(57)【要約】  本発明は、保持手段（３）に受容された複数の電気化学セル（２）、特にフラットバッテリーセルを備えるバッテリーアッセンブリ（１）に関し、前記保持手段（３）が、前記電気化学セル（２）に少なくとも間接的に接触した状態となる少なくとも１つの固定プレート（４）を備え、前記電気化学セル（２）の表面（５）と前記固定プレート（４）との間に規定の面圧がかけられている。
2013506968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持手段（３）に受容された、特にフラットバッテリーセルである少なくとも１つの電気化学セル（２）を備えるバッテリーアッセンブリ（１）において、前記保持手段（３）が、前記電気化学セル（２）に少なくとも間接的に隣接する少なくとも１つの固定プレート（４）を有しており、前記電気化学セル（２）の表面（５）と前記固定プレート（４）との間に規定の面圧が生じているバッテリーアッセンブリ（１）。
【請求項２】
前記保持手段（３）が少なくとも１つのフレーム要素（６，７）を有しており、複数の前記固定プレート（４）のうちの１つが、前記フレーム要素（６，７）のうちの１つに少なくとも間接的に堅固に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項３】
複数の前記フレーム要素のうちの少なくとも１つがバッテリーハウジング（６）であることを特徴とする、請求項２に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項４】
複数の前記フレーム要素のうちの少なくとも１つが保持フレーム（７）であることを特徴とする、請求項２又は３に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項５】
複数の前記固定プレート（４）のうちの少なくとも１つが、複数の前記フレーム要素（６，７）のうちの１つに解除可能に接続されていることを特徴とする、請求項２から４の何れか一項に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項６】
複数の前記固定プレート（４）のうちの少なくとも１つが、材料接続又は一体接続によって複数の前記フレーム要素（６，７）のうちの１つに接続されていることを特徴とする、請求項２から５の何れか一項に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項７】
複数の前記固定プレート（４）のうちの少なくとも１つが、複数の前記フレーム要素（６，７）のうちの１つにある溝（８）内、特に周溝（８）内に保持されていることを特徴とする、請求項２から６の何れか一項に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項８】
複数の前記電気化学セル（２）のうちの少なくとも１つが、摩擦接続によって２つの固定プレート（４）の間に保持され、特に摩擦接続のみで２つの固定プレート（４）の間に保持されていることを特徴とする、請求項１から７の何れか一項に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項９】
セパレート弾性層（９）が、少なくとも、複数の前記電気化学セル（２）のうちの１つと複数の前記固定プレート（４）のうちの１つとの間に配置されていることを特徴とする、請求項１から８の何れか一項に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項１０】
少なくとも１つの弾性層（９）が、複数の前記電気化学セル（２）のうちの１つに直接隣接していることを特徴とする、請求項１から９の何れか一項に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項１１】
少なくとも１つの固定プレート（４）が、熱伝導性プレートとして形成されていることを特徴とする、請求項１から１０の何れか一項に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項１２】
複数の前記電気化学セル（２）の各々が、少なくとも１つの固定プレート（４）に隣接し、特に直接隣接していることを特徴とする、請求項１から１１の何れか一項に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項１３】
複数の前記固定プレート（４）のうちの少なくとも１つが、前記保持手段（３）の他の要素に対して摺動可能に保持されていることを特徴とする、請求項１から１２の何れか一項に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項１４】
前記固定プレート（４）が、熱交換手段（１０）に接続されていることを特徴とする、請求項１から１３の何れか一項に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項１５】
前記電気化学セル（２）の空間的膨張が可能であり、特に積層方向（Ｓ）に沿った空間的膨張が可能であることを特徴とする、請求項１から１４の何れか一項に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項１６】
前記電気化学セル（２）の規定の膨張では、前記電気化学セル（２）の規定の損傷が起こることを特徴とする、請求項１５に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【請求項１７】
前記電気化学セル（２）の規定の膨張では、前記電気化学セル（２）のシール（１４）が電流導体のダクトの領域で損傷するように、前記電気化学セル（２）の電流導体（１２）が引張荷重を受けることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載されたバッテリーアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの電気化学セルを有するバッテリーアッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
引用文献１（EP 1 701 404 A1）は、複数のバッテリーユニットを有するバッテリーアッセンブリを示している。複数のバッテリーユニットの間には、いずれの場合も、複数のリブ又はクーラントチャネルを有することができる複数のバリアが設けられている。複数のバッテリーユニット及び複数のバリアから成るアッセンブリは、複数のテンションボルトを用いて締め付けられている。
【０００３】
引用文献２（DE 10 2007 001 590 A1）には、複数のフラットセルを有する自動車用の電気エネルギー貯蔵手段が記載されており、前記フラットセルは、略平らな２つの面を有している。複数のフラットセルは、スタック状に積み重ねて配置されている。隣り合う２つのフラットセルの間には、いずれの場合にも冷却プレートが設けられている。フラットセル及び冷却プレートは、プレストレスを受けた状態で保持されている。
【０００４】
引用文献３（WO 2005/008825 A2）には、複数の電気化学セルで構成されたスタックのための締付け装置が記載されている。ある程度の機械的なプレストレスを与えながら、複数のセルユニットを、スタックを形成するように統合する。このとき、均等に面圧がかけられる。
【０００５】
引用文献４（DE 103 23 883 A1）には電気化学バッテリーが記載されており、電解質の電極ユニットが２つの極板の間に配置されている。２つの電解質の電極ユニットの間には圧力パッドが設けられている。
【０００６】
引用文献５（WO 93/22124 A1）は、ガラス繊維強化プラスチックから製造されたバッテリーを収容できる容器を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１ ７０１ ４０４号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０ ２００７ ００１ ５９０号明細書
【特許文献３】国際公開第２００５／００８８２５号パンフレット
【特許文献４】独国特許出願公開第１０３ ２３ ８８３号明細書
【特許文献５】国際公開第９３／２２１２４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、改良されたバッテリーアッセンブリを創り出すことである。この課題は、請求項１に係るバッテリーアッセンブリによって解決される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
バッテリーアッセンブリは、少なくとも１つ、すなわち１つ又は複数の電気化学セルを有しており、該電気化学セルは、特にフラットバッテリーセルとして構成されている。電気化学セルは保持手段に受容されており、該保持手段は少なくとも１つの固定プレートを有しており、該固定プレートは少なくとも間接的に電気化学セルに隣接し、電気化学セルの表面と固定プレートとの間に規定の面圧が生じている。
【００１０】
本発明において、電気化学セルは、少なくとも１つの電極スタックも有する装置を意味するものとして理解される。さらに、電気化学セルは、電気化学セルの周囲に対して略気密かつ液密に電極スタックを密閉するカバーを有している。一般的には、少なくとも１つの電流導体が設けられており、該電流導体は、カバーの外に延出している。
【００１１】
本発明において、電極スタックは、ガルバニセルのアセンブリとして、化学エネルギーを貯蔵すると共に電気エネルギーを放出するためにも使用される装置として理解される。
電気エネルギーを放出する前、貯蔵された化学エネルギーが電気エネルギーに変換される。充電中、電極スタック又はガルバニセルに供給された電気エネルギーは化学エネルギーに変換されて貯蔵される。この目的のため、電極スタックは、複数の層、つまりアノード層、カソード層及びセパレータ層を少なくとも１つずつ有している。前記複数の層は上下に配置又は積層されており、セパレータ層は、少なくとも部分的に、アノード層とカソード層との間に配置されている。好ましくは、前記複数の層の順番は、電極スタックの中で複数回繰り返される。好ましくは、いくつかの電極は、特に電気的に互いに接続されており、特に互いに並列に接続されている。好ましくは、前記複数の層は、電極巻線（electrode winding）を形成するために巻き上げられている。以下では、また、「電極スタック」という用語が、電極巻線に用いられている。
【００１２】
本発明において、保持手段は、少なくとも１つの電気化学セルを少なくとも一時的に保持することができる装置として理解される。好ましくは、保持手段は、複数の電気化学セルを同時に保持すること、及び／又は、予期せぬ変位から前記電気化学セルを保護することができる。
【００１３】
ここでいう固定プレートは、特に、複数の電気化学セルのうちの少なくとも１つに隣接するように構成された、少なくとも部分的に略平らに構成された面の部分を有する構成要素として理解される。前記した略平らに構成された面の部分は、その形状の観点から、好ましくは略平らに構成され得る電気化学セルの最大の境界面が、前記面の部分に完全に隣接することになり得るように構成されていることが好ましい。
【００１４】
ここでいう規定の面圧は、特に、固定プレートと電気化学セルとが、意図的に、及び／又は、好ましくは調整可能な力発生手段を用いて、それぞれの接触し合う面で互いに圧力をかけ合うことを意味しているものとして理解される。圧力荷重は、バッテリーアッセンブリの更なる構成要素に伝達させることができる。圧力荷重は、単独の締付け手段を用いてかけることができる。締付け手段は、可撓性がある、又は部分的に可撓性がある材料から製造することができる。前記材料は、熱伝導性を持つことができる。締付け手段は、ゴムから製造することができる。締付け手段は、ベルトから製造することができる。さらに、圧力荷重は、力の作用を受けて形状が変化する弾性要素を用いて生じさせることも可能である。
【００１５】
静止摩擦係数を考慮すると、電気化学セルの特定の保持作用は、電気化学セルと固定プレートとの間の規定の面圧によって、各接触面に平行な方向であっても達成することができる。この点で、電気化学セルと固定プレートとの間に摩擦接続が生じ得る。摩擦接続の場合、単に付着力によって、２つの構成要素を確実に結合させることができる。また、この場合に構成要素間に伝達される力は、２つの構成要素の接触面に対する接線方向に生じる。さらに、好ましくは、電気化学セルの振動が減少又は防止された結果、電気化学セルの動きを固定プレートの上に直接伝えることができる。好ましくは、結果的に、一対の固定プレート間において電気化学セルは固く締め付けられる。この場合、電気化学セルは、必須ではないが１つ又は２つの固定プレートに直接隣接することができる。また、複数の固定プレートのうちの少なくとも１つが電気化学セルに間接的に隣接することで十分である場合もある。特に、更なる電気化学セル又は弾性層が固定プレートと電気化学セルとの間に配置されている場合、固定プレートと電気化学セルとの間の間接的な隣接も生じている。面圧によって、電気化学セルと保持手段との間に力の伝達をもたらし得る他の領域への荷重が、根本的に軽減される。これによって、特に、２つのカバー部分の間のシール継ぎ目の境界領域に伝達される力を軽減、又は完全に除くことができる。電気化学セルの最大の境界面が固定プレートに完全に隣接する場合、又は特に広い範囲で隣接する場合、これによって、電気化学セルの曲げを低減又は防止することができる。特に、電気化学セルは、保持装置を使用することによって遊びのない状態で取り付けることができる。これは、好ましくは、相対的な動きが、バッテリーアッセンブリの複数の部分の間、特に固定プレートと電気化学セルとの間で発生しないことを意味する。固定プレートが隣接する場合、電気化学セル及び／又は固定プレートの弾性変形が原因で生じ得る電気化学セルの特定の動きが、これの影響を受けないままである。さらに、特に積層方向において軸方向にたわむ固定プレートの支承が原因の、固定プレートの軸方向のたわみによって生じ得る電気化学セルの動きは、それによって影響を受けないままである。
【００１６】
好ましくは、保持手段は、少なくとも１つのフレーム要素を有しており、複数の固定プレートのうちの１つは、複数のフレーム要素のうちの１つに堅固に接続されている。この場合、固定プレートは、対応するフレーム要素に直接接続されていることが好ましい。特に、これは、固定プレートが、電気化学セルを介して、対応するフレーム要素に間接的に摩擦接続によって接続されることに限られないことを意味する。また、好ましくは、固定プレートの全てが、フレーム要素に堅固に接続することもできる。
【００１７】
本発明において、フレーム要素は、周囲の影響に対して電気化学セルを機械的に安定させるのに適している、又はそのために貢献することができ、且つ、前記セルの製造中に前記セルの外装に堅固に接続させることができる任意の構造的な装置として理解される。
言葉の選択がすでに示唆しているように、フレーム要素は、好ましくは、略枠形状の装置の構成要素であり、このフレーム要素の機能は、本質的には電気化学セルに機械的安定性を与えることである。フレーム要素は、バッテリーハウジングに又は少なくともバッテリーハウジングの一部にすることができる。
【００１８】
１つ又は複数の固定プレートは、いずれの場合にも１つ又は複数のフレーム要素に解除可能に接続させることができる。この場合、１つの固定プレートを、好ましくは、１つ又は複数のフレーム要素に螺合させることができる。さらに、固定プレートを２つのフレーム要素の間で締め付けることができる。この場合、２つのフレーム要素を、ねじ手段によって互いに対して締め付けることができる。
【００１９】
代わりとして又はそれと組み合わせて、１つ又は複数の固定プレートを、材料接続によって、又は、一体接続によって、複数のフレーム要素のうちのそれぞれ１つと接続させることができる。この場合、材料接続は、原子間力又は分子力によって結合される２つの構成要素の接続として理解される。このような材料接続は、特に、接着剤接合又は溶接によってもたらすことができる。一体接続は、特に、固定プレートとフレーム要素とが一部品の構造になっていることを意味している。
【００２０】
代わりとして又はそれと組み合わせて、複数の固定プレートのうちの少なくとも１つを、複数のフレーム要素のうちの少なくとも１つにある溝内に保持させることができる。フレーム要素が特に電気化学セルの周りに環状に配設された、円状のフレーム要素である場合、溝を周溝として構成することができる。また、特に、互いに合わせて取り付けられた複数のフレーム要素が、共に１つの円状のフレーム要素を形成している場合、周溝を、互いに合わせて取り付けられた複数のフレーム要素に形成することもできる。このとき、好ましくは、固定プレートを、摩擦接続及び/又は形状接続によって、溝内に保持させることができる。
【００２１】
フレーム要素に対する固定プレートの堅固な締め付けは、好ましくは、固定プレートをフレーム要素に固定するための、前述の種類の形式によって達成される。このとき堅固な締め付けは特に、固定プレートに作用する力とモーメントとをフレーム要素に完全に伝達させることができることを意味している。しかしながら、この場合では、複数の電気化学セルと固定プレートとを相前後して締め付けているゆえに、それぞれ隣接する電気化学セルと固定プレートとを介する力の伝達も生じ得る。この点で、本発明に係るバッテリーアッセンブリは、電気化学セル及び固定プレートに発生する力及びモーメントに関して、不静定であっても良い。
【００２２】
また、代わりとして又はそれと組み合わせて、複数のフレーム要素のうちの１つを保持フレームにすることもできる。
【００２３】
固定プレートと電気化学セルとの間の面圧は、好ましくは、電気化学セルを摩擦接続によって少なくとも１つの固定プレートに保持させることができるように設定されている。このとき、好ましくは、複数の電気化学セルのうちの１つは、２つの固定プレートの間で、摩擦接続によって保持されている。これは、複数の電気化学セルの各々の上のそれぞれの固定プレート間に、更なる構成要素を設けることもできることを意味している。この点で、この表現は、同様に、２つの固定プレートとそれらの間に位置する電気化学セルとの間には間接的な接触だけが存在することも意味している。好ましくは、電気化学セルは、２つの固定プレートの間で、摩擦接続のみによって保持されている。この場合の「摩擦接続のみによって」という表現は、接触面と平行する電気化学セルと固定プレートとの間の相対的な動きをもたらす全ての力が、静止摩擦又はすべり摩擦を介して固定プレートに伝達されることを意味している。過度の外力の作用又は増加する振動に起因して生じ得る小さい動きは、影響を受けないままである。他の構成要素との電気化学セルの他の接触点によって、電気化学セルから構成要素への特定の力の伝達を行うことができることは、同様にそれによって影響を受けない。これは、例えば電流導体と接触要素との電気的接触によって可能である。
【００２４】
好ましくは、セパレート弾性層は、複数の電気化学セルのうちの１つと複数の固定プレートのうちの１つとの間に配置されている。弾性層は、電気化学セルの最大の境界面の膨張に対応して膨張することが好ましい。この点で、電気化学セルの最大の境界面を、セパレート弾性層に完全に隣接させることができる。セパレート弾性層は、力が作用した場合に、その形状、特にその横断面厚さを変化させることができる点で特に卓越している。結果的に、プレストレス力がセパレート弾性層自体から生じることができるように、セパレート弾性層は変形方向の反対に力をかけることができる。それ故に、セパレート弾性層は、プレストレスを作り出すのに使用される。さらに、セパレート弾性層は、形状変化を相殺するのにも使用される。特に、セパレート弾性層は、特に電気化学セルのカバーの中での加熱又は圧力増加によって起こり得る電気化学セルの膨張を可能にすることができる。
【００２５】
このとき、好ましくは、弾性層は、複数の電気化学セルのうちの１つに直接隣接している。弾性層は電気化学セルに直接隣接するので、電気化学セルでの局所的な形状変化は弾性層によって相殺することができる。よって、電気化学セルの特定の点で起こる増加された加圧が無くても、特に局所的な膨張は弾性層によって相殺することができる。したがって、セパレート弾性層は、圧力減衰要素として、特に局所的な圧力減衰要素として機能することができる。
【００２６】
固定プレートは、好ましくは、熱伝導性プレートとして形成されている。この場合、熱伝導性プレートは、熱伝導率が良い、特に非合金鋼よりも熱伝導率が高い１つの材料から製造されることが好ましい。この点で、固定プレートは、前述した電気化学セルのための保持機能に加えて、熱的機能も有することができ、つまり、電気化学セルからの熱放散及び／又は電気化学セルへの熱供給が可能である。熱伝導性プレートからフレーム要素へ、又は、フレーム要素から熱伝導性プレートへ熱を伝達させることができる。この場合、前述した固定形式及び関連した固定手段は、固定プレートとフレーム要素との間の熱の逃げ道（thermal bridges）として用いることができる。
【００２７】
特に、固定プレートが熱伝導性要素としても使用される場合だけでなく、複数の電気化学セルの各々が固定プレートに直接隣接する場合も有利である。固定プレートが保持要素として機能する場合において、これは、伝達される力、特に重さ（weight forces）を固定プレートに直接、すなわち、他にそらさずに不要な力の流れを防止して、伝達させることができるという利点を有する。固定プレートが熱伝導性プレートの機能も有している場合、電気化学セルと固定プレートとが直接隣接することによって、これらの要素の間で良好な熱伝達が促進される。
【００２８】
好ましくは、複数の固定プレートのそれぞれが、フレーム要素に堅固に接続されている。堅固な接続は、好ましくは、上述した固定形式のうちの１つで行われる。各固定プレートが今やフレーム要素に堅固に接続されていることによって、力、特に隣接する電気化学セル又は固定プレートに接触している電気化学セルの重さ（weight forces）が、それぞれの固定プレートによってフレーム要素に直接伝達され得る。力が各固定プレートからフレーム要素へ直接伝達されることによって、加えられるべきプレストレス力を小さく保つことが可能であり、それによって、固定プレートと電気化学セルとの間の所要の面圧を総じて小さく保つことができる。
【００２９】
好ましくは、固定プレートは、熱交換手段に接続されている。この場合、熱交換手段は特に、１つの物質から別の物質に熱又は熱エネルギーを伝達することができる装置である。複数の物質のうちの１つ、特に熱エネルギーが伝達される物質は、好ましくは流体であり、特に気体流又は液体流である。熱交換手段を使用することにより、電気化学セルのための冷却作用又は加熱作用を改善することができる。さらに、電気化学セルからの熱エネルギーの放散又は電気化学セルへの熱エネルギーの供給は、自動車における加熱又は冷却を目的に使用することができる。
【００３０】
バッテリーアッセンブリは、前述した構造的措置、及び／又は、更なる構造的措置に基づいて、電気化学セルの空間的膨張が可能であるように、特に積層方向に沿った空間的膨張が可能であるように構成されている。この場合、積層方向は、電気化学セルと固定プレートと必要に応じて弾性層との空間的な配置によって決定され、この場合、前述した構成要素の全てを横切って通過する。この場合、空間的膨張は、好ましくは、電気化学セルの内部における温度変化及び／又は圧力変化に基づいてもたらされる。
【００３１】
さらに、バッテリーアッセンブリは、好ましくは、電気化学セルの規定の膨張がある場合に少なくとも１つの電気化学セルに規定の損傷が生じるように形成されている。特に、電気化学セルの内部が、特定の温度、つまり破裂温度、及び／又は特定の内圧、つまり破裂圧力である場合に、電気化学セルの規定の膨張が生じている。破裂条件が存在する場合、つまり、破裂圧力及び／又は破裂温度である場合、電気化学セルが損傷し、それによって電気化学セルが発火する可能性、又は、電気化学セルの爆発が引き起こされる可能性があるということが想定できる。このような状況では、特に所定の破断箇所において、電気化学セルのカバーが目標を定めて破損することによって、電気化学セルの内部と周囲との物質交換、特にガス交換が可能になり、それによって、特に圧力均等化及び／又は温度均等化が実現すると有利である。この目的を達成するため、特に切断手段を設けることができ、規定の膨張では、前記切断手段は、電気化学セルのカバーに接触することができ、それにより、当該カバーを損傷し得る。代わりに、特に、破裂条件が存在する場合に破って開けることができる少なくとも１つの表示されたミシン目（indicated perforation）によって、被覆部を、ある位置に目標を定めて弱化させることができる。
【００３２】
好適な実施形態では、規定の膨張では、特に電流導体ダクトの領域で電気化学セルのシールが損傷するように、電気化学セルの電流導体が引張荷重を受けることができる。この場合、電流導体は、好ましくは少なくとも間接的に保持装置に堅固に接続されている接続要素に堅固に接続されていることが好ましい。電気化学セルが膨張した場合、電気化学セル上の電流導体ダクト間における、接続要素上の電流導体の固定点に対する相対的な位置変化がもたらされ、その位置変化によって電流導体が引張荷重を受ける。そして、この引張荷重を、電流導体がカバーを貫通して突出しているシール領域で支持することができる。好ましくは、シール領域はこの種の荷重に持ちこたえることができないので、カバーはこの領域で損傷する可能性があり、その結果、この領域でカバーの開放を引き起こし、そして電気化学セルの内部とその周囲との間での物質交換を引き起こす。
【００３３】
本発明の更なる利点、特徴及び適用の可能性は、図面に関連する下記の記載から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、第一実施形態におけるバッテリーアッセンブリを側面視で概略的に示している。
【図２】図２は、電気化学セルを詳細に示しており、ａ）は標準的な膨張の場合であり、ｂ）は過度な膨張の場合である。
【図３】図３は、第二実施形態におけるバッテリーアッセンブリを側面視で概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、第一実施形態における本発明に係るバッテリーアッセンブリ１を示している。バッテリーアッセンブリは、複数の電気化学セル２を有しており、そのうち、例として、４つの電気化学セル２が図示されている。また、バッテリーアッセンブリ１は、図示しない更なる電気化学セルを有している。複数の電気化学セル２は、それぞれ、図示せず、且つ電気化学セル２のカバー１１の内側に配置された電極スタックを有している。さらに、電気化学セル２は、それぞれ、シール領域１４内においてカバー１１の外に延出している２つの電流導体１２を有している。電気化学セルの２つの電流導体１２は、異なる像平面（image planes）内に配置されている。
【００３６】
複数の電気化学セルの電流導体１２は、それぞれ、隣接して配置された電気化学セル２の電流導体１２に接続されている。最外端の電気化学セル２の電流導体１２は、接続要素１３に導電的（electrically conductively）に接続されている。同様に、端部に配置された図示しない電気化学セルの更なる電流導体は、図示しない接続要素に導電的に接続されている。この点で、バッテリーアッセンブリ１内に設けられた複数の電気化学セル２は、互いに直列に接続されている。しかしながら、複数の電気化学セルを接続する別の可能性、特に並列接続も原則的に考えられる。
【００３７】
電気化学セル２は、フラットバッテリーセルとして形成されている。この場合、電気化学セル２は、それぞれ略長方形の底面を有する角柱の形をしている。この点で、電気化学セル２は、直方体構造（）をしている。この場合、電気化学セルは、電気化学セル２の横断面厚さより何倍も（by a multiple）大きい長さ及び幅を有している。これにより、電気化学セルの主に２つの最大の側面が生じ、これは、それぞれ、複数の最大の側面のうちの１つに表面５を形成する。
【００３８】
いずれの場合にも、表面５に隣接するのは、固定プレート４又は弾性層９のどちらかである。図１において、電気化学セル２、固定プレート４及び弾性層９は、いずれの場合にも互いに間隔をあけるように示されている。しかしながら、図示されたこの間隔は、図示された構成要素の描写を改善し、線描の境界を定めるために用いられているにすぎない。実際には、電気化学セル２は、それぞれ隣り合う固定プレート４又は隣り合う弾性層９に直接隣接している。同様に、異なる電気化学セルの相互に向かい合う電流導体１２は、互いに隣接していると共に、互いに導電的に接続されている。
【００３９】
積層方向Ｓに沿って順番に重ねて積み重ねられた電気化学セル２と固定プレート４と弾性層９とで構成された複合体は、図示しない締め付け手段によって圧縮力Ｆを受ける。圧縮力Ｆは、組み合わせ全体にわたって伝播する。よって、固定プレート４は、特定の面圧を伴って電気化学セル２の表面５と隣接している。同様に、電気化学セル２の表面５は、特定の面圧を伴って弾性層９と隣接している。この点で、力は、隣接し合う構成要素によって、互いに対して伝達される。静止摩擦係数又はすべり摩擦係数を考慮して、重さは、特に電気化学セル２から固定プレート４に向かって、特に積層方向Ｓに対して横方向に伝達することもできる。この場合、圧縮力Ｆは、電気化学セルが、面圧によってもたらされる静止摩擦によって、隣接する構成要素上で完全に保持されると共に、積層方向Ｓに対して横方向に複合体から滑り出ないように設定されている。その結果、各電気化学セル２は、専ら面圧によってもたらされる静止摩擦によって複合体内に保持されるので、電気化学セル２を保持するための更なる措置は設けられていない。特に、更なる保持手段がシール領域１４の範囲に設けられていないことが見てとれる。また、カバー１１の２つの部分の継ぎ目に配設される更なる保持手段は設けられていない。この場合、電気化学セル２の重さＧを、隣接する固定プレート４に摩擦接続的に表面５を介して直接伝達させることができるように、電気化学セル２のそれぞれが固定プレート４に直接隣接していることが認識される。
【００４０】
さらに、固定プレート４は、それぞれ、保持フレーム７に堅固に接続されている。保持フレーム７は、固定プレート４を環状に囲繞すると共に、それぞれ２つの隣接する電気化学セル２を少なくとも部分的に取り囲む円状の構成要素である。この場合、固定プレート４を保持フレーム７の周溝８内に受容することができる。この場合、保持フレーム７は、２つの部品で構成されていると共に、これ以上詳細に図示されていない２つのＵ形状のフレーム部品を備えている。初めに、固定プレート４が、一方のフレーム部品の溝８の中に差し込まれる。続いて、他方のフレーム部品が、このフレーム部品の溝８の中に固定プレート４を突出させるように、固定プレート４に載置される。続いて、２つのフレーム部品が共に保持フレーム７を形成するために互いに接続される。この点で、固定プレート４を、保持フレーム７の溝８内に形状接続的に保持されている。さらに、保持フレーム７は、図示しない固定手段によってバッテリーハウジング６に堅固に接続される。バッテリーハウジング６と固定プレート４と保持フレーム７とは合わさって保持手段３を形成する。
【００４１】
固定プレート４は、熱伝導性プレートとして構成されている。よって、固定プレート４は、熱伝導性が高い材料から製造される。特に、アルミニウム又はマグネシウムは、熱伝導性が高いことに加えて比重が低いので、固定プレート４用の材料として適切である。さらに、固定プレートは、表面膨張のためにリブを有することもできる。代わりとして又はそれに組み合わせて、固定プレート４はクーラントチャネルを有することもできる。固定プレート４は、単に概略的に図示された熱交換手段１０に間接的に接触する。熱交換手段１０はクーラント回路に接続されており、該クーラント回路はさらに自動車の冷却回路に接続されているか、若しくは自動車の冷却回路の構成要素である。
【００４２】
バッテリーアッセンブリ１の本実施形態では、プリアッセンブリユニット１５はそれぞれ、２つの固定プレート４と２つの電気化学セル２と弾性層９とから形成されている。プリアッセンブリユニット１５の積層方向Ｓの積層順序は、下記のとおり、固定プレート４、電気化学セル２、弾性層９、電気化学セル２、固定プレート４の順である。外側に位置する固定プレート４は、同時に、それぞれ隣接するプリアッセンブリユニット１５の構成要素でもあることが見てとれる。この場合、弾性層９は、２つの電気化学セル２の間に直接的に配置されている。電気化学セル２は２つの固定プレート４の間に配置されているので、弾性層９は、間接的にのみではあるが、２つの固定プレート４の間、及び電気化学セル２と固定プレート４との間の両方に配置される。
【００４３】
この場合の弾性層９は、特に積層方向Ｓへの電気化学セル２の膨張を許容する。この場合、弾性層９は、力の作用を受けてその形状を変化させることができる。圧縮の場合において、すなわち、隣接して配置された電気化学セルの、弾性層に隣接した表面５が、互いに対して相対的に動き、それによって弾性層９を受容するための空間が減少する場合、弾性層が電気化学セル２にかける弾性力が増大する。この弾性力は電気化学セル２によって伝播し、その後、固定プレート４によって支持される。さらに、弾性力は、最も近いプリアッセンブリユニット１５を介して更に伝達させることができ、その後、図示せぬ締め付け手段によって支持される。この点で、弾性層９の弾性によって、圧縮力Ｆに影響を及ぼすこと、特に圧縮力Ｆを増大させることができる。
【００４４】
電気化学セル２の膨張は、特に温度上昇、及び／又は圧力増大が電気化学セル２の内部空間に生じたときに引き起こされる。電気化学セル２の内部が破裂圧力及び／又は破裂温度に達したときには、電気化学セル２の所定の破断箇所で所望の損傷が生じる程度の電気化学セル２の膨張を生じさせることができる。これは、図２に基づいて以下により詳細に説明されている。
【００４５】
例として、図２は図１に係るバッテリーアッセンブリの電気化学セル２を示している。電気化学セル２の電流導体１２が固定要素１６に接続されていることが見てとれる。そして、固定要素１６は、バッテリーアッセンブリ１の保持手段３に堅固に接続されており、それによって、バッテリーハウジング６に対して動かないように保持されている。この場合において、図２のａ）は、通常運転における、すなわち、電気化学セル２の内部の温度及び／又は圧力が破裂温度又は破裂圧力よりも低いときの電気化学セル２の状態を示している。電流導体１２は、直角に向けられていると共に、シール領域１４でカバー１１の外に延出している。
【００４６】
図２のｂ）では、電気化学セル２の内部において温度及び／又は圧力が破裂温度又は破裂圧力に達した又は超えた電気化学セル２の状態が認識される。電気化学セル２の内部における高温及び／又は高圧に起因して、電気化学セル２が膨張している。この場合、固定要素１６に対するシール領域１４の相対的な位置変化が起こっていることが見てとれる。初めは電流導体１２がシール領域１４及び固定要素１６に堅固に接続されているので、電流導体１２は引張荷重を受ける。これにより、電流導体１２の曲げが平らにされるという効果を奏する。さらに、その結果として、シール領域１４でカバー１１を貫通して突出する電流導体１２の範囲の曲げ応力が生じる。この曲げ応力はシール領域１４の拡幅をもたらし、この拡幅は、特定の範囲以上で、シール領域１４におけるシールの少なくとも部分的な破壊をもたらす。シール領域１４におけるシールのこの破壊に起因して、カバー１１は漏れ易くなり、電気化学セル２の内部から外部へ材料を逃がすことができる。その結果として、温度又は圧力の負荷を軽減することができる。この場合における電流導体１２とシール領域１４とは、所定の破断箇所として共に機能する。
【００４７】
図３は、本発明に係るバッテリーアッセンブリ１の第二実施形態を示している。図３に係るバッテリーアッセンブリ１は、図１に係るバッテリーアッセンブリ１に実質的に相当する。この点で、下記において、図１に係るバッテリーアッセンブリと異なる点についてのみ取り上げる。
【００４８】
基本的に、図１に係るバッテリーアッセンブリと比較して、電気化学セル２と固定プレート４と弾性層９との積層順序が変更されている。ここで、固定プレート４が、弾性層９と、それぞれ隣接する電気化学セル２との間にも設けられていることが見てとれる。この点で、各電気化学セル２と各弾性層９とは、固定プレート４の２つの側面によって囲まれており、したがって、それぞれ２つの固定プレート４に直接隣接している。この配置は、固定プレート４が同時に熱伝導性要素としても形成されている場合に、電気化学セル２からの熱放散を簡略化することができるという利点を有する。
【００４９】
電気化学セルの膨張を弾性層９に伝達するために、固定プレート４を、電気化学セル２と弾性層９との間で、バッテリーハウジング６に対して、積層方向Ｓに少なくともわずかな程度において、摺動可能に保持することが有利である。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・バッテリーアッセンブリ
２・・・電気化学セル
３・・・保持手段
４・・・固定プレート
５・・・表面
６・・・バッテリーハウジング
７・・・保持フレーム
８・・・溝
９・・・弾性層
１０・・・熱交換手段
１１・・・カバー
１２・・・電流導体
１３・・・接続要素
１４・・・シール領域
１５・・・プリアッセンブリユニット
１６・・・固定要素
Ｆ・・・圧縮力
Ｇ・・・重さ
Ｚ・・・けん引力
Ｓ・・・積層方向
【図１】
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【図２ａ）】
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【図２ｂ）】
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【図３】
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【国際調査報告】
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