(57)【要約】【課題】  電池システムを提供すること。【解決手段】  セルと交互に設けられ、熱または冷気のいずれか一方または両方を搬送する媒体が通過するように設計された隣接する温度均一化構造を有する、少なくとも１つのセルを備える電池システムであって、セルが、個別セル（１、１’、１’’）の形態であり、温度均一化構造が、空気が通過するように、２つのカバー層と、カバー層の間に配置された少なくとも１つの波形構成とを有する従来の段ボール（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２’ａ、２’ｂ、２’ｃ、２’ｄ、２’ｅ）の形態であることを特徴とする電池システム。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルと交互に設けられ、熱または冷気のいずれか一方または両方を搬送する媒体が通過するように設計された隣接する温度均一化構造を有する、少なくとも１つのセルを備える電池システムであって、
前記セルが、個別セル（１、１’、１’’）の形態であり、
前記温度均一化構造が、媒体が通過するように、２つのカバー層と、前記カバー層の間に配置された少なくとも１つの波形構成とを有する従来の段ボール（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２’ａ、２’ｂ、２’ｃ、２’ｄ、２’ｅ）の形態であることを特徴とする電池システム。
【請求項２】
前記従来の段ボール（２ａ、２ｂ、２ｃ）が、隣接する個別セルの端面（Ｓ）とほぼ同じサイズのパネルの形態である請求項１に記載の電池システム。
【請求項３】
パネルの形態であるとともに前記個別セルの前記長手方向面（Ｌ）に沿って延在し、従来の段ボールと個別セルとの交互構成の長手方向広がりとほぼ同じサイズを有する少なくとも１つのさらなる従来の段ボール（２ｄ、２ｅ）部片が設けられる請求項２に記載の電池システム。
【請求項４】
前記従来の段ボールが、前記個別セルの周りに蛇行形態で設けられ、個別セルの長手方向上面および長手方向下面に沿って交互に渡される請求項１に記載の電池システム。
【請求項５】
蛇行形態で案内される前記従来の段ボールが一体的に設けられる請求項４に記載の電池システム。
【請求項６】
弾性材料（３）が、１つの個別セル、またはパネルの形態での１つの従来の段ボール部片の少なくとも１つの端面に設けられ、個別セルと従来の段ボールとの列をそれらの領域全体にわたって押圧する請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池システム。
【請求項７】
少なくとも１つの温度センサが、前記従来の段ボールの１つの波形構成の領域内に設けられる請求項１〜６のいずれか一項に記載の電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載の電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電池システムは、個別セル、例えばリチウムイオンまたはリチウムポリマー充電池を有し、個別セルは、抵抗（耐性）を有するプラスチック膜に気密様式で溶接され、かつこれらのセルは電気接点を有する。次いで、電気接点を直列または並列に接続して複数の個別セルを１つまたは複数の列に配列することによって、個別セルから１つまたは複数のセル・スタックが形成される。
【０００３】
セルの内部での気体発生を防止するために、所定の最小圧力がこのセルに作用しなければならない。さらに、過度な高温または過度な低温により損傷し易いセルを損壊から保護するために、セルが充電および放電されるときに生成される固有の熱が放散されなければならない。また、低温ではこの種のセルのパワーが急激に低減するので、このセルをできるだけ迅速に動作温度まで上昇させなければならない。さらに、それぞれの温度を監視するために、セルに隣接して温度センサを提供することが可能であるべきである。
【０００４】
個別セルのそれぞれの間での温度均一化のために、アルミニウム・シートを設け、生成された固有熱をヒート・シンクを介してアルミニウム・シートの端面に放散することが知られている。この場合、適切な熱伝導をもたらすために比較的厚いアルミニウム・シートが必要であり、したがってセル・スタックの重量およびサイズに悪影響を及ぼす。さらに、この種のセル・スタックが自動車で使用される場合、衝突エネルギーの吸収能力が欠如するので、衝突特性が低くなる。
【０００５】
さらに、温度均一化のために個別セルの間に設けられ、空気が通過できるようにするスペーサが知られている。しかし、この種のスペーサでは、所定の最小圧力を個別セルに均等に及ぼすことができない。さらに、気流が側部で逃げるのを防止するためにシールを設けなければならない。
【０００６】
ここで、従来技術を構成する特許文献１に、複数の個別セルを有するセル・スタックがそれぞれ温度均一化構造と交互に配置され、熱および／または冷気を搬送する液体媒体が温度均一化構造を通って流れる電池システムが開示されている。この構成は、個別セルではなくセル・スタックを冷却できるようにするが、比較的複雑であり、製造費が高く、さらに重量増加につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７２６４９０２号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００７００１５９０Ａ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第６９６１２３８１Ｔ２号明細書
【特許文献４】独国実用新案出願公開第９００２２４９Ｕ１号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第１１１７１３８Ａ１号明細書
【特許文献６】米国公開特許第５４５６９９４Ａ号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、この一般的なタイプの電池システムを、費用対効果が高くなるように改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１の特徴によって実現される。従属請求項は、本発明の有利な実施形態および改良形態に関する。
【００１０】
本発明によれば、温度均一化構造は、熱および／または冷気を搬送する媒体が通過するように、２つのカバー層と、カバー層の間に配置された少なくとも１つの波形構成とを有する従来の段ボールの形態であり、それぞれ個別セルと交互に配置される。温度均一化構造として従来の段ボールを使用することが、特に低費用の電池システムをもたらす。さらに、温度均一化構造として従来の段ボールを使用することは、非常にわずかな重量増加しかもたらさず、同様に、電池システムの少量の体積増加しかもたらさない。それにも関わらず、従来の段ボールの特定の構造は、個別セルに対する表面圧力の非常に均等な分散を可能にする。さらに、従来の段ボールの波形構成は、個別セル同士を非常に良く隔離し、それにより「熱カスケード」（thermische Kaskade）を回避することができる。さらなる利点は、従来の段ボールの非常に良好な機械的減衰特性であり、それにより、例えば、自動車での本発明による電池システムの衝突特性を大幅に改善する。すなわち、電池システムの個別セル間の温度均一化構造として従来の段ボールを使用することは、特に低費用の実施形態をもたらし、同時に、この実施形態は、全ての所要の特性を考慮に入れる。
【００１１】
別言すると、温度均一化構造として、電池システムのセル・スタック間で特別に高価な構造を使用するのではなく、むしろ、電池システムの個別セルの間で、従来の段ボールの形態で低費用で製造することができる大量生産品が使用される。従来の段ボールの単一波形構成、すなわち、外側カバー層と内側カバー層との間での単一の波形構成による実施形態に加えて、複数波形構成の従来の段ボールも可能である。ここでは、「従来の段ボール」は、例えばワックス含浸、またはコーティングなどの処理がされた紙および／またはプラスチック膜により波形構成およびカバー層が製造される大量生産品も含む。この種の実施形態は、熱および／または冷気を搬送する媒体として液体、例えば水または油が用いられるときに特に適している。通常、紙から、特にワックス含浸された紙から形成される従来の段ボールの実施形態は、熱および／または冷気を搬送する媒体として空気が使用されるときに、湿潤空気による悪影響を回避するのに十分である。また、様々なタイプの波形構成を各場合に使用することができる。例えば、グラフィック波形構成（０．６ｍｍ未満の波形構成高さ）、細かい波形構成（２．２〜３ｍｍの波形構成高さ）、または粗い波形構成（４〜４．９ｍｍの波形構成高さ）である。
【００１２】
次に、本発明を、図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】熱および／または冷気を搬送する媒体として空気が使用される、本発明による電池システムの第１の態様を示す。
【図２】熱および／または冷気を搬送する媒体として空気が使用される、本発明による電池システムの第２の態様を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１、図２は、それぞれ、概略的に示されたハウジング４内に設けられた個別セル１、１’、１’’、．．．を示す。個別セル１、１’、１’’、．．．は、それぞれ、端面Ｓおよび長手方向面Ｌを有し、さらに、個別セル１、１’、１’’、．．．を直列または平列に接続するための電気接点（図示せず）を有して、電池システムのセル・スタックを形成する。各個別セル１、１’、１’’、．．．とハウジング４との間に、従来の段ボールで構成された様々な要素が設けられる。これらについては、以下の本文でより詳細に説明する。ここで、従来の段ボールの１つの波形構成は、各場合に、空気が従来の段ボールの一方の側から入り、１つの個別セルの広がりに沿って流れ、従来の段ボールの他方の側から出ることができるように設けられる。例示される第１および第２の態様では、空気の流れ方向は、例えば、図面の平面に直角に形成される。この目的で、適切な入口ガイドおよび出口ガイド（図示せず）がハウジング４に設けられる。さらに、従来の段ボールで構成された要素は、同時に、個別セル１、１’、１’’、．．．間のスペーサとしての役割をし、また、所要の表面圧力を伝達する役割をして、個別セルの内部での気体発生を回避し、さらにまた、波形構成に沿って流れる空気のためのガイドとして働く。さらに、従来の段ボールの構造的設計は、例示される電池システムに対して生じる衝撃または打撃を良好に吸収する。
【００１５】
図１に例示される第１の態様によれば、パネルの形態に従来の段ボールで構成され、隣接する個別セル１、１’、１’’の端面Ｓとほぼ同じサイズである要素２ａ、２ｂ、２ｃ、．．．が設けられる。個別セル１、１’、１’’、．．．は、それぞれ、パネルの形態であって従来の段ボールから構成された要素２ａ、２ｂ、２ｃ、．．．と交互に配置され、電池システムのセル・スタックを成す。さらに、パネルの形態であって従来の段ボールから構成された少なくとも１つのさらなる要素２ｄ、２ｅが設けられる。要素２ｄ、２ｅは個別セルの長手方向面Ｌに沿って延在し、従来の段ボールと個別セルとの交互配置の長手方向の広がりとほぼ同じサイズである。パネルの形態であって従来の段ボールから構成された２つのさらなる要素２ｄ、２ｅは、好ましくは、個別セルの両方の長手方向面Ｌに沿って、すなわち上面および下面に沿って設けられ、熱膨張を補償し、かつショックおよび衝撃を減衰する。
【００１６】
第２の態様によれば、蛇行構造が、個別セル１、１’、１’’、．．．の周りに設けられる。ここでは、従来の段ボールが、個別セル１、１’、１’’、．．．の端面Ｓ間に通され、さらに、交互に、各場合に個別セルの長手方向上面および長手方向下面Ｌに沿って設けられる。特に、この場合、従来の段ボールの単一の長い連続片を使用することができる。また、従来の段ボールから構成された要素２’ａ、２’ｂ、２’ｃ、．．．を、隣接する個別セル１、１’、１’’、．．．の端面間に設け、次いで、パネルの形態であって従来の段ボールから構成されたさらなる要素２’ｄ、２’ｅ、．．．を、交互に、それぞれの個別セル１、１’、１’’、．．．の長手方向上面および長手方向下面Ｌに設けることもできる。この場合、図２に例示されるように、それぞれの個別セル１、１’、１’’、．．．を取り囲むために、パネルの形態であるさらなる要素２’ｄ、２’ｅ、．．．のサイズは、それぞれの個別セル１、１’、１’’、．．．の長手方向の広がりにほぼ対応するサイズに、使用される従来の段ボールの厚さの２倍を加えたサイズである。また、この場合、この第２の態様での個別セル１、１’、１’’、．．．はそれぞれ、特に、パネルの形態であって従来の段ボールから構成されたさらなる要素２’ｄ、２’ｅ、．．．のそれぞれの厚さだけ互いにわずかにずらされることを図２が示す。
【００１７】
個別セル１、１’、１’’、．．．に表面圧力を確実に伝達するために、２つの態様のそれぞれで、弾性材料３が、１つの個別セル、またはパネルの形態であって従来の段ボールから構成された１つの要素の少なくとも１つの端面Ｓに設けられる。この弾性材料３、例えばゴム、発泡体、またはばね機構は、個別セルと従来の段ボールとの交互列に所要の最小圧力を確実に伝達できるようにする。この場合、本発明の範囲から逸脱することなく、特に、パネルの形態であって従来の段ボールから構成された例示された要素に関して適切な修正および組合せが可能であるので、本発明による電池システムの２つの例示態様は、あくまでも例として理解すべきである。
【符号の説明】
【００１８】
１、１’、１’’：個別セル、  ２ａ〜ｅ、２’ａ〜ｅ：従来の段ボール、  
３：弾性材料、  ４：ハウジング
【図１】
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【図２】
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