DE102010007595A1 - Connecting device for mechanical and electrical interconnection of e.g. lithium polymer cells to provide multi-cell accumulator, has boards arranged such that contacts of galvanic elements are clamped between contacting areas and one board - Google Patents

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Abstract

The device has a printed circuit board (PCB-A) provided with contacting areas (A1, A2) of a contact e.g. thick copper layer, adjacent to an electrode contact-passage opening (S). Another printed circuit board (PCB-B) is stretchable against the former circuit board. The circuit boards are arranged such that electrode contacts (L1, L2) of galvanic elements (Z1, Z2) are clamped between the contacting areas and the latter circuit board. A spacing (d) is formed between the circuit boards in a tensed state.

Description

Technisches Gebiet:Technical area:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsvorrichtung zur mechanischen und elektrischen Verbindung bzw. Verschaltung einzelner galvanischer Elemente, die aus diesen herausgeführte bzw. abstehende Elektrodenkontakte aufweisen, um eine mehrzellige Batterie oder einen mehrzelligen Akkumulator bereitzustellen.The invention relates to a connecting device for mechanical and electrical connection or interconnection of individual galvanic elements, which have led out of these or protruding electrode contacts to provide a multi-cell battery or a multi-cell accumulator.

Zur Erlangung höherer Leistungsfähigkeit oder größerer Energiespeicherkapazität werden gleichartige galvanische Elemente in Form von einzelnen Batterie- oder Akkumulatorzellen bei Bedarf in Gruppen zu Zellenpaketen zusammen geschaltet.To achieve higher performance or greater energy storage capacity similar galvanic elements in the form of individual battery or accumulator cells are connected together as needed in groups to cell packs.

Formen, in welchen die in der Praxis zum Einsatz kommenden solcher Einzelzellen ausgeführt werden, sind sehr vielfältig. Für jede Form existieren verschiedene Möglichkeiten und Verfahren sie untereinander zu verbinden und zu kontaktieren. Neben Knopfzellen gibt es diverse Rundzellentypen, sowie prismatische Zellen und sogenannte Flachzellen. Die letztgenannte Bauform wird im Üblichen als Pouch-Zelle (deutsch Beutelzelle) oder als Coffee-Pack bezeichnet. Sie findet zur Zeit überwiegend, aber nicht ausschließlich Anwendung im Bereich der Lithium-Polymer-Akkumulatoren. Diese Form ist nicht genormt und kann individuell auf Kundenwunsch angepasst werden. Kennzeichnend sind die herausgeführten, von der Zelle abstehenden Elektroden, die meistens als Kontaktlaschen aus Metallstreifen bestehend ausgeführt sind.Shapes in which the individual cells used in practice are executed are very diverse. For each form there are different possibilities and procedures to connect and contact each other. In addition to button cells, there are various round cell types, as well as prismatic cells and so-called flat cells. The latter design is commonly referred to as a pouch cell (German Beutel cell) or as a coffee pack. At present it is predominantly, but not exclusively, used in the field of lithium polymer accumulators. This form is not standardized and can be customized to customer requirements. Characteristic are the lead out, protruding from the cell electrodes, which are usually designed as contact straps consisting of metal strips.

Eine preisgünstige Massenproduktion von Lithium-Ionen-Akkus ermöglicht den Einsatz dieser Technologie in Bereichen mit höherem Leistungsbedarf, wie z. B. der Antriebstechnik mit beispielsweise Hilfsantrieben für Rollstühle und Fahrräder, Teil-, Vollhybrid- und auch Vollelektroantriebe im Bereich von Kraftfahrzeugen.Low-cost mass production of lithium-ion batteries allows the use of this technology in areas with higher power requirements, such. As the drive technology with, for example, auxiliary drives for wheelchairs and bicycles, partial, full hybrid and full electric drives in the field of motor vehicles.

In Zukunft werden zunehmend größere Stückzahlen von größeren Akkumulatoren mit höherer Leistung und Energiespeicherdichte benötigt werden, die preislich die Bedingungen für eine Massenproduktion erfüllen. Zur Zeit und aller Voraussicht nach auch in mittelfristiger Zukunft werden gewickelte Flachzellen, zur Zeit in Form von Lithium-Polymer-Zellen, aber auch Eisen-Phosphat- und Nanophosphat-Zellen vertreten, bevorzugt eingesetzt werden. Der Vorteil dieser Zellen zu den bisher genormten prismatischen und Rundzellen aus der Massenproduktion der Mobil-Anwendungen, z. B. Mobiltelefon und tragbarer Rechner, besteht in ihrer relativ einfachen und kostengünstigen individuellen Anpassbarkeit in Form und Größe an spezifische Kundenwünsche. Dadurch lassen sich zur Zeit unter Flachzellen die höchsten Kapazitäten und größtmöglichen Stromstärken finden, so dass diese sich somit für die Anwendungen in höheren Leistungsbereichen besonders anbieten.In the future, increasingly larger quantities of larger accumulators with higher power and energy storage density will be needed, which meet the price conditions for mass production. At present and in all likelihood in the medium term future, wound flat cells, currently represented in the form of lithium polymer cells but also iron phosphate and nanophosphate cells, will preferably be used. The advantage of these cells to the previously standardized prismatic and round cells from the mass production of mobile applications, eg. As mobile phone and portable computer, is in their relatively simple and inexpensive individual customization in shape and size to specific customer requirements. As a result, the highest capacities and maximum current levels can currently be found among flat cells, making them particularly suitable for applications in higher power ranges.

Stand der TechnikState of the art

Zur Verschaltung von Beutel-Zellen kommen bisher allgemein vier Möglichkeiten zur Anwendung: Direktes Verlöten der Kontaktlaschen bzw. Elektrodenkontakte der einzelnen Zellen untereinander. Auflöten der Elektrodenkontakte auf eine Leiterplatte, durch welche die Zellen untereinander verbunden werden. Direktes Verschweißen der Elektrodenkontakte der einzelnen Zellen untereinander. Verbinden der einzelnen Elektrodenkontakte untereinander durch Klemmverbindungselemente.For the interconnection of bag cells, there have hitherto generally been four possibilities: direct soldering of the contact tabs or electrode contacts of the individual cells with one another. Soldering the electrode contacts on a circuit board, through which the cells are interconnected. Direct welding of the electrode contacts of the individual cells with each other. Connecting the individual electrode contacts with each other by Klemmverbindungselemente.

Die Kontaktlaschen von Beutel- respektive Flachzellen bestehen meist aus Metalllegierungen, die sich, wenn überhaupt, nur mit für die Metalllegierung speziellem Lot löten lassen. Diese Metalllegierungen können nicht nur zwischen Zellenherstellern oder einzelnen Zellenserien unterschiedlich sein und ohne Ankündigung des Herstellers geändert werden, sondern die Metalllegierungen sind oftmals bereits zwischen den beiden Elektrodenkontakten einer einzelnen Zelle unterschiedlich ausgeführt. So muss für diese Verbindung verschiedene Ausstattung parat gehalten und bei Bedarf immer wieder neu angeschafft werden. Mitarbeiter müssen immer wieder neue Löttechniken erlernen. Dennoch kann eine sicher haltende Lötverbindung nicht auf Anhieb garantiert werden.The contact tabs of bag or flat cells usually consist of metal alloys, which can be soldered, if at all, only with special for the metal alloy solder. These metal alloys can not only be different between cell manufacturers or individual cell series and can be changed without manufacturer's announcement, but the metal alloys are often already designed differently between the two electrode contacts of a single cell. Thus, various equipment must be kept ready for this connection and, if necessary, always be purchased again. Employees always have to learn new soldering techniques. Nevertheless, a secure solder joint can not be guaranteed right away.

Abgesehen davon stellt das Verlöten, egal ob die Zellenkontakte direkt miteinander verbunden oder auf eine Leiterplatte aufgelötet werden, eine sehr zeitaufwändige Form der Zellenmontage dar. Schließlich kommt erschwerend hinzu, dass durch den Lötvorgang ein für die Zelle schädigender Wärmeeintrag möglich ist. Außerdem besteht generell die Gefahr, dass heißes Lot auf die Zelle tropft und diese beschädigt wird.Apart from this, the soldering, whether the cell contacts are directly connected to each other or soldered to a circuit board, represents a very time-consuming form of cell assembly. Finally, aggravating the fact that a damaging for the cell heat input is possible by the soldering process. In addition, there is a general risk that hot solder drips on the cell and it is damaged.

Eine Leiterplattenmontage, bei welcher die Kontaktlaschen bzw. Elektrodenkontakte der Zellen auf die Lötflächen einer Leiterplatte aufgelötet werden, hat im Gegensatz zu einer direkten Verbindung der Zellenkontakte untereinander bei Beutelzellen mehrere Vorteile: Zum einen ist eine Verschaltung der Einzelzellen zu einer bestimmten Parallel- und Seriellkombination gerade bei Zellenpaketen mit mehreren Zellen unter Umständen geometrisch einfacher und sauberer lösbar. Außerdem lassen sich die Kontakte nachher besser isolieren. Außerdem ist ein raumsparender Aufbau möglich.A circuit board assembly in which the contact tabs or electrode contacts of the cells are soldered onto the solder pads of a circuit board, in contrast to a direct connection of the cell contacts with each other in bag cells several advantages: First, an interconnection of the individual cells to a particular parallel and serial combination is straight In cell packages with multiple cells may be geometrically easier and cleaner solvable. In addition, the contacts can be better insulated afterwards. In addition, a space-saving construction is possible.

Ferner können weitere Verbindungselemente, wie z. B. Litzen für Einzelzellenspannungsabgriffe, einfacher angelötet werden, statt diese als drittes Element an die Elektrodenkontakte löten zu müssen. Auch kann die Leiterplatte gleich weitere Schaltungselemente, wie zum Beispiel elektronische Baugruppen oder Sicherungen tragen, anstatt diese, wie bei einer rein direkten Elektrodenkontaktierung gesondert anbringen zu müssen. Die Nachteile einer Lötverbindung bleiben aber dennoch im vollen Umfang erhalten.Furthermore, further connecting elements, such. B. strands for Single cell voltage taps, soldered easier, instead of having to solder them as a third element to the electrode contacts. Also, the circuit board may carry other circuit elements, such as electronic assemblies or fuses, instead of having to attach them separately, as in a purely direct electrode contacting. Nevertheless, the disadvantages of a soldered connection are retained to the full extent.

Beim Schweißen ist der Wärmeeintrag geringer als beim Löten. Jedoch ergeben sich auch hier große Schwierigkeiten aufgrund der zu schweißenden Materialpaarungen und vor allem auch durch die Möglichkeiten üblicher Zellenschweißautomaten, bestimmte Positionen für Schweißpunkte räumlich zu erreichen. Daher findet Schweißen als Kontaktierungsform bei Beutelzellen äußerst selten Anwendung.During welding, the heat input is lower than during soldering. However, here too great difficulties arise due to the material pairings to be welded and, above all, due to the possibilities of conventional cell welding machines, to achieve specific positions for welding spots spatially. As a result, welding as a contact-type form in pouch cells is extremely rarely used.

DE 20 2004 015 179 U1 beschreibt einen derartigen lötfreien Kontaktverbinder zum elektrischen Verbinden einer Vielzahl von Lithium-Polymer-Zellen in einer Parallelschaltung. Dabei werden die einzelnen Elektrodenkontakte mittels Leiterbrücken und Gewindeklötzchen zusammengepresst und so elektrisch miteinander verbunden. DE 20 2004 015 179 U1 describes such a solderless contact connector for electrically connecting a plurality of lithium polymer cells in a parallel connection. The individual electrode contacts are pressed together by means of conductor bridges and Gewindeklötzchen and thus electrically connected to each other.

WO 2007/121445 A2 beschreibt eine Anordnung, bei welcher flächige Elektrodenkontakte von unten her durch schlitzförmige Öffnungen einer Platte aus einem nicht-leitfähigem Material geführt und auf der gegenüberliegenden Oberseite umgebogen und mittels Anschlusselementen verschraubt werden. Zum Verschrauben werden Schrauben durch in den Anschlusselementen und den Elektrodenkontakten ausgebildeten Bohrungen geführt und in flächige Gegenelemente geschraubt, welche oberhalb der Platte zwischen den Öffnungen angeordnet sind. WO 2007/121445 A2 describes an arrangement in which flat electrode contacts are guided from below through slit-shaped openings of a plate made of a non-conductive material and bent over on the opposite upper side and screwed by means of connecting elements. For screwing screws are guided by holes formed in the connection elements and the electrode contacts and screwed into flat counter-elements, which are arranged above the plate between the openings.

Die bekannten mechanischen Montagemöglichkeiten, die eine Verbindung durch Klemmung oder Pressung erzielen, bestehen aus vielen Einzelelementen und benötigen einen recht hohen Montageaufwand und viel Bauraum. Vor allem aber sind sie aufgrund ihrer komplexen Geometrien und der relativ großen Anzahl der Einzelelemente, die für jeden Zellentyp und teilweise auch jedes Zellenpaket individuell angepasst werden müssen, aufwändig in der Herstellung, Beschaffung und Lagerhaltung und haben gegenüber den Löttechniken nur selten entscheidende Vorteile, so dass sie nur in wenigen Fällen zur praktischen Anwendung gelangen.The known mechanical mounting options that achieve a connection by clamping or pressing, consist of many individual elements and require a fairly high installation costs and a lot of space. But above all, because of their complex geometries and the relatively large number of individual elements that must be individually adapted for each cell type and sometimes each cell package, consuming in the production, procurement and warehousing and have compared to the soldering techniques only rarely decisive advantages, so that they only come in a few cases for practical application.

Klemmen wäre prinzipiell besser als Löten, aber die bekannten Klemmverfahren sind für die meisten praktischen Anwendungen zu aufwändig und zu teuer. Solche Klemmverbindungen umgehen zwar die Nachteile der stofffügenden Verbindungstechniken, allerdings überwiegen hier dennoch meist deren Nachteile, so dass letztendlich den Lötverbindungen in der Praxis der Vorzug gegeben wird.Clamping would in principle be better than soldering, but the known clamping methods are too expensive and too expensive for most practical applications. Although such clamp connections circumvent the disadvantages of the substance-connecting techniques, however, their disadvantages predominate here, so that ultimately the solder joints are preferred in practice.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine alternative Verbindungstechnik und Verbindungsvorrichtung bereitzustellen zur mechanischen und elektrischen Verbindung bzw. Verschaltung einzelner galvanischer Elemente, die aus diesen herausgeführte bzw. abstehende Elektrodenkontakte aufweisen, um eine mehrzellige Batterie oder einen mehrzelligen Akkumulator bereitzustellen.The object of the invention is to provide an alternative connection technology and connection device for the mechanical and electrical connection or interconnection of individual galvanic elements, which have led out of these or protruding electrode contacts to provide a multi-cell battery or a multi-cell accumulator.

Diese Aufgabe wird durch die Verbindungsvorrichtung zur mechanischen und elektrischen Verbindung einzelner galvanischer Elemente mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by the connecting device for the mechanical and electrical connection of individual galvanic elements having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of dependent claims.

Bevorzugt wird demgemäß eine Verbindungsvorrichtung zur mechanischen und elektrischen Verbindung von galvanischen Elementen, die aus diesen herausgeführte Elektrodenkontakte aufweisen, wobei die Verbindungsvorrichtung zumindest eine Leiterplatte mit zumindest einer Kontaktfläche eines Kontaktelements und ein gegen die zumindest eine Leiterplatte spannbares Gegenelement aufweist und wobei die zumindest eine Leiterplatte und das zumindest eine spannbare Gegenelement anordbar sind, solche Elektrodenkontakte zwischen der Kontaktfläche der zumindest einen Leiterplatte und dem dagegen spannbaren Gegenelement einzuspannen.Accordingly, a connecting device for mechanical and electrical connection of galvanic elements, which have led out of these electrode contacts, wherein the connecting device has at least one printed circuit board with at least one contact surface of a contact element and a voltage against the at least one circuit board counter element and wherein the at least one circuit board and that at least one tensionable counter-element can be arranged to clamp such electrode contacts between the contact surface of the at least one printed circuit board and the counter-element which can be clamped against it.

Die bevorzugte Ausgestaltung vereint dabei die Vorteile der Verbindung unter Ausnutzung einer mechanischen Klemmverbindung mittels einer für galvanische Elemente gattungsfremden Leiterplatte.The preferred embodiment combines the advantages of the compound by utilizing a mechanical clamping connection by means of a non-generic for galvanic elements circuit board.

Die Leiterplatte und das Gegenelement verbinden galvanische Elemente über ihre herausgeführten Elektrodenkontakte mittels Klemmung zwischen diesen durch Kraft- und Formschluss. Die Klemmung hat den Vorteil, dass die Probleme der stoffschlüssigen Fügeverfahren Löten und Schweißen der unterschiedlichen Materialpaarungen vermieden werden, und eine von den Materialien der Zellen- bzw. Elektrodenkontakte unabhängige elektrische und mechanische Verbindung ohne einen Wärmeeintrag erreicht wird. Durch die Benutzung von Leiterplattenpaarungen oder einer Leiterplatte und einem Gegenelement kann die Klemmung im Gegensatz zu bekannten Klemmverbindungen mit sehr viel weniger Bauteilen, zeitsparender und deutlich kostengünstiger erfolgen, da die Herstellung und Reproduktion von Leiterplatten in sehr vielen standardisierten Produktionsanlagen sehr viel kostengünstiger ist, als die Herstellung von z. B. Klemmschellen für einen bestimmten Zellentyp. Individuell für das Zellenpaket angepasste Leiterplatten lassen sich mit sehr viel weniger Aufwand herstellen, als die bisher bekannten Klemmverbindungselemente. Somit ist diese Methode sowohl für Groß- wie auch für Klein- und Kleinstserien technisch einfach umsetzbar und zudem wirtschaftlich interessant.The printed circuit board and the counter element connect galvanic elements via their lead out electrode contacts by clamping between them by force and form fit. The clamping has the advantage that the problems of cohesive joining methods soldering and welding of the different material pairings are avoided, and an independent of the materials of the cell or electrode contacts electrical and mechanical connection is achieved without a heat input. By using printed circuit board pairings or a printed circuit board and a counter element clamping can be done in contrast to known clamping connections with much fewer components, time-saving and significantly cheaper, since the production and reproduction of printed circuit boards in many standardized production systems is much cheaper than the Production of z. B. clamps for a particular cell type. Individually adapted for the cell package circuit boards can be produced with much less effort than the previously known Clamping fasteners. Thus, this method is technically easy to implement for both large and small and small series and also economically interesting.

Eine Klemmverbindung ermöglicht eine schnelle Montage und damit auch eine Kosteneinsparung, da mit einem insbesondere einzigen Klemm- bzw. Spannvorgang eine große Vielzahl an Elektrodenkontakten auch verschiedener Polung gemeinsam verspannt werden kann.A clamp connection allows a quick installation and thus a cost savings, since with a particular single clamping or clamping operation a large number of electrode contacts and different polarity can be clamped together.

Ein weiterer Vorteil durch Verwendung einer Klemmverbindung im Gegensatz zu einer stoffschlüssigen Verbindung besteht in einer späteren Lösbarkeit der Verbindung. Dies ermöglicht es, einzelne defekte oder leistungsreduzierte Zellen relativ einfach und schnell austauschen zu können, anstatt das gesamte Zellenpaket austauschen und entsorgen zu müssen, was gerade bei großen und teuren Zellenpaketen durchaus von Interesse ist.Another advantage of using a clamping connection in contrast to a cohesive connection is a later solubility of the connection. This makes it possible to exchange individual defective or reduced-power cells relatively easily and quickly, instead of having to exchange and dispose of the entire cell pack, which is of interest, especially for large and expensive cell packages.

Bevorzugt ist das Gegenelement als eine zweite, weitere Leiterplatte, insbesondere eine weitere Leiterplatte mit zumindest einer weiteren Kontaktfläche eines weiteren Kontaktelements ausgebildet.Preferably, the counter element is designed as a second, further printed circuit board, in particular a further printed circuit board with at least one further contact surface of a further contact element.

Insbesondere kann eine solche Verbindungsvorrichtung auch aus zumindest zwei starren Leiterplatten, die mit zumindest einer flexiblen Verbindung zu einem Element verbunden sind, ausgeführt sein. Im Fall einer solchen sogenannten Starr-Flex-PCB (PCB: Printed Circuit Board/deutsch: gedruckte Leiterplatte) können bei der Montage zwei von deren Leiterplattenelementen zusammengeklappt werden und zwischen sich derartige Elektrodenkontakte von galvanischen Elementen einspannen und dabei elektrisch kontaktieren.In particular, such a connection device can also be made of at least two rigid circuit boards, which are connected to at least one flexible connection to an element. In the case of such a so-called rigid-flex-PCB (PCB: Printed Circuit Board / German: printed circuit board) can be folded during assembly of two of its circuit board elements and clamp between them such electrode contacts of galvanic elements and thereby electrically contact.

Eine solche Verbindungsvorrichtung wird bevorzugt, wenn im verspannten Zustand der zumindest einen Leiterplatte und des zumindest einen Gegenelements ein zwischen diesen verbleibender Abstand gering genug ausgestaltet ist und zum Festspannen zumindest eines solchen darin eingelegten der Elektrodenkontakte ausgestaltet ist oder wenn der Abstand seitlich zumindest eines solchen darin eingelegten der Elektrodenkontakte geringer als der zumindest eine der Elektrodenkontakte ausgestaltet ist.Such a connection device is preferred if, in the clamped state, the at least one printed circuit board and the at least one counter element are designed to have a low enough spacing between them and configured to clamp at least one of the electrode contacts inserted therein or if the spacing laterally engages at least one of them the electrode contacts less than the at least one of the electrode contacts is configured.

Dies schließt jedoch nicht aus, dass ein Bereich neben den Elektrodenkontakten mit z. B. Schaumgummi oder Fett gefüllt ist oder ein Bereich, in den die Elektrodenkontakte eingelegt werden, z. B. mit einer leitfähigen Paste bestrichen ist, z. B. um Korrosionsschutz oder zusätzliche Stabilität zu bieten.However, this does not exclude that an area next to the electrode contacts with z. B. foam or fat is filled or an area in which the electrode contacts are inserted, for. B. coated with a conductive paste, z. B. to provide corrosion protection or additional stability.

Insbesondere weisen die zumindest eine Leiterplatte und/oder das zumindest eine spannbare Gegenelement bevorzugt zumindest eine Elektrodenkontakt-Durchtrittsöffnung auf, die als Durchführungs- oder Durchstecköffnung zum Durchführen jeweils zumindest eines der Elektrodenkontakte ausgestaltet ist. Solche Durchstecköffnungen bieten eine besonders dichte Führung und damit Ausrichtung des hindurchgeführten Elektrodenkontakts.In particular, the at least one printed circuit board and / or the at least one tensionable counter element preferably has at least one electrode contact through opening, which is configured as a feedthrough or through opening for carrying out at least one of the electrode contacts. Such insertion openings offer a particularly dense guidance and thus alignment of the electrode contact passed through.

Auf der zumindest einen Leiterplatte und/oder an dem Gegenelement benachbart oder gegenüberliegend zu der zumindest einen Elektrodenkontakt-Durchtrittsöffnung kann eine solche Kontaktfläche ausgebildet sein. Ein umgebogener Abschnitt eines Elektrodenkontakts wird konstruktiv bedingt besonders fest gegen eine ihm gegenüberliegende Kontaktfläche gespannt.On the at least one printed circuit board and / or on the counter element adjacent or opposite to the at least one electrode contact passage opening, such a contact surface can be formed. A bent portion of an electrode contact is due to the design particularly tightly clamped against a contact surface opposite him.

Besonders bevorzugt ist das Kontaktelement oder sind die Kontaktelemente mit der die zumindest einen Kontaktfläche als eine Dickkupferschicht oder zumindest als ein zur Oberfläche der Leiterplatte und/oder des Gegenelements kontaktierbar ausgeführtes Kupfer-Inlay (deutsch: Kupfer-Einlage) oder als ein zur Oberfläche der Leiterplatte und/oder des Gegenelements kontaktierbar ausgeführter Metallkern ausgebildet.Particularly preferred is the contact element or are the contact elements with the at least one contact surface as a thick copper layer or at least as contactable to the surface of the circuit board and / or the counter-element executed copper inlay (German: copper insert) or as a to the surface of the circuit board and / or the counter element formed contactable executed metal core.

Durch die Verwendung von Leiterplatten mit sogenannten Dickkupferschichten, die eine Enddicke der elektrisch leitenden Beschichtung von mehr als der standardüblichen Stärke von 35 μm aufweisen, kann nicht nur eine hohe Stromtragfähigkeit für leistungsstärkere Anwendungen erreicht, sondern auch eine sichere Kontaktierung durch eine elastische Spannkraft und eine teilplastische Verformung der kontaktierenden Schicht gewährleistet werden.By using printed circuit boards with so-called thick copper layers, which have a final thickness of the electrically conductive coating of more than the standard standard thickness of 35 .mu.m, not only a high current carrying capacity for more powerful applications can be achieved, but also a secure contact by an elastic clamping force and a partially plastic Deformation of the contacting layer can be ensured.

Im verspannten Zustand der zumindest einen Leiterplatte und des zumindest einen Gegenelements sind die zumindest eine Kontaktfläche bevorzugt fest gegen zumindest einen solcher darin eingelegter der Elektrodenkontakte eines ersten solchen galvanischen Elements als auch gegen zumindest einen solcher darin eingelegter der Elektrodenkontakte eines zweiten solchen galvanischen Elements gespannt und bildet so eine elektrische Verbindung zwischen den Elektrodenkontakten aus. Um zwei Pole von zwei Zellen zu kontaktieren, wird somit eine gemeinsame Kontaktfläche genutzt. Dies schließt nicht aus, dass die anderen beiden Pole bzw. Elektrodenkontakte zur externen Kontaktierung des Packs einfach nur frei nach außen geführt sind.In the clamped state of the at least one printed circuit board and the at least one counter-element, the at least one contact surface is preferably firmly clamped against at least one of the electrode contacts of a first such galvanic element inserted therein and against at least one of the electrode contacts of a second such galvanic element inserted therein so an electrical connection between the electrode contacts. In order to contact two poles of two cells, thus a common contact surface is used. This does not exclude that the other two poles or electrode contacts for external contacting of the pack are simply guided only to the outside.

Vorteilhaft ist eine solche Verbindungsvorrichtung mit einer Vielzahl von zumindest zwei solcher elektrisch voneinander getrennter Kontaktflächen und mit einer Vielzahl solcher Elektrodenkontakt-Durchtrittsöffnungen, die zum Durchführen jeweils zumindest eines der Elektrodenkontakte ausgebildet sind, wobei zumindest ein Teil der Kontaktflächen derart räumlich erstreckend angeordnet sind, dass sie eine Reihen- und/oder Parallelschaltung von dazwischen einspannbaren oder eingespannten Elektrodenkontakten verschiedener solcher galvanischer Elementen ausbilden.Such a connecting device is advantageous with a large number of at least two such electrically separated contact surfaces and with a large number of such electrode contact through-openings, which are for performing in each case at least one of the electrode contacts are formed, wherein at least a part of the contact surfaces are arranged spatially extending such that they form a series and / or parallel connection of inter-clamped or clamped electrode contacts of various such galvanic elements.

Eigenständig vorteilhaft ist eine Anordnung mit einer solchen Verbindungsvorrichtung, bei welcher zwischen der zumindest einen Kontaktfläche der zumindest einen Leiterplatte und dem dagegen gespannten Gegenelement Elektrodenkontakte zumindest eines solchen galvanischen Elements eingespannt sind, wobei das galvanische Element als Flachbatteriezelle oder als sogenannte Pouch Zelle ausgebildet ist.Independently advantageous is an arrangement with such a connecting device, in which between the at least one contact surface of the at least one printed circuit board and the counter-tensioned counter electrode electrode contacts at least one such galvanic element are clamped, wherein the galvanic element is formed as a flat battery cell or as a so-called Pouch cell.

Insbesondere ist vorteilhaft, wenn bei einer solchen Verbindungsvorrichtung mit zumindest einem eingespannten solcher galvanischer Elemente oder bei einer derartigen Anordnung das galvanische Element oder die galvanischen Elemente als Lithium-Polymer-Elemente ausgebildet sind.In particular, it is advantageous if in such a connecting device with at least one clamped such galvanic elements or in such an arrangement, the galvanic element or the galvanic elements are formed as lithium polymer elements.

So wird ein löt- und schweißfreier und optional sogar schaltungsbildender Zellverbinder für galvanische Elemente, insbesondere für Flachzellen mit jeweils zumindest zwei herausragenden Kontaktelementen bereitgestellt, wobei deren Kontaktlaschen bzw. Kontaktelemente zumindest zwischen zwei Leiterplatten geklemmt werden.Thus, a soldering and welding-free and optionally even circuit-forming cell connector for galvanic elements, in particular for flat cells, each provided with at least two outstanding contact elements, wherein the contact tabs or contact elements are clamped at least between two circuit boards.

Die kontaktierende Leiterplattenbeschichtung kann auch mit weiteren Beschichtungen versehen werden, wie zum Beispiel mit Lot verzinnt werden, um die Elastizität oder plastische Verformbarkeit zu erhöhen.The contacting circuit board coating may also be provided with further coatings, such as tinned with solder, to increase the resiliency or plastic deformability.

Möglich aber nicht zwingend erforderlich ist auch eine zusätzlich stoffschlüssige Verbindung durch Löten oder Schweißen der Zellenkontakte auf die Kontaktflächen der benutzten Leiterplatten.Possible but not absolutely necessary is an additional cohesive connection by soldering or welding the cell contacts on the contact surfaces of the printed circuit boards used.

Die beiden Elektrodenkontakte der Zelle oder Zellen werden bevorzugt durch Öffnungen einer elektrisch isolierenden Leiterplatte gesteckt und abgewinkelt auf diese gelegt. Eine zweite Leiterplatte wird darüber positioniert, so dass durch eine Klemmkraft, die an einem oder mehreren Punkten mittels Schrauben oder Federelementen aufgebracht werden kann, die beiden Leiterplatten die zwischen ihnen liegenden Zellkontakte klemmend fixieren.The two electrode contacts of the cell or cells are preferably inserted through openings of an electrically insulating circuit board and placed angled on this. A second circuit board is positioned over it, so that by a clamping force that can be applied at one or more points by means of screws or spring elements, the two circuit boards clamp the cell contacts lying between them clamped.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

1 eine seitliche Schnittansicht durch eine Verbindungsvorrichtung zur mechanischen und elektrischen Verbindung von galvanischen Elementen, die aus diesen herausgeführte Elektrodenkontakte aufweisen und zwischen zwei Leiterplatten eingespannt sind, 1 a side sectional view through a connecting device for the mechanical and electrical connection of galvanic elements having these led out electrode contacts and are clamped between two circuit boards,

2 eine Draufsicht auf die erste, untere der Leiterplatten mit eingesetzten Elektrodenkontakten bei abgenommener oberer Leiterplatte und 2 a plan view of the first, lower of the printed circuit boards with inserted electrode contacts with removed upper circuit board and

3 eine jeweils individuelle Draufsicht auf die beiden einander abgewandten Seiten der zweiten Leiterplatte. 3 a respective individual plan view of the two opposite sides of the second circuit board.

Wie aus 1 ersichtlich, sind zwischen einer ersten und einer zweiten Leiterplatte PCB-A, PCB-B Elektrodenkontakte L1, L2 von zwei oder noch mehr galvanischen Elementen Z1, Z2 gelegt und dazwischen festgespannt.How out 1 can be seen, between a first and a second circuit board PCB-A, PCB-B electrode contacts L1, L2 of two or more galvanic elements Z1, Z2 placed and clamped therebetween.

Durch direktes Kontaktieren bzw. Übereinanderlegen solcher Elektrodenkontakte können diese dabei elektrisch miteinander verbunden werden. Bevorzugt weisen eine oder mehrere solcher Leiterplatten PCB-A, PCB-B Kontaktelemente mit Kontaktflächen A1, A2, B auf, welche gegen die Elektrodenkontakte L1, L2 gespannt sind und als elektrische Leiter zu anderen Elektrodenkontakten L1, L2 und/oder anderen elektrischen Komponenten dienen.By direct contact or superimposition of such electrode contacts, these can be electrically connected to each other. Preferably, one or more such printed circuit boards PCB-A, PCB-B contact elements with contact surfaces A1, A2, B, which are stretched against the electrode contacts L1, L2 and serve as electrical conductors to other electrode contacts L1, L2 and / or other electrical components ,

Das bevorzugte Beispiel zeigt auch anhand der weiteren Figuren somit rein beispielhaft insbesondere die Verbindung von vier Lithium-Polymer-Akkumulatorzellen als den galvanischen Elementen Z bzw. Z1, Z2, die als übliche Beutel-Zellen mit herausgeführten metallenen Kontaktlaschen bzw. Elektrodenkontakten L bzw. Z1, Z2 ausgeführt sind, zu einem sogenanntem 2s2p, also einer seriellen Verschaltung von zwei Parallelpaaren eines Zellentyps, mittels zweier vorzugsweise gleich großer Leiterplatten PCB-A, PCB-B. Zur Montage werden die galvanischen Elemente Z in gleichsinniger Polung in dieselbe Richtung zu zwei mal zwei Stapeln ausgerichtet angeordnet.The preferred example thus also shows purely by way of example with reference to the further figures the connection of four lithium polymer accumulator cells as the galvanic elements Z or Z1, Z2, which are conventional bag cells with led out metal contact tabs or electrode contacts L and Z1 , Z2 are executed, to a so-called 2s2p, that is, a serial connection of two parallel pairs of a cell type, by means of two preferably equal-sized circuit boards PCB-A, PCB-B. For assembly, the galvanic elements Z are arranged aligned in the same direction in the same direction to two times two stacks.

Im Beispiel überlappen die rechteckigen Leiterplatten PCB-A, PCB-B in ihrer Höhe die Höhen der beiden übereinanderliegenden Zellenpaare deutlich, um noch ausreichend Fläche für die Schraubenmontage zu bieten. Das Trägermaterial beider Leiterplatten besteht aus elektrisch isolierendem Material.In the example, the PCB-A, PCB-B rectangular PCBs significantly overlap the heights of the two superimposed pairs of cells to provide enough space for screw mounting. The carrier material of both printed circuit boards is made of electrically insulating material.

Vorzugsweise weist eine der Leiterplatten genauso viele Öffnungen in Art der Durchtrittsöffnungen S auf, wie Elektrodenkontakte L der Zellen insgesamt vorhanden sind, um die Kontakte der Zellen durchführen zu können. Im Beispiel sind diese z. B. acht Durchtrittsöffnungen S als den Kontaktlaschen der Zellen angepasste, schmale Schlitze in PCB-A ausgeführt, die in ihrer Breite, Länge und Position ein leichtes Durchschieben der Kontaktlaschen der Zellen in ihrer Anordnung mit ein wenig, vorzugsweise jedoch nicht zu viel Spiel ermöglichen.Preferably, one of the circuit boards has the same number of openings in the manner of the passage openings S, as electrode contacts L of the cells are present in total in order to carry out the contacts of the cells can. In the example, these z. B. eight passage openings S adapted as the contact tabs of the cells, narrow slots in PCB-A running in their width, length and position, a slight push of the contact tabs Allow cells in their arrangement with a little, but preferably not too much play.

Die erste Leiterplatte PCB-A besitzt auf einer Seite insgesamt acht als nicht isolierte Dickkupferschichten ausgeführte Kontaktflächen A jeweiliger Kontaktelemente, die jeweils direkt an den Längsseiten der Schlitze liegen. Auf diese werden die durchgeschobenen Zellenkontakte bzw. deren umgebogene oder abgewinkelte Elektrodenkontaktabschnitte L*, L1*, L2* der laschenförmigen Elektrodenkontakte L, L1, L2 bei der Montage gelegt.The first printed circuit board PCB-A has on one side a total of eight designed as non-insulated thick copper layers contact surfaces A respective contact elements, which lie respectively directly on the longitudinal sides of the slots. The pushed-through cell contacts or their bent or angled electrode contact sections L *, L1 *, L2 * of the tab-shaped electrode contacts L, L1, L2 are placed on them during assembly.

Das Gegenelement PCB-B als zweite Leiterplatte verfügt auch über solche Kontaktflächen B, P1, M1, P, M jeweiliger Kontaktelemente auf deren beiden Seiten. Zum einen sind dies drei innenseitige Kontaktflächen B, P1, M1 auf der Seite der zweiten Leiterplatte PCB-B, die bei der Montage der ersten Leiterplatte PCB-A zugewandt wird, um Kontaktlaschen überlappend zu kontaktieren und somit die Schaltung zum 2s2p zu realisieren. Zum anderen sind dies zwei Kontaktflächen P, M auf der Gegenseite, die nach der Montage vom Zellenpaket abgewandt bzw. außenseitig liegt, um als Kontaktflächen P, M für das gesamte Zellenpakt an eine Schaltung zu dienen. An diese beiden Kontaktflächen P, M können z. B. Litzen angelötet werden.The counterpart element PCB-B as the second circuit board also has such contact surfaces B, P1, M1, P, M of respective contact elements on both sides thereof. On the one hand, these are three inside contact surfaces B, P1, M1 on the side of the second printed circuit board PCB-B, which faces during the assembly of the first printed circuit board PCB-A to contact overlapping contact plates and thus to realize the circuit for 2s2p. On the other hand, these are two contact surfaces P, M on the opposite side, which faces away from the cell pack after assembly or on the outside to serve as contact surfaces P, M for the entire cell packet to a circuit. At these two contact surfaces P, M z. B. strands are soldered.

Die innenseitigen Kontaktflächen B, P1, M1, die später der ersten Leiterplatte PCB-A zugewandt angeordnet sind, fassen die Pole der Zellen bzw. die entsprechenden Elektrodenkontakte L, L1, L2 der galvanischen Elemente Z zusammen. Zum einen werden die beiden Minuspole des ersten übereinanderliegenden Zellenpaares miteinander verbunden, um den Gesamtminuspol als die eine der Kontaktflächen M1 des Zellepakets durch Parallelschaltung zu erhalten. Zum anderen werden ebenso die beiden Pluspole des anderen Zellenpaares zusammengefasst zum Gesamtpluspol als eine der weiteren Kontaktflächen P1. Die jeweils verbleibenden, gegenpoligen Kontaktlaschenpaare der Zellenpaare werden über eine größere der Kontaktflächen B elektrisch verbunden, indem diese alle vier Kontaktlaschen bzw. Elektrodenkontakte L, L1, L2 überdeckt.The inside contact surfaces B, P1, M1, which are later arranged facing the first printed circuit board PCB-A, summarize the poles of the cells or the corresponding electrode contacts L, L1, L2 of the galvanic elements Z together. On the one hand, the two negative poles of the first stacked cell pair are connected to each other to obtain the Gesamtminuspol as the one of the contact surfaces M1 of the cell stack by parallel connection. On the other hand, the two plus poles of the other cell pair are also combined to form the total positive pole as one of the further contact surfaces P1. The remaining, opposite polarity contact tab pairs of the cell pairs are electrically connected via a larger of the contact surfaces B by covering all four contact tabs or electrode contacts L, L1, L2.

Die Kontaktflächen P und M zum Anlöten von Litzen sind hier nur als Beispiel aufgeführt und sind in dieser Form nicht zwingend erforderlich. Es können auch andere und weitere Kontaktelemente zum Einsatz gelangen. Die Kontaktflächen können über in der Leiterplattentechnik für sich genommen üblichen Elemente untereinander verbunden sein. So sind in diesem Beispiel die beiden jeweils gegenüberliegenden Kontaktflächen P mit P1 und M mit M1 mittels Durchkontaktierungen V elektrisch leitend verbunden.The contact surfaces P and M for soldering strands are listed here only as an example and are not mandatory in this form. Other and further contact elements can also be used. The contact surfaces can be connected to one another by means of conventional printed circuit board elements. Thus, in this example, the two respective opposite contact surfaces P are electrically conductively connected to P1 and M to M1 by means of plated-through holes V.

Die Elektrodenkontakte L, L1, L2 werden durch die Durchführungsöffnungen der ersten Leiterplatte PCB-A hindurchgeschoben und bündig abwinkelt auf die neben den Schlitzen liegenden Kontaktflächen A der Leiterplatte PCB-A gelegt. Gegebenenfalls können die Elektrodenkontakte der Zellen bei Bedarf auch gekürzt werden. Die zweite Leiterplatte PCB-B wird nun so insbesondere bündig über die erste Leiterplatte PCB-A gelegt, dass ihre drei innenseitigen Kontaktflächen M1, B und P1 auf den Elektrodenkontakten L, L1, L2 der Zellen liegen und die beiden gegenüberliegenden Kontaktflächen P und M nach aussen weisen.The electrode contacts L, L1, L2 are pushed through the lead-through openings of the first printed circuit board PCB-A and placed flush bent on the lying next to the slots contact surfaces A of the PCB PCB-A. If necessary, the electrode contacts of the cells can also be shortened if necessary. The second printed circuit board PCB-B is now placed in particular flush over the first printed circuit board PCB-A that their three inside contact surfaces M1, B and P1 on the electrode contacts L, L1, L2 of the cells and the two opposite contact surfaces P and M after outside.

Zusätzlich können insbesondere Montagehilfen, wie z. B. asymmetrisch angeordnete Schraubenlöcher bzw. Durchgangsbohrungen X, Markierungen, Passmarken oder eindeutige Leiterplattenformen, vorgesehen sein, die eine fehlerhafte Montage ausschließen.In addition, in particular assembly aids, such. As asymmetrically arranged screw holes or through holes X, marks, registration marks or unique PCB shapes, be provided which preclude a faulty assembly.

Mittels einer Spannkraft, die zum Beispiel durch sechs Schraubverbindungen durch sechs Durchgangsbohrungen X am Rand der rechteckigen Leiterplatten aufgebracht wird, werden die Leiterplatten gegeneinander gedrückt. Dazu werden, wie in 1 skizziert, durch Schrauben SC1, SC2 als erste Spannelemente durch entsprechende Durchgangsbohrungen X geführt und mit Muttern T1 und T2 als Gegenspannelementen verspannt. Optional können z. B. Unterlegscheiben U1, U2 zwischengelegt werden.By means of a clamping force, which is applied for example by six screw through six through holes X on the edge of the rectangular circuit boards, the circuit boards are pressed against each other. For this, as in 1 sketched out by screws SC1, SC2 as the first clamping elements through corresponding through holes X and braced with nuts T1 and T2 as counter-clamping elements. Optionally, for. B. washers U1, U2 be interposed.

Die zwischen den Leiterplatten PCB-A, PCB-B parallel liegenden, abgewinkelten Elektrodenkontaktabschnitte L*, L1*, L2* klemmen nun zwischen den Kontaktflächen A, B, M1, P1 der Leiterplatten PCB-A, PCB-B, sind durch Kraftschluss mechanisch befestigt und haben elektrischen Kontakt durch Berührung mit den Kontaktflächen.The angled electrode contact sections L *, L1 *, L2 * lying parallel between the printed circuit boards PCB-A, PCB-B now clamp between the contact surfaces A, B, M1, P1 of the printed circuit boards PCB-A, PCB-B, are mechanical due to frictional connection attached and have electrical contact by contact with the contact surfaces.

Durch die abgewinkelte Durchführung der Kontakte zu den außenliegenden Zellen besteht weiterhin eine besonders vorteilhafte mechanische Befestigung der Zellen durch Formschluss.Due to the angled implementation of the contacts to the outer cells continue to be a particularly advantageous mechanical attachment of the cells by positive engagement.

Umsetzbar ist eine Vielzahl an Variationsmöglichkeiten.Can be implemented a variety of variations.

Andere Ausführungen von möglichen Schraubenverbindungen sind z. B. ebenso möglich. Auch sind andere Möglichkeiten, Spannkräfte aufzubringen, die die Leiterplatten gegeneinander drücken, z. B. externe zusätzliche Klemmen, Federn oder Federstifte umsetzbar.Other versions of possible screw connections are z. B. also possible. Also, other ways to apply clamping forces that press the boards against each other, z. B. external additional terminals, springs or spring pins implementable.

Auch ist es nicht zwingend erforderlich, dass es sich um zwei Leiterplatten PCB-A, PCB-B handeln muss. Auch ist die Verwendung von mehr als zwei Leiterplatten durchaus möglich, so dass z. B. zwei mit jeweils der halben Größe gegen eine geklemmt werden.Also, it is not mandatory that it must be two printed circuit boards PCB-A, PCB-B. Also, the use of more than two circuit boards is quite possible, so that z. B. two are clamped with one half of each size against a.

Eine Leiterplatte kann auch in sogenannter Starr-Flex-Bauweise ausgeführt sein, welche dann zusammengeklappt wird. Insbesondere muss eine solche Leiterplatte oder ein solches Gegenelement nicht zwingend ebenflächig sein. Auch strukturierte Oberflächen können diese aufweisen. A circuit board can also be designed in so-called rigid-flex design, which is then folded. In particular, such a circuit board or such a counter element does not necessarily have to be planar. Structured surfaces can also have these.

Das Prinzip des Einspannens der Elektrodenkontakte kann prinzipiell auf jede Anzahl und Kombination von Zellen als galvanischen Elementen angewendet werden.The principle of clamping the electrode contacts can in principle be applied to any number and combination of cells as galvanic elements.

In praktischer Ausführung wird vorzugsweise einer Variante der Vorzug gegeben werden, bei welcher beide Leiterplatten über Durchstecköffnungen verfügen, die gegeneinander versetzt angeordnet sind, so dass die Zellenkontakte durch beide Leiterplatten mit wechselnder Biegerichtung durchgesteckt werden.In a practical embodiment, preference is given to a variant in which both printed circuit boards have through-openings which are arranged offset from one another, so that the cell contacts are pushed through both printed circuit boards with alternating bending direction.

Die Leiterplatten können über elektrisch leitende oder isolierende Schichten oder Elemente verfügen, die auf den Außenseiten oder den Innenlagen entweder isoliert oder nicht isoliert z. B. als Leiterbahnen, Flächen oder Einlegeteile ausgeführt sein können. Auch können eine oder beide der Leiterplatten weitere mechanische, elektrische oder elektronische Bauteile aufnehmen, z. B. Schrauben, Gewinde, elektronische Halbleiter-Bauelemente, Widerstände, Sicherungen, Schalter, Stecker, Leuchten.The printed circuit boards may have electrically conductive or insulating layers or elements which are either insulated or not insulated on the outer sides or the inner layers. B. can be designed as printed conductors, surfaces or inserts. Also, one or both of the circuit boards can accommodate more mechanical, electrical or electronic components, eg. As screws, threads, electronic semiconductor devices, resistors, fuses, switches, plugs, lights.

Wahlweise können eine oder beide Leiterplatten über elektrisch leitende Kontaktflächen verfügen, die mit einzelnen Zellenkontaktlaschen in elektrischen Kontakt mittels Klemmung treten. Diese Kontaktflächen können verschiedenartig elektrisch leitend untereinander verbunden sein, so dass die Zellen zu einer vorbestimmbaren Anordnung von parallel und seriell verschalteten Gruppen elektrisch miteinander verbunden sein können.Optionally, one or both printed circuit boards may have electrically conductive contact surfaces that clamp into electrical contact with individual cell contact tabs. These contact surfaces can be electrically conductively connected to one another in various ways, so that the cells can be electrically connected to one another in a predeterminable arrangement of groups connected in parallel and in series.

Auch kann eine oder beide Leiterplatten über weitere elektrische Kontaktmöglichkeiten verfügen, mit welchen Kontaktierungen an andere Geräte, Schaltkreise oder Einrichtungen möglich sind.Also, one or both printed circuit boards can have further electrical contact options, with which contacts to other devices, circuits or devices are possible.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

  • A, A1, A2A, A1, A2
    Kontaktflächen von KontaktelementenContact surfaces of contact elements
    BB
    innenseitige Kontaktfläche eines Kontaktelementsinside contact surface of a contact element
    dd
    Abstand zwischen PCB-A und PCB-BDistance between PCB-A and PCB-B
    L1, L2L1, L2
    Elektrodenkontaktelectrode contact
    L*, L1*, L2*L *, L1 *, L2 *
    abgewinkelter Elektrodenkontaktabschnittangled electrode contact section
    M, M1M, M1
    Kontaktflächen von Kontaktelementen als MinuspolContact surfaces of contact elements as a negative pole
    P, P1P, P1
    Kontaktflächen von Kontaktelementen als PluspolContact surfaces of contact elements as positive pole
    PCB-APCB-A
    Leiterplattecircuit board
    PCB-BPCB-B
    Gegenelement, insbesondere LeiterplatteCounter element, in particular printed circuit board
    SS
    Elektrodenkontakt-DurchtrittsöffnungElectrode contact-through opening
    SC1, SC2SC1, SC2
    Schraubbolzen als SpannelementBolt as clamping element
    T1, T2T1, T2
    Mutter als GegenspannelementNut as a counter-clamping element
    U1, U2U1, U2
    Unterlegscheibewasher
    VV
    Durchkontaktierungenvias
    XX
    DurchgangsbohrungenThrough holes
    Z1, Z2Z1, Z2
    galvanische Elementegalvanic elements

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202004015179 U1 [0012] DE 202004015179 U1 [0012]
  • WO 2007/121445 A2 [0013] WO 2007/121445 A2 [0013]

Claims (10)

Verbindungsvorrichtung zur mechanischen und elektrischen Verbindung von galvanischen Elementen (Z1, Z2), die aus diesen herausgeführte Elektrodenkontakte (L1, L2; L*, L1*, L2*) aufweisen, gekennzeichnet durch zumindest eine Leiterplatte (PCB-A) mit zumindest einer Kontaktfläche (A, A1, A2) eines Kontaktelements und ein gegen die zumindest eine Leiterplatte (PCB-A) spannbares Gegenelement, wobei die zumindest eine Leiterplatte (PCB-A) und das zumindest eine spannbare Gegenelement (PCB-B) anordbar sind, solche Elektrodenkontakte (L1, L2; L*, L1*, L2*) zwischen der Kontaktfläche (A, A1, A2) der zumindest einen Leiterplatte (PCB-A) und dem dagegen spannbaren Gegenelement (PCB-B) einzuspannen.Connecting device for the mechanical and electrical connection of galvanic elements (Z1, Z2), which have led out of these electrode contacts (L1, L2, L *, L1 *, L2 *), characterized by at least one printed circuit board (PCB-A) with at least one contact surface (A, A1, A2) of a contact element and against the at least one printed circuit board (PCB-A) tensionable counter element, wherein the at least one printed circuit board (PCB-A) and the at least one tensionable counter element (PCB-B) can be arranged, such electrode contacts (L1, L2, L *, L1 *, L2 *) between the contact surface (A, A1, A2) of the at least one printed circuit board (PCB-A) and on the other hand clampable counter-element (PCB-B). Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Gegenelement (PCB-B) als eine weitere Leiterplatte, insbesondere eine weitere Leiterplatte mit zumindest einer weiteren Kontaktfläche (B) eines weiteren Kontaktelements ausgebildet ist.Connecting device according to claim 1, wherein the counter-element (PCB-B) as a further printed circuit board, in particular a further printed circuit board with at least one further contact surface (B) of a further contact element is formed. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der im verspannten Zustand der zumindest einen Leiterplatte (PCB-A) und des zumindest einen Gegenelements (PCB-B) ein zwischen diesen verbleibender Abstand (d) – gering genug ausgestaltet ist und zumindest ein solcher darin eingelegter der Elektrodenkontakte (L1, L2; L*, L1*, L2*) festgespannt ist oder – seitlich zumindest eines solchen darin eingelegten der Elektrodenkontakte (L1, L2; L*, L1*, L2*) geringer als der zumindest eine der Elektrodenkontakte (L1, L2; L*, L1*, L2*) ist.Connecting device according to claim 1 or 2, wherein in the clamped state of the at least one printed circuit board (PCB-A) and the at least one counter-element (PCB-B) a distance between them (d) Is designed to be low enough and at least one of the electrode contacts (L1, L2, L *, L1 *, L2 *) inserted therein is firmly clamped or - Is laterally at least one of the electrode contacts inserted therein (L1, L2, L *, L1 *, L2 *) less than the at least one of the electrode contacts (L1, L2, L *, L1 *, L2 *). Verbindungsvorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, bei der die zumindest eine Leiterplatte (PCB-A) und/oder das zumindest eine spannbare Gegenelement (PCB-B) zumindest eine Elektrodenkontakt-Durchtrittsöffnung (S) aufweisen, die als Durchführungs- oder Durchstecköffnung zum Durchführen jeweils zumindest eines der Elektrodenkontakte (L1, L2; L*, L1*, L2*) ausgestaltet ist.Connecting device according to any preceding claim, wherein the at least one printed circuit board (PCB-A) and / or the at least one tensionable counter-element (PCB-B) at least one electrode contact passage opening (S) which as a feedthrough or insertion opening for performing each at least one of the electrode contacts (L1, L2, L *, L1 *, L2 *) is configured. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher auf der zumindest einen Leiterplatte (PCB-A) und/oder an dem Gegenelement (PCB-B) benachbart oder gegenüberliegend zu der zumindest einen Elektrodenkontakt-Durchtrittsöffnung (S) eine solche Kontaktfläche (A) ausgebildet ist.Connecting device according to claim 4, wherein on the at least one printed circuit board (PCB-A) and / or on the counter-element (PCB-B) adjacent or opposite to the at least one electrode contact passage opening (S) such a contact surface (A) is formed. Verbindungsvorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, bei der das Kontaktelement oder die Kontaktelemente mit der zumindest einen Kontaktfläche (A, B) als eine Dickkupferschicht oder als ein zur Oberfläche der Leiterplatte (PCB-A) und/oder des Gegenelements (PCB-B) kontaktierbar ausgeführtes Kupfer-Inlay (deutsch: Kupfer-Einlage) oder als ein zur Oberfläche der Leiterplatte (PCB-A) und/oder des Gegenelements (PCB-B) kontaktierbar ausgeführter Metallkern ausgebildet ist.A connecting device according to any preceding claim, wherein the contact element or elements are made to be in contact with the at least one contact surface (A, B) as a thick copper layer or as surface contactable to the surface of the printed circuit board (PCB-A) and / or counter-element (PCB-B) Copper inlay (German: copper insert) or formed as a contact surface to the surface of the circuit board (PCB-A) and / or the counter-element (PCB-B) executed metal core. Verbindungsvorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, bei der im verspannten Zustand der zumindest einen Leiterplatte (PCB-A) und des zumindest einen Gegenelements (PCB-B) die zumindest eine Kontaktfläche (B) zumindest einen solcher darin eingelegter der Elektrodenkontakte (L1) eines ersten solchen galvanischen Elements (Z1) als auch zumindest einen solcher darin eingelegter der Elektrodenkontakte (L2) eines zweiten solchen galvanischen Elements (Z2) festgespannt und eine elektrische Verbindung zwischen den Elektrodenkontakten (L1, L2) ausbildet.Connecting device according to any preceding claim, wherein in the clamped state of the at least one printed circuit board (PCB-A) and the at least one counter-element (PCB-B), the at least one contact surface (B) at least one of the electrode contacts (L1) of a first such inserted therein galvanic element (Z1) as well as at least one of the electrode contacts (L2) of a second such galvanic element (Z2) inserted therein and forms an electrical connection between the electrode contacts (L1, L2). Verbindungsvorrichtung mit einer Vielzahl von zumindest zwei solcher elektrisch voneinander getrennter Kontaktflächen (A, B) und mit einer Vielzahl von Elektrodenkontakt-Durchtrittsöffnungen (S) nach Anspruch 4, die zum Durchführen jeweils zumindest eines der Elektrodenkontakte (L1, L2; L*, L1*, L2*) ausgebildet sind, wobei zumindest ein Teil der Kontaktflächen (A, B) derart räumlich erstreckend angeordnet sind, dass sie eine Reihen- und/oder Parallelschaltung von dazwischen einspannbaren oder eingespannten Elektrodenkontakten (L1, L2; L*, L1*, L2*) verschiedener solcher galvanischer Elementen (Z1, Z2) ausbilden.Connecting device comprising a multiplicity of at least two such electrically separated contact surfaces (A, B) and having a multiplicity of electrode contact passage openings (S) according to Claim 4, which are used to carry out at least one of the electrode contacts (L1, L2; L *, L1 * , L2 *) are formed, wherein at least a part of the contact surfaces (A, B) are arranged so as to extend spatially in such a way that they can be connected in series and / or in parallel by clamping or clamped electrode contacts (L1, L2; L *, L1 *, L2 *) of different such galvanic elements (Z1, Z2). Anordnung mit einer Verbindungsvorrichtung nach einem vorstehenden Anspruch, bei welcher zwischen der zumindest einen Kontaktfläche (A; B) der zumindest einen Leiterplatte (PCB-A) und dem dagegen gespannten Gegenelement (PCB-B) Elektrodenkontakte (L1, L2; L*, L1*, L2*) zumindest eines solchen galvanischen Elements (Z1, Z2) eingespannt sind, wobei das galvanische Element (Z1, Z2) als Flachbatteriezelle oder als sogenannte Pouch Zelle ausgebildet ist.Arrangement with a connection device according to any preceding claim, wherein between the at least one contact surface (A; B) of the at least one printed circuit board (PCB-A) and the oppositely biased counter element (PCB-B) electrode contacts (L1, L2; L *, L1 *, L2 *) of at least one such galvanic element (Z1, Z2) are clamped, wherein the galvanic element (Z1, Z2) is designed as a flat battery cell or as a so-called Pouch cell. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit zumindest einem eingespannten solcher galvanischer Elemente (Z1, Z2) oder Anordnung nach Anspruch 9, bei das galvanische Element (Z1, Z2) oder die galvanischen Elemente (Z1, Z2) als Lithium-Polymer-Elemente ausgebildet sind.Connecting device according to one of claims 1 to 8 with at least one clamped such galvanic elements (Z1, Z2) or arrangement according to claim 9, wherein the galvanic element (Z1, Z2) or the galvanic elements (Z1, Z2) as lithium polymer elements are formed.
DE102010007595A 2010-02-11 2010-02-11 Connecting device for mechanical and electrical interconnection of e.g. lithium polymer cells to provide multi-cell accumulator, has boards arranged such that contacts of galvanic elements are clamped between contacting areas and one board Withdrawn DE102010007595A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007121445A2 (en) 2006-04-18 2007-10-25 Securaplane Technologies, Inc. Battery busing scheme

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