Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem ebensolchen elektrischen Energiespeicher.

Herkömmliche Batteriezellen, insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezellen, wie sie z. B. bei Fahrzeugbatterien Anwendung finden, können unter Überlastung und/oder infolge eines Defekts in einen thermisch schwer kontrollierbaren Zustand geraten. Hierbei kann es zu einer Gasbildung und dem Aufbau eines gefährlichen Innendrucks im Inneren der Batteriezellen kommen, der letztlich zu einem zum Bersten oder Explodieren der Zellen führen kann.

Aus diesem Grund weisen entsprechende Batteriezellen oftmals sogenannte Entgasungselemente auf, die dazu ausgebildet sind, innerhalb der jeweiligen Batteriezelle entstehende Gase bei Vorliegen eines vorbestimmten Gasdrucks aus der jeweiligen Batteriezelle kontrolliert abzulassen. Die entsprechenden Entgasungselemente können z. B. als Überdruckventile und/oder Berstscheiben ausgeführt sein.

Problematisch in diesem Zusammenhang ist jedoch, dass das infolge eines thermischen Durchgehens einer Batteriezelle abgelassene Gas oftmals eine hohe T emperatur von teilweise über 1000 °C aufweist. Ohne ein Ableiten oder Kühlen des Gasstroms können infolge der hohen Temperaturen weitere (z. B. benachbarte) Batteriezelle angesteckt werden, welche wiederum heißes Gas freisetzen, sodass es aufgrund dieser Kettenreaktion letztlich zu einer Zerstörung der gesamten Batterie kommen kann.

Zusätzlich werden von dem beim Entgasen abgeführten Gas oftmals auch Partikel (z. B. elektrisch leitende Metallpartikel) mitgerissen. Diese können sich auf den Kontakten (noch) intakter Batteriezellen absetzen und/oder Luft- und Kriechstrecken innerhalb der Traktionsbatterie soweit herabsetzen, dass Kurzschlüsse entstehen können, welche wiederum das thermische Durchgehen weiterer Batteriezellen induzieren können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Energiespeicher bereitzustellen, mittels dem bevorzugt die Nachteile der bisherigen Lösungen vermieden werden können. Vorzugsweise ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen möglichst sicheren Energiespeicher bereitzustellen, bei welchem auch im Falle eines thermischen Durchgehens ein oder mehrerer Batteriezellen eine zuverlässige Funktion der verbleibenden Zellen sichergestellt ist.

Diese Aufgaben können mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Gemäß einem ersten unabhängigen Aspekt wird ein elektrischer Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug (wie z. B. einen Lastkraftwagen oder Omnibus), bereitgestellt. Der elektrische Energiespeicher weist mehrere Batteriezellen (z. B. Lithium-Ionen- Batteriezellen) auf. Die mehreren Batteriezellen umfassen jeweils ein Entgasungselement (z. B. ein Überdruckventil und/oder eine Berstscheibe) zum Abführen von Gas. Bevorzugt sind die jeweiligen Entgasungselemente ausgebildet, innerhalb der jeweiligen Batteriezelle (z. B. infolge eines Defekts) entstehendes Gase bei Vorliegen eines vorbestimmten Gasdrucks aus der jeweiligen Batteriezelle abzulassen.

Weiterhin ist vorgesehen, dass der elektrische Energiespeicher einen Filterkörper, vorzugsweise einen Metallschaumkörper, aufweist. Der Filterkörper ist dabei, vorzugsweise unmittelbar, gegenüberliegend zu den jeweiligen Entgasungselementen angeordnet. D. h., vorzugsweise liegen sich der Filterkörper und die jeweiligen Entgasungselemente einander gegenüber, bevorzugt ohne dass weitere Komponenten zwischen dem Filterkörper und den jeweiligen Entgasungselementen angeordnet sind. Beispielsweise kann der Filterkörper über den mehreren Batteriezellen angeordnet sein, deren jeweilige Entgasungselemente jeweils nach oben orientiert sind. Der Filterkörper und die jeweiligen Entgasungselemente können dabei z. B. nur durch einen Luftspalt voneinander getrennt sein. Vorzugsweise dient der Filterkörper zum Herausfiltern von Partikeln (z. B. Metallsplitter und/oder Elektrolyttropfen) aus dem (z. B. aus einem oder mehreren Entgasungselementen) abgeführten Gas. Entsprechend kann der Filterkörper hierbei auch als Partikelfilter bezeichnet werden. Durch das Vorsehen eines entsprechenden Filterkörpers können auf vorteilhafte Weise insbesondere leitende Partikel aus dem (z. B. infolge eines thermischen Durchgehens) freigesetzten Gas „herausgefangen“ bzw. im Filterkörper gebunden werden, wodurch Kurzschlüsse infolge der Gasfreisetzung möglichst vermieden werden können. Zudem oder alternativ kann der Filterkörper bevorzugt auch ausgebildet sein, Energie (z. B. Wärme) vom abgeführten Gas aufzunehmen. Beispielsweise kann der Filterkörper dazu aus einem guten Wärmeleiter (z. B. Metall) gefertigt sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine „thermische Senke“ bereitgestellt werden, mittels derer die Temperatur des ausströmenden Gases reduziert werden kann, wodurch ein Anstecken weiterer Zellen im Falle eines thermischen Durchgehens einer der Batteriezellen auf vorteilhafte Weise möglichst vermieden werden kann.

Nach einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper oberhalb der mehreren Batteriezellen angeordnet sein. D. h., der Filterkörper kann im elektrischen Energiespeicher weiter oben als die mehreren Batteriezellen angeordnet sein.

Zudem oder alternativ kann der Filterkörper beabstandet von den mehreren Batteriezellen angeordnet sein. Beispielsweise kann der Filterkörper durch einen Luftspalt von den mehreren Batteriezellen getrennt sein.

Zudem oder alternativ kann der Filterkörper nicht im direkten Kontakt mit den mehreren Batteriezellen stehen. D. h., der Filterkörper und die mehreren Batteriezellen sollen sich vorzugsweise nicht unmittelbar berühren.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper aus einem hitzebeständigen Material gefertigt sein. D. h., der Filterkörper kann aus einem Material gefertigt sein, das widerstandsfähig gegenüber hohen Temperaturen ist. Bevorzugt ist das Material des Filterkörpers hierbei widerstandsfähig gegenüber solchen Temperaturen, wie sie bei einem thermischen Durchgehen einer der Batteriezellen typischerweise zu erwarten sind. Vorzugsweise ist das Material bzw. der Filterkörper beständig gegenüber Temperaturen von über 500 °C, vorzugsweise über 750 °C, besonders bevorzugt über 1000 °C.

Zudem oder alternativ kann der Filterkörper aus Keramik und/oder Metall gefertigt sein.

Zudem oder alternativ kann der Filterkörper einen Metallschaum und/oder einen Keramikschaum umfassen. D. h., der Filterkörper kann bevorzugt eine Zellstruktur aus Metall und/oder Keramik mit gasgefüllten Poren umfassen, wobei die Poren einen Großteil des Volumens (z. B. > 60 %) ausmachen. Auch wenn der Ausdruck „Schaum“ in der Literatur zum Teil für Zellen mit einer geschlossenzelligen Morphologie verwendet wird, d. h., Strukturen, deren einzelne Gaseinschlüsse durch Membranen voneinander getrennt und daher nicht miteiandere verbunden sind, soll der Ausdruck Metall- bzw. Keramikschaum im Rahmen der vorliegenden Offenbarung vorrangig offenzellige Strukturen - welche in der Literatur teilweise auch als „Schwamm“ bezeichnet werden - umfassen. D. h., der Begriff Metall- bzw. Keramikschaum soll bevorzugt auch gasdurchlässige und/oder poröse Strukturen bezeichnen, bei welchen die Hohlräume der Zellen (z. B. aufgrund des teilweisen Fehlens von Zellwänden) untereinander verbunden sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Filterkörper ein, vorzugsweise gasdurchlässiger und/oder poröser, Metallschaumkörper oder ein, vorzugsweise gasdurchlässiges und/oder poröses, Metallteil. Alternativ kann der der Filterkörper ein, vorzugsweise gasdurchlässiger und/oder poröser, Keramikschaumkörper oder ein, vorzugsweise gasdurchlässiges und/oder poröses, Keramikteil sein.

Nach einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper flächig (z. B. rechteckförmig oder quaderförmig) ausgebildet sein. D. h., der Filterkörper kann bevorzugt eine, vorzugsweise innerhalb einer horizontalen Ebene, ausgedehnte Form aufweisen. Beispielsweise kann der Filterkörper eine im Verhältnis zu seiner Länge und Breite geringere Dicke aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Filterkörper plattenförmig sein. D. h., der Filterkörper kann vorzugsweise die Form einer Platte aufweisen. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch bauraumsparend eine große Filterfläche untergebracht werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper porös sein. D. h., der Filterkörper kann bevorzugt von Hohlräumen (= Poren) durchzogen sein, die während der Herstellung gezielt eingebracht worden sind. Vorzugsweise ist der Filterkörper dabei offenporös. D. h., der Filterkörper kann bevorzugt Hohlräume aufweisen, die untereinander und mit der Umgebung in Verbindung stehen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Filterkörper eine Porengröße kleiner 5 mm, vorzugsweise kleiner 1 mm, besonders bevorzugt kleiner 0,5 mm auf. Zudem oder alternativ kann der Filterkörper gasdurchlässig sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine zuverlässige Filtration des Gases sichergestellt werden.

Nach einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper (z. B. an dessen Unterseite) eine offenliegende Seitenfläche aufweisen. D. h., bevorzugt kann der Filterkörper eine seine Form begrenzende Fläche aufweisen, welche nicht bedeckt und/oder umhaust ist. Die Seitenfläche kann den Entgasungselementen zugewandt sein. D. h., vorzugsweise ist die Seitenfläche in Richtung der Entgasungselemente orientiert. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass das (z. B. infolge eines thermischen Durchgehens) abgeführte Gas über die gesamte Seitenfläche des Filterkörpers in den Filterkörper eindringen kann. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine möglichst großflächige Gasaufnahme erreicht werden. Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper an eine Wärmesenke (z. B. eine Kühlplatte) thermisch gekoppelt sein. D. h., bevorzugt kann der Filterkörper mit einem Körper wärmeleitend verbunden sein, welcher in erster Linie zur Aufnahme und/oder zum Abführen von Wärme ausgebildet ist. Vorzugsweise dient die Wärmesenke zur Kühlung des Filterkörpers und/oder zur Aufnahme in den Filterkörper eingebrachter Wärme. Entsprechend kann dem von den Batteriezellen abgeführten Gas zunächst vom Filterkörper Wärme entzogen werden, welche sodann vom Filterkörper an die Wärmesenke abgegeben wird. Bevorzugt dient der Filterkörper somit zur Kühlung des abgeführten Gases und/oder zur Aufnahme von Wärme von dem abgeführten Gas. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmesenke plattenförmig. D. h., die Wärmesenke kann bevorzugt eine flache Form aufweisen, deren Dicke im Verhältnis zu deren anderen Abmessungen gering ist. Beispielsweise kann die Wärmesenke eine massive Metall platte sein.

Nach einem weiteren Aspekt kann die Wärmesenke eine (z. B. rechteckförmige und/oder quaderförmige) Temperierplatte umfassen, die von einem (z. B. flüssigen) Wärmeträger durchströmbar ist. Beispielsweise kann die Temperierplatte dazu einen oder mehrere (z. B. mäanderförmig verlaufende) Kanäle aufweisen, in welchen der Wärmeträger geführt werden kann. Der Wärmeträger kann beispielsweise Wasser und/oder Glykol sein. Weiterhin kann die Temperierplatte entsprechende Fluidanschlüsse (z. B. zum Verbinden mit einem Kühlkreislauf) aufweisen. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch zuverlässige Kühlung bzw. Abführen von Wärme sichergestellt werden.

Um die Wärmesenke (z. B. die Temperierplatte) vor lokalen Temperaturspitzen zu schützen und/oder ein möglichst flächiges Einleiten von Wärme in die Wärmesenke sicherzustellen, kann der elektrische Energiespeicher - gemäß einem weiteren Aspekt - ferner eine Trägerplatte umfassen, an der der Filterkörper befestigt ist. Beispielsweise kann der Filterkörper mit der Trägerplatte (z. B. eine Stahlplatte) kraft-, Stoff- und/oder formschlüssig verbunden sein. Weiterhin kann der Filterkörper über die T rägerplatte an die Wärmesenke thermisch gekoppelt sein. D. h., bevorzugt ist die Trägerplatte zwischen dem Filterkörper und der Wärmesenke angeordnet. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch die Wärmesenke, insbesondere falls diese (z. B. aufgrund einer komplexeren Ausgestaltung) auch Materialien umfasst, welche bei den im Falle eines thermischen Durchgehens einer der Batteriezellen zu erwartenden Temperaturen Schaden nehmen könnte, möglichst zuverlässig vor zu hohen thermischen Belastungen geschützt werden. Nach einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper eine gerichtete Struktur aufweisen, sodass in den Filterkörper eintretendes Gas an einem Rückströmen behindert wird und/oder entlang einer Vorzugsrichtung im Filterkörper geleitet wird. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch ein möglichst zuverlässiger Schutz der Batteriezellen erreicht werden, da der heiße Gasstrom durch die vorgenannte Ausgestaltung von den Batteriezellen weggeführt werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper eine gestufte Form aufweisen. D. h., der Filterkörper kann bevorzugt ein oder mehrere Stufen und/oder stufenförmige Übergange aufweisen. Bevorzugt resultiert die gestufte Form aus unterschiedlich dicken Bereichen des Filterkörpers.

Zudem oder alternativ kann der Filterkörper zumindest einen ersten Bereich mit einer ersten Dicke und zumindest einen zweiten Bereich mit einerzweiten Dicke aufweisen. Die erste Dicke und die zweite Dicke können unterschiedlich sein. Bevorzugt ist die zweite Dicke dabei größer als die erste Dicke. Weiterhin kann der zumindest eine erste Bereich oberhalb von elektrischen Kontakten der mehreren Batteriezellen angeordnet sein. D. h., bevorzugt ist der zumindest eine erste Bereich direkt über elektrischen Kontakten der Batteriezellen angeordnet. Zudem oder alternativ kann der zumindest eine zweite Bereich oberhalb von Entgasungselementen der Batteriezellen angeordnet sein. D. h., bevorzugt ist der zumindest eine zweite Bereich direkt über Entgasungselementen der Batteriezellen angeordnet. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine bedarfsgerechte Verteilung des Filtermaterials im Energiespeicher sichergestellt werden.

Nach einem weiteren Aspekt können die mehreren Batteriezellen in Form mehrerer, vorzugsweise verspannter, Batteriezellenstapel angeordnet sein. Beispielsweise können die mehreren Batteriezellen in Form mehrerer Batteriezellenstapel mit jeweils 15 Batteriezellen angeordnet sein. Die Batteriezellen eines Batteriezellenstapels können bevorzugt jeweils entlang einer Stapelrichtung gestapelt sein.

Hierbei kann sich der Filterkörper über die mehreren Batteriezellenstapel erstrecken. D. h., bevorzugt kann der Filterkörper die mehreren Batteriezellenstapel überdecken und/oder eine laterale Ausdehnung aufweisen, die größer oder gleich als eine laterale Ausdehnung der mehreren Batteriezellenstapel ist. Zudem oder alternativ kann der Filterkörper auch in Form mehrerer Filterkörpersegmente ausgebildet sein. D. h., der Filterkörper kann mehrteilig ausgebildet sein. Die entsprechenden Filterkörpersegmente können z. B. paarweise aneinander angrenzend und/oder benachbart zueinander angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist jeweils eines der mehrerer Filterkörpersegmente jeweils einem der mehreren Batteriezellenstapel zugeordnet. D. h., eine Anzahl an Filterkörpersegmenten kann gleich einer Anzahl an Batteriezellenstapeln sein. Die jeweiligen Filterkörpersegmente können hierbei z. B. jeweils direkt über einem der Batteriezellenstapel verlaufen und/oder angeordnet sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann der elektrische Energiespeicher ein Gehäuse aufweisen. Das Gehäuse kann geschlossen sein. Das Gehäuse kann z. B. im Wesentlichen quaderförmig sein. Die mehreren Batteriezellen und/oder der Filterkörper können dabei innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. D. h., bevorzugt werden die mehreren Batteriezellen und/oder der Filterkörper von dem Gehäuse umhaust, z. B. zum Schutz gegen Feuchtigkeit oder anderen Umwelteinflüssen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Gehäuse hierbei einen (z. B. plattenförmigen) Gehäusedeckel, an dem der Filterkörper befestigt ist.

Nach einem weiteren Aspekt kann sich der Filterkörper über zumindest 50%, vorzugsweise über zumindest 70%, besonders bevorzugt über zumindest 90%, einer Länge des Gehäuses erstrecken. Zudem oder alternativ kann sich der Filterkörper über zumindest 50%, vorzugsweise über zumindest 70%, besonders bevorzugt über zumindest 90%, einer Breite des Gehäuses erstrecken. Bevorzugt beziehen sich die Angaben „Länge“ und/oder „Breite“ hierbei auf Ausdehnungen des Gehäuses innerhalb einer horizontalen, d. h. senkrecht zur Schwerkraftrichtung orientieren, Ebene.

Weiterhin betrifft die Offenbarung ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen elektrischen Energiespeicher, wie er in diesem Dokument beschrieben ist. Hierbei sollen die in diesem Dokument im Zusammenhang mit dem elektrischen Energiespeicher beschriebenen Merkmale auch im Zusammenhang mit dem Kraftfahrzeug offenbart und beanspruchbar sein. Entsprechendes soll auch umgekehrt gelten. Das Kraftfahrzeug kann dabei z. B. ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug sein. Bevorzugt ist das Kraftfahrzeug ein Nutzfahrzeug (z. B. ein Lastkraftwagen oder Omnibus). Unter einem Nutzfahrzeug kann dabei bevorzugt ein Fahrzeug verstanden werden, das durch seine Bauart und Einrichtung speziell zur Beförderung von Personen, zum T ransport von Gütern oder zum Ziehen von Anhängerfahrzeugen ausgelegt ist. Beispielsweise kann das Nutzfahrzeug ein Lastkraftwagen, ein Sattelschlepper, ein Baustellenfahrzeug und/oder eine landwirtschaftliche Maschine (z. B. ein Traktor) sein.

Die zuvor beschriebenen Aspekte und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1A: eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer Ausführungsform;

Figur 1 B: eine schematische Darstellung des elektrischen Energiespeichers von Figur 1A für den Fall eines thermischen Durchgehens einer der Batteriezellen;

Figur 2A: eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Figur 2B: eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer weiteren Ausführungsform; und

Figur 3: eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils (in einer Seitenansicht) einen elektrischen Energiespeicher 10 (auch Batteriepack genannt) für ein Kraftfahrzeug (nicht gesondert dargestellt). Das Kraftfahrzeug kann z. B. ein Lastkraftwagen, ein Omnibus, eine Baumaschine, eine Landmaschine oder ein Personenkraftwagen sein.

Der Energiespeicher 10 kann als Traktionsbatterie elektrische Energie für mindestens eine elektrische Antriebseinheit zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug mittels eines zentralen Elektroantriebs, mittels mehrerer Elektroradnabenantriebe oder mehrerer radnaher Elektroantriebe angetrieben sein. Der Energiespeicher 10 kann als ein Hochvolt-Energiespeicher ausgeführt sein. Der Hochvolt-Energiespeicher kann z. B. mit einer Gleichspannung zwischen 60 V und 1 ,5 kV, besonders bevorzugt zwischen 400 V und 850 V, betrieben werden bzw. betreibbar sein. Der Energiespeicher 10 kann extern über ein an einer Ladesteckdose des Kraftfahrzeugs angeschlossenes elektrisches Ladekabel aufladbar sein.

Der Energiespeicher 10 kann z. B. an einem Fahrzeugrahmen oder Dach des Kraftfahrzeugs angebracht sein. Vorzugsweise kann der Energiespeicher 10 an einer Außenlängsseite eines der Hauptlängsträger eines als Leiterrahmen ausgeführten Fahrzeugrahmens des Kraftfahrzeugs angebracht sein. Alternativ kann der Energiespeicher 10 bspw. zwischen den beiden Hauptlängsträgern eines als Leiterrahmen ausgeführten Fahrzeugrahmens des Kraftfahrzeugs angebracht sein.

Der Energiespeicher 10 weist mehrere (z. B. prismatische) Batteriezellen 11 auf. Die mehreren Batteriezellen 11 können z. B. Lithium-Ionen-Batteriezellen sein. Die mehreren Batteriezellen 11 können jeweils ein Zellgehäuse umfassen. Die mehreren Batteriezellen 11 können jeweils elektrische Kontakte 17, z. B. einen Plus- und Minuskontakt, umfassen. Das Zellgehäuse kann eine Deckplatte umfassen, die von den elektrischen Kontakten 17 durchdrungen wird.

Die mehreren Batteriezellen 11 können in Form eines oder mehrerer Batteriezellstapel 11a, 11b (z. B. mit jeweils 15 Batteriezellen) angeordnet sein. Die Batteriezellen 11 eines Batteriezellstapels 11a, 11 b sollen bevorzugt jeweils entlang einer Stapelrichtung gestapelt sein. Die jeweilige Stapelrichtung kann frei wählbar sein, z. B. horizontal. Vorzugsweise weisen alle Batteriezellstapel 11a, 11b die gleiche Stapelrichtung auf. D. h., die Batteriezellstapel 11a, 11b können parallel zueinander angeordnet sein. Die Batteriezellen 11 eines Batteriezellstapels 11a, 11b können miteinander verpresst sein. Die Batteriezellen 11 eines Batteriezellstapels 11a, 11 b können ein Batteriemodul bilden bzw. zu einem Batteriemodul gruppiert sein.

Die mehreren Batteriezellen 11 weisen jeweils ein Entgasungselement 12 zum Abführen von Gas auf. Die jeweiligen Entgasungselemente 12 können z. B. als Überdruckventile und/oder Berstscheiben ausgeführt sein. Bevorzugt sind die jeweiligen Entgasungselemente 12 ausgebildet, innerhalb der jeweiligen Batteriezelle 11 , z. B. innerhalb des Zellgehäuses, entstehendes Gase bei Vorliegen eines vorbestimmten Gasdrucks aus der jeweiligen Batteriezelle 11 abzulassen. Die jeweiligen Entgasungselemente 12 können somit zum Schutz der jeweiligen Batteriezelle vor schädigendem Überdruck dienen. Die jeweiligen Entgasungselemente 12 können (z. B. an der Deckplatte) zwischen den jeweiligen elektrischen Kontakten 17 der Batteriezellen 11 angeordnet sein. Die Entgasungselemente 12 der mehreren Batteriezellen 11 können alle in dieselbe Richtung orientiert sein. Beispielsweise können die Entgasungselemente 12 alle nach oben orientiert sein.

Weiterhin weist der Energiespeicher 10 einen Filterkörper 13 auf. Bevorzugt dient der Filterkörper 13 zur Filterung von aus einem oder mehreren Entgasungselementen 12 abgeführten Gas. Besonders bevorzugt dient der Filterkörper 13 zum Herausfiltern von Partikeln (z. B. Metallsplitter und/oder Elektrolyttropfen) aus dem (z. B. infolge eines - in Figur 1 B durch die durchgezogenen Pfeile illustrierten - thermischen Durchgehens 20 freigesetzten) Gas. Auf vorteilhafte Weise können dadurch insbesondere leitende Partikel aus dem abgeführten Gas im Filterkörper 13 gebunden werden, wodurch Kurzschlüsse (z. B. durch ein Herabsetzen von Luft- und Kriechstrecken durch sich infolge der Gasfreisetzung auf den elektrischen Kontakten 17 abgelagerte Partikel) möglichst vermieden. Entsprechend kann der Filterkörper 13 auch als Partikelfilter bezeichnet werden. Weiterhin kann der Filterkörper 13 auch zum Kühlen des abgeführten Gases und/oder zum Aufnehmen von Wärme vom abgeführten Gas dienen, was nachfolgend noch eingehender beschrieben werden wird.

Bevorzugt ist der Filterkörper 13 dazu aus einem hitzebeständigen Material gefertigt. Der Filterkörper 13 kann bspw. ein Metallschaumkörper oder ein Keramikschaumkörper sein. D. h., der Filterkörper 13 kann ein Körper aus Metall oder Keramik sein, der von Hohlräumen (= Poren) durchzogen ist, die während der Herstellung gezielt eingebracht worden sind. Vorzugsweise ist der Filterkörper 13 dabei offenporös. D. h., die entsprechenden Hohlräume bzw. Poren können untereinander und nach Außen verbunden sein. Entsprechen kann der Metall- bzw. Keramikschaumkörper auch als Metall- bzw. Keramikschwammkörper bezeichnet werden.

Der Filterkörper 13 kann bspw. im Wesentlichen quaderförmig sein. Alternativ kann der Filterkörper 13 jedoch auch eine andere Form aufweisen. Der Filterkörper 13 kann durch mehrere Seitenflächen begrenzt werden. Der Filterkörper 13 kann hierbei eine, im Folgenden als erste Seitenfläche bezeichnete, Seitenfläche 13.1 umfassen, die den Entgasungselementen 12 zugewandt ist. Die erste Seitenfläche 13.1 kann bspw. eine Grundfläche bzw. Unterseitenfläche des Filterkörpers 13 sein. Bevorzugt ist die erste Seitenfläche 13.1 offenliegend. D. h., vorzugsweise ist die erste Seitenfläche 13.1 nicht bedeckt und/oder umhaust. Darüber hinaus kann der Filterkörper 13 weitere Seitenflächen umfassen, z. B. eine im Folgenden als zweite Seitenfläche bezeichnete, Seitenfläche, die entgegensetzt zu der ersten Seitenfläche 13.1 orientiert bzw. angeordnet ist. Die zweite Seitenfläche kann z. B. eine Deckfläche bzw. Oberseitenfläche des Filterkörpers 13 sein. Über die zweite Seitenfläche kann der Filterkörper 13 bspw. befestigt sein, was nachfolgend noch eingehender beschrieben werden wird.

Es ist vorgesehen, dass der Filterkörper 13, vorzugsweise unmittelbar, gegenüberliegend zu den jeweiligen Entgasungselementen 12 angeordnet. D. h., vorzugsweise liegen sich der Filterkörper 13 und die jeweiligen Entgasungselemente 12 einander gegenüber, bevorzugt so, dass keine weiteren Komponenten zwischen dem Filterkörper 13 und den jeweiligen Entgasungselementen 12 angeordnet sind (vgl. z. B. Figur 1 A). Beispielsweise können hierbei die erste Seitenfläche 13.1 des Filterkörper 13 und die Entgasungselemente 12 einander zugewandt sein. Bevorzugt ist ein Luftspalt zwischen den mehreren Batteriezellen 11 und dem Filterkörper 13 bzw. der ersten Seitenfläche vorgesehen. D. h., vorzugsweise ist der Filterkörper 13 beabstandet von den mehreren Batteriezellen 11 angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, dass der Filterkörper 13 zumindest abschnittsweise (z. B. im Bereich der Entgasungselementen 12) in direktem Kontakt mit den Batteriezellen 11 steht (z. B. auf diesen aufliegt, nicht dargestellt).

Weiterhin kann der elektrischer Energiespeicher 10 ein Gehäuse 18 aufweisen. Das Gehäuse 18 kann zum Schutz gegen Feuchtigkeit, Verschmutzungen und/oder anderen Umwelteinflüssen dienen. Das Gehäuse 18 kann bspw. geschlossen sein. Das Gehäuse kann bspw. aus einer Metalllegierung oder Kunststoff gefertigt sein. Das Gehäuse 18 kann mehrere Seitenwände, einen Gehäusedeckel 18a und/oder einen Gehäuseboden 18b umfassen. Das Gehäuse kann z. B. im Wesentlichen quaderförmig sein. Die mehreren Batteriezellen 11 und/oder der Filterkörper 13 können innerhalb des Gehäuses 18 angeordnet sein. D. h., bevorzugt werden die mehreren Batteriezellen 11 und/oder der Filterkörper 13 von dem Gehäuse umhaust.

Ferner kann der Filterkörper 13 am Gehäusedeckel 18a befestigt sein. Beispielsweise kann der Filterkörper 13 am Gehäusedeckel 18a verschweißt, verlötet und/oder verklebt sein. Der Filterkörper 13 kann z. B. über die zweite Seitenfläche mit dem Gehäusedeckel 18a verbunden sein bzw. über die zweite Seitenfläche mit dem Gehäusedeckel 18a in Kontakt stehen. Entsprechend kann der Filterkörper 13 oberhalb der mehreren Batteriezellen 11 angeordnet sein. Der Filterkörper 13 kann ferner einteilig ausgebildet sein (vgl. z. B. Figur 1A). D. h., der Filterkörper 13 kann nur aus einem Filterkörperteil bestehen. Bevorzugt überspannt der einteilige Filterkörper 13 dabei alle Batteriezellen 11 und/oder Entgasungselemente 12.

Alternativ dazu kann der Filterkörper 13 auch mehrteilig ausgebildet sein (vgl. Figur 2A und 2B). Entsprechend kann der Filterkörper 13 auch mehrere, vorliegend z. B. zwei, Filterkörpersegmente 13a und 13b aufweisen. Die Filterkörpersegmente 13a und 13b können beab- standet voneinander angeordnet sein oder sich zumindest teilweise direkt berühren. Die mehreren Filterkörpersegmente 13a und 13b könne wiederum jeweils eine erste Seitenfläche 13.1 umfassen, die den Entgasungselementen 12 zugewandt ist, und/oder eine zweite Seitenfläche umfassen, die entgegensetzt zu der ersten Seitenfläche 13.1 orientiert bzw. angeordnet ist. Über die jeweiligen zweiten Seitenflächen können die jeweiligen Filterkörpersegmente 13a und 13b (z. B. am Gehäusedeckel 18a) gehaltert sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist jeweils eines der mehreren Filterkörpersegmente 13a, 13b jeweils einem der mehreren Batteriezellenstapel 11a, 11b zugeordnet, wobei in der Seitenansicht von Figur 2A und 2B lediglich eine letzte Batteriezelle 11 des jeweiligen Batteriezellenstapels 11a, 11b sichtbar ist. Vorzugsweise ist dabei eine Anzahl von Filterkörpersegmenten 13a, 13b gleich einer Anzahl von Batteriezellenstapeln 11a, 11b. Besonders bevorzugt erstrecken sich die jeweiligen Filterkörpersegmenten 13a, 13b jeweils entlang ihres zugehörigen Batteriezellenstapels 11a, 11 b. D. h., eine Längsrichtung der jeweiligen Filterkörpersegmenten 13a, 13b kann entlang der jeweiligen Stapelrichtung orientiert sein.

Der Filterkörper 13 und/oder die Filterkörpersegmente 13a, 13b können ferner jeweils flächig (z. B. quaderförmig) ausgebildet sein. D. h., der Filterkörper 13 und/oder jedes der Filterkörpersegmente 13a, 13b kann bevorzugt eine im Verhältnis zu seiner Länge und Breite geringere Dicke aufweisen. Beispielsweise kann der Filterkörper 13 im Wesentlichen plattenförmig sein. D. h., der Filterkörper 13 und/oder jedes der Filterkörpersegmente 13a, 13b kann vorzugsweise die Form einer Platte aufweisen (vgl. z. B. Figur 2A). Weiterhin kann sich der Filterkörper 13 über zumindest 50%, vorzugsweise über zumindest 70%, besonders bevorzugt über zumindest 90%, einer Länge des Gehäuses 18 erstrecken. Zudem oder alternativ kann sich der Filterkörper 13 über zumindest 50%, vorzugsweise über zumindest 70%, besonders bevorzugt über zumindest 90%, einer Breite des Gehäuses 18 erstrecken. Beispielsweise kann sich der Filterkörper 13 im Wesentlichen von einer Seitenfläche zu einer dieser Seitenflächen gegenüberliegenden Seitenfläche des Gehäuses 18 erstrecken. Der Filterkörper 13 und/oder jedes der Filterkörpersegmente 13a, 13b kann auch eine gestufte Form aufweisen (vgl. Figur 2B). D. h., der Filterkörper 13 und/oder jedes der Filterkörpersegmente 13a, 13b kann bevorzugt (z. B. infolge unterschiedlich dicker Bereiche) eine Form aufweisen, welche zudienst eine Abstufung umfasst. Beispielsweise kann der Filterkörper 13 und/oder jedes der Filterkörpersegmente 13a, 13b hierzu zumindest einen ersten Bereich 16a mit einer ersten Dicke und zumindest einen zweiten Bereich 16b mit einer zweiten Dicke aufweisen. Die erste Dicke und die zweite Dicke können unterschiedlich sein. Bevorzugt ist die zweite Dicke dabei größer als die erste Dicke. Weiterhin kann der zumindest eine erste Bereich 16a bzw. die jeweiligen zumindest einen ersten Bereiche 16a über den elektrischen Kontakten 17 der mehreren Batteriezellen 11 angeordnet sein. Zudem oder alternativ kann der zumindest eine zweite Bereich 16b bzw. die jeweiligen zumindest einen zweiten Bereiche 16b über den Entgasungselemente 12 der Batteriezellen 11 angeordnet sein. Der Filterkörper 13 und/oder jedes der Filterkörpersegmente 13a, 13b kann somit (z. B. an einer seiner Stirnseiten) ein hutförmiges Profil aufweisen.

Zudem oder alternativ kann die erste Seitenfläche 13.1 des Filterkörpers 13 einen strukturierten Bereich aufweisen. Bevorzugt weist der strukturierte Bereich eine Kontur auf, die formangepasst zu einer Außenkontur der Batteriezellen 11 ausgebildet ist. Beispielsweise kann der strukturierte Bereich eine Kontur auf, die formangepasst zu einer Außenkontur der Deckplatte bzw. eines der ersten Seitenfläche 13.1 zugewandten Batteriezellenabschnitts. Entsprechendes kann auch für die erste Seitenfläche 13.1 der jeweiligen Filterkörpersegmente 13a, 13b gelten.

Weiterhin kann der Filterkörper 13 an eine Wärmesenke 14 (z. B. eine Kühlplatte) thermisch gekoppelt sein. D. h., bevorzugt kann der Filterkörper 13 mit einem Körper wärmeleitend verbunden sein, welcher vorrangig zur Aufnahme von Wärme, insbesondere von dem Filterkörper 13, ausgebildet ist. Die Wärmesenke 14 kann im Wesentlichen plattenförmig sein. Beispielsweise kann die Wärmesenke 14 eine Metallplatte sein. In diesem Fall kann auch von einer passiven Kühlung gesprochen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Wärmesenke 14 den Gehäusedeckel 18a auf (vgl. Figur 1 B). D. h., die z. B. im Falle eines thermischen Durchgehens 20 einer mehreren Batteriezellen durch das über das entsprechende Entgasungselement 12 abgeführte heiße Gas (durchgezogene Pfeile) in den Filterkörper 13 eingebrachte Wärme kann (z. B. mittels Wärmeleitung) zumindest teilweise an den Gehäusedeckel 18a als Wärmesenke 14 abgegeben werden (gepunktete Pfeile). Von dem Gehäusedeckel 18a kann die Wärme sodann an die Umgebung abgeführt werden. Für einen möglichst zuverlässigen Wärmeübertrag zwischen Filterkörper 13 und Gehäusedeckel 18a bzw. Wärmesenke 14 kann der Filterkörper 13 (z. B. über eine möglichst große Anlagefläche) mit dem Gehäusedeckel 18a thermisch gekoppelt sein. Für einen möglichst zuverlässigen Wärmeübertrag zwischen dem abgeführten (heißen) Gas und dem Filterkörper 13 und damit eine möglichst zuverlässige Kühlung des Gases durch den Filterkörper 13 ist bevorzugt vorgesehen, dass der Filterkörper 13 einem gut wärmeleitenden Material (z. B. Metall) gefertigt ist.

Zusätzlich oder alternativ kann die Wärmesenke 14 eine Temperierplatte 14a umfassen, die von einem (z. B. flüssigen) Wärmeträger durchströmbar ist (vgl. z. B. Figur 3). Die Temperierplatte 14a kann dazu einen oder mehrere (z. B. mäanderförmig verlaufende) Kanäle aufweisen (nicht dargestellt), in welchen der Wärmeträger geführt werden kann. Der Wärmeträger kann beispielsweise Wasser und/oder Glykol sein. Weiterhin kann die Temperierplatte 14a entsprechende Fluidanschlüsse (z. B. zum Verbinden mit einem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs) aufweisen. Da die in die Temperierplatte 14a hierbei gezielt über den zirkulierenden Wärmeträger abgeführt werden kann, kann in diesem Zusammenhang auch von einer aktiven Kühlung des Filterkörpers 13 gesprochen werden.

Die Temperierplatte 14a kann dabei ausschließlich zur Kühlung des Filterkörpers 13 dienen. In einer bevorzugten Variante dient die Temperierplatte 14a jedoch auch zur Kühlung weiterer Batteriezellen 11 , vorzugsweise im Fall, dass der elektrische Energiespeicher mehrere gestapelte Ebenen von Batteriezellen 11 umfasst (vgl. Figur 3). Beispielsweise kann die Temperierplatte 14a dazu eine erste Temperierfläche und eine zweite Temperierfläche aufweisen, wobei die zweite Temperierfläche entgegengesetzt zur ersten Temperierfläche angeordnet sein kann. Beispielsweise kann die Temperierplatte 14a horizontal orientiert sein und die erste Temperierfläche nach oben und die zweite Temperierfläche nach unten orientiert sein. Die erste Temperierfläche kann dabei mit den weitere Batteriezellen 11 verbunden sein bzw. an weitere Batteriezellen 11 thermisch gekoppelt sein. Die zweite Temperierfläche kann mit dem Filterkörper 13 verbunden sein bzw. an den Filterkörper 13 thermisch gekoppelt sein. D. h., die Temperierplatte 14a kann zwischen dem Filterkörper 13 und den weiteren Batteriezellen 11 angeordnet sein. Beispielsweise kann der Filterkörper 13 über seine zweite Seitenfläche mit der zweiten Temperierfläche in mechanischen und/oder thermischen Kontakt stehen. Entsprechend können die weitere Batteriezellen 11 „von unten“ von der Temperierplatte 14a temperierbar sein, werden, während der Filterkörper 13 „von oben“ von der Temperierplatte 14a temperierbar sein kann. Die Temperierplatte 14a kann in diesem Zusammenhang auch als „Zwischenboden“ oder „Klimaboden“ bezeichnet werden. Optional kann der elektrische Energiespeicher 10 auch eine Trägerplatte 15 umfassen (vgl. Figur 3). Die Trägerplatte 15 kann dazu dienen, die Temperierplatte 14a vor lokalen Temperaturspitzen zu schützen und/oder ein möglichst flächiges Einleiten von Wärme in die Temperierplatte 14a sicherzustellen. Die Trägerplatte 15 kann zwischen dem Filterkörper 13 und der Wärmesenke 14 bzw. der Temperierplatte 14a angeordnet sein. Entsprechend kann die Trägerplatte 15 eine erste Trägerplattenseite und eine zweite Trägerplattenseite aufweisen, wobei die zweite Trägerplattenseite entgegengesetzt zur ersten Trägerplattenseite orientiert sein kann. Beispielsweise kann die Trägerplatte 15 horizontal orientiert sein und die erste Trägerplattenseite nach oben und die zweite Trägerplattenseite nach unten orientiert sein. Die erste Trägerplattenseite kann dabei mit der Wärmesenke 14 bzw. der Temperierplatte 14a verbunden sein. Die zweite Trägerplattenseite kann mit dem Filterkörper 13 verbunden sein. Beispielsweise kann die zweite Trägerplattenseite mit der zweiten Seitenfläche des Filterkörper 13 verbunden sein. Beispielsweise kann der Filterkörper 13 an der zweiten Trägerplattenseite kraft-, Stoff- und/oder formschlüssig befestigt sein. Der Filterkörper 13 kann über die Trägerplatte 15 mit der Wärmesenke 14 bzw. Temperierplatte 14a thermisch gekoppelt sein. Bevorzugt weist die Trägerplatte 15 eine höhere Temperatur- bzw. Hitzebeständigkeit als die Temperierplatte 14a auf.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Bezugszeichenliste

10 Elektrischer Energiespeicher

11 Batteriezellen

11a, 11 b Batteriezellenstapel 12 Entgasungselement

13 Filterkörper

13.1 Seitenfläche

13a, 13b Filterkörpersegment

14 Wärmesenke 14a Temperierplatte

15 T rägerplatte

16a Erster Bereich

16b Zweiter Bereich

17 Elektrischer Kontakt 18 Gehäuse

18a Gehäusedeckel

18b Gehäuseboden

20 Thermisches Durchgehen