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DE102007063187B3 - Battery with a cooling plate and method of manufacturing a battery - Google Patents

Battery with a cooling plate and method of manufacturing a battery Download PDF

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DE102007063187B3
DE102007063187B3 DE200710063187 DE102007063187A DE102007063187B3 DE 102007063187 B3 DE102007063187 B3 DE 102007063187B3 DE 200710063187 DE200710063187 DE 200710063187 DE 102007063187 A DE102007063187 A DE 102007063187A DE 102007063187 B3 DE102007063187 B3 DE 102007063187B3
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battery
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Jens Dr. Ing. Meintschel
Dirk Dr. Dipl.-Ing. Schröter
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Mercedes Benz Group AG
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Daimler AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere für hybridgetriebene Kraftfahrzeuge, umfassend mehrere Zellen (1), die auf einer Kühlplatte (5) angeordnet sind, wobei polseitig über den Zellen (1) eine Kraftverteilerplatte (3) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie mit mehreren Zellen (1), die auf einer Kühlplatte (5) angeordnet sind, wobei zwischen der Kühlplatte (5) und Unterseiten der Zellen (1) eine Vergussmasse (9) eingebracht wird, wobei polseitig über den Zellen (1) eine Kraftverteilerplatte (3) angeordnet wird und wobei mittelbar oder unmittelbar zwischen der Kraftverteilerplatte (3) und Oberseiten der Zellen (1) eine Vergussmasse (9) eingebracht wird.The invention relates to a battery, in particular for hybrid-powered motor vehicles, comprising a plurality of cells (1), which are arranged on a cooling plate (5), wherein pole side over the cells (1) a force distribution plate (3) is arranged. The invention also relates to a method for producing a battery having a plurality of cells (1), which are arranged on a cooling plate (5), wherein between the cooling plate (5) and undersides of the cells (1) a potting compound (9) is introduced on the pole side over the cells (1) a force distribution plate (3) is arranged and wherein indirectly or directly between the force distribution plate (3) and tops of the cells (1) a potting compound (9) is introduced.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere für hybridgetriebene Kraftfahrzeuge umfassend mehrere Zellen, die auf einer Kühlplatte angeordnet sind und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Batterie, gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 11, wie beides aus der gattungsbildend zugrunde gelegten DE 40 13 269 A1 als bekannt hervorgeht.The invention relates to a battery, in particular for hybrid-powered motor vehicles comprising a plurality of cells, which are arranged on a cooling plate and a method for producing such a battery, according to the preambles of claims 1 and 11, both based on the generic forming DE 40 13 269 A1 as known.

Aus der zugrunde gelegten DE 40 13 269 A1 ist eine Batterie bekannt, innerhalb deren Gehäuse ein Zellenblock angeordnet ist. Die Kühlung der Zellen erfolgt über eine Kühlplatte, welche auf der Unterseite des Zellenblocks angeordnet ist. Das Gehäuse der Batterie ist von einem äußeren und einem inneren Gehäuseteil begrenzt. Innerhalb des inneren Gehäuseteiles sind die Zwischenräume zwischen den Zellen ausgefüllt. Die Abmessungen des inneren Gehäuseteils sind kleiner gewählt, wodurch zwischen den beiden Gehäuseteilen ein Raum entsteht der evakuiert und mit Isoliermaterial 10 I ausgefüllt ist.From the underlying DE 40 13 269 A1 a battery is known, within whose housing a cell block is arranged. The cooling of the cells via a cooling plate, which is arranged on the underside of the cell block. The housing of the battery is limited by an outer and an inner housing part. Within the inner housing part, the spaces between the cells are filled. The dimensions of the inner housing part are chosen smaller, which creates a space between the two housing parts evacuated and filled with insulating material 10 I.

Batterien, insbesondere Hochvoltbatterien zur Verwendung für hybridgetriebene Kraftfahrzeuge, werden durch Zellen gebildet, die zur verbesserten Wärmeabfuhr auf einer Kühlplatte angeordnet sind. Zur elektrischen Verbindung von Polen der Zellen werden üblicherweise Zellverbinderplatinen verwendet. Derartige Batterien werden häufig im Vorbau oder im Heck eines Fahrzeuges und damit in dessen Deformationsbereich angeordnet.batteries, especially high-voltage batteries for use in hybrid-powered motor vehicles formed by cells for improved heat dissipation on a cooling plate are arranged. For the electrical connection of poles of the cells are usually Cell connector boards used. Such batteries are commonly used in the Stem or in the rear of a vehicle and thus in the deformation area arranged.

Nachteilig ist bei den im Stand der Technik bekannten Batterien, dass bei im Deformationsbereich angeordneten Batterien bei Unfällen Sekundärschäden durch Kurzschlüsse entstehen können. Insbesondere können infolge der begrenzten mechanischen Stabilität von Batteriegehäusen sowohl die Hochspannung führenden und mechanisch empfindlichen Zellterminals als auch Zellverbinderplatinen bei Unfällen beschädigt werden und zu Sekundärschäden durch Kurzschlüsse führen.adversely is in the known in the prior art batteries, that in im Deformation area arranged batteries in case of accidents secondary damage shorts can arise. In particular, you can due to the limited mechanical stability of both battery cases the high voltage leading and mechanically sensitive cell terminals as well as cell connector boards accidents damaged and secondary damages shorts to lead.

Des Weiteren sind im Stand der Technik Batterien bekannt, die bei Unfällen gezielt Kräfte in Längsrichtung der Zellen übertragen sollen. Derartige Batterien sind so aufgebaut, dass Kräfte von einem Batteriegehäusedeckel zunächst zur Oberseite der Zellverbinderplatine geleitet werden sollen und über die Hüllen der Zellen sowie über den so genannten Zelligel, die äußere Hülle des Zellverbundes, geleitet werden sollen, ohne die Zellterminals und Zellverbinder zu belasten. Dazu müssen die einzelnen Zellen ohne Spiel auf der Kühlplatte aufstehen, damit ein Durchbrechen verhindert wird. Damit soll eine Kraftübertragung von Gehäusedeckel über Zellverbinderplatine und Zellenhüllen, einschließlich Kühligel zur Kühlplatte und von dieser zum Gehäuseboden erfolgen. Nachteilig ist dabei, dass die fertigungsbedingt toleranzbehafteten Zellen nicht spielfrei zwischen Zellverbinderplatine und Kühlplatte angeordnet werden können.Of Furthermore, batteries are known in the prior art that are aimed at accidents personnel longitudinal transmitted to the cells should. Such batteries are constructed so that forces of a battery case lid first to be routed to the top of the cell connector board and over the wrap the cells as well over the so - called Zelligel, the outer shell of the Zellverbundes, without the cell terminals and Load cell connector. This requires the individual cells without Game on the cooling plate stand up so that a breakthrough is prevented. This is supposed to be a power transmission from housing cover via cell connector board and cell envelopes, including cool hedgehog to the cooling plate and from this to the case back respectively. The disadvantage here is that the manufacturing tolerances Cells not clearance between cell connector board and cooling plate can be arranged.

Dadurch ist eine sichere und reproduzierbare Kraftübertragung über Hüllen der Zellen nicht möglich; es besteht die Gefahr von Sekundärschäden durch Kurzschlüsse.Thereby is a safe and reproducible transmission of power through cell envelopes impossible; it there is a risk of secondary damage Shorts.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Batterie der eingangs genannten Art anzugeben, die bei Unfällen zur gezielten Kraftübertragung genutzt werden kann, einfach herstellbar ist und ein geringes Gewicht aufweist. Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie anzugeben, die Nachteile des Standes der Technik überwindet.Of the Invention is therefore based on the object, a battery of the above to specify the type mentioned in the case of accidents for targeted power transmission can be used, is easy to produce and low in weight having. The invention is based on the further object, a To provide a method of manufacturing a battery, the disadvantages of the prior art overcomes.

Die Batterie betreffend wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Das Verfahren zur Herstellung einer Batterie betreffend wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die im Anspruch 11 angegebenen Merkmale.The Battery concerning the object is achieved by the features specified in claim 1. Advantageous developments The invention are the subject of the dependent claims. The method of manufacture concerning a battery, the object is achieved by the features specified in claim 11.

Die erfindungsgemäße Batterie umfasst mehrere Zellen, die auf einer Kühlplatte angeordnet sind. Im Sinne der Erfindung soll "auf einer Kühlplatte" bedeuten, dass die Zellen mittelbar oder unmittelbar oberhalb der Kühlplatte angeordnet sind. Die Lage der Zellen bezüglich der Kühlplatte steht in keinem festen Bezug zur Anordnung der Batterie im Fahrzeug, insbesondere kann die Batterie sowohl stehend als auch liegend eingebaut sein oder werden. Mittelbar oder unmittelbar über den Zellen, also polseitig, ist eine Kraftverteilerplatte angeordnet. Die erfindungsgemäße Batterie ist insbesondere für hybridgetriebene Kraftfahrzeuge geeignet. Die Kraftverteilerplatte dient dazu, bei Unfällen auftretende Kräfte in Zellrichtung der Batterie zunächst so zu verteilen, dass die verteilten Kräfte durch Hüllen von Zellen und durch den Kühligel zur Kühlplatte geleitet werden. Dadurch kann auf einfache Weise eine größere Kraft in mehrere kleine Kräfte geteilt werden, die jeweils von einzelnen Zellhüllen oder vom Kühligel übertragbar sind.The battery according to the invention comprises a plurality of cells arranged on a cooling plate. in the Meaning of the invention should "on a cooling plate "mean that the Cells are arranged directly or indirectly above the cooling plate. The location of the cells the cooling plate has no fixed relation to the arrangement of the battery in the vehicle, In particular, the battery can be installed both standing and lying be or become. Indirectly or directly above the cells, ie pole-side, a force distribution plate is arranged. The battery according to the invention is especially for hybrid-powered motor vehicles suitable. The power distribution plate is used in accidents occurring forces in Cell direction of the battery first to distribute so that the distributed forces by sheaths of cells and by the cool hedgehog to the cooling plate be directed. This can easily create a greater force in several small forces be shared, each of individual cell envelopes or the Kühligel transferable are.

Da des Weiteren die Kraftverteilerplatte parallel zur Kühlplatte angeordnet ist, ist auf einfache Weise eine gezielte und reproduzierbare Übertragung insbesondere für Kräfte möglich, die Normal zu den Ebenen der Kühlplatte und der Kraftverteilerplatte auftreten.There Furthermore, the power distribution plate parallel to the cooling plate is arranged in a simple manner, a targeted and reproducible transfer especially for personnel possible, the normal to the levels of the cooling plate and the power distribution plate occur.

Durch die an der Unterseite der Kraftverteilerplatte angeordneten ersten Kraftübertragungselemente kann ferner eine Kraft normal zur Ebene der Kraftverteilerplatte nicht nur in mehrere kleinere Kräfte verteilt werden, sondern auch an definierten Stellen, nämlich über die ersten Kraftübertragungselemente, mittelbar oder unmittelbar in Hüllen von Zellen eingeleitet werden. Unter Unterseite der Kraftverteilerplatte ist im Sinne der Erfindung unabhängig von der Einbaulage der Batterie im Fahrzeug die zellzugewandte Seite der Kraftverteilerplatte zu verstehen.Furthermore, by virtue of the first power transmission elements arranged on the underside of the power distribution plate, a force normal to the plane of the power distribution plate can not only be reduced to a plurality of smaller forces te are distributed, but also at defined locations, namely on the first power transmission elements, directly or indirectly introduced into shells of cells. Under the underside of the power distribution plate is to understand the cell-facing side of the power distribution plate in the sense of the invention, regardless of the installation position of the battery in the vehicle.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Batterie sind unterhalb der Zellverbinderplatine zweite Kraftübertragungselemente angeordnet. Dadurch können auf einfache Weise Kräfte, die mittels der Kraftverteilerplatte verteilt wurden, durch die Zellverbinderplatine hindurch mittelbar oder unmittelbar in Hüllen von Zellen eingeleitet werden, ohne die Zellverbinderplatine unkontrolliert zu schädigen, so dass die verteilten Kräfte in ihrer Lage gezielt in die Hüllen von Zellen eingeleitet werden können. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Kraftübertragungselemente korrespondierend angeordnet. Unter korrespondierend soll im Sinne der Erfindung in Kraftrichtung hintereinander zu verstehen sein. Durch die korrespondierende Anordnung der ersten und zweiten Kraftübertragungselemente gelingt es auf einfache Weise, die Biegebeanspruchung sowohl für die Kraftverteilerplatte als auch für die Zellverbinderplatine zu reduzieren, so dass beide Bauteile mit relativ geringer Dicke und damit platz-, gewichts- und kostengünstig ausgebildet werden können.According to one further embodiment of the battery according to the invention are below arranged the cell connector board second power transmission elements. Thereby can easily forces, which were distributed by means of the power distribution plate, through the Cell connector board through indirectly or directly in cases of Cells are initiated without the cell connector board uncontrolled to harm, so that the distributed forces in their position targeted in the cases can be initiated by cells. Preferably, the first and second power transmission elements are corresponding arranged. Corresponding to in the context of the invention in Force direction to be understood in a row. By the corresponding Arrangement of the first and second power transmission elements succeed It easily, the bending stress for both the power distribution plate as well as for to reduce the cell connector board, so that both components with relatively small thickness and thus space, weight and cost-effective can be.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Batterie ist zwischen der Kühlplatte und den Unterseiten der Zellen eine Vergussmasse angeordnet, die vorzugsweise eine hohe Druckfestigkeit aufweist. Unter einer hohen Druckfestigkeit ist eine solche Druckfestigkeit zu verstehen, die gegenüber einer spaltfreien Aufstellung der Zellen auf der Kühlplatte und spaltfreier Auflage auf der Kraftverteilerplatte keine nachweisbare Verschlechterung der mechanischen Stabilität zur Folge hat. Durch die Anordnung einer Vergussmasse können auf einfache Weise fertigungsbedingte Toleranzen, insbesondere die Zellenlängen betreffend, ausgeglichen werden. Als besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, den Abstand zwischen Zellen und Kühlplatte größer als 0,5 mm zunächst als planmäßigen Spalt auszubilden, so dass die Vergussmasse den Spalt vollständig ausfüllt.According to one special embodiment of the battery according to the invention is between the cooling plate and the undersides of the cells arranged a potting compound, the preferably has a high compressive strength. Under a high Compressive strength is to be understood as a compressive strength that across from a gap-free installation of the cells on the cooling plate and gap-free support on the power distribution plate no detectable Deterioration of mechanical stability. By the Arrangement of a potting compound can in a simple way manufacturing tolerances, in particular the cell lengths be compensated. It has proved particularly advantageous the distance between cells and cooling plate greater than 0.5 mm initially as to form a planned gap, so that the potting compound completely fills the gap.

Eine weitere besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Batterie sieht vor, dass zwischen der Kraftverteilerplatte und den Oberseiten der Zellen eine Vergussmasse angeordnet ist. Durch die Anordnung einer Vergussmasse oberhalb der Zellen können ebenfalls auf einfache Weise fertigungsbedingte Toleranzen, insbesondere die Zellenlängen betreffend, ausgeglichen werden. Als besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, den Abstand zwischen den Zellen und der Kraftverteilerplatte größer als 0,5 mm zunächst als planmäßigen Spalt auszubilden, so dass die Vergussmasse den Spalt vollständig ausfüllt. Besonders bevorzugt ist die Vergussmasse zwischen den Zellen und der Zellverbinderplatine angeordnet, so dass eine Kraftübertragung über Kraftverteilerplatte, Zellverbinderplatine über vergossene Zellen zur Kühlplatte erfolgen kann.A another special embodiment of the battery according to the invention Provides that between the power distribution plate and the tops the cells a potting compound is arranged. By the arrangement a potting compound above the cells can also be simple Way production-related tolerances, in particular the cell lengths, be compensated. It has proved particularly advantageous the distance between the cells and the power distribution plate is greater than 0.5 mm first as a scheduled gap form, so that the potting compound completely fills the gap. Especially preferred is the potting compound between the cells and the cell connector board arranged so that a power transmission via power distribution plate, Cell connector board over potted cells to the cooling plate can be done.

Die Vergussmasse ist vorzugsweise elektrisch isolierend, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen Zellen und Kühlplatte stets, also sowohl im Betriebszustand als auch bei einem Unfall, vermieden werden kann. Zudem weist die Vergussmasse vorzugsweise eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf; darunter ist im Sinne der Erfindung eine solche Wärmeleitfähigkeit zu verstehen, die keine nachweisbare Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit gegenüber einer unmittelbaren Aufstellung der Zellen auf der Kühlplatte zeigt. Dadurch ist die zum Betrieb von hybridgetriebenen Kraftfahrzeugen erforderliche Wärmeabgabe von Zellen an die Kühlplatte sicher gestellt.The Potting compound is preferably electrically insulating, so that a electrical contact between cells and cooling plate always, so both in the operating state as well as in an accident, can be avoided. In addition, the potting compound preferably has a high thermal conductivity on; including for the purposes of the invention, such a thermal conductivity to understand the no detectable deterioration in thermal conductivity across from an immediate placement of the cells on the cooling plate shows. This is the reason for the operation of hybrid-powered motor vehicles required heat output from cells to the cooling plate ensured.

Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Batterie sieht vor, dass die zweiten Kraftübertragungselemente einstückig mit der Zellverbinderplatine ausgebildet sind. Durch die einstückige Ausbildung sind die genannten Bauteile besonders einfach und damit kostengünstig herstellbar und montierbar. Alternativ sind die zweiten Kraftübertragungselemente als separate Elemente ausgebildet und mit der Zellverbinderplatine verbunden. Dadurch können sowohl die zweiten Kraftübertragungselemente als auch die Zellverbinderplatinen in jeweils unterschiedlichen Ausführungen vorgefertigt und variabel miteinander kombiniert werden.A Another embodiment of the battery according to the invention provides that the second power transmission elements one piece are formed with the cell connector board. By the one-piece training the components mentioned are particularly simple and therefore inexpensive to produce and mountable. Alternatively, the second power transmission elements formed as separate elements and with the cell connector board connected. Thereby can both the second power transmission elements as well as the cell connector boards in different ones versions prefabricated and variably combined.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Batterie mit mehreren Zellen, die auf einer Kühlplatte angeordnet sind, sieht vor, dass zwischen der Kühlplatte und Unterseiten der Zellen eine Vergussmasse eingebracht wird. Dazu wird vorzugsweise zunächst ein Spalt planmäßiger Dicke zwischen der Kühlplatte und den Unterseiten der Zellen geschaffen, damit die Vergussmasse anschießend den Spalt vollständig ausfüllen kann. Erfindungsgemäß wird polseitig über den Zellen eine Kraftverteilerplatte angeordnet wird und es wird mittelbar oder unmittelbar zwischen der Kraftverteilerplatte und Oberseiten der Zellen eine Vergussmasse eingebracht. Durch das Einbringen der Vergussmasse wird ein fester mechanischer Verbund zwischen Kraftverteilerplatte und Kühlplatte geschaffen, da alle Spalte in Kraftrichtung verfüllt werden. Dadurch ist sicher gestellt, dass Kräfte über Hüllen der Zellen und über den Kühligel definiert übertragen werden können, wobei auf einfache Weise eine Batterie herstellbar ist, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Herstellung von Batterien von für hybridgetriebenen Kraftfahrzeugen geeignet.The inventive method for making a battery with multiple cells on one cooling plate are arranged, that between the cooling plate and undersides of the Cells a potting compound is introduced. This is preferably done first a gap of regular thickness between the cooling plate and the undersides of the cells created so that the potting compound then the Gap completely fill out can. According to the invention is pole side over the Cells a force distribution plate is placed and it becomes indirect or directly between the power distribution plate and tops the cells introduced a potting compound. By introducing the Potting compound becomes a strong mechanical bond between the power distribution plate and cooling plate created because all columns are filled in the direction of force. This is sure put that forces over sheaths of Cells and over the cool hedgehog defined transfer can be, where In a simple way, a battery can be produced, which has the disadvantages of the prior art overcomes. The inventive method is in particular for the production of batteries for hybrid-powered Motor vehicles suitable.

Eine besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Einbringen der Vergussmasse bei aufgesetzter Zellverbinderplatine erfolgt, wobei die Vergussmasse zwischen den Zellen und der Zellverbinderplatine eingebracht wird. Damit kann das Vergießen auf besonders einfache Weise erfolgen, wenn die Zellverbinderplatine mit planmäßigen Spalten zu den Oberseiten der Zellen bereits montiert ist.A particular embodiment of the method according to the invention provides that the introduction of the potting compound with attached cell connector board takes place, wherein the potting compound between the cells and the cell connector board is introduced. Thus, the casting on particularly simple Done way, if the cell connector board with scheduled columns already mounted to the tops of the cells.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.The Invention will be described below with reference to exemplary embodiments.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine isometrische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batterie, 1 an isometric view of a first embodiment of a battery according to the invention,

2 eine zu 1 gehörige Draufsicht, 2 one too 1 belonging top view,

3 eine zu 1 und 2 gehörige Schnittdarstellung, 3 one too 1 and 2 appropriate sectional view,

4 eine zugehörige weitere isometrische Ansicht von unten in Explosionsdarstellung, 4 an associated further isometric view from below in exploded view,

5 eine zugehörige weitere isometrische Ansicht von oben in Explosionsdarstellung, 5 an associated further isometric view from the top in exploded view,

6 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batterie, 6 a sectional view of a first embodiment of a battery according to the invention,

7 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batterie, 7 a sectional view of a second embodiment of a battery according to the invention,

8 eine Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batterie und 8th a sectional view of a third embodiment of a battery according to the invention and

9 eine Schnittdarstellung einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batterie eine zugehörige Schnittdarstellung. 9 a sectional view of a fourth embodiment of a battery according to the invention an associated sectional view.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Batterie ohne Batteriegehäuse. Polseitig oberhalb einer Vielzahl von Zellen 1 ist eine Zellverbinderplatine 2 angeordnet; darüber befindet sich eine Kraftverteilerplatte 3, an deren Unterseite sechs erste Kraftübertragungselemente 3.1 angeordnet sind, welche unmittelbar auf der Zellverbinderplatine 2 aufstehen. Die Zellverbinderplatine 2 dient der elektrischen Verbindung von Polen 7 einzelner Zellen 1. Die Kraftverteilerplatte 3 dient zur Verteilung von Kräften in Längsrichtung der Zellen 1, wobei derartige bei Unfällen auftretende Kräfte planmäßig durch die erfindungsgemäße Batterie in Zelllängsrichtung durchgeleitet werden sollen. Die Zellen 1 sind seitlich eingefasst von einem Kühligel 4, der die äußere Begrenzung der einzelnen Zellen 1 bildet. Der Kühligel 4 besteht aus Metall und dient sowohl der Wärmeabführung als auch der Abtragung von Kräften in Zelllängsrichtung bei einem Unfall. 1 and 2 show a battery according to the invention without a battery case. Pole side above a variety of cells 1 is a cell connector board 2 arranged; above it is a power distribution plate 3 , on the underside of which six first power transmission elements 3.1 are arranged, which directly on the cell connector board 2 get up. The cell connector board 2 serves the electrical connection of Poland 7 single cells 1 , The power distribution plate 3 serves to distribute forces in the longitudinal direction of the cells 1 , Such occurring in accidents forces are to be routed through the battery according to the invention in the cell longitudinal direction as planned. The cells 1 are framed laterally by a chiller 4 that is the outer boundary of each cell 1 forms. The fridge 4 consists of metal and serves both the heat dissipation and the removal of forces in the cell longitudinal direction in an accident.

3 zeigt zwei Zellen 1 in der Ansicht und drei Zellen 1 in Schnittdarstellung. Oberhalb der Zellen 1 ist eine Zellverbinderplatine 2 angeordnet, die zur elektrischen Verbindung der Pole 7 dient. Oberhalb der Zellverbinderplatine 2 ist die Kraftverteilerplatte 3 mit den ersten Kraftübertragungselementen 3.1 angeordnet, welche unmittelbar auf der Zellverbinderplatine 2 aufstehen. Korrespondierend mit den ersten Kraftübertragungselementen 3.1 sind an der Unterseite der Zellverbinderplatine 2 zweite Kraftübertragungselemente 8 angeordnet. Die zweiten Kraftübertragungselemente 8 weisen einen planmäßigen Spalt von mehr 0,5 mm zur Oberfläche der Zellen 1 auf; der genannte Spalt ist dazu bestimmt, mit einer hier nicht dargestellten Vergussmasse 9 (siehe 6 bis 9) verfüllt zu werden. 3 shows two cells 1 in the view and three cells 1 in section. Above the cells 1 is a cell connector board 2 arranged for electrical connection of the poles 7 serves. Above the cell connector board 2 is the power distribution plate 3 with the first power transmission elements 3.1 arranged, which directly on the cell connector board 2 get up. Corresponding to the first power transmission elements 3.1 are at the bottom of the cell connector board 2 second power transmission elements 8th arranged. The second power transmission elements 8th have a planned gap of more than 0.5 mm to the surface of the cells 1 on; said gap is intended to be with a potting compound, not shown here 9 (please refer 6 to 9 ) to be filled.

Zwischen den Unterseiten der Zellen 1 und einer darunter angeordneten Kühlplatte 5 sind ebenfalls planmäßige Spalte von mehr als 0,5 mm Dicke vorgesehen; die genannten Spalte sind ebenfalls dazu bestimmt, mit der hier nicht dargestellten Vergussmasse 9 verfüllt zu werden.Between the undersides of the cells 1 and a cooling plate arranged thereunder 5 are also planned column of more than 0.5 mm thickness provided; The said gaps are also intended to be used with the potting compound, not shown here 9 to be filled.

Der Kühligel 4, der die seitliche Einfassung des Verbundes einzelner Zellen 1 bildet, ist mit der Kühlplatte 5 unmittelbar verbunden und einstückig mit dieser ausgebildet.The fridge 4 , the lateral border of the composite of individual cells 1 forms is with the cooling plate 5 directly connected and integrally formed with this.

Die erfindungsgemäße Batterie ist mit einem Batteriegehäuse 6 eingefasst, das unter anderem eine Oberseite 6.1 und eine Unterseite 6.2 aufweist. Die bei einem Unfall von der erfindungsgemäßen Batterie planmäßig aufzunehmenden Kräfte in Zelllängsrichtung sind durch sechs Pfeile dargestellt. Die hier dargestellte Batterie soll mit einer hier nicht gezeigten Vergussmasse 9 derart vergossen werden, dass insbesondere die Spalte zwischen den Zellen 1 und der Kühlplatte 5 einerseits und die Spalte zwischen den Zellen 1 und den zweiten Kraftübertragungselementen 8 andererseits vollständig verfüllt sind. Damit ist bei einem Unfall sichergestellt, dass eine Kraftübertragung in der dargestellten Pfeilrichtung derart möglich ist, dass die Kraft zunächst über die Oberseite 6.1 des Batteriegehäuses 6 in die Kraftverteilerplatte 3 eingeleitet wird und durch diese Kraftverteilerplatte 3 auf die ersten Kraftübertragungselemente 3.1 verteilt wird. Über die ersten Kraftübertragungselemente 3.1 werden die Kräfte unmittelbar in die Zellverbinderplatine 2 und über diese in die einstückig daran angeschlossenen zweiten Kraftübertragungselemente 8 geleitet und über die hier nicht dargestellte Vergussmasse 9 gezielt in Hüllen der Zellen 1 eingeleitet. Am Fußbereich der erfindungsgemäßen Batterie erfolgt eine Kraftübertragung über die Hüllen der Zellen 1 über die hier nicht dargestellte Vergussmasse 9 direkt zur mechanisch stabilen Kühlplatte 5 und über diese zur Unterseite 6.2 des Batteriegehäuses 6.The battery according to the invention is provided with a battery housing 6 edged, including a top 6.1 and a bottom 6.2 having. The planned in an accident of the battery according to the invention forces in the cell longitudinal direction are represented by six arrows. The battery shown here is intended with a potting compound, not shown here 9 be shed so that in particular the gaps between the cells 1 and the cooling plate 5 on the one hand and the gaps between the cells 1 and the second power transmission elements 8th on the other hand completely filled. This ensures in an accident that a power transmission in the illustrated arrow direction is possible in such a way that the force initially over the top 6.1 of the battery case 6 in the power distribution plate 3 is initiated and through this force distribution plate 3 on the first power transmission elements 3.1 is distributed. About the first power transmission elements 3.1 the forces are transferred directly to the cell connector board 2 and about this in the integrally connected thereto second power transmission elements 8th directed and over the potting compound, not shown here 9 specifically in sheaths of the cells 1 initiated. At the foot of the invent Battery according to the invention is a force transmission through the sheaths of the cells 1 over the potting compound, not shown here 9 directly to the mechanically stable cooling plate 5 and about this to the bottom 6.2 of the battery case 6 ,

Die 4 und 5 zeigen die erfindungsgemäße Batterie, die in den 1 bis 3 dargestellt ist, jeweils in Explosionsdarstellung. Die ersten Kraftübertragungselemente 3.1 sind korrespondierend zu den zweiten Kraftübertragungselementen 8 angeordnet, so dass Kräfte, die über die Kraftverteilerplatte 3 in die ersten Kraftübertragungselemente 3.1 geleitet werden, von dort unmittelbar über die Zellverbinderplatine 2 in die zweiten Kraftübertragungselemente 8 weitergeleitet werden können.The 4 and 5 show the battery of the invention, in the 1 to 3 is shown, each in exploded view. The first power transmission elements 3.1 are corresponding to the second power transmission elements 8th arranged so that forces passing through the power distribution plate 3 in the first power transmission elements 3.1 from there directly via the cell connector board 2 in the second power transmission elements 8th can be forwarded.

6 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie gemäß der 1 bis 5. Bei dieser ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie sind die zweiten Kraftübertragungselemente 8 einstückig mit der Zellverbinderplatine 2 ausgebildet. Zwischen den beiden Kraftübertragungselementen 8 und den Oberseiten der Zellen 1 ist eine Vergussmasse 9 eingefüllt, so dass ein unmittelbarer Kraftfluss über die Verteilerplatte 3, die ersten Kraftübertragungselemente 3.1, die Zellverbinderplatine 2, die zweiten Kraftübertragungselemente 8, die Vergussmasse 9, die Hüllen der Zellen 1, in den Fußbereich der Zellen 1 über die Vergussmasse 9 zur Kühlplatte 5 gewährleistet ist. 6 shows a first embodiment of the battery according to the invention according to the 1 to 5 , In this first embodiment of the battery according to the invention, the second power transmission elements 8th integral with the cell connector board 2 educated. Between the two power transmission elements 8th and the tops of the cells 1 is a potting compound 9 filled, allowing an immediate flow of force across the distributor plate 3 , the first power transmission elements 3.1 , the cell connector board 2 , the second power transmission elements 8th , the potting compound 9 , the sheaths of the cells 1 , in the foot area of the cells 1 about the potting compound 9 to the cooling plate 5 is guaranteed.

7 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die in ihrer Wirkungsweise der in 6 beschriebenen Ausführungsform entspricht, wobei die zweiten Kraftübertragungselemente 8 hier als separate Elemente ausgebildet und unmittelbar mit der Zellverbinderplatine 2 verbunden sind. Die genannte Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass für unterschiedliche Batterien jeweils standardisierte Zellverbinderplatinen 2 verwendet werden können, die mit ebenfalls standardisierten zweiten Kraftübertragungselementen 8 kombinierbar sind. 7 shows a second embodiment of the invention, which in its operation of the in 6 described embodiment, wherein the second power transmission elements 8th formed here as separate elements and directly with the cell connector board 2 are connected. Said embodiment has the advantage that for different batteries each standardized cell connector boards 2 can be used with also standardized second power transmission elements 8th can be combined.

8 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, wobei die zweiten Kraftübertragungselemente 8 als separate Bauteile ausgebildet sind und mit der Zellverbinderplatine 2 nicht unmittelbar verbunden sind. Die beiden Kraftübertragungselemente 8 sind unmittelbar auf Hüllen von Zellen 1 aufgelegt, wobei jeweils ein zweites Kraftübertragungselement 8 auf Hüllen von wenigstens zwei Zellen 1 aufgelegt ist. Zwischen den zweiten Kraftübertragungselementen 2 und der Zellverbinderplatine 2 wurde zunächst ein planmäßiger Spalt angeordnet, der mit der Vergussmasse 9 bereits vergossen ist, so dass über die beschriebenen Bauteile eine Kraftübertragung von der Kraftverteilerplatte 3 bis zur Kühlplatte 5 gewährleistet ist. 8th shows a third embodiment of the invention, wherein the second power transmission elements 8th are formed as separate components and with the cell connector board 2 are not directly connected. The two power transmission elements 8th are directly on the shells of cells 1 applied, wherein in each case a second power transmission element 8th on envelopes of at least two cells 1 is up. Between the second power transmission elements 2 and the cell connector board 2 Initially, a planned gap was arranged with the potting compound 9 already potted, so that on the components described a power transmission from the power distribution plate 3 to the cooling plate 5 is guaranteed.

9 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Anordnung der zweiten Kraftübertragungselemente 8 nicht erforderlich ist. Hier ist der gesamte Bereich zwischen den Oberflächen der Zellen 1 und der Zellverbinderplatine 2 mit einer Vergussmasse 9 verfüllt, so dass bei einem Unfall ein Kraftfluss über die Kraftverteilerplatte 3, die Zellverbinderplatine 2, die Vergussmasse 9, die Hüllen der Zellen 1 und im Fußbereich der Zellen 1 über die Vergussmasse 9 zur Kühlplatte 5 gewährleistet ist. 9 shows a fourth embodiment of the invention, in which the arrangement of the second power transmission elements 8th is not required. Here is the entire area between the surfaces of the cells 1 and the cell connector board 2 with a potting compound 9 filled, so that in an accident, a power flow through the power distribution plate 3 , the cell connector board 2 , the potting compound 9 , the sheaths of the cells 1 and at the foot of the cells 1 about the potting compound 9 to the cooling plate 5 is guaranteed.

11
Zellecell
22
ZellverbinderplatineCell connector board
33
KraftverteilerplattePower distribution panel
3.13.1
erstes Kraftübertragungselementfirst Power transmission element
44
Kühligelcool hedgehog
55
Kühlplattecooling plate
66
Batteriegehäusebattery case
6.16.1
Oberseitetop
6.26.2
Unterseitebottom
77
Polpole
88th
zweites Kraftübertragungselementsecond Power transmission element
99
Vergussmassepotting compound

Claims (13)

Batterie, insbesondere für hybridgetriebene Kraftfahrzeuge, umfassend mehrere Zellen (1), die auf einer Kühlplatte (5) angeordnet sind dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines Batteriegehäuses (6) polseitig über den Zellen (1) eine parallel zur Kühlplatte (5) ausgerichtete Kraftverteilerplatte (3) angeordnet ist, dass an der Unterseite der Kraftverteilerplatte (3) erste Kraftübertragungselemente (3.1) angeordnet sind und dass die ersten Kraftübertragungselemente (3.1) im Kraftfluss zwischen der Kraftverteilerplatte (3) und der Kühlplatte (5) angeordnet sind.Battery, in particular for hybrid-powered motor vehicles, comprising a plurality of cells ( 1 ), which are placed on a cooling plate ( 5 ) are arranged, characterized in that within a battery housing ( 6 ) pole side over the cells ( 1 ) one parallel to the cooling plate ( 5 ) oriented power distribution plate ( 3 ) is arranged, that at the bottom of the power distribution plate ( 3 ) first power transmission elements ( 3.1 ) are arranged and that the first power transmission elements ( 3.1 ) in the power flow between the power distribution plate ( 3 ) and the cooling plate ( 5 ) are arranged. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb einer Zellverbinderplatine (2) zweite Kraftübertragungselemente (8) angeordnet sind.Battery according to claim 1, characterized in that below a cell connector board ( 2 ) second power transmission elements ( 8th ) are arranged. Batterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Kraftübertragungselemente (3.1, 8) korrespondierend angeordnet sind.Battery according to claim 2, characterized in that the first and second power transmission elements ( 3.1 . 8th ) are arranged correspondingly. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kühlplatte (5) und Unterseiten der Zellen (1) eine Vergussmasse (9) angeordnet ist.Battery according to one of the preceding claims, characterized in that between the cooling plate ( 5 ) and undersides of the cells ( 1 ) a potting compound ( 9 ) is arranged. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kraftverteilerplatte (3) und Oberseiten der Zellen (1) eine Vergussmasse (9) angeordnet ist.Battery according to one of the preceding claims, characterized in that between the power distribution plate ( 3 ) and tops of the cells ( 1 ) a potting compound ( 9 ) is arranged. Batterie nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (9) elektrisch isolierend ist.Battery according to claim 6 or 7, characterized in that the potting compound ( 9 ) is electrically insulating. Batterie nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (9) eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist.Battery according to one of claims 4 to 6, characterized in that the casting compound ( 9 ) has a high thermal conductivity. Batterie nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (9) eine hohe Druckfestigkeit aufweist.Battery according to one of claims 4 to 7, characterized in that the casting compound ( 9 ) has a high compressive strength. Batterie nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kraftübertragungselemente (8) einstückig mit der Zellverbinderplatine (2) ausgebildet sind.Battery according to one of claims 2 to 8, characterized in that the second power transmission elements ( 8th ) in one piece with the cell connector board ( 2 ) are formed. Batterie nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kraftübertragungselemente (8) als separate Elemente ausgebildet und mit der Zellverbinderplatine (2) unmittelbar verbunden sind oder beabstandet zur Zellver binderplatine (2) angeordnet und mittelbar mit dieser verbunden sind.Battery according to one of claims 2 to 8, characterized in that the second power transmission elements ( 8th ) formed as separate elements and with the cell connector board ( 2 ) are directly connected or at a distance from the cell connector board ( 2 ) are arranged and connected indirectly with this. Verfahren zur Herstellung einer Batterie mit mehreren Zellen (1), die auf einer Kühlplatte (5) angeordnet werden, insbesondere für hybridgetriebene Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines Batteriegehäuses (6) polseitig über den Zellen (1) eine Kraftverteilerplatte (3) eingebracht wird, die parallel zur Kühlplatte (5) ausgerichtete angeordnet wird, dass an der Unterseite der Kraftverteilerplatte (3) erste Kraftübertragungselemente (3.1) angeordnet und in den Kraftfluss zwischen der Kraftverteilerplatte (3) und der Kühlplatte (5) eingebracht werden.Method for producing a battery with several cells ( 1 ), which are placed on a cooling plate ( 5 ) are arranged, in particular for hybrid-powered motor vehicles, characterized in that within a battery housing ( 6 ) pole side over the cells ( 1 ) a power distribution plate ( 3 ) is introduced parallel to the cooling plate ( 5 ) is arranged aligned that at the bottom of the power distribution plate ( 3 ) first power transmission elements ( 3.1 ) and in the power flow between the power distribution plate ( 3 ) and the cooling plate ( 5 ) are introduced. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kühlplatte (5) und Unterseiten der Zellen (1) eine Vergussmasse (9) eingebracht wird, und dass mittelbar oder unmittelbar zwischen der Kraftverteilerplatte (3) und Oberseiten der Zellen (1) eine Vergussmasse (9) eingebracht wird.Method according to claim 11, characterized in that between the cooling plate ( 5 ) and undersides of the cells ( 1 ) a potting compound ( 9 ) and that directly or indirectly between the power distribution plate ( 3 ) and tops of the cells ( 1 ) a potting compound ( 9 ) is introduced. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Vergussmasse (9) bei aufgesetzter Zellverbinderplatine (2) erfolgt, wobei die Vergussmasse (9) zwischen den Zellen (1) und der Zellverbinderplatine (2) eingebracht wird.A method according to claim 12, characterized in that the introduction of the potting compound ( 9 ) with attached cell connector board ( 2 ), wherein the casting compound ( 9 ) between the cells ( 1 ) and the cell connector board ( 2 ) is introduced.
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