WO2014048620A1 - Electric energy storage module and method for producing an electric energy storage module - Google Patents
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Definitions
- Electrical energy storage module and method for manufacturing an electrical energy storage module
- the invention relates to an electrical energy storage module and a method for producing an electrical energy storage module.
- Energy storage cells designed to optimize the ohmic internal resistance and the specific energy and power density of the energy storage cells.
- memory cells are connected in series or in parallel with each other to battery modules to set desired output parameters such as total voltage, voltage range, energy content or power density. If currents with increasing alternating component are removed from such energy storage cells, the influence of the distributed inductance of the energy storage cells increases as a function of frequency. The inductive losses of a
- Energy storage cells are composed of the individual portions of the loss contributions of the electrodes, the Polverscnies and the arrangement of the electrodes in the housing. In addition, at operating frequencies in the kHz range by the
- the document DE 10 2010 035 1 14 A1 discloses, for example, a battery unit with a multiplicity of cell units, each of which has accumulator cells which are electrically coupled via busbars. Moreover, it is necessary to provide degassing openings in the battery cells, through which aerosols can escape from the battery cells. Usually, the battery cells are also heated via a cooling plate.
- the publication DE 40 19 462 A1 discloses, for example, a lead-acid battery in block construction, in which degassing channels are provided in the block cover, which lead out of the battery cells via vent openings exiting aerosols.
- the present invention provides, in one aspect, an electrical
- Energy storage module with at least one memory cell stack, which a plurality of groups of first, planar parallel energy storage cells, each having first electrode elements, and a plurality of surface parallel to the groups of first energy storage cells arranged groups second, planar parallel
- the energy storage cell having, each having second electrode elements.
- the groups of first and second energy storage cells are arranged alternately along a first extension direction of the storage cell stack, and the first electrode elements have a different polarity to the second electrode elements on the side surface of the storage cell stack on a first side surface of the storage cell stack.
- the energy storage module further comprises a plurality of planar contact elements, which are arranged on the side surfaces of the storage cell stack, which electrically connect adjacent groups of first and second energy storage cells, and which are substantially all first or second
- the energy storage module further comprises a degassing channel which is formed over the degassing openings of the energy storage cells along the second side surface flat parallel to the memory cell stack, and which is adapted to discharge aerosols, which emerge from the energy storage cells via the vent openings away from the storage cell stack.
- the present invention provides a method for producing an electrical energy storage module, comprising the steps of
- Energy storage cells each having first electrode elements, and a plurality of surface parallel to the groups of first energy storage cells arranged groups of second, flat-parallel energy storage cells, each second
- Electrode elements on a side surface of the memory cell stack have a different polarity to the second electrode elements on the side surface of the
- Memory cell stack are arranged, and which adjacent groups of first and second energy storage cells galvanically connect.
- the energy storage cells in this case have at a arranged along the direction of extension second side surface of the
- the method comprises arranging a degassing duct over the degassing openings of the energy storage cells along the second side surface in a plane parallel to the latter
- the degassing channel is adapted to aerosols, which emerge from the energy storage cells via the degassing of the
- Energy storage module suitably arranged such that on the one hand, the total length of the necessary current-carrying conductor elements and on the other hand, the number of contact junctions between the individual interconnected
- Energy storage cells and housing parts is minimized. On a side surface of an energy storage cell stack is in a degassing, which along this Side surface runs, collected from the energy storage cells escaping gas and discharged to the outside.
- a significant advantage is that the energy loss can be significantly reduced, especially in the removal of high frequency alternating current from the energy storage module.
- BDI battery direct inverter
- Energy storage modules is improved by the delay of the energy or
- Load output of the energy storage cells is minimized after load changes.
- otherwise possibly compensating components such as, for example, buffer capacitors, which can reduce the space requirement and the production costs of components which insert energy storage cells or modules.
- the electromagnetic compatibility can be improved because the emitted electromagnetic fields can be reduced and interference on adjacent electronic components can be reduced. Furthermore, ohmic losses, for example, due to the skin effect, largely reduced, which is advantageously associated with increased efficiency and lower heat generation.
- Gas collector channel This reduces the height of the entire system.
- the degassing channel does not interfere with the formation of the pole connections, so that no consideration has to be made between low modulus inductance on the one side and optimum degassing on the other side.
- the energy storage module according to the invention may further comprise a first planar pole terminal, which first electrode elements one a first end surface of the memory cell stack arranged group first
- Memory cell stack arranged group of second energy storage cells electrically contacted, wherein the first planar pole terminal and the second planar pole terminal are guided parallel to each other along a side surface of the memory cell stack.
- the energy storage module according to the invention can have two memory cell stacks adjoining one another on the side surfaces, each with groups of first energy cells which are flat in area and groups of second energy storage cells which are flat in area.
- the energy storage module according to the invention may further electrically contact a first planar pole connection, which electrically contacts first electrode elements of a group of first energy storage cells arranged on an end surface of a first storage cell stack, and a second planar pole connection, which electrically contacts first electrode elements of a group of first energy storage cells arranged on an end surface of a second storage cell stack , wherein the first planar pole connection
- Pol connection and the second planar pole terminal are arranged parallel to each other between the two memory cell stacks.
- Energy storage module further comprising an insulating layer, which is arranged between the first planar pole terminal and the second planar pole terminal for electrically insulating the pole terminals.
- the insulating layer may be embodied as a dielectric layer with a high dielectric constant, which has a low-inductive, capacitive path between the dielectric layers
- Pole connections forms. This allows a further reduction of the module inductance of the energy storage module.
- the energy storage module may further comprise a cooling plate, which is arranged flat parallel along a third side surface of the storage cell stack opposite the second side surface and which is designed to operate during operation of the Dissipate energy storage cells resulting waste heat from the energy storage module.
- a cooling plate which is arranged flat parallel along a third side surface of the storage cell stack opposite the second side surface and which is designed to operate during operation of the Dissipate energy storage cells resulting waste heat from the energy storage module.
- Memory cell stack protruding portion may then be arranged power electronic components.
- the cooling plate can take on a dual function and at the same time also switching elements and driver circuits for the
- Energy storage module further comprising a housing, which groups the first, flat parallel energy storage cells, the groups second, planar parallel
- the housing may consist of a non or only slightly electrically conductive material.
- the degassing channel can completely cover the second side surface of the storage cell stack. This allows for the same fluid cross section an extremely flat geometry of the degassing, whereby the overall height of the energy storage module can be minimized.
- the degassing channel may consist of a metallic material.
- the step of arranging a cooling plate in a planar manner can be parallel to one of the second
- FIG. 2 is a schematic representation of a basic structure of an electrical
- Fig. 3 is a schematic representation of a basic structure of an electrical
- Fig. 4 is a schematic representation of a basic structure of an electrical
- Energy storage module according to another embodiment of the invention
- 5 shows a schematic representation of an electrical energy storage module according to a further embodiment of the invention.
- FIG. 6 shows a schematic representation of a method for producing an electrical energy storage module according to a further embodiment of the invention.
- Electric energy storage cells in the sense of the present invention include all devices which store electrical energy over a predefined period of time and can deliver it again over a further period of time.
- Energy storage cells in the context of the present invention encompass all types of secondary and primary energy storage devices, in particular electrically capacitive, electrochemical (Faraday) and combined storage types. The considered periods can range from seconds to hours, days or years.
- Electrical energy storage cells can be, for example, lithium-ion cells, lithium-polymer cells, nickel-metal hydride cells, ultracapacitors, supercapacitors, power capacitors, BatCaps, batteries based on lead, zinc, sodium, lithium, magnesium, sulfur or other metals, Elements or alloys, or include similar systems.
- the functionality of the electrical energy storage cells encompassed by the invention can be based on intercalation electrodes,
- Reaction electrodes or alloy electrodes in combination with aqueous, aprotic or polymeric electrolytes are based.
- the construction of electrical energy storage cells in the sense of the present invention can be both different outer structures, such as
- Electrode elements in the sense of the present invention can be made of various electrically conductive, for example metallic materials.
- Electrode elements in the sense of the present invention can be coated,
- the planar electrode elements may have different dimensions, for example, the thickness of electrode elements may have orders of magnitude of a few ⁇ m to a few mm.
- the electrode elements may be folded, stacked or wound, and it may be provided to form insulation or separation layers between the electrode elements which galvanically separate the electrode elements from one another and can separate the electrolyte into individual regions within the cell housing. It may also be possible to
- Electrode elements can be square, rectangular, round, elliptical or any other design.
- Electric energy storage modules comprise components which have one or more electrical energy storage cells in a housing, wherein the electrical energy storage cells are suitably electrically coupled to one another in order to ensure a serial or parallel connection of the energy storage cells.
- Electrical energy storage modules can have module connections, to which one of the internal interconnection of the electrical energy storage cells of the electrical energy storage module dependent output voltage can be tapped.
- Housing in the context of the present invention comprise all components which have a recess for receiving one or more electrical energy storage cells and the electrically conductive interconnection elements of the electrical energy storage cells, and which can mechanically and / or electrically shield the recorded energy storage cells and elements from the outside world.
- Housings may comprise electrically conductive materials, electrically non-conductive materials or only poorly conductive materials or combinations of partial areas of such materials, such as, for example, plastics, metals, alloys of metals.
- the shape and size of the housing can be adapted to the recorded energy storage cells and elements.
- Fig. 1 shows a schematic representation of an arrangement of electrical
- the arrangement 10 comprises a plurality of flat electrical energy storage cells 1 and 2, which along their
- the memory cell stack 7 in this case has a first extension direction, which runs in FIG. 1 by way of example from left to right.
- the storage cell stack 7 can each have quadrangular end surfaces, which are connected via four side surfaces along the first extension direction.
- the memory cell stack 7 has rectangular end faces, but others
- End surface shapes such as a square or a trapezoidal shape are also possible.
- the energy storage cells 1 and 2 have a plurality of electrode elements 1a and 2a, respectively.
- the electrode elements 1a and 2a for example, spirally wound into each other electrodes, stacked electrodes or electrodes folded on one another.
- per energy storage cell 1 or 2 electrode elements of different polarity may be present, which are electrically isolated from each other within the energy storage cell 1 and 2 respectively.
- the electrode elements can be, for example, flat layers of electrically conductive material, which are meshed with one another in a comb-like structure. It may also be possible that the
- Electrode elements by winding or folding a band of layered
- Electrode elements have been brought into an alternating stack shape. It should be clear that there are a wealth of possibilities, the electrode elements 1 a and 2a in an energy storage cell 1 and 2, respectively, and that the selection of a
- the boundary conditions with respect to the outer shape of the energy storage cell 1 or 2 and / or the electrical characteristics to be achieved of the energy storage cell 1 or 2 may be dependent.
- the electrode elements 1a or 2a may be advantageous to arrange the electrode elements 1a or 2a such that the inner volume of the energy storage cells 1 or 2 is utilized to the maximum.
- the energy storage cells 1 differ from the energy storage cells 2 to the effect that they are arranged in the memory cell stack 7 in mirror image with respect to their polarity. In other words, the energy storage cells 1 are such
- Electrode elements 1 a positive polarity, and on the rear side surface of the
- Memory cell stack 7 electrode elements 1 a negative polarity have.
- the energy storage cells 2 are arranged so that they on the front
- the energy storage cells 1 and 2 can be electrically insulated from each other, for example, each by separating elements 3.
- the separating elements 3 are used in particular for the separation of the electrolyte into segments, so that a certain electrical potential difference within this segment in the electrolyte is not exceeded. These may, for example, have thin layers of electrically non-conductive or only slightly conductive materials.
- the number of each juxtaposed, oriented in the same direction Energy Eisenzellenl or 2 is shown in Fig. 1 by way of example with three, but any other number of juxtaposed energy storage cells the same orientation is also possible.
- the arrangement of cells in the same direction means electrically a parallel connection of the cells, which in particular allows the representation of higher currents.
- the interconnection of such a packet with one of cells in the opposite direction corresponds to a series connection with a corresponding addition of the individual voltages.
- the energy storage cells 1 and 2 may have vent openings 9, which are arranged on a side surface of the storage cell stack 7.
- Degassing 9 all energy storage cells 1 and 2 are arranged on the same side surface, that is, that the first energy storage cells 1 are constructed with respect to the degassing 9 mirror images of the second energy storage cells 2.
- the storage cell stack 7 may be enclosed by a housing 4, which is exemplary prismatic in FIG. However, it is clear that any other shape for the housing 4 is also possible, and that this shape may be dependent on the dimensions of the enclosed energy storage cells 1 and 2, for example.
- FIG. 2 shows a schematic representation of an electrical energy storage module 20, which has an arrangement of electrical energy storage cells 1 and 2.
- the arrangement of electrical energy storage cells can correspond, for example, to the arrangement 10 in FIG. 1. It should be understood, however, that any other arrangement with adaptation of each interconnected elements for the electrical
- Energy storage module 20 is also possible.
- the electrical energy storage module 20 has two-dimensional contact elements 5, which respectively contact adjacent groups of energy storage cells 1 and 2 laterally and interconnect.
- the flat contact elements 5 each connect electrode elements 1a and 2a of different polarity.
- the planar contact elements 5 may each have a surface extension direction which is perpendicular to the surface extension directions of the electrode elements 1 a and 2 a and the
- the flat contact elements 5 may comprise, for example, layers, flat strips or layer elements of electrically conductive material.
- the planar contact elements 5 essentially contact all the first or second electrode elements 1a or 2a of the adjacent groups of energy storage cells 1 and 2, respectively, along their respective ones
- the flat contact elements 5 contact a plurality of
- Electrode elements 1 a and 2 a per energy storage cell 1 and 2, so that the electrical connection path between adjacent energy storage cells 1 and 2 is as low as possible. At the same time, the current density over the large areal extent of the respective contact elements 5 is distributed as homogeneously as possible.
- the surface contacting of the contact elements 5 can be achieved for example via welding, spraying, sputtering or bonding process with the electrode elements 1 a and 2a. It may be provided to keep the projection of the contact elements 5 as low as possible over the vertical extent of the respective layers of electrode elements 1 a and 2a in addition to avoid unnecessary current paths.
- the contact elements 5 are arranged alternately at the front and rear of the storage cell stack 7, so that a meandering or serpentine current path between adjacent energy storage cells 1 and 2 along the
- adjacent, similarly arranged energy storage cells 1 and 2 is preferably even, so that each not connected via contact elements 5 end contacts of each end of the memory cell stack 7 located groups adjacent, similarly arranged energy storage cells 1 and 2 are on the same side of the storage cell stack 7.
- these end contacts are located on the front side at the left and right ends of the memory cell stack.
- the end contacts can each be electrically contacted via pole terminals or pole contact terminals 6a and 6b.
- pole terminals or pole contact terminals 6a and 6b can each have planar elements, which surface parallel to one another to one end side of the
- Memory cell stack 7 are performed.
- the pole contact terminals 6 a and 6 b are guided on the left side of the memory cell stack 7.
- the distance between the PolANDan doing 6a and 6b to each other can be chosen as small as possible to the through the PolANDan everything 6a and 6b
- an insulating layer 8 which is indicated in sections in Fig. 2, between the Polromean Why 6a and 6b
- the insulation layer 8 can also extend between the front-side contact elements 5 and the pole contact connection 6a for a corresponding galvanic insulation.
- the insulating layer 8 may be implemented as a dielectric layer having a high dielectric constant, which forms a low-inductance, capacitive path between the pole contact terminals 6a and 6b. This path can run parallel to the actual electrical Verschaltungspfad the energy storage cells 1 and 2. Due to the capacitive parallel path, the module-internal inductance can be further reduced.
- the pole terminals or pole contact terminals 6a and 6b can extend, for example, over a surface as large as possible, flush with each other. Between the respective ends of the PolANDan anyway 6 a and 6 b can then a Output voltage of the energy storage module 20 are tapped.
- Energy storage module 20 in Fig. 2 may also have a housing 4, which is not shown explicitly for reasons of clarity in Fig. 2.
- FIG. 3 shows a schematic representation of an electrical energy storage module 30, which has an arrangement of electrical energy storage cells.
- Energy storage cells can correspond to the energy storage cells 1 and 2 in Fig. 1.
- the electrical energy storage module 30 has an arrangement of two storage cell stacks 7a and 7b arranged parallel to one another. Without restricting generality, the memory cell stack 7a shown in the background is to be referred to as the rear memory cell stack, and the memory cell stack 7b shown in the foreground is referred to as the front memory cell stack.
- Memory cell stacks 7a and 7b may be the same and have an even number.
- the number of energy storage cells 1 and 2 per group is shown in Fig. 3 by way of example with one, wherein any other number is also possible.
- Energy storage module 30 has no separating elements between the energy storage cells 1 and 2; However, it is understood that as shown in Fig. 1 corresponding separating elements 3 between the groups of adjacent, similarly arranged energy storage cells 1 and 2 may be provided.
- Memory cell stack 7a and 7b results. The last located on the right
- Energy storage cells 2 of both storage cell stack 7 a and 7 b can via a
- stack-overlapping contact element 5a may be electrically connected to result in a straddling current path meandering from the left side of the rear memory cell stack 7a to the right side of the rear memory cell stack 7a, and from the right side of the front memory cell stack 7b to the left side of the front memory cell stack 7b runs. It can to the respective
- each pole terminals or Polumblean somebody 6a and 6b may be provided.
- the pole terminals or Polternan everything 6a and 6b can analog
- an optional insulation layer 8 can be provided, which between the
- the insulating layer 8 may also be between the front side for a corresponding galvanic insulation
- the energy storage module 20 may have a housing 4 which can ensure a mechanical and / or electrical shielding of the energy storage module 20 with respect to the outside world.
- vent openings 9 of all energy storage cells 1 and 2 are in turn arranged on adjacently lying in a plane side surfaces of the storage cell stack 7a and 7b, so that over the vent openings 9 aerosols from all
- Energy storage cells 1 and 2 emerge in substantially the same direction and thereby can be derived via a suitable Entgasungssammelsystem.
- FIGS. 2 and 3 show only exemplary embodiments of energy storage modules. Variations and modifications can under
- the illustrated energy storage modules may be preferably used in systems where high frequency alternating currents are out of the
- Energy storage cells are removed, for example, in battery direct converters with drive frequencies above about 100 Hz. In these systems, due to the design of the energy storage modules inductive losses due to the high
- the energy storage modules 20 and 30 of FIGS. 2 to 3 can serve as a basis for an energy storage module 40, as shown by way of example in FIG. 4.
- the energy storage modules 20 and 30 of FIGS. 2 to 3 can serve as a basis for an energy storage module 40, as shown by way of example in FIG. 4.
- Energy storage module 40 includes an energy storage module 20, which is applied to a side surface 9b on a cooling plate 1 1.
- the cooling plate 1 1 is arranged in a planar manner along one of the side surfaces 9 a, on which the degassing openings 9 are arranged opposite side surface 9 b of the storage cell stack 7.
- the cooling plate may comprise a metallic layer of high thermal conductivity material which is designed to withstand the operation of the
- the cooling plate 1 1 can protrude beyond at least one end face of the storage cell stack 7, as shown in Fig. 4, for example, with the section 1 1.
- power electronic components can be arranged on the over the end surface of the memory cell stack 7 protruding portion 1 1 a then, for example, power electronic components can be arranged.
- Power electronic components can, for example, semiconductor switches,
- the cooling plate 1 1 can also simultaneously de-heat the power-electronic components with the energy storage module 40, as a result of which the required installation space for the entire module together with the control electronics is reduced.
- the necessary conductor lengths between the pole terminals 6a and 6b of the Energy storage module and the power electronic components resulting in a reduction of electrical losses.
- FIG. 5 shows a schematic representation of an electrical energy storage module 50, which has an arrangement of electrical energy storage cells 1 and 2.
- the energy storage module 50 may be, for example, as shown in FIGS. 1 and 2.
- Energy storage modules 20 to 40 are constructed.
- pole terminals or pole contact terminals 6a and 6b are applied to a side surface of the memory cell stack 7.
- a degassing channel 12 is arranged, which is opened with respect to the degassing openings 9, and out of the degassing openings 9
- the degassing passage 12 may completely cover, for example, the side surface 9a of the storage cell stack 7. Thus, with the same cross section of the degassing 12, the height of the
- Degassing channel 12 and thus of the energy storage module 50 are minimized.
- the degassing 12 may for example consist of a metallic material. Moreover, the degassing channel 12 for mechanical fixation of
- Energy storage cells 1 and 2 are used in the cell assembly of the energy storage module 50.
- FIGS. 2 to 5 shows a schematic representation of a method 60 for producing an electrical energy storage module, in particular one of the energy storage modules 20, 30, 40 or 50 shown schematically in FIGS. 2 to 5.
- a first step 61 a plurality of groups is arranged alternately first, planar parallel energy storage cells 1, each having first electrode elements 1 a, and a plurality of surface parallel to the first groups
- a second step 62 substantially all of the first or second electrode elements 1a, 2a of the adjacent groups of first and second energy storage cells 1, 2 are contacted over the width of the storage cell stack 7, 7a, 7b by means of a plurality of planar contact elements 5 to the
- Electrode elements 1 a, 2 a are contacted.
- the electrical resistance of the connection point between the respective contact element 5 and the electrode elements 1 a, 2 a is to be kept as low as possible.
- the first and second planar parallel electrode elements 1 and 2 can be suitably stacked, folded or wound, for example, before contacting with the respective contact elements 5, depending on the desired cell topology.
- the first and second planar parallel electrode elements 1 and 2 can be suitably stacked, folded or wound, for example, before contacting with the respective contact elements 5, depending on the desired cell topology.
- the first and second planar parallel electrode elements 1 and 2 can be suitably stacked, folded or wound, for example, before contacting with the respective contact elements 5, depending on the desired cell topology.
- the first and second planar parallel electrode elements 1 and 2 can be suitably stacked, folded or wound, for example, before contacting with the respective contact elements 5, depending on the desired cell topology.
- the first and second planar parallel electrode elements 1 and 2 can be suitably stacked, folded or wound, for example, before contacting with the respective contact elements 5, depending on the desired cell topology.
- the first and second planar parallel electrode elements 1 and 2 can be suitably stacked, folded or wound, for example, before contacting
- Electrode elements 1 a and 2 a are folded or layered in meandering paths using an insulating separator layer.
- a prismatic cell design may use a "racetrack pancake” topology or a “racetrack double pancake” topology, that is, a flat spiral winding of first and second electrode elements 1a and 2a, respectively, along a cross-sectional direction of the resulting coil can be compressed or compressed to a "racetrack” shape, that is, one over close
- the energy storage cells 1 and 2 have degassing openings 9 at a second side surface 9a of the storage cell stack arranged along the extension direction, so that in a third step 63 of the method 60, a degassing channel 12 is arranged above the degassing openings 9 of the energy storage cells 1 and 2 along the second Side surface 9a flat parallel to the memory cell stack is possible.
- the degassing 12 serves aerosols, which from the
- a cooling plate 11 can be arranged in a planar manner along a third side surface 9b of the storage cell stack opposite the second side surface 9a.
- the cooling plate 1 1 is used in the operation of
- Contact elements 5 take place in a housing 4.
- the first and second pole terminals 6a, 6b can be led out of the housing 4 as electrical terminals of the energy storage module.
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Description
Beschreibung Titel Description title
Elektrisches Energiespeichermodul und Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichermoduls Electrical energy storage module and method for manufacturing an electrical energy storage module
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Energiespeichermodul und ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichermoduls. The invention relates to an electrical energy storage module and a method for producing an electrical energy storage module.
Stand der Technik State of the art
Üblicherweise wird elektrischen Energiespeicherzellen Gleichstrom entnommen bzw. Gleichstrom in diese eingespeist. Daher ist der bisher bekannte Aufbau von Usually, electrical energy storage cells are taken from direct current or direct current fed into them. Therefore, the previously known construction of
Energiespeicherzellen auf die Optimierung der Ohm'schen Innenwiderstände und der spezifischen Energie- bzw. Leistungsdichte der Energiespeicherzellen ausgelegt. Energy storage cells designed to optimize the ohmic internal resistance and the specific energy and power density of the energy storage cells.
In vielen Anwendungen elektrischer Energiespeicherzellen werden Speicherzellen in serieller oder paralleler Anordnung miteinander zu Batteriemodulen verschaltet, um gewünschte Ausgangsparameter wie Gesamtspannung, Spannungsbereich, Energieinhalt oder Leistungsdichte einzustellen. Werden aus derartigen Energiespeicherzellen Ströme mit steigendem Wechselanteil entnommen, steigt frequenzabhängig der Einfluss der verteilten Induktivität der Energiespeicherzellen. Die induktiven Verluste einer In many applications of electrical energy storage cells, memory cells are connected in series or in parallel with each other to battery modules to set desired output parameters such as total voltage, voltage range, energy content or power density. If currents with increasing alternating component are removed from such energy storage cells, the influence of the distributed inductance of the energy storage cells increases as a function of frequency. The inductive losses of a
Energiespeicherzelle setzen sich aus den individuellen Anteilen der Verlustbeiträge der Elektroden, der Polverschaltung und der Anordnung der Elektroden im Gehäuse zusammen. Außerdem können bei Betriebsfrequenzen im kHz-Bereich durch den Energy storage cells are composed of the individual portions of the loss contributions of the electrodes, the Polverschaltung and the arrangement of the electrodes in the housing. In addition, at operating frequencies in the kHz range by the
Skineffekt Verluste in den Strom tragenden Bereichen sowie Wirbelströme in elektrisch leitfähigen Flächen, beispielsweise im Gehäuse, auftreten. Skine effect losses in the current-carrying areas and eddy currents in electrically conductive surfaces, for example in the housing occur.
Die Druckschrift DE 10 2010 035 1 14 A1 offenbart beispielsweise eine Batterieeinheit mit einer Vielzahl von Zelleneinheiten, welche jeweils Akkumulatorzellen aufweisen, die über Busschienen elektrisch gekoppelt sind. Darüber hinaus ist es notwendig, Entgasungsöffnungen in den Batteriezellen vorzusehen, über die Aerosole aus den Batteriezellen entweichen können. Üblicherweise werden die Batteriezellen auch über eine Kühlplatte entwärmt. Die Druckschrift DE 40 19 462 A1 offenbart beispielsweise einen Bleiakkumulator in Blockbauweise, bei dem im Blockdeckel Entgasungskanäle vorgesehen sind, die aus den Batteriezellen über Entgasungsöffnungen austretende Aerosole nach außen leiten. The document DE 10 2010 035 1 14 A1 discloses, for example, a battery unit with a multiplicity of cell units, each of which has accumulator cells which are electrically coupled via busbars. Moreover, it is necessary to provide degassing openings in the battery cells, through which aerosols can escape from the battery cells. Usually, the battery cells are also heated via a cooling plate. The publication DE 40 19 462 A1 discloses, for example, a lead-acid battery in block construction, in which degassing channels are provided in the block cover, which lead out of the battery cells via vent openings exiting aerosols.
Es besteht ein Bedarf an Energiespeichermodulen aus einer oder mehreren There is a need for energy storage modules of one or more
Energiespeicherzellen, welche hinsichtlich der Entnahme von Wechselströmen hoher Frequenz geringere Verluste aufweisen und somit den Wirkungsgrad des die Energy storage cells, which have lower losses with regard to the removal of alternating currents of high frequency and thus the efficiency of the
Energiespeicherzellen einsetzenden Systems verbessern, und bei denen ferner die Zellentwärmung sowie die Zellentgasung optimiert werden können. Improve energy storage cell system in use, and where also the cell heating and the cell degassing can be optimized.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einem Aspekt ein elektrisches The present invention provides, in one aspect, an electrical
Energiespeichermodul, mit mindestens einem Speicherzellstapel, welcher eine Vielzahl von Gruppen erster, flächig paralleler Energiespeicherzellen, welche jeweils erste Elektrodenelemente aufweisen, und eine Vielzahl von flächig parallel zu den Gruppen erster Energiespeicherzellen angeordneten Gruppen zweiter, flächig paralleler Energy storage module, with at least one memory cell stack, which a plurality of groups of first, planar parallel energy storage cells, each having first electrode elements, and a plurality of surface parallel to the groups of first energy storage cells arranged groups second, planar parallel
Energiespeicherzellen aufweist, welche jeweils zweite Elektrodenelemente aufweisen. Dabei sind die Gruppen erster und zweiter Energiespeicherzellen alternierend entlang einer ersten Erstreckungsrichtung des Speicherzellstapels angeordnet und die ersten Elektrodenelemente weisen an einer ersten Seitenfläche des Speicherzellstapels eine unterschiedliche Polarität zu den zweiten Elektrodenelementen an der Seitenfläche des Speicherzellstapels auf. Das Energiespeichermodul umfasst weiterhin eine Vielzahl flächiger Kontaktelemente, welche an den Seitenflächen des Speicherzellstapels angeordnet sind, welche benachbarte Gruppen erster und zweiter Energiespeicherzellen galvanisch verbinden, und welche im Wesentlichen alle ersten oder zweiten Energy storage cell having, each having second electrode elements. In this case, the groups of first and second energy storage cells are arranged alternately along a first extension direction of the storage cell stack, and the first electrode elements have a different polarity to the second electrode elements on the side surface of the storage cell stack on a first side surface of the storage cell stack. The energy storage module further comprises a plurality of planar contact elements, which are arranged on the side surfaces of the storage cell stack, which electrically connect adjacent groups of first and second energy storage cells, and which are substantially all first or second
Elektrodenelemente der benachbarten Gruppen erster und zweiter Energiespeicherzellen jeweils über die Breite des Speicherzellstapels hinweg kontaktieren. Die Contact electrode elements of the adjacent groups of first and second energy storage cells each across the width of the memory cell stack away. The
Energiespeicherzellen weisen dabei an einer entlang der Erstreckungsrichtung angeordneten zweiten Seitenfläche des Speicherzellstapels jeweils Entgasungsöffnungen auf. Das Energiespeichermodul umfasst zudem einen Entgasungskanal, der über den Entgasungsöffnungen der Energiespeicherzellen entlang der zweiten Seitenfläche flächig parallel zu dem Speicherzellstapel ausgebildet ist, und welcher dazu ausgelegt ist, Aerosole, welche aus den Energiespeicherzellen über die Entgasungsöffnungen austreten von dem Speicherzellstapel weg zu leiten. Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichermoduls, mit den Schritten des Energy storage cells have in each case on a along the extension direction arranged second side surface of the storage cell stack on each vent openings. The energy storage module further comprises a degassing channel which is formed over the degassing openings of the energy storage cells along the second side surface flat parallel to the memory cell stack, and which is adapted to discharge aerosols, which emerge from the energy storage cells via the vent openings away from the storage cell stack. According to a further aspect, the present invention provides a method for producing an electrical energy storage module, comprising the steps of
alternierenden Anordnens einer Vielzahl von Gruppen erster, flächig paralleler alternatingly arranging a plurality of groups first, surface parallel
Energiespeicherzellen, welche jeweils erste Elektrodenelemente aufweisen, und einer Vielzahl von flächig parallel zu den Gruppen erster Energiespeicherzellen angeordneten Gruppen zweiter, flächig paralleler Energiespeicherzellen, welche jeweils zweite Energy storage cells, each having first electrode elements, and a plurality of surface parallel to the groups of first energy storage cells arranged groups of second, flat-parallel energy storage cells, each second
Elektrodenelemente aufweisen, in mindestens einem Speicherzellstapel entlang einer ersten Erstreckungsrichtung des Speicherzellstapels, wobei die ersten Have electrode elements, in at least one memory cell stack along a first direction of extension of the memory cell stack, wherein the first
Elektrodenelemente an einer Seitenfläche des Speicherzellstapels eine unterschiedliche Polarität zu den zweiten Elektrodenelementen an der Seitenfläche des Electrode elements on a side surface of the memory cell stack have a different polarity to the second electrode elements on the side surface of the
Speicherzellstapels aufweisen, und des Kontaktierens im Wesentlichen aller ersten oder zweiten Elektrodenelemente der benachbarten Gruppen erster und zweiter Have memory cell stack, and contacting substantially all first or second electrode elements of the adjacent groups first and second
Energiespeicherzellen jeweils über die Breite des Speicherzellstapels hinweg mithilfe einer Vielzahl flächiger Kontaktelemente, welche an den Seitenflächen des Energy storage cells each across the width of the memory cell stack away using a plurality of flat contact elements, which on the side surfaces of the
Speicherzellstapels angeordnet sind, und welche benachbarte Gruppen erster und zweiter Energiespeicherzellen galvanisch verbinden. Die Energiespeicherzellen weisen dabei an einer entlang der Erstreckungsrichtung angeordneten zweiten Seitenfläche des Memory cell stack are arranged, and which adjacent groups of first and second energy storage cells galvanically connect. The energy storage cells in this case have at a arranged along the direction of extension second side surface of the
Speicherzellstapels jeweils Entgasungsöffnungen auf. In einem weiteren Schritt umfasst das Verfahren ein Anordnen eines Entgasungskanals über den Entgasungsöffnungen der Energiespeicherzellen entlang der zweiten Seitenfläche flächig parallel zu dem Storage cell stack each vent openings on. In a further step, the method comprises arranging a degassing duct over the degassing openings of the energy storage cells along the second side surface in a plane parallel to the latter
Speicherzellstapel, wobei der Entgasungskanal dazu ausgelegt ist, Aerosole, welche aus den Energiespeicherzellen über die Entgasungsöffnungen austreten von dem Storage cell stack, wherein the degassing channel is adapted to aerosols, which emerge from the energy storage cells via the degassing of the
Speicherzellstapel weg zu leiten. Vorteile der Erfindung Leading away storage cell stacks. Advantages of the invention
Es ist eine Idee der vorliegenden Erfindung, die Verluste, die durch bei der Ansteuerung eines elektrischen Energiespeichermoduls auftretenden Wirbelströme im Inneren des Energiespeichermoduls und/oder in dessen Gehäuse verursacht werden, mithilfe eines geeigneten internen Aufbaus des Energiespeichermoduls mit möglichst geringer interner Zellinduktivität zu reduzieren und gleichzeitig eine optimale Entgasung und Entwärmung zu gewährleisten. Dazu werden die Energiespeicherzellen des elektrischen It is an idea of the present invention, the losses caused by the eddy currents occurring in the control of an electrical energy storage module inside the energy storage module and / or in the housing to reduce using a suitable internal structure of the energy storage module with the lowest possible internal cell inductance and simultaneously to ensure optimal degassing and cooling. These are the energy storage cells of the electric
Energiespeichermoduls in geeigneter Weise derart angeordnet, dass einerseits die Gesamtlänge der notwendigen stromführenden Leiterelemente und andererseits die Anzahl der Kontaktübergänge zwischen den einzelnen verschalteten Energy storage module suitably arranged such that on the one hand, the total length of the necessary current-carrying conductor elements and on the other hand, the number of contact junctions between the individual interconnected
Energiespeicherzellen und Gehäuseteilen minimiert wird. An einer Seitenfläche eines Energiespeicherzellstapels wird in einem Entgasungskanal, welcher entlang dieser Seitenfläche verläuft, aus den Energiespeicherzellen austretendes Gas gesammelt und nach außen abgeleitet. Energy storage cells and housing parts is minimized. On a side surface of an energy storage cell stack is in a degassing, which along this Side surface runs, collected from the energy storage cells escaping gas and discharged to the outside.
Ein erheblicher Vorteil besteht darin, dass die Verlustenergie insbesondere bei der Entnahme von Wechselstrom hoher Frequenz aus dem Energiespeichermodul erheblich reduziert werden kann. Insbesondere bei Batteriesystemen mit integriertem Umrichter, sogenannten Batteriedirektumrichtern („battery direct inverter", BDI), bei denen ein schneller Wechsel der Stromführung durch ein Batteriemodul zur Variation der A significant advantage is that the energy loss can be significantly reduced, especially in the removal of high frequency alternating current from the energy storage module. In particular, in battery systems with integrated inverter, so-called battery direct inverter ("BDI"), in which a rapid change of power management by a battery module for varying the
Stromspannung erfolgt, ist diese Reduzierung der Verlustenergie von großem Vorteil. Voltage is applied, this reduction in energy loss is a great advantage.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Kurzzeitdynamik derartiger Another advantage is that the short-term dynamics of such
Energiespeichermodule verbessert wird, indem die Verzögerung der Energie- bzw. Energy storage modules is improved by the delay of the energy or
Lastabgabe der Energiespeicherzellen nach Lastwechseln minimiert wird. Dadurch kann in vorteilhafter Weise auf ansonsten möglicherweise ausgleichende Bauelemente wie beispielsweise Pufferkondensatoren verzichtet werden, was den Bauraumbedarf sowie die Fertigungskosten von Energiespeicherzellen bzw. -module einsetzenden Bauteilen senken kann. Load output of the energy storage cells is minimized after load changes. As a result, it is advantageously possible to dispense with otherwise possibly compensating components, such as, for example, buffer capacitors, which can reduce the space requirement and the production costs of components which insert energy storage cells or modules.
Überdies kann durch die Vermeidung von induktiven Verlustanteilen durch die Moreover, by avoiding inductive loss shares through the
Energiespeicherzellen die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) verbessert werden, da die emittierten elektromagnetischen Felder vermindert und Störeinflüsse auf benachbarte Elektronikbauteile verringert werden können. Ferner werden Ohm'sche Verluste, beispielsweise aufgrund des Skineffekts, weitestgehend reduziert, was vorteilhafter Weise mit erhöhtem Wirkungsgrad und geringerer Wärmeentwicklung einhergeht. Energy storage cells, the electromagnetic compatibility (EMC) can be improved because the emitted electromagnetic fields can be reduced and interference on adjacent electronic components can be reduced. Furthermore, ohmic losses, for example, due to the skin effect, largely reduced, which is advantageously associated with increased efficiency and lower heat generation.
Gleichzeitig besteht der Vorteil einer optimalen Gasabfuhr über einen flachen At the same time, the advantage of optimal gas removal via a flat
Gassammlerkanal. Dies verringert die Bauhöhe des gesamten Systems. Gas collector channel. This reduces the height of the entire system.
Vorteilhafterweise stört der Entgasungskanal nicht bei der Ausbildung der Polanschlüsse, so dass keine Abwägung zwischen geringer Modulinduktivität auf der einen Seite und optimaler Entgasung auf der anderen Seite getroffen werden muss. Advantageously, the degassing channel does not interfere with the formation of the pole connections, so that no consideration has to be made between low modulus inductance on the one side and optimum degassing on the other side.
Durch den gesamten Aufbau ist bei Vorsehen einer Kühlplatte auf der freien Seitenfläche des Speicherzellstapels zudem eine optimale Entwärmung möglich. Through the entire structure, optimal cooling is also possible when providing a cooling plate on the free side surface of the storage cell stack.
Gemäß einer Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Energiespeichermodul weiterhin einen ersten flächigen Polanschluss, welcher erste Elektrodenelemente einer an einer ersten Endfläche des Speicherzellstapels angeordneten Gruppe erster According to one embodiment, the energy storage module according to the invention may further comprise a first planar pole terminal, which first electrode elements one a first end surface of the memory cell stack arranged group first
Energiespeicherzellen elektrisch kontaktiert, und einen zweiten flächigen Polanschluss, welcher zweite Elektrodenelemente einer an einer zweiten Endfläche des Energy storage cells electrically contacted, and a second planar Polanschluss, which second electrode elements one at a second end face of the
Speicherzellstapels angeordneten Gruppe zweiter Energiespeicherzellen elektrisch kontaktiert, aufweisen, wobei der erste flächige Polanschluss und der zweite flächige Polanschluss parallel zueinander entlang einer Seitenfläche des Speicherzellstapels geführt sind. Memory cell stack arranged group of second energy storage cells electrically contacted, wherein the first planar pole terminal and the second planar pole terminal are guided parallel to each other along a side surface of the memory cell stack.
Alternativ kann das erfindungsgemäße Energiespeichermodul zwei an den Seitenflächen aneinander angrenzende Speicherzellstapel, jeweils mit Gruppen erster, flächig paralleler Energiespeicherzellen und Gruppen zweiter, flächig paralleler Energiespeicherzellen aufweisen. Alternatively, the energy storage module according to the invention can have two memory cell stacks adjoining one another on the side surfaces, each with groups of first energy cells which are flat in area and groups of second energy storage cells which are flat in area.
Dabei kann das erfindungsgemäße Energiespeichermodul weiterhin einen ersten flächigen Polanschluss, welcher erste Elektrodenelemente einer an einer Endfläche eines ersten Speicherzellstapels angeordneten Gruppe erster Energiespeicherzellen elektrisch kontaktiert, und einen zweiten flächigen Polanschluss, welcher erste Elektrodenelemente einer an einer Endfläche eines zweiten Speicherzellstapels angeordneten Gruppe erster Energiespeicherzellen elektrisch kontaktiert, aufweisen, wobei der erste flächige In this case, the energy storage module according to the invention may further electrically contact a first planar pole connection, which electrically contacts first electrode elements of a group of first energy storage cells arranged on an end surface of a first storage cell stack, and a second planar pole connection, which electrically contacts first electrode elements of a group of first energy storage cells arranged on an end surface of a second storage cell stack , wherein the first planar
Polanschluss und der zweite flächige Polanschluss parallel zueinander zwischen den zwei Speicherzellstapeln angeordnet sind. Pol connection and the second planar pole terminal are arranged parallel to each other between the two memory cell stacks.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das erfindungsgemäße According to a further embodiment, the inventive
Energiespeichermodul weiterhin eine Isolationsschicht aufweisen, welche zwischen dem ersten flächigen Polanschluss und dem zweiten flächigen Polanschluss zum galvanischen Isolieren der Polanschlüsse angeordnet ist. Energy storage module further comprising an insulating layer, which is arranged between the first planar pole terminal and the second planar pole terminal for electrically insulating the pole terminals.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls kann die Isolationsschicht als eine dielektrische Schicht mit hoher Dielektrizitätskonstante ausgeführt sein, welche einen niederinduktiven, kapazitiven Pfad zwischen den According to a further embodiment of the energy storage module according to the invention, the insulating layer may be embodied as a dielectric layer with a high dielectric constant, which has a low-inductive, capacitive path between the dielectric layers
Polanschlüssen ausbildet. Dies ermöglicht eine weitere Reduzierung der Modulinduktivität des Energiespeichermoduls. Pole connections forms. This allows a further reduction of the module inductance of the energy storage module.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls kann das Energiespeichermodul weiterhin eine Kühlplatte aufweisen, welche flächig parallel entlang einer der zweiten Seitenfläche gegenüberliegenden dritten Seitenfläche des Speicherzellstapels angeordnet ist, und welche dazu ausgelegt ist, beim Betrieb der Energiespeicherzellen entstehende Abwärme von dem Energiespeichermodul abzuführen. Durch diese Kühlplatte ist auch eine Entwarmung der metallischen Leiter des Energiespeichermoduls sehr gut möglich. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Kühlplatte über mindestens eine According to a further embodiment of the energy storage module according to the invention, the energy storage module may further comprise a cooling plate, which is arranged flat parallel along a third side surface of the storage cell stack opposite the second side surface and which is designed to operate during operation of the Dissipate energy storage cells resulting waste heat from the energy storage module. Through this cooling plate and a dehumidification of the metallic conductor of the energy storage module is very possible. In an advantageous embodiment, the cooling plate via at least one
Endfläche des Speicherzellstapels hinausragen. Auf dem über die Endfläche des Protrude end surface of the storage cell stack. On the over the end face of the
Speicherzellstapels hinausragenden Abschnitt können dann leistungselektronische Komponenten angeordnet sein. Dadurch kann die Kühlplatte eine Doppelfunktion übernehmen und zugleich auch Schaltelemente und Treiberschaltungen für das Memory cell stack protruding portion may then be arranged power electronic components. As a result, the cooling plate can take on a dual function and at the same time also switching elements and driver circuits for the
Energiespeichermodul übernehmen, beispielsweise in Batteriedirektumrichterschaltungen für elektrische Antriebssysteme. Take over energy storage module, for example, in Batteriedirektumrichterschaltungen for electric drive systems.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das erfindungsgemäße According to a further embodiment, the inventive
Energiespeichermodul weiterhin ein Gehäuse aufweisen, welches die Gruppen erster, flächig paralleler Energiespeicherzellen, die Gruppen zweiter, flächig paralleler Energy storage module further comprising a housing, which groups the first, flat parallel energy storage cells, the groups second, planar parallel
Energiespeicherzellen und die Vielzahl von Kontaktelementen einschließt. Dabei kann das Gehäuse aus einem nicht oder nur geringfügig elektrisch leitfähigen Material bestehen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls kann der Entgasungskanal die zweite Seitenfläche des Speicherzellstapels vollständig bedecken. Dies ermöglicht bei gleichem Fluidquerschnitt eine äußerst flache Geometrie des Entgasungskanals, wodurch die gesamte Bauhöhe des Energiespeichermoduls minimiert werden kann. Energy storage cells and the plurality of contact elements includes. In this case, the housing may consist of a non or only slightly electrically conductive material. According to a further embodiment of the energy storage module according to the invention, the degassing channel can completely cover the second side surface of the storage cell stack. This allows for the same fluid cross section an extremely flat geometry of the degassing, whereby the overall height of the energy storage module can be minimized.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Entgasungskanal aus einem metallischen Material bestehen. In an advantageous embodiment, the degassing channel may consist of a metallic material.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann weiterhin der Schritt des Anordnens einer Kühlplatte flächig parallel entlang einer der zweiten According to one embodiment of the method according to the invention, furthermore, the step of arranging a cooling plate in a planar manner can be parallel to one of the second
Seitenfläche gegenüberliegenden dritten Seitenfläche des Speicherzellstapels erfolgen, wobei die Kühlplatte dazu ausgelegt ist, beim Betrieb der Energiespeicherzellen entstehende Abwärme von dem Energiespeichermodul abzuführen. Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen Side surface opposite third side surface of the storage cell stack done, wherein the cooling plate is designed to dissipate during operation of the energy storage cells waste heat from the energy storage module. Further features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings. Brief description of the drawings
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung elektrischer 1 shows a schematic representation of an arrangement of electrical
Energiespeicherzellen; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Grundaufbaus eines elektrischen Energy storage cells; Fig. 2 is a schematic representation of a basic structure of an electrical
Energiespeichermoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Energy storage module according to an embodiment of the invention;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Grundaufbaus eines elektrischen Fig. 3 is a schematic representation of a basic structure of an electrical
Energiespeichermoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Grundaufbaus eines elektrischen Energy storage module according to another embodiment of the invention; Fig. 4 is a schematic representation of a basic structure of an electrical
Energiespeichermoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; Fig. 5 eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichermoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und Energy storage module according to another embodiment of the invention; 5 shows a schematic representation of an electrical energy storage module according to a further embodiment of the invention; and
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichermoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 6 shows a schematic representation of a method for producing an electrical energy storage module according to a further embodiment of the invention.
Die im Folgenden verwendete Richtungsterminologie, das heißt, Begriffe wie„links", „rechts",„oben",„unten",„vorne",„hinten",„darüber",„dahinter" und dergleichen, wird lediglich zum besseren Verständnis der Zeichnungen verwendet, und soll in keinem Fall eine Beschränkung der Allgemeinheit darstellen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen im Allgemeinen gleichartige oder gleich wirkende Komponenten. The directional terminology used herein, that is, terms such as "left," "right," "top," "bottom," "front," "rear," "above," "behind," and the like, will be understood only for convenience of the drawings, and shall in no case constitute a restriction on the general public. Like reference numerals generally designate like or equivalent components.
Elektrische Energiespeicherzellen im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen alle Einrichtungen, welche über einen vordefinierten Zeitraum elektrische Energie speichern und über einen weiteren Zeitraum wieder abgeben können. Energiespeicherzellen im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen dabei alle Arten von sekundären und primären Energiespeichern, insbesondere elektrisch kapazitive, elektrochemische (faradaysche) sowie kombiniert arbeitende Speichertypen. Die betrachteten Zeiträume können dabei von Sekunden bis hin zu Stunden, Tagen oder Jahren umfassen. Electric energy storage cells in the sense of the present invention include all devices which store electrical energy over a predefined period of time and can deliver it again over a further period of time. Energy storage cells in the context of the present invention encompass all types of secondary and primary energy storage devices, in particular electrically capacitive, electrochemical (Faraday) and combined storage types. The considered periods can range from seconds to hours, days or years.
Elektrische Energiespeicherzellen können beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen, Lithium- Polymer-Zellen, Nickel-Metallhydrid-Zellen, Ultrakondensatoren, Superkondensatoren, Powerkondensatoren, BatCaps, Akkumulatoren auf der Basis von Blei, Zink, Natrium, Lithium, Magnesium, Schwefel oder anderen Metallen, Elementen oder Legierungen, oder ähnliche Systeme umfassen. Die Funktionalität der von der Erfindung umfassten elektrischen Energiespeicherzellen kann dabei auf Interkalationselektroden, Electrical energy storage cells can be, for example, lithium-ion cells, lithium-polymer cells, nickel-metal hydride cells, ultracapacitors, supercapacitors, power capacitors, BatCaps, batteries based on lead, zinc, sodium, lithium, magnesium, sulfur or other metals, Elements or alloys, or include similar systems. The functionality of the electrical energy storage cells encompassed by the invention can be based on intercalation electrodes,
Reaktionselektroden oder Legierungselektroden in Kombination mit wässrigen, aprotischen oder polymeren Elektrolyten beruhen. Reaction electrodes or alloy electrodes in combination with aqueous, aprotic or polymeric electrolytes are based.
Der Aufbau von elektrischen Energiespeicherzellen im Sinne der vorliegenden Erfindung kann dabei sowohl unterschiedliche äußere Aufbauformen, wie beispielsweise The construction of electrical energy storage cells in the sense of the present invention can be both different outer structures, such as
prismatische Formen oder sogenannte„Pouch' -Formen, als auch unterschiedliche Elektrodenaufbauten, wie beispielsweise gewickelte, gestapelte, gefaltete oder sonstige Aufbauten, umfassen. prismatic shapes or so-called "pouch" shapes, as well as different electrode structures, such as wound, stacked, folded or other constructions include.
Elektrodenelemente im Sinne der vorliegenden Erfindung können aus verschiedenen elektrisch leitfähigen, beispielsweise metallischen Materialien hergestellt sein. Electrode elements in the sense of the present invention can be made of various electrically conductive, for example metallic materials.
Elektrodenelemente im Sinne der vorliegenden Erfindung können beschichtet, Electrode elements in the sense of the present invention can be coated,
dreidimensional befüllt oder/und mit großer aktiver Oberfläche hergestellt sein. Dabei können die flächigen Elektrodenelemente je nach Speichertechnologie unterschiedliche Abmessungen aufweisen, beispielsweise kann die Dicke von Elektrodenelementen Größenordnungen von wenigen μηη bis etliche mm aufweisen. Die Elektrodenelemente können gefaltet, gestapelt oder gewickelt sein, und es kann vorgesehen sein, zwischen den Elektrodenelementen Isolations- oder Separationsschichten auszubilden, welche die Elektrodenelemente galvanisch voneinander trennen und innerhalb des Zellgehäuses den Elektrolyt in einzelne Bereiche abtrennen können. Es kann auch möglich sein, die filled in three dimensions and / or produced with a large active surface. Depending on the memory technology, the planar electrode elements may have different dimensions, for example, the thickness of electrode elements may have orders of magnitude of a few μm to a few mm. The electrode elements may be folded, stacked or wound, and it may be provided to form insulation or separation layers between the electrode elements which galvanically separate the electrode elements from one another and can separate the electrolyte into individual regions within the cell housing. It may also be possible to
Elektrodenelemente in bipolarer Form aufzubauen. Die flächige Form der To build up electrode elements in bipolar form. The flat shape of the
Elektrodenelemente kann quadratisch, rechteckig, rund, elliptisch oder beliebig anders gestaltet sein. Electrode elements can be square, rectangular, round, elliptical or any other design.
Elektrische Energiespeichermodule im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen Komponenten, welche eine oder mehrere elektrische Energiespeicherzellen in einem Gehäuse aufweisen, wobei die elektrischen Energiespeicherzellen in geeigneter Weise elektrisch untereinander gekoppelt sind, um eine serielle oder parallele Verschaltung der Energiespeicherzellen zu gewährleisten. Elektrische Energiespeichermodule können dabei Modulanschlüsse aufweisen, an welchen eine von der internen Verschaltung der elektrischen Energiespeicherzellen des elektrischen Energiespeichermoduls abhängige Ausgangsspannung abgreifbar ist. Electric energy storage modules according to the present invention comprise components which have one or more electrical energy storage cells in a housing, wherein the electrical energy storage cells are suitably electrically coupled to one another in order to ensure a serial or parallel connection of the energy storage cells. Electrical energy storage modules can have module connections, to which one of the internal interconnection of the electrical energy storage cells of the electrical energy storage module dependent output voltage can be tapped.
Gehäuse im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen alle Bauteile, welche eine Ausnehmung zur Aufnahme einer oder mehrerer elektrischer Energiespeicherzellen sowie der elektrisch leitfähigen Verschaltungselemente der elektrischen Energiespeicherzellen aufweisen, und welche die aufgenommenen Energiespeicherzellen und Elemente mechanisch und/oder elektrisch gegenüber der Außenwelt abschirmen können. Gehäuse können dabei elektrisch leitfähige Materialien, elektrisch nicht oder nur schlecht leitfähige Materialien oder Kombinationen aus Teilbereichen derartiger Materialien aufweisen, wie beispielsweise Kunststoffe, Metalle, Legierungen aus Metallen. Die Form und Größe der Gehäuse kann dabei an die aufgenommenen Energiespeicherzellen und Elemente angepasst sein. Housing in the context of the present invention comprise all components which have a recess for receiving one or more electrical energy storage cells and the electrically conductive interconnection elements of the electrical energy storage cells, and which can mechanically and / or electrically shield the recorded energy storage cells and elements from the outside world. Housings may comprise electrically conductive materials, electrically non-conductive materials or only poorly conductive materials or combinations of partial areas of such materials, such as, for example, plastics, metals, alloys of metals. The shape and size of the housing can be adapted to the recorded energy storage cells and elements.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung elektrischer Fig. 1 shows a schematic representation of an arrangement of electrical
Energiespeicherzellen 10. Die Anordnung 10 umfasst eine Vielzahl von flächigen elektrischen Energiespeicherzellen 1 und 2, welche entlang ihrer Energy storage cells 10. The arrangement 10 comprises a plurality of flat electrical energy storage cells 1 and 2, which along their
Flächennormalenrichtung Seite an Seite in einem Speicherzellstapel 7 angeordnet sind. Der Speicherzellstapel 7 weist dabei eine erste Erstreckungsrichtung auf, welche in Fig. 1 beispielhaft von links nach rechts verläuft. Der Speicherzellstapel 7 kann jeweils viereckige Endflächen aufweisen, welche über vier Seitenflächen entlang der ersten Erstreckungsrichtung verbunden sind. In der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 1 hat der Speicherzellstapel 7 rechteckige Endflächen, wobei jedoch andere Surface normal direction side by side in a memory cell stack 7 are arranged. The memory cell stack 7 in this case has a first extension direction, which runs in FIG. 1 by way of example from left to right. The storage cell stack 7 can each have quadrangular end surfaces, which are connected via four side surfaces along the first extension direction. In the exemplary embodiment of FIG. 1, the memory cell stack 7 has rectangular end faces, but others
Endflächenformen, wie beispielsweise eine quadratische oder eine trapezoide Form ebenso möglich sind. End surface shapes, such as a square or a trapezoidal shape are also possible.
Die Energiespeicherzellen 1 und 2 weisen eine Vielzahl von Elektrodenelementen 1 a bzw. 2a auf. Die Elektrodenelemente 1 a bzw. 2a können beispielsweise spiralförmig ineinander gewickelte Elektroden, gestapelte Elektroden oder aufeinander gefaltete Elektroden aufweisen. Dabei können pro Energiespeicherzelle 1 bzw. 2 Elektrodenelemente verschiedener Polarität vorhanden sein, welche innerhalb der Energiespeicherzelle 1 bzw. 2 galvanisch voneinander getrennt sind. Die Elektrodenelemente können beispielsweise flache Schichten aus elektrisch leitfähigem Material sein, welche in einer kammartigen Struktur flächig ineinander verzahnt sind. Es kann auch möglich sein, dass die The energy storage cells 1 and 2 have a plurality of electrode elements 1a and 2a, respectively. The electrode elements 1a and 2a, for example, spirally wound into each other electrodes, stacked electrodes or electrodes folded on one another. In this case, per energy storage cell 1 or 2 electrode elements of different polarity may be present, which are electrically isolated from each other within the energy storage cell 1 and 2 respectively. The electrode elements can be, for example, flat layers of electrically conductive material, which are meshed with one another in a comb-like structure. It may also be possible that the
Elektrodenelemente durch Wickeln oder Falten eines Bandes aus geschichteten Electrode elements by winding or folding a band of layered
Elektrodenelementen in eine alternierende Stapelform gebracht worden sind. Es sollte dabei klar sein, dass eine Fülle an Möglichkeiten gibt, die Elektrodenelemente 1 a bzw. 2a in einer Energiespeicherzelle 1 bzw. 2 anzuordnen, und dass die Auswahl einer Electrode elements have been brought into an alternating stack shape. It should be clear that there are a wealth of possibilities, the electrode elements 1 a and 2a in an energy storage cell 1 and 2, respectively, and that the selection of a
Anordnung von der verwendeten Speichertechnologie, den Randbedingungen hinsichtlich der äußeren Form der Energiespeicherzelle 1 bzw. 2 und/oder den zu erreichenden elektrischen Charakteristika der Energiespeicherzelle 1 bzw. 2 abhängig sein kann. Arrangement of the memory technology used, the boundary conditions with respect to the outer shape of the energy storage cell 1 or 2 and / or the electrical characteristics to be achieved of the energy storage cell 1 or 2 may be dependent.
Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, die Elektrodenelemente 1 a bzw. 2a derart anzuordnen, dass das innere Volumen der Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 maximal ausgenutzt wird. For example, it may be advantageous to arrange the electrode elements 1a or 2a such that the inner volume of the energy storage cells 1 or 2 is utilized to the maximum.
Die Energiespeicherzellen 1 unterscheiden sich von den Energiespeicherzellen 2 dahingehend, dass sie im Speicherzellstapel 7 hinsichtlich ihrer Polarität spiegelbildlich angeordnet sind. Mit anderen Worten, die Energiespeicherzellen 1 sind derart The energy storage cells 1 differ from the energy storage cells 2 to the effect that they are arranged in the memory cell stack 7 in mirror image with respect to their polarity. In other words, the energy storage cells 1 are such
angeordnet, dass sie auf der vorderen Seitenfläche des Speicherzellstapels 7 arranged on the front side surface of the storage cell stack 7
Elektrodenelemente 1 a positiver Polarität, und auf der hinteren Seitenfläche des Electrode elements 1 a positive polarity, and on the rear side surface of the
Speicherzellstapels 7 Elektrodenelemente 1 a negativer Polarität aufweisen. Im Gegensatz dazu sind die Energiespeicherzellen 2 derart angeordnet, dass sie auf der vorderenMemory cell stack 7 electrode elements 1 a negative polarity have. In contrast, the energy storage cells 2 are arranged so that they on the front
Seitenfläche des Speicherzellstapels 7 Elektrodenelemente 2a negativer Polarität, und auf der hinteren Seitenfläche des Speicherzellstapels 7 Elektrodenelemente 2a positiver Polarität aufweisen. Die Energiespeicherzellen 1 und 2 können dabei untereinander beispielsweise jeweils durch Trennelemente 3 elektrisch isoliert sein. Die Trennelemente 3 dienen insbesondere der Abtrennung des Elektrolyts in Segmente, damit eine bestimmte elektrische Potentialdifferenz innerhalb dieses Segments im Elektrolyt nicht überschritten wird. Diese können dabei beispielsweise dünne Schichten elektrisch nicht oder nur gering leitfähiger Materialien aufweisen. Die Anzahl der jeweils nebeneinander angeordneten, in gleicher Richtung orientierten Energiespeicherzellenl bzw. 2 ist in Fig. 1 beispielhaft mit drei dargestellt, wobei jedoch jede andere Anzahl von nebeneinander angeordneten Energiespeicherzellen gleicher Ausrichtung ebenfalls möglich ist. Die Anordnung von Zellen in gleicher Richtung bedeutet elektrisch eine Parallelschaltung der Zellen, was insbesondere die Darstellung höherer Ströme ermöglicht. Die Verschaltung eines solchen Pakets mit einem aus Zellen in entgegengesetzter Richtung entspricht einer Serienschaltung mit einer entsprechenden Addition der Einzelspannungen. Side surface of the memory cell stack 7 electrode elements 2a negative polarity, and on the rear side surface of the memory cell stack 7 electrode elements 2a have positive polarity. The energy storage cells 1 and 2 can be electrically insulated from each other, for example, each by separating elements 3. The separating elements 3 are used in particular for the separation of the electrolyte into segments, so that a certain electrical potential difference within this segment in the electrolyte is not exceeded. These may, for example, have thin layers of electrically non-conductive or only slightly conductive materials. The number of each juxtaposed, oriented in the same direction Energiespeicherzellenl or 2 is shown in Fig. 1 by way of example with three, but any other number of juxtaposed energy storage cells the same orientation is also possible. The arrangement of cells in the same direction means electrically a parallel connection of the cells, which in particular allows the representation of higher currents. The interconnection of such a packet with one of cells in the opposite direction corresponds to a series connection with a corresponding addition of the individual voltages.
Die Energiespeicherzellen 1 bzw. 2. können dabei über Entgasungsöffnungen 9 verfügen, welche an einer Seitenfläche des Speicherzellstapels 7 angeordnet sind. Die The energy storage cells 1 and 2 may have vent openings 9, which are arranged on a side surface of the storage cell stack 7. The
Entgasungsöffnungen 9 aller Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 sind dabei an derselben Seitenfläche angeordnet, das heißt, dass die ersten Energiespeicherzellen 1 bezüglich der Entgasungsöffnungen 9 spiegelbildlich zu den zweiten Energiespeicherzellen 2 aufgebaut sind. Der Speicherzellstapel 7 kann von einem Gehäuse 4 umschlossen sein, welches in Fig. 1 beispielhaft prismatisch ist. Es ist jedoch klar, dass jede andere Form für das Gehäuse 4 ebenfalls möglich ist, und dass diese Form beispielsweise von den Abmessungen der eingeschlossenen Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 abhängig sein kann. Degassing 9 all energy storage cells 1 and 2 are arranged on the same side surface, that is, that the first energy storage cells 1 are constructed with respect to the degassing 9 mirror images of the second energy storage cells 2. The storage cell stack 7 may be enclosed by a housing 4, which is exemplary prismatic in FIG. However, it is clear that any other shape for the housing 4 is also possible, and that this shape may be dependent on the dimensions of the enclosed energy storage cells 1 and 2, for example.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichermoduls 20, welches eine Anordnung elektrischer Energiespeicherzellen 1 und 2 aufweist. Die Anordnung elektrischer Energiespeicherzellen kann dabei beispielsweise der Anordnung 10 in Fig. 1 entsprechen. Es sollte dabei jedoch klar sein, dass jede andere Anordnung unter Anpassung der jeweils verschalteten Elemente für das elektrische FIG. 2 shows a schematic representation of an electrical energy storage module 20, which has an arrangement of electrical energy storage cells 1 and 2. The arrangement of electrical energy storage cells can correspond, for example, to the arrangement 10 in FIG. 1. It should be understood, however, that any other arrangement with adaptation of each interconnected elements for the electrical
Energiespeichermodul 20 ebenfalls möglich ist. Energy storage module 20 is also possible.
Das elektrische Energiespeichermodul 20 weist flächige Kontaktelemente 5 auf, welche jeweils benachbarte Gruppen von Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 seitlich kontaktieren und untereinander verbinden. Dabei verbinden die flächigen Kontaktelemente 5 jeweils Elektrodenelemente 1 a und 2a unterschiedlicher Polarität. Die flächigen Kontaktelemente 5 können jeweils eine Flächenerstreckungsrichtung aufweisen, welche senkrecht zu den Flächenerstreckungsrichtungen der Elektrodenelemente 1 a bzw. 2a sowie den The electrical energy storage module 20 has two-dimensional contact elements 5, which respectively contact adjacent groups of energy storage cells 1 and 2 laterally and interconnect. In this case, the flat contact elements 5 each connect electrode elements 1a and 2a of different polarity. The planar contact elements 5 may each have a surface extension direction which is perpendicular to the surface extension directions of the electrode elements 1 a and 2 a and the
Seitenflächen der Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 steht. Die flächigen Kontaktelemente 5 können beispielsweise Schichten, flache Bänder oder Schichtelemente aus elektrisch leitfähigem Material aufweisen. Die flächigen Kontaktelemente 5 kontaktieren dabei im Wesentlichen alle ersten oder zweiten Elektrodenelemente 1 a bzw. 2a der benachbarten Gruppen von Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 jeweils entlang ihrer Side surfaces of the energy storage cells 1 and 2 is. The flat contact elements 5 may comprise, for example, layers, flat strips or layer elements of electrically conductive material. In this case, the planar contact elements 5 essentially contact all the first or second electrode elements 1a or 2a of the adjacent groups of energy storage cells 1 and 2, respectively, along their respective ones
Flächenerstreckungsrichtung über die Breite des Speicherzellstapels 7 hinweg. Surface extension direction across the width of the storage cell stack 7 away.
Vorzugsweise kontaktieren die flächigen Kontaktelemente 5 eine Vielzahl von Preferably, the flat contact elements 5 contact a plurality of
Elektrodenelementen 1 a bzw. 2a pro Energiespeicherzelle 1 bzw. 2, so dass der elektrische Verbindungspfad zwischen benachbarten Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 möglichst gering ist. Zugleich ist die Stromdichte über die große flächige Ausdehnung der jeweiligen Kontaktelemente 5 maximal homogen verteilt. Electrode elements 1 a and 2 a per energy storage cell 1 and 2, so that the electrical connection path between adjacent energy storage cells 1 and 2 is as low as possible. At the same time, the current density over the large areal extent of the respective contact elements 5 is distributed as homogeneously as possible.
Die flächige Kontaktierung der Kontaktelemente 5 kann beispielsweise über Schweiß-, Spritz-, Sputter- oder Klebeverfahren mit den Elektrodenelementen 1 a bzw. 2a erreicht werden. Dabei kann es vorgesehen sein, den Überstand der Kontaktelemente 5 über die vertikale Erstreckung der jeweiligen Schichten von Elektrodenelementen 1 a bzw. 2a hinaus so gering wie möglich zu halten, um überflüssige Strompfade zu vermeiden. Die Kontaktelemente 5 sind an Vorderseite und Rückseite des Speicherzellstapels 7 alternierend angeordnet, so dass sich ein mäanderförmiger bzw. schlangenlinienförmiger Strompfad zwischen benachbarten Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 entlang der The surface contacting of the contact elements 5 can be achieved for example via welding, spraying, sputtering or bonding process with the electrode elements 1 a and 2a. It may be provided to keep the projection of the contact elements 5 as low as possible over the vertical extent of the respective layers of electrode elements 1 a and 2a in addition to avoid unnecessary current paths. The contact elements 5 are arranged alternately at the front and rear of the storage cell stack 7, so that a meandering or serpentine current path between adjacent energy storage cells 1 and 2 along the
Längserstreckung des Speicherzellstapels 7 ergibt. Die Anzahl der Gruppen Longitudinal extent of the storage cell stack 7 results. The number of groups
benachbarter, gleichartig angeordneter Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 ist vorzugsweise geradzahlig, so dass die jeweils nicht über Kontaktelemente 5 verschalteten Endkontakte der jeweils endseitig des Speicherzellstapels 7 gelegenen Gruppen benachbarter, gleichartig angeordneter Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 auf der gleichen Seite des Speicherzellstapels 7 liegen. Im beispielhaft illustrierten Fall in der Fig. 2 sind diese Endkontakte auf der Vorderseite am linken und rechten Ende des Speicherzellstapels gelegen. Die Endkontakte können jeweils über Polanschlüsse bzw. Polkontaktanschlüsse 6a und 6b elektrisch kontaktiert werden. adjacent, similarly arranged energy storage cells 1 and 2 is preferably even, so that each not connected via contact elements 5 end contacts of each end of the memory cell stack 7 located groups adjacent, similarly arranged energy storage cells 1 and 2 are on the same side of the storage cell stack 7. In the exemplary illustrated case in FIG. 2, these end contacts are located on the front side at the left and right ends of the memory cell stack. The end contacts can each be electrically contacted via pole terminals or pole contact terminals 6a and 6b.
Die Polanschlüsse bzw. Polkontaktanschlüsse 6a und 6b können dabei jeweils flächige Elemente aufweisen, welche flächig parallel zueinander zu einer Endseite des The pole terminals or pole contact terminals 6a and 6b can each have planar elements, which surface parallel to one another to one end side of the
Speicherzellstapels 7 geführt werden. Im vorliegenden Beispiel der Fig. 2 sind die Polkontaktanschlüsse 6a und 6b auf die linke Seite des Speicherzellstapels 7 geführt. Der Abstand der Polkontaktanschlüsse 6a und 6b zueinander kann dabei so gering wie möglich gewählt werden, um die durch die Polkontaktanschlüsse 6a und 6b Memory cell stack 7 are performed. In the present example of FIG. 2, the pole contact terminals 6 a and 6 b are guided on the left side of the memory cell stack 7. The distance between the Polkontaktanschlüsse 6a and 6b to each other can be chosen as small as possible to the through the Polkontaktanschlüsse 6a and 6b
eingeschlossene Durchflutungsfläche und damit die induktive Impedanz der enclosed flooding area and thus the inductive impedance of the
Polkontaktanschlüsse 6a und 6b so gering wie möglich zu halten. Polkontaktanschlüsse 6a and 6b to be kept as low as possible.
Es kann dabei optional vorgesehen sein, eine Isolationsschicht 8, welche in Fig. 2 abschnittsweise angedeutet ist, zwischen die Polkontaktanschlüsse 6a und 6b It may optionally be provided, an insulating layer 8, which is indicated in sections in Fig. 2, between the Polkontaktanschlüsse 6a and 6b
einzubringen, um eine galvanische Trennung zwischen den Polkontaktanschlüssen 6a und 6b zu gewährleisten. Die Isolationsschicht 8 kann sich für eine entsprechende galvanische Isolierung auch zwischen den vorderseitigen Kontaktelementen 5 und dem Polkontaktanschluss 6a erstrecken. Weiterhin kann die Isolationsschicht 8 als eine dielektrische Schicht mit einer hohen Dielektrizitätskonstante ausgeführt werden, welche zwischen den Polkontaktanschlüssen 6a und 6b einen niederinduktiven, kapazitiven Pfad ausbildet. Dieser Pfad kann parallel zu dem eigentlichen elektrischen Verschaltungspfad der Energiespeicherzellen 1 und 2 verlaufen. Durch den kapazitiven Parallelpfad kann die modulinterne Induktivität weiter gesenkt werden. Die Polanschlüsse bzw. Polkontaktanschlüsse 6a und 6b können beispielsweise über eine möglichst große Fläche flächenbündig zueinander verlaufen. Zwischen den jeweiligen Enden der Polkontaktanschlüsse 6a und 6b kann dann eine Ausgangsspannung des Energiespeichermoduls 20 abgegriffen werden. Das to provide a galvanic isolation between the Polkontaktanschlüssen 6a and 6b. The insulation layer 8 can also extend between the front-side contact elements 5 and the pole contact connection 6a for a corresponding galvanic insulation. Furthermore, the insulating layer 8 may be implemented as a dielectric layer having a high dielectric constant, which forms a low-inductance, capacitive path between the pole contact terminals 6a and 6b. This path can run parallel to the actual electrical Verschaltungspfad the energy storage cells 1 and 2. Due to the capacitive parallel path, the module-internal inductance can be further reduced. The pole terminals or pole contact terminals 6a and 6b can extend, for example, over a surface as large as possible, flush with each other. Between the respective ends of the Polkontaktanschlüsse 6 a and 6 b can then a Output voltage of the energy storage module 20 are tapped. The
Energiespeichermodul 20 in Fig. 2 kann ebenfalls über ein Gehäuse 4 verfügen, welches aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 2 nicht explizit dargestellt ist. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichermoduls 30, welches eine Anordnung elektrischer Energiespeicherzellen aufweist. Die Energy storage module 20 in Fig. 2 may also have a housing 4, which is not shown explicitly for reasons of clarity in Fig. 2. FIG. 3 shows a schematic representation of an electrical energy storage module 30, which has an arrangement of electrical energy storage cells. The
Energiespeicherzellen können dabei den Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 in Fig. 1 entsprechen. Das elektrische Energiespeichermodul 30 weist eine Anordnung zweier parallel zueinander angeordneter Speicherzellstapel 7a und 7b auf. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit soll im Folgenden der im Hintergrund dargestellte Speicherzellstapel 7a als hinterer Speicherzellstapel, und der im Vordergrund dargestellte Speicherzellstapel 7b als vorderer Speicherzellstapel bezeichnet werden. Die Anzahl der Gruppen Energy storage cells can correspond to the energy storage cells 1 and 2 in Fig. 1. The electrical energy storage module 30 has an arrangement of two storage cell stacks 7a and 7b arranged parallel to one another. Without restricting generality, the memory cell stack 7a shown in the background is to be referred to as the rear memory cell stack, and the memory cell stack 7b shown in the foreground is referred to as the front memory cell stack. The number of groups
benachbarter, gleichartig angeordneter Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 in beiden adjacent, similarly arranged energy storage cells 1 and 2 in both
Speicherzellstapeln 7a und 7b kann gleich sein und eine geradzahlige Anzahl aufweisen. Die Anzahl der Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 pro Gruppe ist in Fig. 3 beispielhaft mit eins dargestellt, wobei jede andere Anzahl ebenso möglich ist. Das elektrische Memory cell stacks 7a and 7b may be the same and have an even number. The number of energy storage cells 1 and 2 per group is shown in Fig. 3 by way of example with one, wherein any other number is also possible. The electric
Energiespeichermodul 30 weist zwischen den Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 keine Trennelemente auf; es versteht sich jedoch, dass ebenso wie in Fig. 1 dargestellt entsprechende Trennelemente 3 zwischen den Gruppen benachbarter, gleichartig angeordneter Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 vorgesehen sein können. Energy storage module 30 has no separating elements between the energy storage cells 1 and 2; However, it is understood that as shown in Fig. 1 corresponding separating elements 3 between the groups of adjacent, similarly arranged energy storage cells 1 and 2 may be provided.
Ähnlich wie in dem in Fig. 2 dargestellten Energiespeichermodul 20 sind benachbarte Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 jedes Speicherzellstapels 7a bzw. 7b über Similar to the energy storage module 20 shown in FIG. 2, adjacent energy storage cells 1 and 2 of each storage cell stack 7a and 7b, respectively, over
Kontaktelemente 5 miteinander verbunden, wobei die vorderseitigen Kontaktelemente 5 zu den hinterseitigen Kontaktelementen 5 jeweils alternierend angeordnet sind, so dass sich ein mäanderförmiger bzw. schlangenlinienförmiger Strompfad zwischen Contact elements 5 connected to each other, wherein the front-side contact elements 5 are arranged alternately to the rear-side contact elements 5, so that a meandering or serpentine current path between
benachbarten Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 entlang der Längserstreckung der adjacent energy storage cells 1 and 2 along the longitudinal extent of the
Speicherzellstapel 7a und 7b ergibt. Die jeweils rechts gelegenen letzten Memory cell stack 7a and 7b results. The last located on the right
Energiespeicherzellen 2 beider Speicherzellstapel 7a und 7b können über ein Energy storage cells 2 of both storage cell stack 7 a and 7 b can via a
stapelübergreifendes Kontaktelement 5a elektrisch verbunden sein, so dass sich ein stapelübergreifender Strompfad ergibt, welcher mäanderförmig von der linken Seite des hinteren Speicherzellstapels 7a zur rechten Seite des hinteren Speicherzellstapels 7a, und von der rechten Seite des vorderen Speicherzellstapels 7b zur linken Seite des vorderen Speicherzellstapels 7b zurück verläuft. Dabei können an den jeweiligen stack-overlapping contact element 5a may be electrically connected to result in a straddling current path meandering from the left side of the rear memory cell stack 7a to the right side of the rear memory cell stack 7a, and from the right side of the front memory cell stack 7b to the left side of the front memory cell stack 7b runs. It can to the respective
Endkontakten der Speicherzellstapel 7a und 7b, das heißt, an der Hinterseite der am weitesten links gelegenen Energiespeicherzelle 1 des vorderen Speicherzellstapels 7b sowie an der Vorderseite der am weitesten links gelegenen Energiespeicherzelle 1 des hinteren Speicherzellstapels 7a jeweils Polanschlüsse bzw. Polkontaktanschlüsse 6a und 6b vorgesehen sein. End contacts of the memory cell stack 7a and 7b, that is, at the rear of the leftmost energy storage cell 1 of the front memory cell stack 7b and at the front of the leftmost energy storage cell 1 of the Rear memory cell stack 7a each pole terminals or Polkontaktanschlüsse 6a and 6b may be provided.
Die Polanschlüsse bzw. Polkontaktanschlüsse 6a und 6b können dabei analoge The pole terminals or Polkontaktanschlüsse 6a and 6b can analog
Eigenschaften wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben aufweisen. Insbesondere kann eine optionale Isolationsschicht 8 vorgesehen sein, die zwischen die Properties as described in connection with FIG. 2. In particular, an optional insulation layer 8 can be provided, which between the
Polkontaktanschlüsse 6a und 6b eingebracht ist, um eine galvanische Trennung zwischen den Polkontaktanschlüssen 6a und 6b zu gewährleisten. Die Isolationsschicht 8 kann sich für eine entsprechende galvanische Isolierung auch zwischen den vorderseitigen Polkontaktanschlüsse 6a and 6b is introduced to ensure a galvanic isolation between the Polkontaktanschlüssen 6a and 6b. The insulating layer 8 may also be between the front side for a corresponding galvanic insulation
Kontaktelementen 5 des hinteren Speicherzellstapels 7a und den hinterseitigen Contact elements 5 of the rear memory cell stack 7a and the rear side
Kontaktelementen 5 des vorderen Speicherzellstapels 7b erstrecken. Contact elements 5 of the front memory cell stack 7b extend.
In Fig. 3 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit wiederum kein Gehäuse dargestellt, obgleich das Energiespeichermodul 20 über ein Gehäuse 4 verfügen kann, welches eine mechanische und/oder elektrische Abschirmung des Energiespeichermoduls 20 gegenüber der Außenwelt gewährleisten kann. In FIG. 3, for reasons of clarity, again no housing is shown, although the energy storage module 20 may have a housing 4 which can ensure a mechanical and / or electrical shielding of the energy storage module 20 with respect to the outside world.
Die Entgasungsöffnungen 9 aller Energiespeicherzellen 1 und 2 sind wiederum auf benachbart in einer Ebene liegenden Seitenflächen der Speicherzellstapel 7a und 7b angeordnet, so dass über die Entgasungsöffnungen 9 Aerosole aus allen The vent openings 9 of all energy storage cells 1 and 2 are in turn arranged on adjacently lying in a plane side surfaces of the storage cell stack 7a and 7b, so that over the vent openings 9 aerosols from all
Energiespeicherzellen 1 und 2 im Wesentlichen in die gleiche Richtung austreten und dadurch über ein geeignetes Entgasungssammelsystem abgeleitet werden können. Energy storage cells 1 and 2 emerge in substantially the same direction and thereby can be derived via a suitable Entgasungssammelsystem.
Insgesamt zeigen die Fig. 2 und 3 lediglich beispielhafte Ausgestaltungsformen von Energiespeichermodulen. Variationen und Modifikationen können dabei unter Overall, FIGS. 2 and 3 show only exemplary embodiments of energy storage modules. Variations and modifications can under
Berücksichtigung von zweckbehafteten Konstruktionskriterien ausgestaltet werden. Be taken into account by purposeful design criteria.
Generell ist es vorteilhaft, die Abstände zwischen stromführenden Elementen beider Polaritäten möglichst gering zu halten, um die durch diese Elemente umschlossene aktive Durchflutungsfläche zu minimieren. Dies bedeutet, dass die induktive Impedanz der stromführenden Elemente im Inneren der Energiespeichermodule minimiert werden kann. Außerdem ist es vorteilhaft, die stromführenden Elemente möglichst großflächig auszugestalten, um die Stromdichte möglichst homogen zu verteilen. Ist eine ideal flächige, eng an den aktiven Bereichen der Elektrodenelemente anliegende In general, it is advantageous to keep the distances between current-carrying elements of both polarities as low as possible in order to minimize the active surface area enclosed by these elements. This means that the inductive impedance of the current-carrying elements inside the energy storage modules can be minimized. Moreover, it is advantageous to design the current-carrying elements as large as possible in order to distribute the current density as homogeneously as possible. Is an ideally planar, closely fitting to the active areas of the electrode elements
Polkontaktierung nur unter bestimmte Randbedingungen möglich, wie beispielsweise Sicherheitsanforderungen oder technischen Zwängen, so kann ist zumindest darauf zu achten, die Zusammenführung der stromführenden Elemente unterschiedlicher Polarität in geringem Abstand zueinander zu gewährleisten. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Anzahl der notwendigen Polanschlüsse der Energiespeicherzellen mit dem Gehäuse durch geeignete modulinterne Verschaltung der Energiespeicherzellen zu minimieren. Dadurch reduzieren sich die Ohm'schen Leitungswiderstände, was wiederum sowohl im Polkontakting possible only under certain conditions, such as safety requirements or technical constraints, so it is at least to make sure to ensure the merger of the current-carrying elements of different polarity at a small distance from each other. Furthermore, it is advantageous to the number to minimize the necessary pole connections of the energy storage cells with the housing by means of suitable module-internal connection of the energy storage cells. As a result, the ohmic line resistances are reduced, which in turn results in both
Gleichstrombetrieb als auch im Wechselstrombetrieb in einer Minimierung der Ohm'schen Verluste, insbesondere aufgrund des Skineffekts, resultiert. DC operation as well as in AC operation in a minimization of ohmic losses, in particular due to the skin effect, results.
Die dargestellten Energiespeichermodule können beispielsweise bevorzugt in Systemen eingesetzt werden, in denen Wechselströme hoher Frequenz aus den For example, the illustrated energy storage modules may be preferably used in systems where high frequency alternating currents are out of the
Energiespeicherzellen entnommen werden, beispielsweise in Batteriedirektumrichtern mit Ansteuerfrequenzen oberhalb von etwa 100 Hz. In diesen Systemen können aufgrund der Bauweise der Energiespeichermodule induktive Verluste aufgrund der hohen Energy storage cells are removed, for example, in battery direct converters with drive frequencies above about 100 Hz. In these systems, due to the design of the energy storage modules inductive losses due to the high
Wechselstromfrequenz minimiert werden. Gleichzeitig verbessert sich das AC frequency can be minimized. At the same time, that improves
Ansprechverhalten der Energiespeichermodule im Kurzzeitbereich, was die Dynamik und Zuverlässigkeit der Systeme erheblich verbessert. Responses of the energy storage modules in the short-term range, which significantly improves the dynamics and reliability of the systems.
Die Energiespeichermodule 20 und 30 der Fig. 2 bis 3 können als Grundlage für ein Energiespeichermodul 40 dienen, wie es in Fig. 4 beispielhaft dargestellt ist. Das The energy storage modules 20 and 30 of FIGS. 2 to 3 can serve as a basis for an energy storage module 40, as shown by way of example in FIG. 4. The
Energiespeichermodul 40 umfasst ein Energiespeichermodul 20, welches an einer Seitenfläche 9b auf einer Kühlplatte 1 1 aufgebracht ist. Die Kühlplatte 1 1 ist dabei flächig parallel entlang einer der Seitenfläche 9a, auf der die Entgasungsöffnungen 9 angeordnet sind gegenüberliegenden Seitenfläche 9b des Speicherzellstapels 7 angeordnet. Energy storage module 40 includes an energy storage module 20, which is applied to a side surface 9b on a cooling plate 1 1. In this case, the cooling plate 1 1 is arranged in a planar manner along one of the side surfaces 9 a, on which the degassing openings 9 are arranged opposite side surface 9 b of the storage cell stack 7.
Beispielsweise kann die Kühlplatte eine metallische Schicht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit umfassen, welche dazu ausgelegt ist, beim Betrieb der For example, the cooling plate may comprise a metallic layer of high thermal conductivity material which is designed to withstand the operation of the
Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 entstehende Abwärme von dem Energiespeichermodul 40 abzuführen. To dissipate energy storage cells 1 and 2 resulting waste heat from the energy storage module 40.
Die Kühlplatte 1 1 kann über mindestens eine Endfläche des Speicherzellstapels 7 hinausragen, wie in Fig. 4 beispielsweise mit dem Abschnitt 1 1 gezeigt. Auf dem über die Endfläche des Speicherzellstapels 7 hinausragenden Abschnitt 1 1 a können dann beispielsweise leistungselektronische Komponenten angeordnet sein. Die The cooling plate 1 1 can protrude beyond at least one end face of the storage cell stack 7, as shown in Fig. 4, for example, with the section 1 1. On the over the end surface of the memory cell stack 7 protruding portion 1 1 a then, for example, power electronic components can be arranged. The
leistungselektronischen Komponenten können beispielsweise Halbleiterschalter, Power electronic components can, for example, semiconductor switches,
Leistungshalbleiterschalter, Dioden oder ähnliche Komponenten umfassen, welche für ein hochfrequentes Beschälten des Energiespeichermoduls 40 verwendet werden. Dadurch kann die Kühlplatte 1 1 auch die leistungselektronischen Komponenten gleichzeitig mit dem Energiespeichermodul 40 selbst entwärmen, wodurch der benötigte Bauraum für das gesamte Modul mitsamt Ansteuerelektronik verringert wird. Zudem verringern sich die notwendigen Leiterlängen zwischen den Polanschlüssen 6a bzw. 6b des Energiespeichermoduls und den leistungselektronischen Komponenten, was zu einer Verringerung der elektrischen Verluste führt. Power semiconductor switches, diodes or similar components, which are used for high-frequency Beschallten the energy storage module 40. As a result, the cooling plate 1 1 can also simultaneously de-heat the power-electronic components with the energy storage module 40, as a result of which the required installation space for the entire module together with the control electronics is reduced. In addition, the necessary conductor lengths between the pole terminals 6a and 6b of the Energy storage module and the power electronic components, resulting in a reduction of electrical losses.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichermoduls 50, welches eine Anordnung elektrischer Energiespeicherzellen 1 und 2 aufweist. Das Energiespeichermodul 50 kann beispielsweise aus den in Fig. 2 bis 4 gezeigten FIG. 5 shows a schematic representation of an electrical energy storage module 50, which has an arrangement of electrical energy storage cells 1 and 2. The energy storage module 50 may be, for example, as shown in FIGS
Energiespeichermodulen 20 bis 40 aufgebaut werden. Dabei werden ähnlich wie in Fig. 2 gezeigt, Polanschlüsse bzw. Polkontaktanschlüsse 6a und 6b an einer Seitenfläche des Speicherzellstapels 7 aufgebracht. Über den Entgasungsöffnungen 9 an der Seitenfläche 9a des Speicherzellstapels 7 wird ein Entgasungskanal 12 angeordnet, welche gegenüber den Entgasungsöffnungen 9 geöffnet ist, und aus den Entgasungsöffnungen 9 Energy storage modules 20 to 40 are constructed. In this case, as shown in FIG. 2, pole terminals or pole contact terminals 6a and 6b are applied to a side surface of the memory cell stack 7. Via the degassing openings 9 on the side surface 9a of the storage cell stack 7, a degassing channel 12 is arranged, which is opened with respect to the degassing openings 9, and out of the degassing openings 9
austretende Aerosole sammelt und nach außen leitet. Der Entgasungskanal 12 kann beispielsweise die Seitenfläche 9a des Speicherzellstapels 7 vollständig bedecken. Damit kann bei gleichem Querschnitt des Entgasungskanals 12 die Bauhöhe des Collects escaping aerosols and conducts them to the outside. The degassing passage 12 may completely cover, for example, the side surface 9a of the storage cell stack 7. Thus, with the same cross section of the degassing 12, the height of the
Entgasungskanals 12 und damit des Energiespeichermoduls 50 minimiert werden. Degassing channel 12 and thus of the energy storage module 50 are minimized.
Der Entgasungskanal 12 kann beispielsweise aus einem metallischen Material bestehen. Überdies kann der Entgasungskanal 12 zur mechanischen Fixierung der The degassing 12 may for example consist of a metallic material. Moreover, the degassing channel 12 for mechanical fixation of
Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 im Zellverbund des Energiespeichermoduls 50 dienen. Energy storage cells 1 and 2 are used in the cell assembly of the energy storage module 50.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 60 zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichermoduls, insbesondere eines der in den Fig. 2 bis 5 schematisch gezeigten Energiespeichermodule 20, 30, 40 oder 50. In einem ersten Schritt 61 erfolgt ein alternierendes Anordnen einer Vielzahl von Gruppen erster, flächig paralleler Energiespeicherzellen 1 , welche jeweils erste Elektrodenelemente 1 a aufweisen, und einer Vielzahl von flächig parallel zu den Gruppen erster 6 shows a schematic representation of a method 60 for producing an electrical energy storage module, in particular one of the energy storage modules 20, 30, 40 or 50 shown schematically in FIGS. 2 to 5. In a first step 61, a plurality of groups is arranged alternately first, planar parallel energy storage cells 1, each having first electrode elements 1 a, and a plurality of surface parallel to the first groups
Energiespeicherzellen 1 angeordneten Gruppen zweiter, flächig paralleler Energy storage cells 1 arranged groups second, planar parallel
Energiespeicherzellen 2, welche jeweils zweite Elektrodenelemente 2a aufweisen, in mindestens einem Speicherzellstapel 7, 7a, 7b entlang einer ersten Erstreckungsrichtung des Speicherzellstapels 7, 7a, 7b, wobei die ersten Elektrodenelemente 1 a an einer Seitenfläche des Speicherzellstapels 7, 7a, 7b eine unterschiedliche Polarität zu den zweiten Elektrodenelementen 2a an der Seitenfläche des Speicherzellstapels 7, 7a, 7b aufweisen. In einem zweiten Schritt 62 erfolgt ein Kontaktieren im Wesentlichen aller ersten oder zweiten Elektrodenelemente 1 a, 2a der benachbarten Gruppen erster und zweiter Energiespeicherzellen 1 , 2 jeweils über die Breite des Speicherzellstapels 7, 7a, 7b, hinweg mithilfe einer Vielzahl flächiger Kontaktelemente 5, welche an den Energy storage cells 2, each having second electrode elements 2a, in at least one memory cell stack 7, 7a, 7b along a first direction of extension of the memory cell stack 7, 7a, 7b, wherein the first electrode elements 1a on a side surface of the memory cell stack 7, 7a, 7b a different polarity to the second electrode elements 2a on the side surface of the storage cell stack 7, 7a, 7b. In a second step 62, substantially all of the first or second electrode elements 1a, 2a of the adjacent groups of first and second energy storage cells 1, 2 are contacted over the width of the storage cell stack 7, 7a, 7b by means of a plurality of planar contact elements 5 to the
Seitenflächen des Speicherzellstapels 7, 7a, 7b angeordnet sind, und welche benachbarte Gruppen erster und zweiter Energiespeicherzellen 1 , 2 galvanisch verbinden. Dabei können die flächigen Kontaktelemente 5 beispielsweise durch ein Schweißverfahren, ein Spritzverfahren, ein Sputterverfahren oder ein Klebverfahren mit den Side surfaces of the memory cell stack 7, 7a, 7b are arranged, and which adjacent Groups of first and second energy storage cells 1, 2 galvanically connect. In this case, the flat contact elements 5, for example, by a welding method, a spraying method, a sputtering method or a bonding method with the
Elektrodenelementen 1 a, 2a kontaktiert werden. Vorzugweise ist dabei der elektrische Widerstand der Verbindungsstelle zwischen dem jeweiligen Kontaktelement 5 und den Elektrodenelementen 1 a, 2a so gering wie möglich zu halten. Electrode elements 1 a, 2 a are contacted. Preferably, the electrical resistance of the connection point between the respective contact element 5 and the electrode elements 1 a, 2 a is to be kept as low as possible.
Die ersten und zweiten flächig parallelen Elektrodenelemente 1 bzw. 2 können beispielsweise vor dem Kontaktieren mit den jeweiligen Kontaktelementen 5 in geeigneter Weise gestapelt, gefaltet oder gewickelt werden, je nach gewünschter Zelltopologie. Beispielsweise können für eine sogenannte Pouch-Zelle die ersten und zweiten The first and second planar parallel electrode elements 1 and 2 can be suitably stacked, folded or wound, for example, before contacting with the respective contact elements 5, depending on the desired cell topology. For example, for a so-called pouch cell, the first and second
Elektrodenelemente 1 a bzw. 2a unter Verwendung einer isolierenden Separatorschicht in mäanderförmigen Bahnen aufeinander gefaltet bzw. geschichtet werden. Für die Electrode elements 1 a and 2 a are folded or layered in meandering paths using an insulating separator layer. For the
Ausgestaltung einer prismatischen Zelle kann beispielsweise eine„racetrack pancake"- Topologie oder eine„racetrack double pancake' -Topologie verwendet werden, das heißt, eine flache spiralförmige Wicklung von ersten und zweiten Elektrodenelemente 1 a bzw. 2a, welche entlang einer Querschnittsrichtung der entstehenden Wicklung gestaucht bzw. komprimiert werden kann, um eine„racetrack"-Form, das heißt, eine über enge For example, a prismatic cell design may use a "racetrack pancake" topology or a "racetrack double pancake" topology, that is, a flat spiral winding of first and second electrode elements 1a and 2a, respectively, along a cross-sectional direction of the resulting coil can be compressed or compressed to a "racetrack" shape, that is, one over close
Außenradien verbundene, im Wesentlichen parallel verlaufende Wicklungsbahnen zu erhalten. External radii connected to receive substantially parallel winding paths.
Die Energiespeicherzellen 1 und 2 weisen dabei Entgasungsöffnungen 9 an einer entlang der Erstreckungsrichtung angeordneten zweiten Seitenfläche 9a des Speicherzellstapels aufweisen, so dass in einem dritten Schritt 63 des Verfahrens 60 ein Anordnen eines Entgasungskanals 12 über den Entgasungsöffnungen 9 der Energiespeicherzellen 1 bzw. 2 entlang der zweiten Seitenfläche 9a flächig parallel zu dem Speicherzellstapel möglich wird. Der Entgasungskanal 12 dient dazu, Aerosole, welche aus den In this case, the energy storage cells 1 and 2 have degassing openings 9 at a second side surface 9a of the storage cell stack arranged along the extension direction, so that in a third step 63 of the method 60, a degassing channel 12 is arranged above the degassing openings 9 of the energy storage cells 1 and 2 along the second Side surface 9a flat parallel to the memory cell stack is possible. The degassing 12 serves aerosols, which from the
Energiespeicherzellen über die Entgasungsöffnungen 9 austreten von dem Energy storage cells on the vent openings 9 emerge from the
Speicherzellstapel weg zu leiten. Leading away storage cell stacks.
In einem optionalen Schritt 64 kann ein Anordnen einer Kühlplatte 1 1 flächig parallel entlang einer der zweiten Seitenfläche 9a gegenüberliegenden dritten Seitenfläche 9b des Speicherzellstapels erfolgen. Die Kühlplatte 1 1 dient dazu, beim Betrieb der In an optional step 64, a cooling plate 11 can be arranged in a planar manner along a third side surface 9b of the storage cell stack opposite the second side surface 9a. The cooling plate 1 1 is used in the operation of
Energiespeicherzellen 1 und 2 entstehende Abwärme von dem Energiespeichermodul abzuführen. Optional kann ein Einschließen der Speicherzellstapel 7, 7a, 7b sowie der To dissipate energy storage cells 1 and 2 resulting waste heat from the energy storage module. Optionally, enclosing the memory cell stacks 7, 7a, 7b and the
Kontaktelemente 5 in einem Gehäuse 4 erfolgen. Dabei können die ersten und zweiten Polanschlüsse 6a, 6b als elektrische Anschlüsse des Energiespeichermoduls aus dem Gehäuse 4 herausgeführt werden. Contact elements 5 take place in a housing 4. In this case, the first and second pole terminals 6a, 6b can be led out of the housing 4 as electrical terminals of the energy storage module.
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