DE102009058861B4

DE102009058861B4 - Akkumulator

Info

Publication number: DE102009058861B4
Application number: DE102009058861.2A
Authority: DE
Inventors: Gert Krammer
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2020-10-22
Anticipated expiration: 2029-12-19
Also published as: DE102009058861A1

Abstract

Akkumulator umfassend zumindest zwei in einem Stapel angeordnete Zellen (140, 150), wobei die erste Zelle (140) eine erste Anschlussfahne (142) und eine dritte Anschlussfahne (141) aufweist und die zweite Zelle (150) eine zweite Anschlussfahne (151) und eine vierte Anschlussfahne (152) aufweist, und wobei die erste Anschlussfahne (142) der ersten Zelle (140) und die zweite Anschlussfahne (151) der zweiten Zelle (150) durch zwei Biegevarianten zur Realisierung einer linken und einer rechten Variante derart gekröpft sind, dass die erste Anschlussfahne (142) der ersten Zelle (140) und die zweite Anschlussfahne (151) der zweiten Zelle (150) aufeinander zu liegen kommen und wobei die beiden Anschlussfahnen der ersten Zelle einen positiven Anschluss (141) und einen negativen Anschluss (142) der ersten Zelle bilden und die beiden Anschlussfahnen der zweiten Zelle einen positiven Anschluss (151) und einen negativen Anschluss (152) der zweiten Zelle bilden und die in dem Stapel angeordneten Zellen (140, 150) jeweils eine zusätzliche Anschlussfahne (143, 153) aufweisen, die als Abzweigung der jeweils mindestens einen Anschlussfahne (141, 142, 151, 152) ausgeführt ist, wobei die zusätzliche Anschlussfahne (143, 153) mit der jeweiligen Anschlussfahne (141, 142, 151, 152) einteilig gefertigt ist und die zusätzliche Anschlussfahne (143, 153) zum Anschluss eines Temperatur- und/oder Spannungssensors geeignet ist, so dass nach dem Stapeln der Zellen (140, 150) doppelt so viele Abzweigungen vorhanden sind wie eigentlich erforderlich wären oder alternativ die Abzweigungen (143, 153) nur bei den positiven Anschlüssen (141, 151) oder nur bei den negativen Anschlüssen (142, 152) angeordnet sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Zelle für einen Akkumulator.
STAND DER TECHNIK
In der heutigen Zeit werden vermehrt elektrische und elektronische Geräte verwendet, die unabhängig von einem Stromnetz betrieben werden können. Dabei bedingen immer leistungsstärkere Geräte sowie der Wunsch nach möglichst langer Betriebszeit immer leistungsfähigere Akkumulatoren. In aller Regel sollen diese möglichst klein und leicht sein aber dennoch hohen Energieinhalt aufweisen. Um diese sich widersprechenden Forderungen, die insbesondere beim Bau von Elektrokraftfahrzeugen zum Tragen kommen, zu erfüllen, wurden in letzter Zeit große Anstrengungen unternommen. Nichts desto Trotz existiert auf dem Gebiet der Akkumulatortechnik noch Verbesserungspotential.
Die WO 2009/ 149 690 A1 beschreibt eine Batterie mit Batteriezellen und Ladungsausgleichsvorrichtung und miteinander verschweißten Polanschlüssen, Die Polanschlüsse der Batteriezellen sind über einen Amboss zueinander verkantet, so dass mit Hilfe einer Ultraschallelektrode die beiden gegenpoligen Polanschlüsse miteinander verbunden werden können. Auf die Polanschlusspaare sind Abgriffe für Ladungsausgleichsleitungen angeschweißt.
JP 2008181765A beschreibt eine Batterie mit parallel oder in Serie geschalteten Batteriezellen, welche über gebogene Anschlussfahnen miteinander elektrisch verbunden sind und einen zusätzlichen Spannungsmessanschluss aufweisen können, welcher mittels Nieten an die Anschlussfahnen angebracht wird.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen verbesserten Akkumulator beziehungsweise eine verbesserte Zelle dafür anzugeben, insbesondere für einen Akkumulator für ein Elektrokraftfahrzeug.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch einen Akkumulator gemäß den Merkmalen in Anspruch 1 gelöst.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Akkumulator, weist die erste Zelle zusätzlich eine dritte Anschlussfahne und die zweite Zelle zusätzlich eine vierte Anschlussfahne auf, wobei die beiden Anschlussfahnen der ersten Zelle einen positiven Anschluss und einen negativen Anschluss der ersten Zelle bilden und die beiden Anschlussfahnen der zweiten Zelle einen positiven Anschluss und einen negativen Anschluss der zweiten Zelle bilden.
Vorteilhaft ist es für den erfindungsgemäßen Akkumulator, wenn die erste Anschlussfahne und die dritte Anschlussfahne der ersten Zelle in unterschiedliche Richtungen, insbesondere in entgegengesetzte Richtungen, gekröpft sind und die zweite Anschlussfahne und die vierte Anschlussfahne der zweiten Zelle in unterschiedliche Richtungen, insbesondere in entgegengesetzte Richtungen, gekröpft sind und die erste Anschlussfahne der ersten Zelle und die zweite Anschlussfahne der zweiten Zelle in unterschiedliche Richtungen, insbesondere in entgegengesetzte Richtungen, gekröpft sind und die dritte Anschlussfahne der ersten Zelle und die vierte Anschlussfahne der zweiten Zelle in unterschiedliche Richtungen, insbesondere in entgegengesetzte Richtungen, gekröpft sind, sodass die erste Anschlussfahne der ersten Zelle und die zweite Anschlussfahne der zweiten Zelle aufeinander zu liegen kommen und die dritte Anschlussfahne der ersten Zelle und die vierte Anschlussfahne der zweiten Zelle nicht aufeinander zu liegen kommen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erfindungsgemäße Akkumulator mehrere in einem Stapel angeordnete Zellen umfasst, wobei die Zellen abwechselnd Kröpfungen entsprechend der ersten Zelle und Kröpfungen entsprechend der zweiten Zelle aufweisen.
Erfindungsgemäß werden jeweils „linke“ und „rechte“ Zellen übereinandergestapelt, um eine gewünschte Gesamtkapazität beziehungsweise Spannung zu erhalten. Dabei kommen die Anschlussfahnen übereinander zu liegen, so dass die Verbindung der Zellen ohne weitere Verbindungsdrähte oder Verbindungsstege erfolgen kann. Die Anschlussfahnen können also direkt miteinander verlötet, verschweißt (z.B. durch Ultraschallschweißen beziehungsweise Ultraschallkompaktieren) oder chemisch reaktiv verbunden werden. Die Aneinanderreihung von Zellen, insbesondere bei Serienschaltung, ist somit besonders einfach. Bei Parallelschaltung der Zellen sind gegebenenfalls (in geringer Zahl) zusätzliche Verbindungsbügel vorzusehen. Eine aufwändige Ausführung in Bimetall kann dabei üblicherweise entfallen.
Erfindungsgemäß weisen die in dem Stapel angeordneten Zellen des Akkumulators jeweils eine zusätzliche Anschlussfahne auf, die als Abzweigung der jeweils mindestens einen Anschlussfahne ausgeführt ist, wobei die zusätzliche Anschlussfahne mit der jeweiligen Anschlussfahne einteilig gefertigt ist und die zusätzliche Anschlussfahne zum Anschluss eines Temperatur- und/oder Spannungssensors geeignet ist. Auf diese Weise kann ein Temperatur- und/oder Spannungssensor besonders einfach angeschlossen werden.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen sich auf beliebige Art und Weise kombinieren.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

1 eine erste Ausführungsform einer Zelle;
2 eine zweite Ausführungsform einer Zelle;

DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Anschlüsse der Zellen:
1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Zelle 140 mit einem positiven Anschluss 141 und einem negativen Anschluss 142, über welche die elektrische Leistung zu- und abgeführt wird. Zusätzlich sind Abzweigungen 143 vorhanden, über die eine elektronische Schaltung zur Überwachung der Zelle 140 angeschlossen werden kann. Die Abzweigungen 143 können als ebene Kontakte für eine spätere leitfähige Verklebung oder als Steckerpins ausgeführt sein. Für die Verbindung mehrerer Zellen 140 sind die Anschlüsse 141 und 142 gebogen beziehungsweise gekröpft ausgeführt. Der positive Anschluss 141 ist hier in der 1 nach oben, der negative Anschluss 142 nach unten gebogen.
Damit die Zellen 140 ohne Zwischenelemente direkt miteinander verbunden werden können sind zwei Biegevarianten erforderlich - eine „linke“ und eine „rechte“ Variante. 2 zeigt dazu eine Zelle 150, die spiegelbildlich zur Zelle 140 aus 1 gestaltet ist. Die Zelle 150 umfasst analog einen positiven Anschluss 151 und einen negativen Anschluss 152, über welche die elektrische Leistung zu- und abgeführt wird. Der positive Anschluss 151 ist nach oben, der negative Anschluss 152 nach unten gebogen. Zusätzlich sind wiederum Abzweigungen 153 vorhanden, über die eine elektronische Schaltung zur Überwachung der Zelle 150 angeschlossen werden können.
Im gezeigten Beispiel sind die Abzweigungen 143 und 153 sowohl bei den positiven Anschlüssen 141 und 151 als auch bei den negativen Anschlüssen 142 und 152 angeordnet. Im zusammengebauten Zustand, das heißt nach dem Stapeln der Zellen 140 und 150, sind somit doppelt so viele Abzweigungen 143 und 153 vorhanden wie eigentlich erforderlich wären. In einer alternativen Ausführungsform sind die Abzweigungen 143 und 153 daher nur bei den positiven Anschlüssen 141 und 151 oder nur bei den negativen Anschlüssen 142 und 152 angeordnet (gilt für Serienschaltung der Zellen 140 und 150).
Die Verbindung der Zellen 140 und 150 kann nun ohne weitere Elemente erfolgen, beispielsweise durch Schweißen, insbesondere Ultraschallschweißen beziehungsweise Ultraschallkompaktieren, oder durch chemisch, reaktive Verbindung. Die Zellen 140 und 150 sind für Serienschaltung vorgesehen. Für eine Parallelschaltung wären andere Biegevarianten vorzusehen. Die Parallelschaltung mehrerer Module (d.h. mehrerer in Serie geschalteter Zellen 140 und 150) kann auch über längere Anschlüsse oder mit Hilfe gesonderter Brückenbleche (z.B. aus Aluminium oder Kupfer) erfolgen.
Abschließend wird festgehalten dass die Darstellungen in den Figuren teilweise unmaßstäblich sind. Weiterhin können die einzelnen in den Figuren dargestellten Varianten auch den Gegenstand einer unabhängigen Erfindung bilden.
Bezugszeichenliste

140: erste Zelle
141: dritte Anschlussfahne
142: erste Anschlussfahne
143: zusätzliche Anschlussfahne
150: zweite Zelle
151: zweite Anschlussfahne
152: vierte Anschlussfahne
153: zusätzliche Anschlussfahne

Claims

Akkumulator umfassend zumindest zwei in einem Stapel angeordnete Zellen (140, 150), wobei die erste Zelle (140) eine erste Anschlussfahne (142) und eine dritte Anschlussfahne (141) aufweist und die zweite Zelle (150) eine zweite Anschlussfahne (151) und eine vierte Anschlussfahne (152) aufweist, und wobei die erste Anschlussfahne (142) der ersten Zelle (140) und die zweite Anschlussfahne (151) der zweiten Zelle (150) durch zwei Biegevarianten zur Realisierung einer linken und einer rechten Variante derart gekröpft sind, dass die erste Anschlussfahne (142) der ersten Zelle (140) und die zweite Anschlussfahne (151) der zweiten Zelle (150) aufeinander zu liegen kommen und wobei die beiden Anschlussfahnen der ersten Zelle einen positiven Anschluss (141) und einen negativen Anschluss (142) der ersten Zelle bilden und die beiden Anschlussfahnen der zweiten Zelle einen positiven Anschluss (151) und einen negativen Anschluss (152) der zweiten Zelle bilden und die in dem Stapel angeordneten Zellen (140, 150) jeweils eine zusätzliche Anschlussfahne (143, 153) aufweisen, die als Abzweigung der jeweils mindestens einen Anschlussfahne (141, 142, 151, 152) ausgeführt ist, wobei die zusätzliche Anschlussfahne (143, 153) mit der jeweiligen Anschlussfahne (141, 142, 151, 152) einteilig gefertigt ist und die zusätzliche Anschlussfahne (143, 153) zum Anschluss eines Temperatur- und/oder Spannungssensors geeignet ist, so dass nach dem Stapeln der Zellen (140, 150) doppelt so viele Abzweigungen vorhanden sind wie eigentlich erforderlich wären oder alternativ die Abzweigungen (143, 153) nur bei den positiven Anschlüssen (141, 151) oder nur bei den negativen Anschlüssen (142, 152) angeordnet sind.
Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anschlussfahne (142) und die dritte Anschlussfahne (141) der ersten Zelle (140) in unterschiedliche Richtungen gekröpft sind und die zweite Anschlussfahne (151) und die vierte Anschlussfahne (152) der zweiten Zelle (150) in unterschiedliche Richtungen gekröpft sind und die erste Anschlussfahne (142) der ersten Zelle (140) und die zweite Anschlussfahne (151) der zweiten Zelle (150) in unterschiedliche Richtungen gekröpft sind und die dritte Anschlussfahne (141) der ersten Zelle (140) und die vierte Anschlussfahne (152) der zweiten Zelle (150) in unterschiedliche Richtungen gekröpft sind, sodass die erste Anschlussfahne (142) der ersten Zelle (140) und die zweite Anschlussfahne (151) der zweiten Zelle (150) aufeinander zu liegen kommen und die dritte Anschlussfahne (141) der ersten Zelle (140) und die vierte Anschlussfahne (152) der zweiten Zelle (150) nicht aufeinander zu liegen kommen.
Akkumulator nach Anspruch 2, umfassend mehrere in einem Stapel angeordnete Zellen (140, 150), wobei die Zellen abwechselnd Kröpfungen entsprechend der ersten Zelle (140) und Kröpfungen entsprechend der zweiten Zelle (150) aufweisen.