demThe housing preferably has a base body, at least one
Grundkörper befestigte Abdeckung und ein Verbindungselement zum elektrischenCover attached to the base body and a connecting element to the electrical
Anschluss des Batteriespeichers auf. Der Grundkörper ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen quaderfôrmig ausgebildet. Die insbesondere plattenartig ausgebil- dete Abdeckung ist bevorzugt an einer nicht durch den Grundkörper geschlossenenConnection of the battery storage. The base body is preferably at least substantially cuboid-shaped. The cover, which is in particular plate-shaped, is preferably attached to an area not closed by the base body.
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Seite des Batteriespeichers angeordnet. Das Gehäuse weist insbesondere einenThe housing has a
Griff zur einfachen Handhabung des Batteriespeichers auf. Zudem weist das Ge- häuse insbesondere ein Sichtfenster zur Sicht durch das Gehäuse in den Innenraum des Gehäuses auf, wodurch der gewünschte Schutz vor Umwelteinflüssen und der optische Zustand der Zellen und der Tragvorrichtung ohne Öffnen des Gehäuses überprüfbar ist. Das Verbindungselement ist bevorzugt als Stecker, Buchse, Kupp- lung oder Ähnliches ausgebildet und dient dem elektrischen Trennen und Verbinden des Batteriespeichers.Handle for easy handling of the battery storage. In addition, the housing has a viewing window for viewing through the housing into the interior of the housing, whereby the desired protection against environmental influences and the optical condition of the cells and the support device can be checked without opening the housing. The connecting element is preferably designed as a plug, socket, coupling or similar and is used to electrically disconnect and connect the battery storage.
Besonders bevorzugt ist der Batteriespeicher gegen dauerndes Untertauchen in einThe battery storage is particularly protected against permanent immersion in a
Fluid, insbesondere in Wasser, vorzugsweise für Einsatzzwecke unter Nieder- und/oder Hochdruckbedingungen, geschützt. Dadurch kann die sichere und genaueFluid, especially in water, preferably for use under low and/or high pressure conditions. This enables the safe and accurate
Bestimmung einer repräsentativen Temperatur des Batteriespeichers auch unter die- sen Bedingungen gewährleistet werden. Niederdruck bezeichnet dabei einen Druck bis 1 bar, Hochdruck bezeichnet einen Druck bis 200 bar. Das Gehäuse ist dazu, etwa seine Festigkeit betreffend, entsprechend der jeweiligen Druckbedingungen des Einsatzzweckes ausgelegt. Der Innenraum des Gehäuses ist dazu bevorzugt durch eine zwischen dem Grundkörper und der Abdeckung angeordnete und/oder ausgebildete Dichtung, insbesondere eine Ringdichtung, abgedichtet. Auch das Ver- bindungselement und das ggf. vorhandene Sichtfenster sind dazu bevorzugt ent- sprechend der jeweiligen Druckbedingungen ausgelegt und geschützt ausgebildet.Determination of a representative temperature of the battery storage can also be guaranteed under these conditions. Low pressure refers to a pressure of up to 1 bar, high pressure refers to a pressure of up to 200 bar. The housing is designed to meet the respective pressure conditions of the intended use, for example in terms of its strength. The interior of the housing is preferably sealed by a seal arranged and/or formed between the base body and the cover, in particular a ring seal. The connecting element and the viewing window, if present, are also preferably designed and protected in accordance with the respective pressure conditions.
Vorzugsweise ist die Abdeckung aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit größer als die Wärmeleitfähigkeit von Eisen, bevorzugt aus einem Material mit einerPreferably, the cover is made of a material with a thermal conductivity greater than the thermal conductivity of iron, preferably of a material with a
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Wärmeleitfähigkeit größer oder gleich der Wärmeleitfähigkeit von Aluminium, beson- ders bevorzugt aus Aluminium, hergestellt. Dadurch kann die Abdeckung die Wärme von den Zellen auf einfache Weise aus dem Innenraum des Gehäuses in einen Be- reich außerhalb des Gehäuses ableiten. Vorzugsweise weist die Abdeckung zu die- sem Zwecke zusätzlich wenigstens ein insbesondere den Zellen zugewandtes und vorzugsweise im Innenraum des Gehäuses angeordnetes Kühlelement auf. DasThermal conductivity greater than or equal to the thermal conductivity of aluminum, particularly preferably made of aluminum. As a result, the cover can easily dissipate the heat from the cells from the interior of the housing to an area outside the housing. For this purpose, the cover preferably additionally has at least one cooling element, in particular facing the cells and preferably arranged in the interior of the housing. The
Kühlelement ist bevorzugt folienartig, z.B. als Wärmeleitfolie, ausgebildet. Bevorzugt ist das Kühlelement zudem elektrisch isolierend ausgebildet. Die folienartige Ausbil- dung des Kühlelements ist vorteilhaft für die kompakte, flache Bauweise des Batte- riespeichers.The cooling element is preferably designed as a film, e.g. as a heat-conducting film. The cooling element is also preferably designed to be electrically insulating. The film-like design of the cooling element is advantageous for the compact, flat design of the battery storage unit.
Vorzugsweise sind die Steuerungseinheit und das Verbindungselement seitlich, ins- besondere an einer rechtwinklig zur Ober- und Unterseite der Zellen angeordnetenPreferably, the control unit and the connecting element are arranged laterally, in particular at a right angle to the top and bottom of the cells.
Stirnseite, neben den Zellen in dem oben mit einer Abdeckung verschlossenen Bat- teriespeicher angeordnet. Diese Anordnung der Steuerungseinheit und des Verbin- dungselements ist für eine flache Bauweise des Batteriespeichers vorteilhaft, da dieFront side, next to the cells in the battery storage unit, which is closed at the top with a cover. This arrangement of the control unit and the connecting element is advantageous for a flat design of the battery storage unit, since the
Steuerungseinheit und das Verbindungselement die Höhe des Batteriespeichers so- mit nicht vergrößern.The control unit and the connecting element do not increase the height of the battery storage unit.
Der Batteriespeicher weist vorzugsweise zumindest zwei, insbesondere 14, in Serie geschaltete Zellenpakete von jeweils zumindest zwei, insbesondere acht, parallel geschalteten Zellen auf. Dadurch kann eine dem Anwendungsfall angepasste Ge- samtspannung und Gesamtkapazität des Batteriespeichers unter Einsatz von stan- dardisierten Zellen, wie etwa vergleichsweise kostengünstigen zylindrischen Zellen,The battery storage preferably has at least two, in particular 14, cell packs connected in series, each of at least two, in particular eight, cells connected in parallel. This makes it possible to achieve a total voltage and total capacity of the battery storage adapted to the application using standardized cells, such as comparatively inexpensive cylindrical cells.
-15- BE2023/5198 einfach erreicht werden. Der Batteriespeicher weist zudem bevorzugt eine Einrich- tung zur Spannungsüberwachung auf. Die Einrichtung zur Spannungsüberwachung erstreckt sich insbesondere flächig und parallel zur Höhenrichtung des Batteriespei- chers. Die Einrichtung zur Spannungsüberwachung ist zudem seitlich, insbesondere an einer der rechtwinklig zur Ober- und Unterseite der Zellen angeordneten Seite, neben den Zellen angeordnet, sodass die in Höhenrichtung flache Bauweise des-15- BE2023/5198 can be easily reached. The battery storage unit preferably also has a device for voltage monitoring. The device for voltage monitoring extends in particular over a large area and parallel to the vertical direction of the battery storage unit. The device for voltage monitoring is also arranged laterally, in particular on a side arranged at right angles to the top and bottom of the cells, next to the cells, so that the flat design of the battery storage unit in the vertical direction
Batteriespeichers erhalten bleibt. Durch die Überwachung der Spannung der Zellen kann ein sicherer Betrieb des Batteriespeichers gewährleistet werden.battery storage is maintained. By monitoring the voltage of the cells, safe operation of the battery storage can be ensured.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind den nachfolgend beschriebe- nen, schematisch dargestellten Ausführungsformen zu entnehmen; es zeigen:Further details and advantages of the invention can be found in the schematically illustrated embodiments described below; they show:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäRen Batterie- speichers,Fig. 1 is a perspective view of a battery storage device according to the invention,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Teils des Batteriespeichers gem. Fig. 1,Fig. 2 is a perspective view of part of the battery storage according to Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäBen Batteriespeichers gem. Fig. 1 in eine Richtung analog zu Richtung Ill aus Fig. 4,Fig. 3 is a sectional view of the battery storage device according to the invention as shown in Fig. 1 in a direction analogous to direction III in Fig. 4,
Fig. 4 eine Draufsicht eines Teils des erfindungsgemäRen Batteriespeichers gem. Fig. 1 aus einer Richtung analog zu Richtung IV aus Fig. 3,Fig. 4 is a plan view of a part of the battery storage device according to the invention as shown in Fig. 1 from a direction analogous to direction IV in Fig. 3,
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Die nachfolgend erläuterten Merkmale der erfindungsgemäRBen Ausführungsformen kônnen auch einzeln oder in anderen Kombinationen als dargestellt oder beschrie- ben Gegenstand der Erfindung sein, stets aber zumindest in Kombination mit denThe features of the embodiments according to the invention explained below can also be the subject of the invention individually or in other combinations than those shown or described, but always at least in combination with the
Merkmalen des Anspruchs 1. Sofern sinnvoll sind funktional gleichwirkende Teile mit identischen Bezugsziffern versehen.Features of claim 1. Where appropriate, functionally equivalent parts are provided with identical reference numbers.
Fig. 1 und Fig. 3 zeigen einen erfindungsgemäßen Batteriespeicher 2 mit mehreren elektrochemischen Zellen 4. In der dargestellten Ausführungsform weist der Batterie- speicher 2 ein bevorzugtes Gehäuse 24 auf. Das Gehäuse 24 hüllt einen Innenraum 32 ein. In dem Innenraum 32 sind die Teile des Batteriespeichers 2 somit vor Um- welteinflüssen geschützt. Es weist zudem einen Grundkörper 26 sowie den Grund- körper 26 oben- und untenseitig verschließende Abdeckungen 28 (in Fig. 1 nicht dargestellt, vgl. Fig. 3) auf. Durch Entfernen der Abdeckungen 28 kann ein einfacherFig. 1 and Fig. 3 show a battery storage device 2 according to the invention with several electrochemical cells 4. In the embodiment shown, the battery storage device 2 has a preferred housing 24. The housing 24 encloses an interior space 32. In the interior space 32, the parts of the battery storage device 2 are thus protected from environmental influences. It also has a base body 26 and covers 28 (not shown in Fig. 1, see Fig. 3) that close the base body 26 at the top and bottom. By removing the covers 28, a simple
Zugriff auf den Innenraum 32 erfolgen. In der vorliegenden Ausführungsform ist derAccess to the interior 32 is possible. In the present embodiment, the
Batteriespeicher 2 im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Er kann jedoch auch eine andere, für den jeweiligen Anwendungsfall geeignete Form aufweisen. Der Bat- teriespeicher 2 weist an einer rechten Stirnseite A vorzugsweise ein Verbindungsele- ment 30 auf, welches das Gehäuse 24 durchdringt. Dadurch kann auf einfacheBattery storage 2 is essentially cuboid-shaped. However, it can also have a different shape suitable for the respective application. The battery storage 2 preferably has a connecting element 30 on a right-hand end face A, which penetrates the housing 24. This allows
Weise eine elektrische oder elektronische Verbindung von dem Batteriespeicher 2 zu einem Verbraucher oder Ahnlichem hergestellt werden. An einer der rechtenAn electrical or electronic connection can be made from the battery storage 2 to a consumer or similar. On one of the right
Stirnseite A gegenüberliegenden linken Stirnseite B weist der dargestellte Batterie- speicher 2 zur einfachen Handhabung einen optionalen Griff 40 auf, der an dem Ge- häuse 24 festgelegt ist. Alternativ zu der dargestellten Ausbildung des Griffes 40 alsThe battery storage unit 2 shown has an optional handle 40 for easy handling on the left-hand side B opposite the front side A, which is fixed to the housing 24. As an alternative to the illustrated design of the handle 40 as
Griffband, kann der Griff 40 als Schlaufe oder Ähnliches ausgebildet sein. Der GriffGrip tape, the handle 40 can be designed as a loop or similar. The handle
„17 - BE2023/5198 40 kann ebenfalls durch das Gehäuse 24 mit ausgebildet sein. An einer rechtwinklig zu den beiden Stirnseiten A, B sowie rechtwinklig zu einer Oberseite C bzw. Unter- seite D angeordneten Vorderseite E weist der Batteriespeicher 2 ein optionales"17 - BE2023/5198 40 can also be formed by the housing 24. On a front side E arranged at right angles to the two end faces A, B and at right angles to a top side C or bottom side D, the battery storage 2 has an optional
Sichtfenster 38 auf. Das Sichtfenster 38 ermöglicht eine Sicht in den Innenraum 32 und somit eine vorteilhafte Sichtprüfung einer Dichtigkeit des Innenraumes 32. DieViewing window 38. The viewing window 38 allows a view into the interior 32 and thus an advantageous visual inspection of the tightness of the interior 32. The
Abdeckungen 28 sind im vorliegenden Fall mit Hilfe von Befestigungsmitteln 29, ins- besondere mittels Schraubverbindungen, an dem Grundkörper 26 festgelegt. DerIn the present case, covers 28 are fixed to the base body 26 by means of fastening means 29, in particular by means of screw connections. The
Batteriespeicher 2 weist bevorzugt zumindest eine Abdeckung 28 an zumindest ei- ner Seite des Gehäuses 24, die von den in der vorliegenden Ausführungsform ge- wählten Seiten C, D abweichen kann, auf. Vorteilhafterweise ist der Batteriespeicher 2 gegen dauerndes Untertauchen, insbesondere unter Hochdruckbedingungen, ge- schützt. Dazu weist er zur Abdichtung des Innenraumes 32 zwischen dem Grundkör- per 26 und der wenigstens einen Abdeckung 28 jeweils eine Dichtung 34 auf. DerBattery storage 2 preferably has at least one cover 28 on at least one side of the housing 24, which can differ from the sides C, D selected in the present embodiment. The battery storage 2 is advantageously protected against permanent submersion, in particular under high pressure conditions. For this purpose, it has a seal 34 to seal the interior 32 between the base body 26 and the at least one cover 28. The
Grundkörper 26 weist im vorliegenden Fall je Dichtung 34 eine Dichtungsnut 35 auf, in die die als Ringdichtung ausgebildete Dichtung 34 eingelegt ist. Zur Abdichtung können auch andere Dichtungen, wie etwa Flachdichtungen oder Dichtungsmasse, verwendet werden. Die Zellen 4 in dem Innenraum 32 sind bevorzugt von einemIn the present case, the base body 26 has a sealing groove 35 for each seal 34, into which the seal 34 designed as a ring seal is inserted. Other seals, such as flat seals or sealing compound, can also be used for sealing. The cells 4 in the interior 32 are preferably made of a
Zellnalter 22 umgeben. Der Zellhalter 22 schützt die Zellen 4 vorteilhafterweise und legt deren Position im Batteriespeicher 2 definiert und sicher fest. An der rechtenCell holder 22. The cell holder 22 advantageously protects the cells 4 and defines and secures their position in the battery storage 2. On the right
Stirnseite aller Zellen 4 weist der Batteriespeicher 2 insbesondere eine Steuerungs- einheit 20 zur Temperaturüberwachung auf. Die Steuerungseinheit 20 ist vorzugs- weise im Innenraum 32 des Gehäuses 24 angeordnet und somit ebenfalls durch die- ses geschützt.The battery storage unit 2 has, in particular, a control unit 20 for temperature monitoring on the front side of all cells 4. The control unit 20 is preferably arranged in the interior 32 of the housing 24 and is thus also protected by it.
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Aus Fig. 2 wird ersichtlich, dass der Zellhalter 22 bei der vorliegenden Ausführungs- form zweiteilig ausgebildet ist. Er besteht in diesem Fall aus einer oberen Hälfte 21 sowie einer unteren Hälfte 25. Zur einfacheren Darstellung ist die obere Hälfte 21 des Zellhalters 22 im Vergleich zur Montageposition in Richtung einer der Längsach- sen 18 der Zellen 4 nach oben verschoben. Die untere Hälfte 25 des Zellhalters 22 ist entsprechend entlang dieser Längsachse 18 nach unten verschoben. Die in der vorliegenden Ausführungsform zylindrischen Zellen 4 sind mit inren Längsachsen 18 parallel zueinander angeordnet und liegen mit inren jeweiligen Oberseiten 10 sowie inren jeweiligen Unterseiten 12 (vgl. Fig. 3) jeweils in einer gemeinsamen, insbeson- dere horizontal angeordneten, Ebene. Mittig zwischen diesen beiden Ebenen weist der Batteriespeicher 2 eine Tragvorrichtung 8 auf. In Montageposition liegt die obereFrom Fig. 2 it can be seen that the cell holder 22 in the present embodiment is made up of two parts. In this case it consists of an upper half 21 and a lower half 25. For a simpler illustration, the upper half 21 of the cell holder 22 is displaced upwards in the direction of one of the longitudinal axes 18 of the cells 4 compared to the assembly position. The lower half 25 of the cell holder 22 is correspondingly displaced downwards along this longitudinal axis 18. The cylindrical cells 4 in the present embodiment are arranged with their longitudinal axes 18 parallel to one another and lie with their respective upper sides 10 and their respective lower sides 12 (cf. Fig. 3) in a common, in particular horizontally arranged, plane. In the middle between these two planes, the battery storage unit 2 has a support device 8. In the assembly position, the upper
Hälfte 21 des Zellhalters 22 an einer Oberseite der Tragvorrichtung 8 und die untereHalf 21 of the cell holder 22 on an upper side of the support device 8 and the lower
Hälfte 25 des Zellhalters 22 an einer Unterseite der Tragvorrichtung 8 an. Dadurch kann die Tragvorrichtung 8 vorteilhaft in Ihrer Position fixiert werden. Die Tragvor- richtung 8 umfasst in der dargestellten Ausführungsform mehrere Temperatursenso- ren 6, die an einer Leiterplatte 16 der Tragvorrichtung 8 angeordnet sind. Die Leiter- platte 16 weist elektrische Verbindungen auf, über die die Temperatursensoren 6 be- sonders einfach mit einer Steuerungseinheit 20 verbunden sind. Die Hälften 21, 25 des Zellhalters 22 weisen jeweils Aufnahmen 23 auf, in denen die Zellen 4 aufge- nommen werden. Da die Zellen 4 im vorliegenden Fall zylindrisch sind, sind die Auf- nahmen 23 als Löcher mit einer kreisförmigen Kontur ausgebildet. Die zylindrischenHalf 25 of the cell holder 22 on a bottom side of the support device 8. This allows the support device 8 to be advantageously fixed in its position. In the embodiment shown, the support device 8 comprises several temperature sensors 6, which are arranged on a circuit board 16 of the support device 8. The circuit board 16 has electrical connections via which the temperature sensors 6 are particularly easily connected to a control unit 20. The halves 21, 25 of the cell holder 22 each have receptacles 23 in which the cells 4 are accommodated. Since the cells 4 are cylindrical in the present case, the receptacles 23 are designed as holes with a circular contour. The cylindrical
Zellen 4 werden insbesondere vollumfänglich in den Aufnahmen 23 gehalten.Cells 4 are in particular completely held in the receptacles 23.
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In Fig. 3 ist ferner erkennbar, dass an der Leiterplatte 16 der Tragvorrichtung 8 un- tenseitig eine optionale Wärmeableitschicht 17 angeordnet ist. Die Wärmeableit- schicht 17 leitet die Wärme der Zellen 4 in einen nicht von den Zellen 4 umschlosse- nen Bereich in dem Gehäuse 24. Die Leiterplatte 16 erstreckt sich zudem bis zu derIn Fig. 3 it can also be seen that an optional heat dissipation layer 17 is arranged on the underside of the circuit board 16 of the support device 8. The heat dissipation layer 17 conducts the heat of the cells 4 into an area in the housing 24 that is not enclosed by the cells 4. The circuit board 16 also extends to the
Steuerungseinheit 20. Dadurch sind die Temperatursensoren 6 besonders einfach mit der Steuerungseinheit 20 verbunden. Die Steuerungseinheit 20 ist in Bezug auf die Längsachsen 18 der Zellen 4 vorliegend im Wesentlichen parallel zu diesen an- geordnet. Dadurch ist eine Erstreckung des Batteriespeichers 2 in eine Richtung analog zu Richtung X in Fig. 4 vorteilhaft klein. Die Steuerungseinheit 20 überragt die Zellen 4 in Richtung derer jeweiligen Längsachsen 18 zudem bevorzugt nicht.Control unit 20. This makes it particularly easy to connect the temperature sensors 6 to the control unit 20. The control unit 20 is arranged essentially parallel to the longitudinal axes 18 of the cells 4 in this case. As a result, an extension of the battery storage unit 2 in a direction analogous to direction X in Fig. 4 is advantageously small. The control unit 20 also preferably does not protrude beyond the cells 4 in the direction of their respective longitudinal axes 18.
Der dargestellte Batteriespeicher ist dadurch, bezogen auf seine Höhe H, besonders flach. Ferner weisen die Abdeckungen 28 jeweils an ihrer dem Innenraum 32 zuge- wandten Seite 36 ein Kühlelement (nicht dargestellt) auf. Durch das Kühlelement kann die Wärme aus dem Batteriespeicher 2 besonders einfach in die Umgebung geleitet werden. Die Steuerungseinheit 20 und das Verbindungselement 30 sind elektrisch oder elektronisch miteinander verbunden (nicht dargestellt). Der erfin- dungsgemäRe Batteriespeicher 2 ist bezogen auf seine Höhe H, die der Erstreckung des Batteriespeichers 2 in Richtung der jeweiligen Längsachsen 18 der Zellen 4 ent- spricht, besonders kompakt und flach ausgebildet.The battery storage unit shown is therefore particularly flat in relation to its height H. Furthermore, the covers 28 each have a cooling element (not shown) on their side 36 facing the interior 32. The cooling element makes it particularly easy to conduct the heat from the battery storage unit 2 into the environment. The control unit 20 and the connecting element 30 are electrically or electronically connected to one another (not shown). The battery storage unit 2 according to the invention is particularly compact and flat in relation to its height H, which corresponds to the extension of the battery storage unit 2 in the direction of the respective longitudinal axes 18 of the cells 4.
Fig. 4 zeigt mehrere Reihen von Zellen 4 mit einer jeweiligen Erstreckung in die hori- zontale Richtung X. Die Zellreihen sind relativ zueinander in diese horizontale Rich- tung X versetzt angeordnet, wodurch die Zellen besonders platzsparend angeordnet sind. In den sich zwischen den Zellen 4 ergebenden Hohlräumen 5 sind zudemFig. 4 shows several rows of cells 4, each extending in the horizontal direction X. The rows of cells are arranged offset relative to one another in this horizontal direction X, whereby the cells are arranged in a particularly space-saving manner. In the cavities 5 resulting between the cells 4,
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Temperatursensoren 6 angeordnet, wodurch die gezwungenermaBen zwischen zy- lindrischen Zellen entstehenden Hohlräume 5 effektiv genutzt werden. Mit den Tem- peratursensoren 6 ist eine Temperatur einer Zellgruppe 14, wobei die Zellgruppe 14 in diesem Fall aus insbesondere drei Zellen 4 besteht, messbar. Bei einer Anzahl von drei Zellen 4 pro Zellgruppe 14 wird das Volumen des Batteriespeichers 2, ins- besondere des Innenraums 32, besonders effektiv mit Zellen 4 ausgefüllt. Im vorlie- genden Fall sind daher, bis auf den Randbereich 19, jedem der Temperatursensoren 6 jeweils drei Zellen 4 zugeordnet. Die Zellen 4 haben keinen unmittelbaren Kontakt zueinander, da zwischen ihnen jeweils ein Bereich der Leiterplatte 16 und des Zell- halters 22 angeordnet ist. Dadurch kann die Wärme der Zellen 4 besser abgeleitet werden.Temperature sensors 6 are arranged, whereby the cavities 5 that inevitably arise between cylindrical cells are used effectively. The temperature sensors 6 can be used to measure the temperature of a cell group 14, whereby the cell group 14 in this case consists of three cells 4 in particular. With a number of three cells 4 per cell group 14, the volume of the battery storage unit 2, in particular the interior 32, is filled particularly effectively with cells 4. In the present case, therefore, with the exception of the edge region 19, three cells 4 are assigned to each of the temperature sensors 6. The cells 4 have no direct contact with one another, since an area of the circuit board 16 and the cell holder 22 is arranged between them. This allows the heat of the cells 4 to be dissipated better.
Der erfindungsgemäße und hier in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellteThe inventive and here shown in a preferred embodiment
Kunststoffbeutel 2 weist große Vorteile im Hinblick auf seinen Raumbedarf auf und ist aufgrund seiner Bauweise besonders gut zur Bestimmung einer repräsentativenPlastic bag 2 has great advantages in terms of its space requirements and, due to its design, is particularly suitable for determining a representative
Temperatur des Batteriespeichers geeignet.temperature of the battery storage.
_21 - BE2023/5198_21 - BE2023/5198
Bezugszeichenliste 2 Batteriespeicher 26 Grundkörper 4 Zelle 28 AbdeckungList of reference symbols 2 Battery storage 26 Base body 4 Cell 28 Cover
Hohlraum 29 Befestigungsmittel 6 Temperatursensor 30 Verbindungselement 8 Tragvorrichtung 32 InnenraumCavity 29 Fastening device 6 Temperature sensor 30 Connecting element 8 Support device 32 Interior
Oberseite der Zelle 34 Dichtung 12 Unterseite der Zelle 35 Dichtungsnut 14 Zellgruppe 36 Kühlelement 16 Leiterplatte 38 Sichtfenster 17 Wärmeableitschicht 40 Griff 18 Längsachse A Rechte Stirnseite 19 Randbereich B Linke StirnseiteTop of the cell 34 Seal 12 Bottom of the cell 35 Sealing groove 14 Cell group 36 Cooling element 16 Circuit board 38 Viewing window 17 Heat dissipation layer 40 Handle 18 Longitudinal axis A Right front side 19 Edge area B Left front side
Steuerungseinheit C Oberseite 21 Obere Hälfte des Zellhalters D Unterseite 22 Zellhalter E Vorderseite 23 Aufnahme H Höhe 24 Gehäuse X Horizontale RichtungControl unit C Top 21 Upper half of the cell holder D Bottom 22 Cell holder E Front 23 Receptacle H Height 24 Housing X Horizontal direction
Untere Hälfte des Zellhalters 5Lower half of the cell holder 5
Claims (15)
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| BE20235198A BE1031440B1 (en) | 2023-03-20 | 2023-03-20 | battery storage |
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