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1. WO2020108901 - SUPPORT D'ÉLÉMENT DE BATTERIE AINSI QUE SYSTÈME DE BATTERIE

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[ DE ]

Beschreibung

Titel

Batteriezellenhalter sowie Batteriesystem

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batteriezellenhalter sowie ein

Batteriesystem mit einer Vielzahl von Batteriezellen.

Die Erfindung geht aus von zylindrischen Batteriezellen, insbesondere Lithium-lonen-Zellen, welche vorzugsweise als wiederaufladbare, elektrochemische Energiespeicher vielfältige Einsatzmöglichkeiten haben. Hierbei sind

üblicherweise eine Vielzahl von Batteriezellen als elektrischer Verbund vorgesehen. Derartige typische zylindrische Lithium-Ionen-Batteriezellen sind in ihren Abmaßen standardisiert, beispielsweise im Format„18650“ (Durchmesser: 18 mm, Höhe 65 mm). Hierbei weisen die Batteriezellen jedoch relativ große Toleranzmaße auf, was zu Problemen bei der Anordnung einer Vielzahl von Batteriezellen in einem Gehäuse führen kann. Auch erfahren derartige Lithium-Ionen-Batteriezellen während eines Ladezyklus und Entladezyklus

Volumenänderungen, welche ausgeglichen werden müssen. Weiterhin erleiden derartige Batteriezellen und Batteriesysteme während ihrer Nutzung häufig zusätzliche Beanspruchungen durch Vibrationen, Schwingungen, gasförmigem oder flüssigem Medieneintritt und Medienaustritt, was zu Zerstörungen derartiger Batteriesysteme führen kann. Insofern besteht ein erhöhter Bedarf an

verbesserten Batteriezellenhaltern sowie Batteriesystemen.

Offenbarung der Erfindung

Der erfindungsgemäße Batteriezellenhalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass auch bei sehr großen,

herstellungsbedingten Toleranzen von Batteriezellen ein Toleranzausgleich in mehreren Richtungen möglich ist und die Batteriezelle somit sicher im

Batteriezellenhalter gelagert werden kann. Somit kann eine deutliche

Vereinfachung der Verarbeitung von Batteriezellen verschiedener Chargen

und/oder Hersteller, welche erfahrungsgemäß immer unterschiedliche

Toleranzen aufweisen, ermöglicht werden. Ferner können die mit dem

erfindungsgemäßen Batteriezellenhalter gehaltenen Batteriezellen gezielt gegen Vibrationen, Schwingungen, Stöße und dgl. abgesichert werden. Insbesondere kann eine sichere Schwingungsentkoppelung realisiert werden. Weiterhin kann eine zusätzliche thermische, kontaktbasierte Kopplung der einzelnen

Batteriezellen ermöglicht werden, was zu einer deutlich besseren Entwärmung von einzelnen Batteriezellen über lange Zeiträume führt. Dies wird

erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Batteriezellenhalter ein Gehäuse aus einem unelastischen Material, insbesondere einem Hartkunststoff, aufweist.

Das Gehäuse ist eingerichtet, eine Vielzahl von einzelnen Batteriezellen aufzunehmen und zu lagern. Ferner umfasst der Batteriezellenhalter eine elastische Zwischeneinheit. Ferner ist eine Vorspanneinrichtung vorgesehen, welche eingerichtet ist, eine Vorspannkraft auf die elastische Zwischeneinheit auszuüben derart, dass die elastische Zwischeneinheit verformt wird und die Batteriezelle mittels der verformten elastischen Zwischeneinheit geklemmt wird.

Somit besteht vor dem Ausüben der Vorspannkraft zwischen der elastischen Zwischeneinheit und den eingesetzten einzelnen Batteriezellen jeweils ein Zwischenraum, welcher dann nach Aufbringen der Vorspannkraft der

Vorspanneinrichtung verschwindet. Somit sind die einzelnen Batteriezellen durch die elastische Zwischeneinheit nach Aufbringen der Vorspannkraft mit dieser in Kontakt und sicher gelagert.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Vorzugsweise umfasst die elastische Zwischeneinheit einen lochblechartigen, elastischen, einstückigen Einsatz mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen. Derartige Einsätze können aus elastischem Material einfach und kostengünstig in Massen hergestellt werden.

Weiter bevorzugt umfasst der Batteriezellenhalter ein mehrteiliges Gehäuse, insbesondere ein zweiteiliges Gehäuse, wobei die Vorspanneinrichtung derart eingerichtet ist, eine Vorspannkraft auf das Gehäuse auszuüben, sodass die elastische Zwischeneinheit elastisch verformt wird, um die Batterien zu klemmen.

Somit kann die Vorspannkraft von außerhalb des Gehäuses auf das Gehäuse und über das Gehäuse auf die elastische Zwischeneinheit übertragen werden.

Somit muss die Vorspanneinrichtung nicht im Inneren des Gehäuses angeordnet werden, sodass die Batteriezellen sehr kompakt angeordnet werden können.

Weiter bevorzugt ist die Vorspanneinrichtung einstellbar. Hierdurch kann eine Vorspannkraft variiert werden, so dass insbesondere auf unterschiedliche Maßabweichungen der Batteriezellen reagiert werden kann. Die einstellbare Vorspanneinrichtung kann beispielsweise mittels einer Schraubverbindung oder einem einstellbaren Federelement oder dgl. realisiert sein.

Alternativ ist die Vorspanneinrichtung derart eingerichtet, dass die

Vorspanneinrichtung nur eine vorbestimmte Vorspannkraft aufbringt. Diese Lösung ist besonders kostengünstig, kann jedoch bei unterschiedlichen

Toleranzen verschiedener einzelner Batteriezellen dazu führen, dass die jeweiligen Vorspannkräfte auf die Batteriezellen unterschiedlich sind. Dies ist jedoch hinnehmbar und führt nicht zu Nachteilen beim Gebrauch der

Batteriezellen. Eine derartige Vorspanneinrichtung kann beispielsweise durch eine Schweißverbindung zwischen zum Beispiel dem Deckel und einer Basis, des Gehäuses realisiert werden oder durch Clipselemente oder dgl., welche den Deckel auf der Basis halten.

Weiter bevorzugt weist der Batteriezellenhalter gemäß einer alternativen Ausgestaltung eine Vorspanneinrichtung mit einer Vielzahl von Stiftelementen auf. Dabei weist die elastische Zwischeneinheit an Übergangsbereichen zwischen den Durchgangsöffnungen zur Aufnahme der Batteriezellen eine Vielzahl von Hilfslöchern auf. Jeweils ein Stiftelement ist dabei in einem Hilfsloch angeordnet. Die Stiftelemente weisen dabei einen Durchmesser auf, welcher zumindest teilweise größer ist als ein Durchmesser der Durchgangsöffnungen. Dadurch erfolgt ein Aufweiten der Hilfslöcher, sodass die elastische Verformung der elastischen Zwischeneinheit auftritt. Dadurch werden die Batteriezellen geklemmt. Die Stiftelemente sind beispielsweise mit einem konischen Ende und einem zylindrischen Teil mit größerem Durchmesser als der Durchmesser der Hilfslöcher versehen oder alternativ vollständig mit einem konischen oder anderweitig sich verjüngenden Hauptkörper ausgebildet. Vorzugsweise weisen die Stiftelemente einen Kopf auf, wodurch ein Eindrücken in die Hilfslöcher und ein Entnehmen aus den Hilfslöchern vereinfacht wird.

Vorzugsweise ist der Batteriezellenhalter derart aufgebaut, dass das mehrteilige Gehäuse beim Zusammenbau mit den Stiftelementen in Kontakt kommt und das Gehäuse eingerichtet ist, die Stiftelemente in die Hilfslöcher hinein zu drücken.

Hierbei können am Gehäuse vorzugsweise vorstehende Bereiche im Bereich der Stiftelemente vorgesehen werden.

Weiter bevorzugt umfasst die elastische Zwischeneinheit wenigstens ein erstes elastisches Element und ein zweites elastisches Element. Die beiden elastischen Elemente sind im Batteriezellenhalter in Axialrichtung der Durchgangsöffnungen voneinander beabstandet angeordnet. Dadurch können die eingesetzten

Batteriezellen an zwei Stellen durch die elastische Zwischeneinheit, nämlich durch das erste und zweite elastische Element sicher gelagert werden.

Zur Kosteneinsparung sind das erste und zweite elastische Element

vorzugsweise gleich aufgebaut.

Weiter bevorzugt umfasst der Batteriezellenhalter ein Abstützelement aus einem unelastischen Material, welches benachbart zur elastischen Zwischeneinheit angeordnet ist. Das Abstützelement ist in Axialrichtung der Durchgangsöffnungen bevorzugt zwischen dem ersten und zweiten elastischen Element angeordnet. Hierbei dient das Abstützelement als Abstützung, wenn die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft auf das mehrteilige Gehäuse ausübt und die ersten und zweiten elastischen Elemente sich elastisch verformen.

Vorzugsweise umfasst das Abstützelement eine Vielzahl von einzelnen Hülsen, welche entsprechend den Durchgangsöffnungen im ersten und zweiten elastischen Element ausgerichtet sind. Alternativ umfasst das Abstützelement ein lochblechartiges, einstückiges Element mit einer Vielzahl von

Durchgangsöffnungen, welche entsprechend den Durchgangsöffnungen im ersten und zweiten elastischen Element ausgerichtet sind.

Das Gehäuse weist vorzugsweise eine Basis und einen Deckel auf. Hierbei sind in der Basis und/oder im Deckel vorzugsweise Öffnungen für eine elektrische Kontaktierung der einzelnen Batteriezellen vorgesehen. Die Basis ist

vorzugsweise topfförmig ausgebildet.

Bevorzugt umfasst die elastische Zwischeneinheit eine Vielzahl von

Durchgangsöffnungen, wobei jede Durchgangsöffnung zur Aufnahme einer Batteriezelle eingerichtet ist. Dadurch werden die Batteriezellen von der elastischen Zwischeneinheit umschlossen. Jede Durchgangsöffnung ist zur Aufnahme einer einzelnen Batteriezelle eingerichtet. Vor dem Ausüben der

Vorspannkraft besteht zwischen den Durchgangsöffnungen der elastischen Zwischeneinheit und den eingesetzten einzelnen Batteriezellen jeweils ein ringförmiger Zwischenraum, welcher nach Aufbringen der Vorspannkraft verschwindet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die elastische Zwischeneinheit eine Vielzahl von elastischen Einzelelementen auf. Hierdurch kann das Gewicht der elastischen Zwischeneinheit signifikant reduziert werden und ein notwendiger Bauraum für die elastische Zwischeneinheit minimiert werden.

Alternativ umfasst die elastische Zwischeneinheit genau ein einzelnes Einzelteil mit einer Vielzahl von Klemmbereichen. Die Klemmbereiche sind eingerichtet, die Vielzahl von Batteriezellen zu klemmen. Der Klemmvorgang der Batteriezellen wird dabei vorzugsweise zwischen dem Gehäuse und den Klemmbereichen vorgenommen. Eine Vielzahl von Verbindungsbereichen verbindet die

Klemmbereiche untereinander.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst der

Batteriezellenhalter ferner ein Abstützelement. Die elastische Zwischeneinheit ist dabei am Abstützelement angeordnet. Das Abstützelement dient zur Abstützung der elastischen Zwischeneinheit. Falls eine Vielzahl von elastischen

Einzelelementen vorgesehen ist, dient das Abstützelement auch zur Abstützung der einzelnen elastischen Einzelelemente.

Bevorzugt ist die elastische Zwischeneinheit am Abstützelement fixiert.

Vorzugsweise erfolgt dies mittels Kleben oder Schweißen oder dgl. Weiter bevorzugt bilden die elastische Zwischeneinheit und das Abstützelement ein 2-Komponenten-Bauteil aus einem unelastischen Trägerelement mit einem am Trägerelement angespritzten elastischen Zwischenbauteil. Hierbei können insbesondere einzelne elastische Einzelelemente oder ein einziges Einzelteil an das unelastische Trägerelement angespritzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die elastische

Zwischeneinheit Hilfslöcher auf. Alternativ weist die elastische Zwischeneinheit keine Löcher oder dgl. auf.

Weiter bevorzugt weist das Abstützelement eine Vielzahl von

Durchgangsöffnungen auf, wobei jede Durchgangsöffnung zur Aufnahme einer Batteriezelle eingerichtet ist. Hierdurch können bei der Montage die

Batteriezellen in den Durchgangsöffnungen des Abstützelements vorpositioniert werden.

Weiter bevorzugt umfasst der Batteriezellenhalter wenigstens ein elektrisches Kontaktierungselement, welches an der elastischen Zwischeneinheit angeordnet ist und eingerichtet ist, eine Batteriezelle an deren Mantel elektrisch zu kontaktieren. Vorzugsweise sind eine Vielzahl von elektrischen

Kontaktierungselementen vorgesehen. Das elektrische Kontaktierungselement ist ein spannungsführendes Element, wie beispielsweise ein Kabel, FPC, oder ein Teilbereich einer Leiterplatte. Bei der Expansion des elastischen

Zwischenelements wird das elektrische Kontaktierungselement mit an den Zellkörper der Batteriezelle gedrückt und diese kann dadurch dauerhaft kontaktiert werden, wenn die Batteriezelle keinen isolierenden Mantel aufweist bzw. eine Öffnung oder dgl. im isolierenden Mantel aufweist. Somit können einzelne Batteriezellen kontaktiert werden oder an parallel geschalteten

Batteriezellenverbunden gleichen Potentials eine elektrische Kontaktierung ermöglicht werden, so dass ein komplettes Batteriesystem überwacht werden kann.

Ferner betrifft die vorliegende ein Batteriesystem umfassend eine Vielzahl von Batteriezellen und einen erfindungsgemäßen Batteriezellenhalter.

Das Batteriesystem umfasst vorzugsweise eine Kühleinrichtung, welche ein Kühlmedium in das Gehäuse zuführt. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die elastische Zwischeneinheit das erste und zweite elastische Element aufweist, so dass das Kühlmedium in einen durch das erste und zweite elastische Element an den Batteriezellen gebildeten Zwischenraum strömen kann und die

Batteriezellen kühlen können. Insbesondere wenn das Kühlmedium ein flüssiges Medium und nicht Luft ist, kann hierbei ein abgeschlossener Kühlraum an den Batteriezellen durch das erste und zweite elastische Element der elastischen Zwischeneinheit bereitgestellt werden, welcher eine sichere Abdichtung ermöglicht.

Durch den einfachen und gewichtsoptimierten Aufbau des Batteriesystems eignet sich das erfindungsgemäße Batteriesystem insbesondere bei elektrischen Fahrrädern.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht eines

Batteriesystems mit einem Batteriezellenhalter gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im montierten Zustand,

Figur 2 eine schematische Querschnittsansicht des Batteriesystems von Figur 1 im nicht-montierten Zustand,

Figur 3 eine schematische Längsschnittansicht entlang der Linie III- III von Figur 2,

Figur 4 eine schematische Längsschnittansicht entlang der Linie IV- IV von Figur 1 ,

Figur 5 eine schematische Querschnittsansicht eines

Batteriesystems mit einem Batteriezellenhalter gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel im montierten Zustand,

Figuren 6 bis 8 schematische Schnittansichten eines Batteriezellenhalters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figuren 9 und 10 schematische Ansichten eines Batteriezellenhalters gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,

Figur 1 1 eine schematische Ansicht eines Batteriezellenhalters

gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,

Figur 12 eine schematische Ansicht eines Batteriezellenhalters gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, und

Figur 13 eine schematische Ansicht eines Batteriezellenhalters

gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 ein Batteriesystem 1 mit einem Batteriezellenhalter 2 im Detail beschrieben.

Wie im montierten Zustand aus Figur 1 ersichtlich ist, umfasst der

Batteriezellenhalter 2 ein mehrteiliges Gehäuse 3 mit einer Basis 31 und einem Deckel 32. Hierbei sind in der Basis 31 und dem Deckel 32 jeweils eine Vielzahl von Öffnungen 30 zur elektrischen Kontaktierung von Batteriezellen 7

vorgesehen.

Die Batteriezellen 7 sind zylindrische Batteriezellen und können beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen sein.

Der Batteriezellenhalter 2 umfasst ferner eine elastische Zwischeneinheit 4 sowie eine Vorspanneinrichtung 5. Die elastische Zwischeneinheit 4 dieses

Ausführungsbeispiels umfasst ein erstes elastisches Element 41 und ein zweites elastisches Element 42. Im ersten elastischen Element 41 und im zweiten elastischen Element 42 sind jeweils eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 40 vorgesehen. Wie aus Figur 1 deutlich wird, sind die einzelnen Batteriezellen 7 dabei durch die Durchgangsöffnungen 40 der elastischen Zwischeneinheit 4 hindurchgeführt. Somit dienen die Durchgangsöffnungen 40 zur Aufnahme der Batteriezellen 7.

Die Vorspanneinrichtung 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine clipsartige Klammer, welche eine Vorspannkraft F1 auf das Gehäuse 3 ausübt. Wie in Figur 1 schematisch dargestellt, umgreift die Klammer dabei die Basis 31 und den Deckel 32, um jeweils die Vorspannkraft F1 sowohl auf die Basis als auch den Deckel auszuüben. Die Vorspannkraft F1 wird über die Basis 31 und den Deckel 32 dabei auf das erste und zweite elastische Element 41 , 42 der elastischen Zwischeneinheit 4 übertragen.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, umfasst der Batteriezellenhalter 2 dieses

Ausführungsbeispiels ferner noch ein Abstützelement 6. Das Abstützelement 6 ist in Axialrichtung der Durchgangsöffnungen zwischen dem ersten und zweiten elastischen Element 41 , 42 angeordnet. Das Abstützelement 6 ist aus einem unelastischen Material hergestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das

Abstützelement 6 ein einstückiges Bauteil, welches ebenfalls

Durchgangsöffnungen 60 zur Aufnahme der Batteriezellen 7 aufweist.

Figur 2 zeigt hierbei den Zustand des Batteriezellenhalters 2 ohne Vorspannkraft. Hierbei sind die elastischen Elemente 41 , 42 der elastischen Zwischeneinheit 4 nicht elastisch verformt. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, sind grundsätzlich das erste und zweiten elastische Element 41 , 42 sowie das unelastische

Abstützelement 6 geometrisch ähnlich aufgebaut, wobei im unbelasteten Zustand die Durchgangsöffnungen 40 der elastischen Elemente 41 , 42 größer sind als die Durchgangsöffnungen 60 des Abstützelements 6.

Durch die Vorspanneinrichtung 5 wird, wie oben schon erläutert, die

Vorspannkraft F1 auf das Gehäuse 3 übertragen. Da das Gehäuse 3 aus einem unelastischen Material hergestellt ist, wird diese Vorspannkraft F1 auf das erste und zweite elastische Element 41 , 42 der elastischen Zwischeneinheit 4 übertragen. Hierbei dient das Abstützelement 6 als Abstützung. Dadurch ergibt sich gleichzeitig eine elastische Verformung des ersten und zweiten elastischen Elements 41 , 42, was in Figur 1 durch die Pfeile F2 angedeutet ist. Dadurch wird ein Spalt 8 (s. Figuren 2 und 3), welcher im unvorgespannten Zustand des Batteriezellenhalters 2 an den elastischen Elementen 41 , 42 vorhanden ist, eliminiert und die ersten und zweiten elastischen Elemente 41 , 42 üben eine auf die Batteriezellen 7 gerichtete Haltekraft aus.

Somit können auch große herstellungsbedingte Toleranzen der Batteriezellen 7, insbesondere hinsichtlich ihres Umfangs und/oder ihrer Länge ausgeglichen werden. Wie ein Vergleich zwischen den Figuren 1 und 2 zeigt, ist hierbei eine Ausgangslänge L0 des ersten und zweiten elastischen Elements 41 , 42 durch Ausüben der Vorspannkraft F1 auf eine reduzierte Länge L1 verkleinert.

Weiterhin ist eine Ausgangsbreite B0 (Figur 2) im unvorgespannten Zustand auf eine verbreiterte Breite B1 im vorgespannten Zustand (vgl. Figur 1 ) vergrößert.

Durch die elastische Verformung des ersten und zweiten elastischen Elements liegen somit die ersten und zweiten elastischen Elemente 41 , 42 auch

abdichtend an den Batteriezellen 7 an (vgl. Figuren 1 und 4). Somit kann eine vollflächige und reibschlüssige Verbindung zwischen dem Batteriezellenhalter 2 und den einzelnen Batteriezellen 7 erreicht werden. Dadurch kann eine sichere und robuste Halterung der einzelnen Batteriezellen ermöglicht werden. Neben der Haltefunktion ergibt sich durch die Halterung mittels des ersten und zweiten elastischen Elementes 41 , 42 zusätzlich noch eine verbesserte Dämpfung von äußeren Krafteinflüssen wie beispielsweise Schwingungen und/oder Vibrationen und/oder Stöße oder dgl. Insbesondere sind die einzelnen Batteriezellen 7 nicht in direktem Kontakt mit dem mehrteiligen Gehäuse 3, so dass keine direkte Übertragung derartiger äußerer Einflüsse auf die einzelnen Batteriezellen 7 erfolgt.

Weiterhin kann im Vergleich mit dem Stand der Technik eine verbesserte thermische Entwärmung erreicht werden, da eine Wärmeleitfähigkeit der elastischen Zwischeneinheit 4, wenn diese z.B. aus einem Polymer hergestellt ist (A_Polymer ca. 0,2 W/mK), deutlich besser ist, als beispielsweise eine

Wärmeleitfähigkeit von Luft (A_Luft ca. 0,0024 W/mK).

Weiterhin ermöglicht die Verwendung der elastischen Zwischeneinheit 4 eine verbesserte Abschottung der einzelnen Batteriezellen untereinander und auch gegenüber der Umgebung, falls etwa in einem Fehlerfall heiße Gase und/oder Flüssigkeiten aus den einzelnen Batteriezellen 7 austreten. Somit kann zusätzlich auch die Sicherheit des Batteriesystems 1 verbessert werden.

Zur Verdeutlichung zeigt Figur 3 einen Längsschnitt entlang der Linie lll-lll von Figur 2, wobei der ringförmige Spalt 8 an jeder einzelnen Batteriezelle 7 zum zweiten elastischen Element 42 verdeutlicht wird. Dieser Spalt 8 ist

selbstverständlich in gleicher weise auch beim ersten elastischen Element 41 im unbelasteten, d.h. unvorgespannten Zustand vorhanden. Figur 4 zeigt einen Längsschnitt entlang der Linie IV-IV von Figur 1 und zeigt somit den

vorgespannten Zustand beispielhaft am zweiten elastischen Element 42, bei dem die ersten und zweiten elastischen Elemente 41 , 42 elastisch verformt werden und somit an den einzelnen Batteriezellen 7 eng und abdichtend anliegen.

Dadurch ist der jeweils noch im unvorgespannten Zustand vorhandene Spalt 8 vollständig verschwunden.

Wie weiter aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist, sind die einzelnen

Batteriezellen 7 versetzt zueinander in zwei Reihen angeordnet, wodurch ein besonders kompakter und platzsparender Aufbau erreicht wird.

Durch die doppelte Lagerung mittels des ersten und zweiten elastischen

Elements 41 , 42 wird ferner eine sichere Halterung der einzelnen Batteriezellen 7 und Entkoppelung von äußeren Einflüssen erreicht.

Figur 5 zeigt ein Batteriesystem 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen

Bezugszeichen bezeichnet sind. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel weist das Ausführungsbeispiel von Figur 5 eine einstellbare Vorspanneinrichtung 5 auf, bei der ein Einstellelement 51 , wie beispielsweise eine

Schraubverbindung, mit welcher eine Vorspannkraft F1 auf das Gehäuse 3 verändert werden kann, aufweist. Weiterhin ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel beim zweiten Ausführungsbeispiel ein Durchmesser der Durchgangsöffnungen 60 des Abstützelements 6 derart gewählt, dass auch im endmontierten Zustand bei Aufbringen der Vorspannkraft auf das Gehäuse 3 ein Zwischenraum 9 zwischen dem Abstützelement 6 und den einzelnen

Batteriezellen 7 verbleibt. Durch die Abdichtung des ersten und zweiten elastischen Elements 41 , 42 der elastischen Zwischeneinheit 4 kann dieser Zwischenraum 9 beispielsweise zur Kühlung durch eine Kühleinrichtung 10 verwendet werden, welche beispielsweise ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmedium durch die Zwischenräume 9 strömen lässt.

Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden

Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.

Die Figuren 6 bis 8 zeigen schematische Schnittansichten eines

Batteriezellenhalters 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Wie aus der Schnittansicht von Figur 6 und Figur 7, welche einen Schnitt entlang der Linie Vll-Vll von Figur 6 ersichtlich ist, umfasst der Batteriezellenhalter eine elastische Zwischeneinheit 4 mit einem ersten elastischen Element 41 und einem zweiten elastischen Element 42. Das erste und zweite elastische Element 41 , 42 sind gleich aufgebaut. Im Unterschied zu den vorhergehenden

Ausführungsbeispielen ist zusätzlich in dem ersten und zweiten elastischen

Element 40, 42 eine Vielzahl von Hilfslöchern 43 vorgesehen. Wie aus Figur 6 ersichtlich ist, sind die Hilfslöcher 43 dabei in Zwischenbereichen 44 zwischen den Durchgangsöffnungen 40 im Material der elastischen Elemente vorgesehen. Wie aus Figur 6 ersichtlich ist, sind hierbei im ersten elastischen Element 41 vier Hilfslöcher 43 ausgebildet.

Wie aus Figur 7 weiter ersichtlich ist, ist zwischen dem ersten und zweiten elastischen Element 41 , 42 ein Abstützelement 6 angeordnet. Wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen dient das Abstützelement 6 als

Abstützung, wenn eine Vorspannkraft auf die ersten und zweiten elastischen Elemente 41 , 42 ausgeübt wird.

Die Vorspanneinrichtung 5 des dritten Ausführungsbeispiels umfasst

Stiftelemente 50, welche im Detail aus Figur 8 ersichtlich sind. Die Stiftelemente 50 umfassen einen Kopf 51 , einen Hauptkörper 52 und einen konischen Bereich 53 am dem Kopf entgegen gesetzten Ende des Stiftelements. Hierbei ist ein Durchmesser D1 der Hilfslöcher 43 im nichtverformten Zustand (vgl. Figur 7) kleiner als ein Durchmesser D2 des Hauptkörpers 52 der Stiftelemente 50. Durch den konischen Bereich 53 können die Stiftelemente 50 einfach in die Hilfslöcher 43 ein geführt werden und eingedrückt werden, wodurch eine elastische

Verformung des ersten und zweiten elastischen Elements 41 , 42 erfolgt. Durch das Eindrücken der Stiftelemente 50 mit der Vorspannkraft F1 werden die ersten und zweiten elastischen Elemente 41 , 42 elastisch verformt, was in Figur 8 durch die Pfeile F2 angedeutet ist. Dadurch erfolgt eine Klemmung der Batteriezellen 7 durch die elastisch verformte Zwischeneinheit 4.

Es sei angemerkt, dass die Vorspannkraft F1 auf die Stiftelemente 50 in unterschiedlicher Weise aufgebracht werden kann. Hierzu können beispielsweise separate zusätzliche Vorspanneinrichtungen vorgesehen sein oder an einem in den Figuren 6 bis 8 nicht gezeigten Gehäuse sind Vorsprünge oder Federn oder dergleichen angeordnet, welche beim Zusammensetzen des Gehäuses auf die lose in die Hilfslöcher 43 eingesteckten Stiftelemente 50 die Vorspannkraft ausüben, sodass beim Zusammenbau des Gehäuses auch gleichzeitig die Stiftelemente 50 in die Hilfslöcher 43 gedrückt werden und die Batteriezellen 7 geklemmt werden.

Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden

Ausführungsbeispiel, sodass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.

Figuren 9 und 10 zeigen einen Batteriezellenhalter gemäß einem vierten

Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen umfasst der Batteriezellenhalter des vierten

Ausführungsbeispiels eine Vielzahl von elastischen Einzelelementen 45. Wie aus Figur 9 ersichtlich ist, sind die elastischen Einzelelemente in Zwischenbereichen zwischen den Batteriezellen 7 angeordnet. Jedes elastische Einzelelement 45 kontaktiert dabei drei Batteriezellen. Weiterhin weist jedes elastische

Einzelelement 45 ein Hilfsloch 43 auf, in welches, wie beim dritten

Ausführungsbeispiel beschrieben, ein Stiftelement oder dgl. eingesteckt werden kann, um eine elastische Expansion der einzelnen elastischen Einzelelemente 45 zu bewirken. Wie aus Figur 9 und 10 ersichtlich ist, ist ferner ein unelastisches Abstützelement 6 (Trägerelement) vorgesehen, welches Ausnehmungen 60 aufweist, in welchem die einzelnen Batteriezellen 7 angeordnet sind. Die einzelnen elastischen Einzelelemente 45 sind dabei am unelastischen

Abstützelement 6 fixiert. Wie in Figur 10 gezeigt, sind elastische Einzelelemente 45 an einer Oberseite und Unterseite des Abstützelements 6 angeordnet. Dies wird vorzugsweise durch ein Anspritzen der Einzelelemente 45 an das

Abstützelement 6 erreicht. Alternativ können die Einzelelemente 45 auch mittels Kleben oder Schweißen oder dgl. am Abstützelement 6 fixiert werden.

Figur 1 1 zeigt einen Batteriezellenhalter gemäß einem fünften

Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das fünfte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem vierten Ausführungsbeispiel, wobei im Unterschied dazu das Abstützelement 6 unterschiedlich ausgebildet ist. Wie aus Figur 1 1 ersichtlich ist, ist das Abstützelement 6 S-förmig und nur im inneren Zwischenbereich zwischen den Batteriezellen 7 vorgesehen. Das Abstützelement 6 trägt, wie im vierten Ausführungsbeispiel, eine Vielzahl von einzelnen elastischen Einzelelementen 45, die jeweils eine Ausnehmung 43 aufweisen. Die Batteriezellen 7 werden dann zwischen den Einzelelementen 45 und dem Gehäuse 3 geklemmt. Dadurch kann ein Gewicht des Batteriezellenhalters weiter reduziert werden. Wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen können hierbei oberhalb und unterhalb des Abstützelements 6 elastische Einzelelemente 45 vorgesehen werden.

Figur 12 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es im

Wesentlichen dem fünften Ausführungsbeispiel entspricht. Im Unterschied dazu weist das sechste Ausführungsbeispiel elastische Einzelelemente 45 ohne Hilfsöffnungen auf. D.h., eine elastische Verformung der elastischen

Einzelelemente 45 erfolgt nur durch Ausüben einer Vorspannkraft auf die freiliegende Oberfläche. Das Abstützelement 6 ist wie in Figur 1 1 S-förmig ausgebildet.

Alternativ sei zu dem Ausführungsbeispiel von Figur 12 angemerkt, dass die elastische Zwischeneinheit 4 auch als 2-Komponenten-Bauteil gespritzt werden kann, wobei lediglich Verbindungsbrücken zwischen den elastischen

Einzelelementen 45 aus nichtelastischem Material vorgesehen werden.

Figur 13 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches im

Wesentlichen dem vierten Ausführungsbeispiel der Figuren 9 und 10 entspricht.

Beim siebten Ausführungsbeispiel sind zusätzlich noch elektrische

Kontaktierungselemente 70 vorgesehen, wobei die elastische Zwischeneinheit 4 der von Figur 9 entspricht. Die elektrischen Kontaktierungselemente 70 sind dabei jeweils an der elastischen Zwischeneinheit 4 angeordnet. Genauer sind die elektrischen Kontaktierungselemente 70 an den elastischen Einzelelementen 45 der elastischen Zwischeneinheit 4 angeordnet. Figur 13 zeigt dabei den montierten Zustand, so dass eine Verformung der elastischen Einzelelemente 45 stattgefunden hat. Durch diese Verformung werden die elektrischen

Kontaktierungselemente 70 gegen den Mantel der Batteriezellen 7 gedrückt. Die Batteriezellen 7 weisen an den Bereichen, an denen sie von den elektrischen Kontaktierungselementen 70 kontaktiert werden, kein isolierendes Material auf.

Somit kann eine dauerhafte elektrische Kontaktierung der Batteriezellen 7 durch die elektrischen Kontaktierungselemente 70 ermöglicht werden. Je nach

Schaltung der Batteriezellen können einzelne Batteriezellen kontaktiert werden oder bei parallel geschalteten Batteriezellenverbunden auch alle Batteriezellen elektrischen kontaktiert werden. Somit kann beispielsweise eine einfache Spannungsüberwachung der Batteriezellen 7 vorgenommen werden. Die elektrischen Kontaktierungselemente 70 sind vorzugsweise Kabel oder Teile einer Leiterplatte oder metallische Zungen oder dgl.