Elektrisches Enerqiespeichermodul und Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Enerqiespeichermoduls

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Energiespeichermodul und ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichermoduls.

Stand der Technik

Üblicherweise wird elektrischen Energiespeicherzellen Gleichstrom entnommen bzw. Gleichstrom in diese eingespeist. Daher ist der bisher bekannte Aufbau von Energiespeicherzellen auf die Optimierung der ohmschen Innenwiderstände und der spezifischen Energie- bzw. Leistungsdichte der Energiespeicherzellen ausgelegt.

In vielen Anwendungen elektrischer Energiespeicherzellen werden Speicherzellen in serieller oder paralleler Anordnung miteinander zu Batteriemodulen verschaltet, um gewünschte Ausgangsparameter wie z.B. elektrische Gesamtspannung, elektrischer Spannungsbereich, Energieinhalt oder Leistungsdichte einzustellen. Werden aus derartigen Energiespeicherzellen Ströme mit steigendem Wechselanteil entnommen, steigt frequenzabhängig ein Einfluss von verteilter Induktivität der Energiespeicherzellen. Außerdem können bei Betriebsfrequenzen im kHz-Bereich durch den Skineffekt Verluste in den stromtragenden Bereichen sowie Wirbelströme in elektrisch leitfähigen Flächen, beispielsweise im Gehäuse, auftreten.

DE 10 2010 035 1 14 A1 offenbart eine Batterieeinheit mit einer Vielzahl von Zellen- einheiten, welche jeweils Akkumulatorzellen aufweisen, die über Busschienen elektrisch gekoppelt sind.

Es besteht ein Bedarf an Energiespeichermodulen aus einer oder mehreren

Energiespeicherzellen, welche hinsichtlich der Entnahme von Wechselströmen hoher Frequenz geringere Verluste aufweisen und somit den Wirkungsgrad des die

Energiespeicherzellen einsetzenden Systems verbessern. Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung schafft gemäß einem ersten Aspekt ein elektrisches Energiespeichermodul, aufweisend:

wenigstens einen Speicherzellstapel, mit:

mehreren Energiespeicherzellen, welche jeweils ein Zellgehäuse mit jeweils zwei Polanschlüssen aufweisen, wobei die Energiespeicherzellen in dem Speicherzellstapel seriell derart angeordnet sind, dass jeweils ein erster Polanschluss und ein zweiter Polanschluss mit unterschiedlichen Polaritäten zweier benachbarter Energiespeicherzellen miteinander mittels flächig ausgebildeter Zellverbindungselemente galvanisch verbunden sind, wobei die Zellgehäuse aller Energiespeicherzellen galvanisch miteinander verbunden sind, wobei der erste Polanschluss einer an einem ersten Ende des Speicherzellstapels angeordneten Energiespeicherzelle galvanisch mit dem Zellgehäuse verbunden ist, und wobei der zweite Polanschluss einer an einem zweiten Ende des Speicherzellstapels angeordneten Energiespeicherzelle und die Zellgehäuse jeweils einen flächig ausgebildeten Rückleiter aufweisen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung sind Gegenstand von Unteransprüchen. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls zeichnet sich dadurch aus, dass die galvanische Verbindung zwischen den Zellgehäusen der Energiespeicherzellen möglichst niederohmig ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine verlustarme Verwendung des Energiespeichermoduls in einem AC-Betrieb bereitgestellt werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls ist dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Energiespeicherzellen identisch ausgebildet sind. Dadurch kann aufgrund einer einheitlichen Ausgestaltung der

Energiespeicherzellen vorteilhaft ein gesamtes Energiespeichermodul kostengünstig ausgebildet werden, da ein Redesign von Energiespeicherzellen vorteilhaft nicht erforderlich ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Polanschluss der am ersten Ende des Speicherzellstapels angeordneten Energiespeicherzelle ein flächig ausgebildetes Zellverbindungselement aufweist, welches galvanisch mit dem Zellgehäuse der entsprechenden Energiespeicherzelle verbunden ist. Dies bietet den Vorteil einer einfach zu realisierenden, kostengünstigen und verlustarmen galvanischen Verbindung eines Pols einer Energiespeicherzelle an das Zellgehäuse. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls zeichnet sich dadurch aus, dass die am ersten Ende des Speicherzellstapel angeordnete Energiespeicherzelle einen ersten Polanschluss aufweist, der galvanisch direkt mit dem entsprechenden Zellgehäuse verbunden ist. Dies ermöglicht eine alternative Ausgestaltung des Energiespeichermoduls, wobei in diesem Fall ein

Polanschluss einer einzelnen Energiespeicherzelle direkt mit Zellgehäuse galvanisch verbunden ist. Ein Zellverbindungselement lässt sich auf diese Weise vorteilhaft einsparen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeicher- moduls zeichnet sich dadurch aus, dass eine dünne Isolationsschicht zwischen dem mit dem zweiten Polanschluss galvanisch verbundenen Rückleiter und dem entsprechenden Zellgehäuse ausgebildet ist. Dadurch wird vorteilhaft eine elektrische Isolierung zwischen dem Zellgehäuse und dem Polanschluss der Energiespeicherzelle bereitgestellt, welche eine Betriebssicherheit des Energiespeichermoduls gewährleistet.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls zeichnet sich dadurch aus, dass ein Fixierungselement für alle Energiespeicherzellen, welches mit allen Zellgehäusen galvanisch verbunden ist, als Rückleiter vorgesehen ist. Auf diese Weise kann ein Fixierungselement vorteilhaft sowohl für mechanische Fixierungszwecke als auch zum Zwecke einer elektrischen Rückleitung genutzt werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls ist dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierungselement ein metallischer Spann- gurt ist. Auf diese Weise kann ein bereits vorhandenes Fixierungselement in Form eines Spanngurts als elektrisches Rückleitungselement benutzt werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls zeichnet sich dadurch aus, dass durch eine vordefinierte Anpresskraft auf das Fixierungselement ein Kontaktübergang zwischen den Zellgehäusen hinsichtlich eines ohmschen Gesamtwiderstands der Rückleitung über die Zellgehäuse optimierbar ist. Auf diese Weise kann vorteilhaft mittels einer vordefinierten Anpresskraft ein optimaler Kontaktwiderstand zwischen den Zellgehäusen eingestellt werden. Aufgrund des physikalischen Zusammenhangs zwischen der Anpresskraft und dem ohmschem

Widerstand ergibt dies ein gut geeignetes Dimensionierungsmittel für den Kontakt- widerstand.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls zeichnet sich dadurch aus, dass die galvanischen Verbindungen zwischen den Polanschlüssen und den Zellverbindungselementen Schweißverbindungen sind. Auf diese Art und Weise kann vorteilhaft ein minimaler Kontaktwiderstand über die Betriebsdauer der Energiespeicherzellen bzw. des Energiespeichermoduls realisiert werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls zeichnet sich dadurch aus, dass auf Flächen der Zellgehäuse, die an keine Flächen von Zellgehäusen angrenzen, eine Isolationsschicht aufgebracht ist. Auf diese Weise kann vorteilhaft ein Schutz bzw. eine elektrische Isolierung bereitgestellt werden, welche beispielsweise als eine Lackschicht realisiert sein kann.

Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die Erfindung ein elektrisches Energiespeicher- modul, aufweisend:

wenigstens einen Stapel von mehreren Innenaufbauten von Energiespeicherzellen mit jeweils zwei Polanschlüssen,

wobei die Innenaufbauten der Energiespeicherzellen in einem Gesamtgehäuse angeordnet sind, wobei jeweils eine Trennschicht zwischen den Innenaufbauten ausgebildet ist,

wobei die Energiespeicherzellen in dem Stapel seriell derart angeordnet sind, dass jeweils ein erster Polanschluss und ein zweiter Polanschluss mit unterschiedlichen Polaritäten zweier benachbarter Innenaufbauten miteinander galvanisch verbunden sind,

wobei der erste Polanschluss eines an einem ersten Ende des Stapels angeordneten Innenaufbaus galvanisch mit dem Gesamtgehäuse verbunden ist, und wobei der zweite Polanschluss eines an einem zweiten Ende des Stapels angeordneten Innenaufbaus und das Gesamtgehäuse jeweils einen flächig ausgebildeten Rückleiter aufweisen. Vorteilhaft entfällt mittels des einzigen Gesamtgehäuses für alle Innenaufbauten der Energiespeicherzellen eine eventuelle Problematik mit Kontaktwiderständen zwischen

Zellgehäusen. Gemäß einem dritten Aspekt wird mit der Erfindung ein Verfahren bereitgestellt, welches folgende Schritte aufweist:

- Alternierendes Anordnen von Energiespeicherzellen mit einem Zellgehäuse und jeweils zwei Polanschlüssen zu einem Speicherzellstapel, wobei die Energiespeicherzellen in betriebsgemäßer Lage um jeweils 180 Grad gegeneinander versetzt angeordnet werden;

- Verbinden von ersten mit zweiten Polanschlüssen unterschiedlicher Polarität zweier benachbarter Energiespeicherzellen mittels flächig ausgebildeter Zellverbindungselemente;

- Im Wesentlichen vollständiges flächiges Kontaktieren von Außenflächen benachbarter Zellgehäuse;

- Galvanisches Verbinden des ersten Polanschlusses einer an einem ersten Ende angeordneten Energiespeicherzelle mit dem entsprechenden Zellgehäuse; und

- Galvanisches Verbinden eines flächig ausgebildeten Rückleiters mit einem zweiten Polanschluss einer an einem zweiten Ende des Speicherzellstapels angeordneten Energiespeicherzelle und eines flächig ausgebildeten Rückleiters mit dem Zellgehäuse.

Vorteile der Erfindung

Als besonders vorteilhaft wird bei der vorliegenden Erfindung angesehen, dass eine Rückleitung über die Zellgehäuse der Energiespeicherzellen erfolgt, wodurch separate Rückleiter weitgehend entfallen. Aufgrund der Tatsache, dass große Kontaktflächen über die Zellgehäuse realisiert sind, ist ein elektrischer Kontaktwiderstand klein, wodurch ohmsche Verluste gering gehalten werden können. Eine zwischen Hin- u. Rückleiter eingeschlossene Fläche und damit eine resultierende Gesamtinduktivität des Energie- speichermoduls kann vorteilhaft minimiert werden. Zudem kann auf diese Weise Raum für weitere Komponenten (z.B. Gassammler) geschaffen werden. Durch die flächige

Ausbildung der Zellverbindungselemente und der Rückleiter kann man das

Energiespeichermodul im Ergebnis sehr niedrig und dadurch Platz sparend bauen. Ein weiterer erheblicher Vorteil einer derartigen Anordnung wird darin gesehen, dass

Verlustenergie insbesondere bei der Entnahme von Wechselstrom hoher Frequenzen aus dem Energiespeichermodul erheblich reduziert werden kann. Insbesondere bei Batteriesystemen mit integriertem Umrichter, sogenannten Batteriedirektumrichtern (engl, battery direct inverter, BDI), bei denen ein schneller Wechsel der Stromführung durch ein

Batteriemodul zur Variation der Spannung erfolgt, ist diese Reduzierung der Verlustenergie von großem Vorteil. Auch hinsichtlich der Entnahme von Gleichstrom sind die Energiespeichermodule vorteilhaft, da sie reduzierte ohmsche Verluste aufgrund sehr niederohmiger Kontaktierungen aufweisen.

Überdies kann durch die Vermeidung von induktiven Verlustanteilen durch die

Energiespeicherzellen eine elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) verbessert werden, da emittierte elektromagnetische Felder vermindert und Störeinflüsse auf benachbarte Elektronikbauteile dadurch verringert werden können. Ferner werden ohmsche Verluste, beispielsweise aufgrund des Skineffekts, bedeutsam reduziert, was vorteilhafter Weise einen erhöhten Wirkungsgrad und geringere Wärmeentwicklung des Energiespeicher- moduls bewirkt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren erläutert. Dabei bilden alle

beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung, sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren. Die Figuren sind vor allem dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.

Es zeigen:

Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung eines Energiespeichermoduls mit

Energiespeicherzellen;

Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung einer ersten Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls;

Fig. 3 eine prinzipielle Darstellung einer weiteren Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls; und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Ablaufs einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ausführungsformen der Erfindung

Die im Folgenden verwendete Richtungsterminologie, das heißt, Begriffe wie„links", „rechts",„oben",„unten",„vorne",„hinten",„darüb er",„dahinter",„erste",„letzte" und dergleichen, wird lediglich zum besseren Verständnis der Zeichnungen verwendet, und soll in keinem Fall eine Beschränkung der Allgemeinheit darstellen.

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. 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 Interkalations- elektroden, Reaktionselektroden oder Legierungselektroden in Kombination mit wässrigen, aprotischen oder polymeren Elektrolyten beruhen. Elektrische Energiespeichermodule im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen Komponenten, welche mehrere elektrische Energiespeicherzellen aufweisen, die zum Beispiel in einem Gehäuse angeordnet sind, und wobei die elektrischen Energiespeicherzellen in geeigneter weise elektrisch untereinander gekoppelt sind, um eine serielle oder parallele Verschaltung der Energiespeicherzellen zu gewährleisten. Elektrische Energie- speichermodule können dabei Modulanschlüsse aufweisen, an welchen eine von der internen Verschaltung der elektrischen Energiespeicherzellen des elektrischen Energiespeichermoduls abhängige Ausgangsspannung abgreifbar ist.

Gehäuse im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen alle Bauteile, welche eine Ausnehmung zur Aufnahme 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 oder Kombinationen aus Teilbereichen derartiger Materialien aufweisen, wie beispielsweise Metalle und Legierungen aus Metallen. Die Form und Größe der Gehäuse kann dabei an die aufgenommenen

Energiespeicherzellen und Elemente angepasst sein.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine prinzipielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeichermoduls 100. Das Energiespeichermodul 100 weist einen Speicherzellstapel 10 mit mehreren (gerade oder ungerade Anzahl) Energiespeicherzellen 1 auf, deren benachbarte Zellgehäuse 1 a in flächigem

galvanischem Kontakt miteinander sind, wobei die Energiespeicherzellen 1 hintereinander seriell zu einem Modulverband angeordnet sind. Im Modulverbund berühren sich die Energiespeicherzellen 1 also an ihren Seitenwänden und somit kann eine leitende Verbindung aller Zellgehäuse 1 a hergestellt werden. Die Zellgehäuse 1 a sind vorzugsweise metallisch, typischerweise aus Aluminium und sind elektrisch sehr gut leitend. Erste Polanschlüsse 1 b (Pluspol) und zweite Polanschlüsse 1 c (Minuspol) sind aufgrund einer um 180° verdrehten Anordnung der Energiespeicherzellen 1 jeweils abwechselnd angeordnet. Sowohl die ersten Polanschlüsse 1 b als auch die zweiten Polanschlüsse 1 c sind elektrisch isoliert zum jeweiligen Zellgehäuse 1 a ausgeführt. Ein mechanisches Fixierungselement 3, welches zu einer mechanischen Fixierung sämtlicher Energiespeicherzellen 1 dient ist, ist vorzugsweise als ein

metallischer Spanngurt ausgebildet.

Da sich im Falle einer Zyklisierung der Energiespeicherzellen 1 die Energiespeicherzellen 1 mechanisch ausdehnen, wird mittels des Fixierungselements 3 eine Anpresskraft auf den gesamten Speicherzellstapel 10 aufgebracht, wodurch der Speicherzellstapel 10 dauerhaft in einer vorgegebenen Form gehalten werden kann. Zusätzlich kann ein leitender Spanngurt eingesetzt werden, der zum einem die Zellen mechanisch fixiert und auch zur Vergrößerung des leitfähigen Querschnitts beitragen kann. Au ßerdem wird durch die Anpresskraft ein Kontaktübergang zwischen den Zellgehäusen 1 a hinsichtlich eines ohmschen Gesamtwiderstands der Rückleitung über die Zellgehäuse optimiert, d.h.

möglichst reduziert.

Beispielsweise elliptische Entgasungsöffnungen 6 an einer Oberseite der

Energiespeicherzellen 1 dienen dazu, dass Gas während des Betriebs der

Energiespeicherzellen 1 aus den Energiespeicherzellen 1 austreten und gegebenenfalls über dafür vorgesehene Sammelkanäle (z.B. Gassammler, nicht dargestellt) gesammelt und abgeleitet werden kann.

Die Realisierung der elektrischen Serienschaltung der Zellen wird gemäß Fig. 2 umgesetzt. Fig. 2 zeigt den Speicherzellstapel 10 nunmehr mit flächig ausgebildeten Zellverbindungselementen 4, welche unterschiedlich gepolte Polanschlüsse 1 b, 1 c von benachbarten Energiespeicherzellen 1 galvanisch miteinander verbinden. Die

Verbindungen zwischen den Zellverbindungselementen 4 und den Polanschlüssen 1 b, 1 c sind dabei vorzugsweise als Schweißverbindungen ausgebildet, um einen möglichst geringen elektrischen Widerstand über die gesamte Betriebsdauer der Energiespeicherzellen 1 zu ermöglichen.

An der hintersten Energiespeicherzelle 1 ist erkennbar, dass ein winkelförmig und flächig ausgebildetes Zellverbindungselement 4 den ersten Polanschluss 1 b mit einer Stirnseite des entsprechenden Zellgehäuses 1 a galvanisch verbindet. Auf diese Weise und aufgrund der Tatsache, dass sämtliche Zellgehäuses 1 a galvanisch miteinander kontaktiert sind, liegen alle Zellgehäuse 1 a auf demselben Potential wie der erste

Polanschluss 1 b. An der vordersten Energiespeicherzelle 1 ist erkennbar, dass ein winkelförmiger und flächig ausgebildeter Rückleiter 5 mit dem zweiten Polanschluss 1 c der vordersten Energiespeicherzelle 1 galvanisch verbunden ist und dadurch eine elektrische

Rückleitungsmöglichkeit vom zweiten Polanschluss 1 c ermöglicht. Die Verbindung vom Rückleiter 5 über das Gehäuse zu einem Polanschluss der hintersten

Energiespeicherzelle 1 kann entweder über ein metallisches Zellverbindungselement 4 seitlich oder auf der Rückseite zum Zellgehäuse 1 a oder zum Gehäusedeckel erfolgen.

Zwischen dem Zellgehäuse 1 a der vordersten Energiespeicherzelle 1 und dem Rückleiter 5 ist eine dünne Isolationsschicht 2 angeordnet. Alternativ kann diese Isolationsschicht 2 auch als eine dielektrische Schicht mit gleichzeitig hoher Dielektrizitätskonstante realisiert werden. Dies bewirkt einen kapazitiven Parallelpfad zum zweiten Polanschluss 1 c, wodurch eine Gesamtinduktivität der entsprechenden Energiespeicherzelle 1 vorteilhaft weiter reduziert ist. Dadurch kann eine weitere Minimierung des induktiven Einflusses auf Modulebene erreicht werden. Im Ergebnis ist also erkennbar, dass flächig ausgebildete Zellverbindungselemente 4 vorgesehen sind, welche den gesamten Modulverband der Energiespeicherzellen 1 flach bauen lassen. Durch den geringen Abstand zwischen den Zellverbindungselementen 4 und Zelldeckeln der Energiespeicherzellen 1 wird eine zwischen Hin- und Rückleiter eingeschlossene Fläche und damit die resultierende Gesamtinduktivität minimiert.

Alle Zellverbindungen werden vorzugsweise durch Schweißen realisiert, um einen minimalen Kontaktwiderstand über Lebensdauer realisieren zu können. Alternativ kann die Ableitung aus dem Modul auch mithilfe des Spanngurtes umgesetzt werden.

Vorteilhaft kann dadurch ein Beitrag der Modulinduktivität gegenüber einem herkömmlichen Speicherzellstapel deutlich verringert werden. Ferner bewirkt die erfindungsgemäße Anordnung durch Verwendung der Zellgehäuse 1 a als Rückleiter eine besonders niederohmige Modulverdrahtung und somit eine Minimierung von ohmschen Verlusten, die in Wärme umgesetzt werden, und die sowohl bei konventionellem DC-Betrieb als auch bei AC-Betrieb auftreten, insbesondere in Form von Verlusten aus dem Skineffekt.

Daraus resultiert im Ergebnis vorteilhaft eine Minimierung der Modulinduktivität, wodurch eine reduzierte Avalanchebelastung und Verlustenergie der Schalter des Batteriedirekt- Umrichters (BDI) und reduzierte elektromagnetische Emissionen erreicht werden können. Weiterhin kann eine niederohmige Modulverdrahtung aufgrund kurzer Strecken und Flächen erreicht werden. Im Ergebnis ergibt dies einen verbesserten Wirkungsgrad des Gesamtsystems durch einen verlustarmen Gesamtaufbau. Durch die Verwendung der ohnehin vorhandenen metallischen Zellgehäuse als Rückleiter kann ein separater Rückleiter weitgehend entfallen. Dies führt vorteilhaft zu einer

Materialersparnis.

Es ist vorteilhaft auch denkbar, die Art der Modulkontaktierung von den hier

beschriebenen exemplarischen Energiespeicherzellen 1 auf Kondensatoren aller Art zu übertragen.

Eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichermoduls 100 ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei ist eine einzelne Energiespeicherzelle 1 (im Fall von Fig. 3 die hinterste Energiespeicherzelle 1 ) mit einem Polanschluss 1 b ausgebildet, der galvanisch direkt mit dem Zellgehäuse 1 a verbunden ist. Dadurch ist in diesem Fall ist keine extern angebrachte Zellverbindung zum Gehäuse 1 a erforderlich.

Nach außen hin, wo keine Gehäuseflächen der Zellgehäuse 1 a aneinandergrenzen, kann zum Schutz und zur elektrischen Isolierung auf Flächen der Zellgehäuse 1 a eine

Isolationsschicht (nicht dargestellt) aufgebracht werden, zum Beispiel in Form eines Lackes.

Als eine weitere Alternative könnte anstelle von Einzelzellen mit eigenen, metallischen Gehäusen auch ein gemeinsames Gesamtgehäuse (nicht dargestellt) für alle Zellen im Modul verwendet werden, welches als Rückleiter dient. Darin werden alle Zellen entweder ohne Gehäuse, aber mit Trennschichten, um den Elektrolyt zu unterteilen, eingebaut oder die Zellen werden nur mit einer Folie umgeben, vergleichbar einer Anordnung, wie sie bei Pouchzellen vorgesehen ist.

Die dargestellten Energiespeichermodule können beispielsweise bevorzugt in Systemen eingesetzt werden, in denen Wechselströme hoher Frequenz aus den Energiespeicherzellen entnommen werden, beispielsweise in Batteriedirektumrichtern mit Ansteuerfrequenzen oberhalb von etwa 100 Hz. In diesen Systemen kann aufgrund der Bauweise der Einfluss induktiver Impedanzbeiträge bei Wechselstrombetrieb minimiert werden. Gleichzeitig verbessert sich das Ansprechverhalten der Energiespeichermodule im Kurzzeitbereich, was die Dynamik und Zuverlässigkeit der Systeme erheblich verbessert.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichermoduls, insbesondere eines der in den Fig. 2 und 3 schematisch gezeigten Energiespeichermodule 100.

In einem ersten Schritt 201 erfolgt ein alternierendes Anordnen von Energiespeicherzellen 1 mit einem Zellgehäuse 1 a und jeweils zwei Polanschlüssen 1 b, 1 c zu einem Speicher- zellstapel 10, wobei die Energiespeicherzellen 1 in betriebsgemäßer Lage um jeweils 180 Grad gegeneinander versetzt angeordnet werden.

In einem zweiten Schritt 202 erfolgt ein Verbinden von ersten mit zweiten Polanschlüssen 1 b, 1 c unterschiedlicher Polarität zweier benachbarter Energiespeicherzellen 1 mittels flächig ausgebildeter Zellverbindungselemente 4. In einem dritten Schritt 203 erfolgt ein im Wesentlichen vollständiges flächiges

Kontaktieren von Außenflächen benachbarter Zellgehäuse 1 a.

In einem vierten Schritt 204 erfolgt ein galvanisches Verbinden des ersten Polanschlusses 1 b einer an einem ersten Ende des Speicherzellstapels 10angeordneten Energiespeicherzelle mit dem entsprechenden Zellgehäuse 1 a.

In einem fünften Schritt 205 erfolgt ein galvanisches Verbinden eines flächig ausgebildeten Rückleiters 5 mit einem zweiten Polanschluss 1 c einer an einem zweiten Ende des Speicherzellstapels 10 angeordneten Energiespeicherzelle 1 und eines flächig ausgebildeten Rückleiters 5 mit dem Zellgehäuse 1 a.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung eine Anordnung von mehreren Energiespeicherzellen geschaffen, die hinsichtlich eines späteren Betriebs verlustarm in einem Modul verband angeordnet sind, wobei eine elektrische Verdrahtung inklusive der

Modulzu- und ableiter vorgesehen ist, die besonders niederinduktiv und niederohmig ausgeführt ist.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt. Insbesondere sind die genannten Materialien und Topologien nur beispielhaft und nicht auf die erläuterten Beispiele beschränkt.

Der Fachmann wird also die beschriebenen Merkmale der Erfindung in geeigneter Weise abändern oder miteinander kombinieren können, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.