DE102010019708A1

DE102010019708A1 - Speicherzellenverbinder und Speichermodul

Info

Publication number: DE102010019708A1
Application number: DE102010019708A
Authority: DE
Inventors: Matthias Egert; Axelle Hauck; Hubertus Goesmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2011-11-10

Abstract

Die Erfindung beschreibt einen Speicherzellenverbinder (1) mit einem ersten zum Anschluss an ein Zellterminal (101) einer ersten Speicherzelle (100) gebildeten Anschlussteil (10), einem zweiten zum Anschluss an ein Zellterminal (202) einer zweiten Speicherzelle (200) gebildeten Anschlussteil (20) sowie einem flexiblen, zwischen den Anschlussteilen (10, 20) angeordneten und die Anschlussteile (10, 20) elektrisch miteinander kontaktierenden Verbindungsteil (30). Das erste Anschlussteil (10) umfasst an zumindest einer Seitenkante (11, 12) eine jeweilige Seitenwand (13, 14), die sich aus der Ebene einer dem Zellterminal (101) zugewandten ersten Anschlussfläche (19) heraus erstreckt und die mit der ersten Anschlussfläche (19) elektrisch verbunden ist. Das zweite Anschlussteil (20) umfasst an zumindest einer Seitenkante (21, 22) eine jeweilige Seitenwand (23, 24), die sich aus der Ebene einer dem Zellterminal (202) zugewandten zweiten Anschlussfläche (29) heraus erstreckt und die mit der zweiten Anschlussfläche (29) elektrisch verbunden ist. Das Verbindungsteil (30) umfasst zumindest einen Steg (31; 33, 34), der oder die mit den Anschlussteilen (10, 20) ausschließlich im Bereich der Seitenwände (13, 14; 23, 24) der ersten und zweiten Anschlussteile (10, 20) verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft Speicherzellenverbinder mit einem ersten zum Anschluss an ein Zellterminal einer ersten Speicherzelle gebildeten Anschlussteil, einem zweiten zum Anschluss an ein Zellterminal einer zweiten Speicherzelle gebildeten Anschlussteil, und einem flexiblen die Anschlussteile elektrisch miteinander kontaktierenden Verbindungsteil. Darüber hinaus betrifft der Gegenstand ein Speichermodul mit einer Mehrzahl an Speicherzellen, die über Speicherzellenverbinder elektrisch miteinander verbunden sind.
Speicherzellen, insbesondere solche auf Lithium-Ionen basierenden Speicherzellen, jedoch auch Metall-Hydrid-Speicherzellen (wie Nickel-Metall-Hydrid-Batterien) oder Lithium-Polymer-Speicherzellen oder andere chemische Energiespeicher, erlangen in der Automobilindustrie einen immer höheren Stellenwert. Insbesondere durch den Bedarf an alternativen Antriebskonzepten, beispielsweise Hybridantrieben oder reinen Elektroantrieben, ist die Speicherung von elektrischer Energie von immenser Bedeutung für den zukünftigen Automobilbau.
Die Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien als elektrischer Energiespeicher für Elektromotoren im Automobilbau hat sich als vorteilhaft erwiesen. Zum einen Speichern diese Akkumulatoren eine große Energiemenge bei kleinem Volumen und zum anderen unterliegen solche Batterien nur bedingt einem Alterungsprozess. Insbesondere ein „Memory-Effekt” stellt sich bei diesem nicht ein. Dadurch kann eine Vielzahl von Ladezyklen stattfinden, so dass die Lebensdauer der Batterie der eines Fahrzeugs im Wesentlichen entspricht.
Die meisten Speicherzellen stellen nur geringe Spannungen zwischen einem oder mehreren 10 V zur Verfügung. Diese geringen Spannungen reichen bei Weitem nicht aus, um einen Elektromotor eines Elektrofahrzeugs anzutreiben. Aus diesem Grunde werden Speicherzellen zu sog. Speichermodulen zusammengeschaltet. Hierbei kann eine Mehrzahl von einzelnen Speicherzellen miteinander in Reihe geschaltet werden, wodurch sich die Ausgangsspannung des Speichermoduls entsprechend der Anzahl der in Reihe geschalteten Speicherzellen multipliziert. In einem Speichermodul werden beispielsweise zwölf Speicherzellen miteinander verschaltet. Pro Speicherzellenmodul werden beispielsweise sechs hintereinander angeordnete Speicherzellen in einer Reihe in Serie verschaltet. Eine solche Reihe wird in Serie mit einer zweiten, daneben angeordneten Reihe desselben Speicherzellenmoduls in Serie verschaltet. In einem Kraftfahrzeug kann eine Mehrzahl solcher Speicherzellenmodule vorgesehen und elektrisch miteinander verschaltet sein.
Problematisch bei dem Aufbau eines Speicherzellenmoduls ist jedoch die Kontaktierung von jeweils zwei in Reihe zu schaltenden Speicherzellen an ihren jeweils gegenpoligen Zellterminals (Polen). Durch produktionsbedingte Schwankungen bei der Produktion der Speicherzellen ist der Abstand zwischen zwei benachbart zueinander angeordneten Zellterminals toleranzbehaftet. Dies bedeutet, dass wenn zwei Speicherzellen nebeneinander im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind, die Zellterminals nicht exakt koplanar zueinander liegen. Weiter erschwerend kommt hinzu, dass sich die Speicherzellen zueinander in ihrem Betrieb zueinander verschieben. Die Verschiebung kann neben einem durch chemische Reaktionen der Speicherzellen verursachten Aufbauchen auch durch unterschiedlich hohe Temperaturen der Speicherzellen bei wechselnden Umgebungsbedingungen verursacht sein.
Da über die gesamte Lebensdauer eines Speichermoduls ein Ausgleich von statischen und dynamischen Verschiebungen gewährleistet sein muss, so dass zulässige Kräfte und Momente an den Zellterminals nicht überschritten werden, müssen die zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Speicherzellen vorgesehenen Speicherzellenverbinder eine Bewegungskompensation bereitstellen. Dies kann beispielsweise durch flexible Kabel-Verbinder und Strombänder erzielt werden. Kabelverbinder und Strombänder können Verschiebungen der Speicherzellen gut ausgleichen. Sie erfordern jedoch bei großen Leitungsquerschnitten viel Bauraum. Darüber hinaus können sich von diesen Speicherzellenverbindern Metall-Flitter (Litzen) ablösen, wodurch es zu unerwünschten Kurzschlüssen kommen kann. Ein weiterer Nachteil von Kabelverbindern und Strombändern ist die schlechte Handhabbarkeit während der Fertigung. Die Handhabung von flexiblen Verbindern ist bei der Herstellung eines Speichermoduls schwierig und erschwert eine automatisierte Montage.
Speicherzellenverbinder aus flachen, nachbearbeiteten Metallblechen bzw. -bändern werden zwar Bauraum- und Produktionsanforderungen gerecht. Jedoch sind diese häufig nur eingeschränkt flexibel.
Aus der DE 20 2009 012 647 U1 ist ein Batteriezellenverbinder bekannt, welcher die Verbindung von Zellterminals aus unterschiedlichen Materialien ermöglicht. Hierzu ist ein erstes Anschlussteil zumindest an der dem Zellterminal zugewandten Seite aus einem ersten elektrisch leitenden Material gebildet. An einem zweiten Anschlussteil ist ein zum Anschluss an einem zweiten Zellterminal gebildetes, zumindest an der dem zweiten Zellterminal zugewandten Seite aus einem zweiten von dem ersten elektrisch leitenden Material verschiedenen elektrisch leitenden Material gebildetes Flachstück stoffschlüssig angeordnet. Um eine erhöhte Flexibilität in der Ebene eines Anschlussteils gewährleisten zu können, wird weiterhin vorgeschlagen, das die Anschlussteile verbindende Verbindungsteil flexibel auszugestalten. Hierzu kann das Verbindungsteil voneinander beabstandete Rippen aufweisen. Ein Nachteil dieser Vorgehensweise besteht jedoch darin, dass das Verbindungsteil durch das Vorsehen von Rippen in seinem Querschnitt reduziert wird. Hierdurch wird auch die Stromtragfähigkeit des Batteriezellverbinders heruntergesetzt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Speicherzellenverbinder anzugeben, der einen statischen und dynamischen elastischen Ausgleich von Verschiebungen von Speicherzellen zueinander über die gesamte Lebensdauer ausgleichen kann, wobei eine gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Stromtragfähigkeit gegeben ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Speichermodul anzugeben, welches eine hohe Stromtragfähigkeit aufweist.
Diese Aufgaben werden gelöst durch einen Speicherzellenverbinder gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1, 20 und 26 sowie ein Speichermodul gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 31. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich jeweils aus den abhängigen Patentansprüchen.
Der Erfindung liegt die Überlegung zu Grunde, dass über eine gezielte Gestaltung der Geometrie eines Speicherzellenverbinders eine geringe Steifigkeit bei gleichzeitig hoher Stromtragfähigkeit erzielbar ist. Eine geringe Steifigkeit bedeutet eine hohe Flexibilität sowie ein gutes elastisches Verhalten des Speicherzellenverbinders zum Ausgleich von statischen und dynamischen Verschiebungen von Speicherzellen zueinander. Je nach Elastizitätsanforderung in einer oder mehreren Raumrichtungen kann durch eine gezielte Auswahl der vorgeschlagenen Geometrien der Speicherzellenverbinder die erforderliche Flexibilität ermöglicht werden. Die Flexibilität wird dabei unabhängig davon erreicht, auf welche Weise die Speicherzellenverbinder mit den Zellterminals der Speicherzellen verbunden sind. Ebenso sind die für den Speicherzellenverbinder verwendeten Materialien nicht maßgeblich für die durch diese bereitgestellte Flexibilität und Stromtragfähigkeit.
Durch eine hohe Flexibilität in einer oder mehreren Raumrichtungen können mechanische Belastungen auf die Zellterminals (Batteriepole) in Folge von Verschiebungen in jeweiligen Raumrichtungen gezielt reduziert werden. Beispielsweise kann durch die erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinder mechanische Energie in Form von potentieller Energie durch federnde Eigenschaften des Speicherzellenverbinders gespeichert werden.
Durch die vorgeschlagenen Grundgeometrien der Speicherzellenverbinder wird bereits eine hohe Elastizität bei hoher Stromtragfähigkeit erzielt. Durch die in den Ausführungsvarianten vorgeschlagenen Abwandlungen können die Grundgeometrien weiter variiert werden, um entweder die Steifigkeitseigenschaften zu optimieren und/oder die Stromtragfähigkeit zu beeinflussen. Die Vielfalt der geometrischen Ausführungen ermöglicht es dabei, die bei der Herstellung eines Speicherzellenmoduls zur Verfügung stehenden Bauraum optimale Geometrie des Speicherzellenverbinders auszuwählen.
Die vorgeschlagenen Speicherzellenverbinder können auf einfache und kostengünstige Weise erstellt werden. Die stabile und einfache Form erleichtert die Handhabung in der Montage und ermöglicht in Verbindung mit der gewählten Verbindungstechnik zur Verbindung mit den Zellterminals eine hohe Prozesssicherheit. Beispielsweise ist die Herstellung der Verbindung von Speicherzellenverbinder und Zellterminals durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen, Verschrauben oder Löten möglich. Prinzipiell können die vorgeschlagenen Speicherzellenverbinder in beliebiger Weise form-, stoff- oder kraftschlüssig mit den Zellterminals verbunden werden.
Ein erfindungsgemäßer Speicherzellenverbinder umfasst gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ein erstes zum Anschluss an ein Zellterminal einer ersten Speicherzelle gebildetes Anschlussteil, ein zweites zum Anschluss an ein Zellterminal einer zweiten Speicherzelle gebildetes Anschlussteil, und ein flexibles, zwischen den Anschlussteilen angeordnetes und die Anschlussteile elektrisch miteinander kontaktierendes Verbindungsteil. Erfindungsgemäß umfasst das erste Anschlussteil an zumindest einer Seitenkante eine jeweilige Seitenwand, die sich aus der Ebene einer dem Zellterminal zugewandten ersten Anschlussfläche heraus erstreckt und die mit der ersten Anschlussfläche elektrisch verbunden ist. Das zweite Anschlussteil umfasst an zumindest einer Seitenkante eine jeweilige Seitenwand, die sich aus der Ebene einer dem Zellterminal zugewandten zweiten Anschlussfläche heraus erstreckt und die mit einer zweiten Anschlussfläche elektrisch verbunden ist. Das Verbindungsteil umfasst zumindest einen Steg, der oder die mit den Anschlussteilen ausschließlich im Bereich der Seitenwände der ersten und zweiten Anschlussteile verbunden sind.
Der oder die die beiden Anschlussteile miteinander verbindende oder verbindenden Stege ermöglichen einerseits eine hohe Flexibilität der Anschlussteile zueinander. Andererseits kann durch den oder die mit zugeordneten Seitenwänden der Anschlussteile verbundenen Stege eine hohe Stromtragfähigkeit erzielt werden, da der Querschnitt der Stege – je nach Anforderung – unabhängig von der Gestalt und Fläche der Anschlussfläche der Anschlussteile gewählt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Seitenwände an Seitenkanten der Anschlussteile ausgebildet, die sich in Richtung einer Längsachse erstrecken, die von dem ersten Anschlussteil zu dem zweiten Anschlussteil weist. Diese Ausgestaltungsvariante erlaubt einerseits eine einfache Fertigung der jeweiligen Anschlussteile, indem die Seitenwände gegenüber den Anschlussflächen aus deren Ebenen herausgebogen werden. Andererseits ermöglicht die Erstreckung der Seitenwände in Richtung der Längsachse des Speicherzellenverbinders eine einfache Anbindung der Stege des Verbindungsteils. Hierdurch können insbesondere Geometrien bereitgestellt werden, bei denen auf konstruktiv einfache Weise eine hohe Flexibilität der Speicherzellenverbinder bei einstellbarer Stromtragfähigkeit und minimalem Bauraum gewährleistet ist.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders weist jedes Anschlussteil genau eine Seitenwand auf, welche elektrisch über einen Steg des Verbindungsteils verbunden sind. Insbesondere sind die Seitenwände bezüglich der Längsachse des Speicherzellenverbinders an den gegenüberliegenden Seitenkanten der Anschlussteile ausgebildet. Derartige Speicherzellenverbinder lassen sich auf einfache und kostengünstige Weise z. B. durch Umformen erzeugen. Speicherzellenverbinder dieser Ausgestaltungsvariante weisen eine hohe Elastizität in Längsachsenrichtung und in einer Querachsenrichtung auf, wobei die Querachse in der Ebene der Anschlussflächen der Anschlussteile gelegen ist und senkrecht zur Längsachse steht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein lediglich minimaler Bauraum in Längs- und Querachsenrichtung benötigt wird.
Vorzugsweise verläuft der Steg parallel zu einer Ebene, in der die Anschlussflächen der Anschlussteile gelegen sind. Die Erstreckung, d. h. die Breite des Steges, verläuft dann orthogonal zu besagter Ebene.
In einer zweiten Ausführungsform der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders verläuft der Steg parallel zu einer Ebene, welche orthogonal zu der Längsachse des Speicherzellenverbinders gelegen ist. Bei dieser Ausgestaltungsvariante kann eine Elastizität in Querachsenrichtung sowie in einer Hochachsenrichtung erzielt werden, wobei die Hochachse senkrecht zu einer Ebene steht, in welcher die Anschlussflächen der Anschlussteile gelegen sind. Derartig ausgebildete Speicherzellenverbinder weisen einen minimalen Bauraum in Längs- und Querachsenrichtung auf.
Insbesondere ist bei dieser Ausführungsform vorgesehen, dass der Steg mit seinen gegenüberliegenden Stirnseiten in freie Enden der Seitenwände übergeht, welche sich in dem Bereich des Verbindungsteils erstrecken. Bei dieser Ausgestaltungsvariante kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Seitenwände sowie deren freie Enden in einem beliebigen Winkel zwischen 0° und 90° aus der Ebene der Anschlussflächen der Anschlussteile herausgebogen sind. Durch eine diagonale Anordnung der Seitenwände und freien Enden der Seitenwände kann ein zur Verfügung stehender Bauraum optimiert ausgenutzt werden. Hierdurch kann der für die Stromtragfähigkeit relevante Querschnitt der Seitenwände vergrößert werden, wodurch die Stromtragfähigkeit erhöht werden kann.
Wahlweise kann bei beiden Ausführungsformen der ersten Ausgestaltung der Verlauf des Stegs von dem ersten zum zweiten Anschlussteil gestuft oder S-förmig oder Z-förmig oder wellenförmig sein. Auch davon abweichende Verläufe sind möglich. Der Verlauf des Steges, insbesondere die gewählten Radien, legt die Elastizität des Speicherzellenverbinders fest. Die Elastizität wird dabei umso höher, je länger der Steg von dem ersten zum zweiten Anschlussteil ist.
Gemäß einer dritten Ausführungsform der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders weist jedes Anschlussteil zwei gegenüberliegende Seitenteile auf, welche bezüglich der Längsachse des Speicherzellenverbinders parallel verlaufen, wobei die auf einer Seite der Längsachse angeordneten Seitenwände der beiden Anschlussteile elektrisch über einen jeweiligen Steg des Verbindungsteils verbunden sind. Ein derartiger Speicherzellenverbinder weist eine hohe Stromtragfähigkeit bei geringem Bauraumbedarf auf. Durch die Gestaltung der zwei, die beiden Anschlussteile verbindenden Stege, kann die Flexibilität in einer gewünschten Raumrichtung eingestellt werden. Die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders lässt sich dabei auf einfache Weise herstellen und benötigt einen lediglich geringen Bauraum in einem Speichermodul zur Verbindung zweier Speicherzellen.
Insbesondere verlaufen die Stege zumindest abschnittsweise bezüglich der Längsachse parallel. In einer hiervon umfassten Variante können die Stege in Erstreckungsrichtung der Seitenwände die Seitenwände der beiden Anschlussteile auf kürzestem Weg miteinander verbinden. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Stege keinerlei Biegung aufweisen, sondern die Seitenwände geradlinig miteinander verbinden. Ein derartiger Speicherzellenverbinder lässt sich wahlweise durch Umformen oder durch Urformen, z. B. eine Strangpressung, herstellen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung verlaufen die Stege zumindest abschnittsweise bezüglich einer Querachse parallel, welche in der Ebene der Anschlussflächen der Anschlussteile orthogonal zu der Längsachse orientiert ist. Hierdurch lassen sich große Steglängen erreichen. Je größer die Länge der die Anschlussteile verbindenden Stege, desto größer wird die Flexibilität des erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung verlaufen die Stege symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse des Speicherzellenverbinders, die parallel zu der Längsachse verläuft. Ein derartiger Speicherzellenverbinder weist eine hohe Flexibilität in allen Raumrichtungen, d. h. parallel zur Längsachse, parallel zur Querachse und parallel zur Hochachse, auf. Aufgrund seiner symmetrischen Form kann der Speicherzellenverbinder einfach und kostengünstig hergestellt werden.
Gemäß einer alternativen Weiterbildung sind die Stege ineinander verzahnt angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine kompakte Geometrie bei dennoch hoher Elastizität. Insbesondere ist der zur Verfügung stehende Bauraum, d. h. der zwischen den Anschlussteilen bestehende Zwischenraum, optimal ausgenutzt. Bei dieser Variante lassen sich große Steglängen erzielen, so dass eine maximale Flexibilität des Speicherzellenverbinders in allen Raumrichtungen gewährleistet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung aller drei Ausführungsformen der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders ist vorgesehen, dass der Steg mit seinen gegenüberliegenden Stirnseiten in die Seitenwände übergeht. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Seitenwände in ihrer Erstreckungsrichtung, d. h. parallel zur Längsachse des Speicherzellenverbinders, nahtlos in einen jeweiligen Steg übergehen. Hierdurch ergibt sich eine einfache Geometrie des Speicherzellenverbinders. Die einfache Geometrie erleichtert die Herstellung des Speicherzellenverbinders. Darüber hinaus kann auf diese Weise der Bauraum minimiert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die Seitenwände der Anschlussteile und die Stege einstückig ausgebildet. Eine derartige Weiterbildung weist den Vorteil auf, dass der erfindungsgemäße Speicherzellenverbinder aus einer geringen Anzahl an Bauteilen, im Idealfall aus einem einzigen Stück Blech, gefertigt werden kann. Dies vereinfacht den Handlingaufwand.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die Stege und/oder die Seitenwände der Anschlussteile aus mehreren Lagen gebildet. Das Vorsehen zusätzlicher Lagen ermöglicht die Erhöhung der Stromtragfähigkeit des Speicherzellenverbinders, ohne die geometrischen Abmaße des Speicherzellenverbinders wesentlich erhöhen zu müssen. Dies resultiert unter anderem daraus, dass die Flächen bzw. Flächenabschnitte der Seitenwände und/oder Stege vorzugsweise orthogonal zu der Ebene der Anschlussflächen der Anschlussteile verlaufen. Durch die Höhe der Seitenwände und/oder die Materialstärke der Seitenwände, die den für den Stromfluss zur Verfügung stehenden Leitungsquerschnitt von einem Anschlussteil zum anderen Anschlussteil definiert, kann die Stromtragfähigkeit variiert werden, ohne die geometrischen Abmaße der Anschlussfläche des Anschlussteils variieren zu müssen.
Eine hohe Flexibilität der mehrlagigen Stege wird weiterhin dadurch erzielt, dass zwischen den Lagen eine reibungsmindernde Schicht vorgesehen ist. Die reibungsmindernde Schicht kann durch eine Folie oder ein auf eine der Lagen aufgebrachtes Schmiermittel gebildet sein.
Im Bereich der Anschlussteile sind die Lagen vorzugsweise durch Löten, Schweißen, Bonden oder Kleben miteinander verbunden, um die einzelnen Lagen möglichst niederohmig elektrisch miteinander zu verbinden.
Der Speicherzellenverbinder kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ein Verbundbauteil sein, bei dem einzelne Komponenten durch unterschiedliche Verfahren hergestellt sind. Als Herstellungsverfahren der einzelnen Komponenten können wahlweise Umformverfahren, wie z. B. Biegen, Drücken oder Ziehen, oder Urformverfahren, wie z. B. Strangpressen, zum Einsatz kommen. Darüber hinaus sind auch Trennverfahren, wie z. B. Stanzen, Laserschneiden, usw., in Kombination mit einem der vorher genannten Verfahren einsetzbar.
In einer zweiten Ausgestaltung umfasst ein erfindungsgemäßer Speicherzellenverbinder ein erstes zum Anschluss an ein Zellterminal einer ersten Speicherzelle gebildetes Anschlussteil, ein zweites zum Anschluss an ein Zellterminal einer zweiten Speicherzelle gebildetes Anschlussteil, und ein flexibles, zwischen den Anschlussteilen angeordnetes und die Anschlussteile elektrisch miteinander kontaktierendes Verbindungsteil. Der Speicherzellenverbinder gemäß der zweiten Variante zeichnet sich dadurch aus, dass das Verbindungsteil parallel zu der Ebene jeweiliger Anschlussflächen des ersten und des zweiten Anschlussteils mehrlagig ausgebildet ist.
Ein derartiger Speicherzellenverbinder lässt sich ausschließlich durch Trennverfahren und Umformverfahren herstellen. Der Speicherzellenverbinder lässt sich dabei gezielt bezüglich der Elastizität in einer Raumrichtung entsprechend der gewählten Geometrie des Verbindungsteils einstellen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Verbindungsteil zumindest eine Faltung auf. Unter einer Faltung wird eine Biegung eines ursprünglich flächigen Teils um 180° verstanden, so dass zwei Teilflächen (Flächenabschnitte) des gebogenen Teils parallel zueinander und in geringem Abstand zueinander benachbart sind.
Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die zumindest eine Faltung parallel und/oder senkrecht und/oder in einem 45°-Winkel relativ zu einer Längsachse, die von dem ersten Anschlussteil zu dem zweiten Anschlussteil weist, vorgesehen ist.
Alternativ oder zusätzlich weist das Verbindungsteil zumindest eine Biegung auf, die wahlweise parallel und/oder senkrecht zu der Längsachse des Speicherzellenverbinders vorgesehen ist.
Ein erfindungsgemäßer Speicherzellenverbinder umfasst gemäß einer dritten Ausgestaltung ein erstes zum Anschluss an ein Zellterminal einer ersten Speicherzelle gebildetes Anschlussteil, ein zweites zum Anschluss an ein Zellterminal einer zweiten Speicherzelle gebildetes Anschlussteil, und ein flexibles, die Anschlussteile elektrisch miteinander kontaktierendes Verbindungsteil. Der Speicherzellenverbinder zeichnet sich dadurch aus, dass das Verbindungsteil in der Ebene jeweiliger Anschlussflächen des ersten und des zweiten Anschlussteils angeordnet und mit deren Seitenkanten partiell verbunden ist.
Der Speicherzellenverbinder gemäß der dritten Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass dieser vollkommen plan ausgebildet werden kann. Eine erhöhte Flexibilität des Speicherzellenverbinders ergibt sich gegenüber einem herkömmlichen Speicherzellenverbinder, bei dem das Verbindungsteil die einander zugewandten Seitenkanten der Anschlussteile miteinander verbindet, dadurch, dass die Verbindung des Verbindungsteils mit den Seitenkanten der beiden Anschlussteile erfolgt. Durch die partielle Verbindung kann die Länge des Verbindungsteils gegenüber dem kürzesten Abstand der gegenüberliegenden Seitenkanten der Anschlussteile erhöht werden. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Flexibilität.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die partielle Verbindung in einander abgewandten hinteren Abschnitten der bezüglich der Längsachse hintereinander angeordneten Anschlussflächen vorgesehen. Hierdurch kann, wie bereits beschrieben, die Länge des Verbindungsteils zur Erhöhung der Flexibilität maximiert werden.
Die nachfolgend beschriebenen Weiterbildungen sind vorteilhafte Abwandlungen aller drei oben beschriebenen Varianten an Speicherzellenverbindern.
Um die Herstellung der erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinder einfach und kostengünstig realisieren zu können sowie weiterhin Übergangswiderstände minimal halten zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Anschlussteile und das Verbindungsteil einstückig ausgebildet sind. Als Material für die Anschlussteile und das Verbindungsteil kann prinzipiell jedes beliebige Metall oder Blech verwendet werden. Vorzugsweise wird das Material des Speicherzellenverbinders in Abhängigkeit des Materials der Zellterminals ausgewählt, um mit diesen eine möglichst widerstandsarme Verbindung herstellen zu können. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn eine Verschweißung von Speicherzellenverbinder und Anschlussterminals der Speicherzellen vorgesehen ist. Vorzugsweise erfolgt eine Verschweißung gleicher Materialien, da dann eine hervorragende Schweißverbindung auf einfache Weise erzielbar ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die den Speicherzellen zugewandten Anschlussflächen koplanar. Die Koplanarität des ersten und zweiten Anschlussteils ergibt sich durch die Anordnung der miteinander zu verbindenden Anschlussterminals. Sind die Flächen der miteinander elektrisch zu verbindenden Anschlussterminals zweier Speicherzellen nicht koplanar zueinander angeordnet, so ergibt sich eine daran angepasste relative Anordnung der Anschlussflächen der Anschlussteile zueinander.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinder kann durch eine beliebige Kombination von Trennverfahren, Umformverfahren oder Urformverfahren erfolgen. Als Trennverfahren können Stanzen, Schneiden, Laserschneiden, usw. zum Einsatz kommen. Als Umformverfahren kommen insbesondere Verfahren wie Biegen, Drücken, Ziehen in Betracht. Eine Urformung erfolgt beispielsweise durch Strangpressen.
Die Erfindung schafft weiterhin ein Speichermodul mit zumindest zwei nebeneinander gegenpolig angeordneten Speicherzellen, die toleranzbehaftet in einem Anschlussbereich angeordnet und über einen Speicherzellenverbinder elektrisch miteinander verbunden sind. Das erfindungsgemäße Speicherzellenmodul zeichnet sich dadurch aus, dass der Speicherzellenverbinder gemäß der obigen Beschreibung ausgebildet ist.
Bei einem erfindungsgemäßen Speichermodul ist sichergestellt, dass die zwischen den Anschlussterminals zweier Speicherzellen hergestellte Verbindung auch bei hohen dynamischen Belastungen über die Lebensdauer des Speichermoduls hergestellt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung erläutert. Dabei sind in den Zeichnungen gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:
1a, 1b eine Draufsicht sowie eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels,
1c eine perspektivische Darstellung einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels,
2a, 2b eine Draufsicht sowie eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels,
2c eine perspektivische Darstellung einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels,
3a, 3b eine Draufsicht sowie eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels,
3c, 3d Abwandlungen des dritten Ausführungsbeispiels, jeweils in einer perspektivischen Darstellung,
4a, 4b eine Draufsicht sowie eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels,
5a, 5b eine Draufsicht sowie eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels,
6a, 6b, 6c eine Draufsicht, eine perspektivische Darstellung sowie eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels,
7a, 7b, 7c, 7d eine Draufsicht, eine perspektivische Darstellung, eine Seitenansicht sowie eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines siebten Ausführungsbeispiels,
8a, 8b, 8c, 8d eine Draufsicht, eine perspektivische Darstellung, eine Seitenansicht sowie eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines achten Ausführungsbeispiels,
9a, 9b eine Draufsicht sowie eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines neunten Ausführungsbeispiels,
10a, 10b eine Seitenansicht und eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines zehnten Ausführungsbeispiels,
11a, 11b, 11c, 11d eine Draufsicht, eine perspektivische Darstellung und zwei Seitenansichten eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines elften Ausführungsbeispiels,
12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f eine Draufsicht, zwei perspektivische Darstellungen, zwei Seitenansichten und eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines zwölften Ausführungsbeispiels,
13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f eine Draufsicht, zwei perspektivische Darstellungen, zwei Seitenansichten und eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines 13. Ausführungsbeispiels,
14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f eine Draufsicht, zwei perspektivische Darstellungen, zwei Seitenansichten und eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines 14. Ausführungsbeispiels,
15a, 15b eine Seitenansicht und eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß eines 15. Ausführungsbeispiels, und
16a, 16b, 16c zwei über ein erfindungsgemäßes Speicherzellenmodul elektrisch verbundene Speicherzellen eines Speichermoduls in einer Draufsicht, einer Seitenansicht und einer perspektivischen Darstellung.
1a zeigt in einer Draufsicht einen Speicherzellenverbinder 1 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels einer ersten Variante von Speicherzellenverbindern. 1b zeigt den Speicherzellenverbinder 1 von 1a in einer perspektivischen Darstellung. Der Speicherzellenverbinder 1 besteht aus einem ersten Anschlussteil 10, einem zweiten Anschlussteil 20 und einem zwischen den Anschlussteilen 10, 20 angeordneten und die beiden Anschlussteile 10, 20 elektrisch miteinander verbindenden Verbindungsteil 30. Über die beiden Anschlussteile 10, 20 kann der Speicherzellenverbinder an jeweilige Zellterminals zweier benachbart angeordneter Speicherzellen angebunden werden. Die prinzipiell beliebig herstellbare Verbindung zwischen den Anschlussteilen 10, 20 und den Anschlussterminals der Speicherzellen erfolgt über Anschlussflächen 19, 29 auf der in 1a dem Betrachter abgewandten Rückseiten der Anschlussteile 10, 20. Als Anschlussfläche kann dabei der gesamte Flächenbereich der Anschlussteile 10, 20 genutzt werden.
Die Verbindung der Anschlussflächen 19, 29 der Anschlussteile 10, 20 mit den Anschlussterminals der beiden benachbarten Speicherzellen kann – wie bereits erläutert – mit einer beliebigen, geeigneten Verbindungstechnik erfolgen. Die Herstellung der Verbindung kann allgemein formschlüssiger, stoffschlüssiger oder kraftschlüssiger Natur sein. Die Verbindungen können beispielsweise durch Schrauben, Löten oder Laserschweißen realisiert sein.
Im ersten Ausführungsbeispiel – wie auch in den weiteren Ausführungsbeispielen – sind in den Anschlussteilen 10, 20 optionale Ausnehmungen 15, 25 eingezeichnet. Diese auch als Schlüssellöcher bekannten Ausnehmungen 15, 25 dienen zur Zentrierung des Speicherzellenverbinders während der Herstellung der Verbindung zu den Anschlussterminals der Speicherzellen. Darüber hinaus kann durch die Ausnehmungen 15, 25 hindurch während der Herstellung eine Spannungsmessung erfolgen. Grundsätzlich sind die Ausnehmungen 15, 25 für die Funktion des Speicherzellenverbinders 1 sowie für die Herstellung der Verbindung zu den Anschlussterminals jedoch nicht zwingend notwendig.
Wenn in der weiteren Beschreibung von einer Längsachse, einer Querachse und einer Hochachse die Rede ist, so bezieht sich das auf die in den 1a und 1b eingezeichneten Koordinatensysteme, welche für alle Ausführungsbeispiele identisch sind. In der vorliegenden Beschreibung entspricht die y-Achse dabei einer Längsachse des Zellverbinders. Die x-Achse entspricht einer Querachse. Längs- und Querachse liegen dabei in einer Ebene parallel zu den Anschlussflächen 19, 29 der Anschlussteile 10, 20. Die z-Achse erstreckt sich aus der Blattebene auf den Betrachter heraus und steht senkrecht zur x- und y-Achse.
Das Koordinatensystem ist in der gezeigten Darstellung dabei nicht an dem Speicherzellenverbinder, sondern an einem mit Speicherzellenverbindern ausgestatteten Speichermodul und dessen Orientierung in einem Kraftfahrzeug orientiert, so dass die x-Achse, die die Querachse des Speicherzellenverbinders repräsentiert, der Fahrzeuglängsachse entspricht. In entsprechender Weise entspricht die y-Achse, welche die Längsachse des Speicherzellenverbinders darstellt, einer Fahrzeugquerachse. Die z-Achse entspricht einer Hochachse eines Kraftfahrzeugs. Es sei angemerkt, dass diese Wahl lediglich beispielhaft ist.
Das erste und das zweite Anschlussteil 10, 20 weisen an ihren gegenüberliegenden Seitenkanten 11, 12 bzw. 21, 22, welche sich in Längsachsenrichtung (y-Achse) erstrecken, jeweils eine Seitenwand 13, 14 bzw. 23, 24 auf. Die einander zugewandten Enden bzw. Stirnseiten der Seitenwände 13 und 23 bzw. 14 und 24 sind über jeweilige Stege 33, 34 des Verbindungsteils miteinander verbunden. Vorzugsweise sind die Seitenwände 13, 23 des Anschlussteils 10 und des Anschlussteils 20 sowie der Steg 33 des Verbindungsteils 30 einstückig ausgebildet, so dass die Seitenwände 13, 23 nahtlos in den Steg 33 übergehen. Dementsprechend weisen die Seitenwände 13, 23 und der Steg 33 einen identischen Querschnitt auf. In entsprechender Weise sind die Seitenwände 14, 24 einstückig mit dem Steg 34 des Verbindungsteils 30 ausgebildet und gehen nahtlos in diesen über. Ebenso sind die Querschnitte der Seitenwände 14, 24 und des Stegs 34 identisch ausgebildet. Optional sind auch die Anschlussflächen 19, 29 einstückig mit den jeweiligen Seitenwänden ausgebildet, so dass der Speicherzellenverbinder 1 insgesamt einstückig ist.
Wie aus der perspektivischen Darstellung der 1b gut ersichtlich ist, sind sowohl die Seitenwände 13, 14, 23, 24 als auch die Stege 33, 34 aus der Ebene der Anschlussflächen 19, 29 der Anschlussteile 10, 20 herausgeführt. Durch die Höhe der Seitenwände 13, 14, 23, 24 und der Stege 33, 34 (d. h. die Erstreckung in z-Richtung) kann dabei der für den Stromfluss zur Verfügung stehende Leitungsquerschnitt festgelegt werden, ohne die geometrischen Abmaße des Speicherzellenverbinders in x- und y-Richtung erhöhen zu müssen. Dadurch weist der Speicherzellenverbinder eine hohe Stromtragfähigkeit auf. Es lassen sich problemlos Leitungsquerschnitte in der Größenordnung von 40 mm² bis 50 mm² bereitstellen. Ebenso könnte die Dicke (d. h. die Erstreckung in x-Richtung) der Seitenwände zur Bereitstellung einer gewünschten Stromtragfähigkeit variiert werden.
Wie aus der Draufsicht der 1a ohne Weiteres ersichtlich ist, verlaufen die Stege 33, 34 nicht auf dem kürzesten Wege zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenwänden 13, 23 bzw. 14, 24, sondern weisen jeweils eine in den Flächenbereich des Verbindungsteils 30 gerichtete „Welle” auf. Dadurch, dass die Wellen der Stege 33, 34 in Längsachsenrichtung (y-Achse) versetzt zueinander vorgesehen sind, ergibt sich eine Art „Verzahnung”.
Die konstruktive Gestalt des Verbindungsteils 30 ergibt eine hohe Elastizität des Speicherzellenverbinders in x-, y- und z-Richtung. Dies resultiert im Wesentlichen aus der sehr viel größeren Länge eines jeweils abgewickelten Stegs 33, 34 gegenüber dem tatsächlichen Abstand der Anschlussteile 10, 20. Wie ohne Weiteres ersichtlich ist, ist der in x-, y- und z-Richtung benötigte Platz bzw. Bauraum ebenfalls minimal.
Wie aus der perspektivischen Darstellung der 1b hervorgeht, weist der Speicherzellenverbinder 1 in Längsachsenrichtung (in Richtung der y-Achse) den Querschnitt eines Doppel-T auf. Um den Speicherzellenverbinder einstückig herstellen zu können, kann zunächst ein Strangpressteil hergestellt werden, bei dem die Stege 33, 34 zunächst in der Achse der Seitenwände 13, 23 bzw. 14, 24 liegen. Die Wellen der Stege 33, 34 können durch einen Präge- oder Biegeprozess eingebracht werden.
Für den Fall, dass die Seitenwände/Stege separat von den Anschlussflächen hergestellt werden, könnten diese miteinander verschweißt werden. Die Verschweißung kann vor oder nach der Herstellung der Wellen durch Biegen erfolgen.
Das Material des Speicherzellenverbinders kann prinzipiell beliebig gewählt werden. Vorzugsweise ist der Speicherzellenverbinder aus Aluminium, Kupfer, Stahl oder einer Legierung davon hergestellt. Es ist vorteilhaft, das Material des Speicherzellenverbinders an das Material der Zellterminals der Speicherzellen anzupassen, um geringstmögliche Übergangswiderstände zu erzielen.
1c zeigt eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Darstellung. Der Speicherzellenverbinder 1 der Abwandlung ist als mehrlagiges Biegeteil ausgebildet. Dabei weisen die Seitenwände 13, 14, 23, 24 sowie die Stege 33, 34 beispielhaft jeweils zwei Lagen auf. Eine innere Lage der Seitenwand 13 ist mit 17a, eine innere Lage der Seitenwand 14 mit 17b, eine äußere Lage der Seitenwand 13 mit 18a und eine äußere Lage der Seitenwand 14 mit 18b gekennzeichnet. In entsprechender Weise ist eine innere Lage der Seitenwand 23 mit 27a, eine innere Lage der Seitenwand 24 mit 27b, eine äußere Lage der Seitenwand 23 mit 28 und eine äußere Lage der Seitenwand 24 mit 28b gekennzeichnet. Eine innere Lage des Stegs 33 ist mit 37, eine innere Lage des Stegs 34 mit 37b, eine äußere Lage des Stegs 33 mit 38a und eine äußere Lage des Stegs 34 mit 38b gekennzeichnet.
Die inneren Lagen 17a, 17b, 27a, 27b sind durch eine 90°-Biegung gegenüber den Anschlussflächen 19, 29 der Anschlussteile 10, 20 erzeugt. Wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist die innere Lage 37a einstückig mit den inneren Lagen 17a und 27a der Seitenwände 13, 23 ausgebildet. In entsprechender Weise sind die inneren Lagen 17b, 27b einstückig mit der inneren Lage 37b des Stegs 34 ausgebildet. Die äußeren Lagen 18a, 28a und 38a sind ebenfalls einstückig ausgebildet. Dabei erfolgt eine stoffschlüssige Verbindung der äußeren Lage mit der inneren Lage lediglich im Bereich der Anschlussteile 18, 20, d. h. mit den inneren Lagen 17a, 27a der Seitenwände 13, 23 (in der perspektivischen Darstellung nicht ersichtlich).
In der beschriebenen Weise sind die äußeren Lagen 18b der Seitenwand 14, 28b der Seitenwand 24 und 38b des Stegs 34 einstückig ausgebildet. Eine mit dem Bezugszeichen 50 gekennzeichnete stoffschlüssige Verbindung erfolgt im Bereich der Anschlussteile 10, 20 mit den inneren Lagen 17b und 27b.
Im Bereich des Verbindungsteils 30 erfolgt keine mechanische Verbindung zwischen den inneren und äußeren Lagen. Vielmehr ist es vorteilhaft, wenn zwischen diesen eine reibungsmindernde Folie oder ein Schmierstoff vorgesehen ist. Nach der Herstellung der Verbindung von äußeren und inneren Lagen erfolgt ein Biegeprozess zur Herstellung der bereits in Verbindung mit 1a und 1b gezeigten Wellenform.
Der Vorteil der in 1c gezeigten Abwandlung besteht darin, dass die Stromtragfähigkeit durch den vergrößerten Leitungsquerschnitt aufgrund der zusätzlichen äußeren Lage erhöht ist. Die äußeren Lagen sind in 1c beispielhaft in etwa symmetrisch bezüglich der orthogonal verlaufenden Anschlussflächen 19, 29 angeordnet, um einen erhöhten Querschnitt für den Stromfluss bei minimalem Bauraum in z-Richtung bereit zu stellen. Da die äußeren und inneren Lagen im Bereich des Verbindungsteils 30 keine mechanische Verbindung zueinander aufweisen, ist die Flexibilität dieses mehrlagigen, ausschließlich durch Trenn- und Umformverfahren herstellbaren Speicherzellenverbinders in allen Raumrichtungen des Koordinatensystems ähnlich hoch wie im Ausführungsbeispiel der 1a. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass zur Herstellung des Speicherzellenverbinders 1 kein Strangpressverfahren notwendig ist.
In den 2a und 2b ist ein erfindungsgemäßer Speicherzellenverbinder gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der ersten Variante von Speicherzellenverbindern in Draufsicht und in perspektivischer Darstellung gezeigt. Im Unterschied zu dem in Verbindung mit 1a gezeigten Speicherzellenverbinder ist dieser bezüglich seiner Längsachse (y-Richtung) symmetrisch aufgebaut. Dies bedeutet, die in die Stege 33, 34 eingebrachten Wellen sind gegenüberliegend. Der hieraus resultierende Speicherzellenverbinder weist eine hohe Elastizität in x-, y- und z-Richtung auf, wobei der benötigte Bauraum minimal ist.
Wie aus der perspektivischen Darstellung der 2b ersichtlich ist, sind die Seitenränder 13, 23, 14, 24 gegenüber den Anschlussflächen 19, 29 gebogen. Dabei nehmen die Seitenwände 13, 23, 14, 24 gegenüber den Anschlussflächen 19, 29 einen 90°-Winkel ein. Der Vorteil gegenüber der in 1a, 1b gezeigten ersten Ausführungsvariante besteht darin, dass eine kostengünstigere Fertigung, allein durch einen Stanz- und Biegeprozess möglich ist.
2c zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß den 2a und 2b. Dabei ist wiederum eine zweilagige Ausführung gezeigt, bei der eine äußere Lage 18a, 28a auf die inneren Lagen 17a, 27a der Seitenwände 13, 23 aufgebracht ist. In entsprechender Weise sind auch die Seitenwände 14, 24 durch innere (17b, 27b) und äußere (18b, 28b) Lagen gebildet, welche einstückig mit einer inneren Lage 37b und einer äußeren Lage 38b des Stegs 34 ausgebildet sind. Eine Verschweißung ist wieder im Bereich der Anschlussteile 10, 20 vorgesehen und mit dem Bezugszeichen 50 gekennzeichnet. Wie im voran beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß 1c ist im Bereich des Verbindungsteils 30 eine mechanische Verbindung zwischen innerer und äußerer Lage nicht vorgesehen.
Mit Ausnahme der beschriebenen Verschweißung kann der in 2c gezeigte Speicherzellenverbinder durch aufeinander folgende Umformschritte hergestellt werden.
3a und 3b zeigen einen erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinder 1 gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels der ersten Variante von Speicherzellenverbinder. 3a zeigt diesen in einer Draufsicht, 3b zeigt eine perspektivische Darstellung. Der Speicherzellenverbinder 1 ist als einfaches Biegeteil ausgebildet, bei dem die Stege 33, 34 des Verbindungsteils 30 die um 90° gegenüber den Anschlussflächen 19, 29 verbogenen Seitenwände 13, 23 bzw. 14, 24 geradlinig miteinander verbinden. Ein derartiger Speicherzellenverbinder weist eine hohe Elastizität in Querachsenrichtung (x-Richtung) auf. Der in x- und y-Richtung benötigte Bauraum ist minimal. Die Stromtragfähigkeit des Speicherzellenverbinders bemisst sich nach der Dicke des Metall- oder Blechteils, aus dem das Bauteil hergestellt ist, sowie der Höhe (d. h. der Erstreckung in z-Richtung) der Seitenwände.
3c zeigt eine Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels, bei dem die Seitenwände 13, 23, 14, 24 sowie die Stege 33, 34 zweilagig ausgebildet sind. Als Ausgangsbauteil kann dabei das in 3a, 3b gezeigte Bauteil herangezogen werden, bei dem die äußeren Lagen, z. B. Metallstreifen, als äußere Lage stoffschlüssig im Bereich der Anschlussteile 10, 20 verbunden werden.
Eine weitere Abwandlung des Grundprinzips des dritten Ausführungsbeispiels ist in 3d gezeigt. Dabei weist der Speicherzellenverbinder 1 im Querschnitt die bereits erläuterte Gestalt eines Doppel-T auf. Der Speicherzellenverbinder 1 kann auf einfache Weise als Strangpressteil hergestellt werden. Umformverfahren sind aufgrund des geraden Verlaufs der Stege nicht notwendig.
Die in den 1c, 2c und 3c beschriebenen Ausführungsbeispiele können in Verbundbauweise realisiert werden. Diese ermöglicht neben den Vorteilen der Mehrlagigkeit materialspezifische Vorteile in der Konstruktion. Beispielsweise können die äußeren Lagen in einem anderen Material als die inneren Lagen und damit die Anschlussflächen gefertigt werden. Hierdurch können mechanische, thermische, elektrische und chemische Eigenschaften der einzelnen Materialelemente gezielt ausgenutzt werden. Ebenso ist es möglich, die unterschiedlichen Komponenten dieser Speicherzellenverbinder auf unterschiedliche Weise herzustellen.
In den 4a und 4b ist ein erfindungsgemäßer Speicherzellenverbinder 1 in einem vierten Ausführungsbeispiel gemäß der ersten Variante in einer Draufsicht sowie in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Dabei ist jedes der Anschlussteile 10, 20 mit lediglich einer Seitenwand 13, 24 versehen, wobei diese bezüglich der Längsachse des Speicherzellenverbinders 1 an den gegenüberliegenden Seitenkanten 11 bzw. 22 vorgesehen sind. Die einander zugewandten Stirnseiten der Seitenwände 13, 24 sind über einen Steg 31 miteinander verbunden. Die Seitenwände 13, 24 sowie der Steg 31 sind vorzugsweise einstückig miteinander ausgebildet. Weiter bevorzugt sind auch die Anschlussflächen 19, 29 der Anschlussteile 10, 20 einstückig mit den Seitenwänden 13, 24 sowie dem Steg 31 ausgebildet. Bei dem im Ausführungsbeispiel dargestellten Stufen-Profil des Stegs 31 betragen die mit 44 gekennzeichneten Winkel jeweils 90°. Es versteht sich, dass die Winkel 44 auch davon abweichend gewählt sein könnten. Beispielsweise könnte das Profil des Stegs 31 auch Z-förmig ausgebildet sein. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ergibt sich eine hohe Elastizität in x- und y-Richtung. Der erforderliche Bauraum in x- und y-Richtung ist minimal. Der Speicherzellenverbinder kann auf einfache Weise als Stanz- und Biegeteil hergestellt werden.
In dem in den 5a und 5b in einer Draufsicht und einer perspektivischen Darstellung gezeigten fünften Ausführungsbeispiel der ersten Variante von Speicherzellenverbindern ist der Steg 31 als S-Profil ausgebildet. Dabei weist der Steg 31 drei parallel verlaufende Abschnitte auf, die sich in Längsachsenrichtung vom Anschlussteil 10 zum Anschlussteil 20 erstrecken und über halbkreisförmige Bögen miteinander verbunden sind. Hierdurch ergibt sich eine hohe Elastizität in x- und y-Richtung. Die Elastizität ist im Vergleich zu dem in 4a und 4b gezeigten Speicherzellenverbinder größer, da die Länge des Steges 31, der für die Feder- und Elastizitätseigenschaften verantwortlich ist, größer ist. Der Speicherzellenverbinder 1 des fünften Ausführungsbeispiels kann als Stanz- und Biegeteil hergestellt werden.
Während bei den in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen der oder die Stege 31 bzw. 33, 34 sich in einer Ebene erstrecken, die parallel zu den Anschlussflächen 19, 29 liegt (d. h. parallel zu der x-y-Ebene des gewählten Koordinatensystems), erstreckt sich der jeweilige Steg 31 der Ausführungsbeispiele in den 6, 7 und 8 in der x-z-Ebene des gewählten Koordinatensystems, d. h. parallel zu einer Ebene, welche orthogonal zu der Längsachse (y-Achse) des Speicherzellenverbinders 1 gelegen ist.
In den 6a, 6b und 6c ist ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders 1 gemäß der ersten Variante von Speicherzellenverbindern dargestellt, wobei einmal eine Draufsicht, eine perspektivische Darstellung und eine Seitenansicht gezeigt sind. Der Speicherzellenverbinder 1 besteht wiederum aus den Anschlussteilen 10, 20 und dem dazwischen angeordneten flexiblen Verbindungsteil 30. Die Anschlussteile 10, 20 weisen jeweils eine Seitenwand 13, 24 auf, welche bezüglich der Längsachse (y-Achse) des Speicherzellenverbinders 1 an den gegenüberliegenden Seitenkanten 11, 22 durch Verbiegen um 90° erzeugt sind. Die Seitenwand 13 weist ein freies Ende 16 auf, welches sich in dem Bereich des Verbindungsteils 30 erstreckt. In entsprechender Weise weist die Seitenwand 24 ein freies Ende 26 auf, das sich ebenfalls in den freien Bereich des Verbindungsteils 30 erstreckt. Bezüglich der Längsachse (y-Achse) liegen die beiden freien Enden 16, 26 im Bereich des Verbindungsteils 30 gegenüber. Der Steg 31 verbindet die freien Enden 16, 26 auf kürzestem Wege miteinander. Der Steg 31 kommt dabei, wie dies am Besten aus 6c hervorgeht, in der Ebene der Anschlussflächen 19, 29 zum Liegen. Der gezeigte Speicherzellenverbinder weist in z- und x-Richtung eine hohe Elastizität auf. Sein Bauraum ist minimal in x- und y-Richtung.
Das in den 7a, 7b, 7c und 7d gezeigte siebte Ausführungsbeispiel gemäß der ersten Variante von Speicherzellenverbindern ist gegenüber dem sechsten Ausführungsbeispiel dahingehend abgewandelt, dass der Steg 31 als Wellen-Profil ausgebildet ist. Das Wellenprofil kann besonders gut aus der Frontansicht der 7d ersehen werden. Die Wellen 32 weisen lediglich beispielhaft eine den Seitenwänden 13, 24 entsprechende Höhe auf. Dieser Speicherzellenverbinder weist eine hohe Elastizität in x- und z-Richtung auf. Der Bauraum ist minimal in x- und y-Richtung. Der Speicherzellenverbinder kann durch einen Stanz- und mehrfache Biegeprozesse hergestellt werden.
Bei dem in den 8a, 8b, 8c und 8d dargestellten achten Ausführungsbeispiels gemäß der ersten Variante von Speicherzellenverbindern ist der Steg 31 ebenfalls als Wellen-Profil ausgebildet. Im Gegensatz zum vorangegangenen, in den 7a bis 7d gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst dieser jedoch lediglich eine Welle. Darüber hinaus sind die Seitenwände 13, 24 gegenüber den Anschlussflächen 19, 29 nicht um 90°, sondern um beispielhaft lediglich 45° verbogen. Diese diagonale Anordnung der Seitenwände 13, 24 ermöglicht eine optimale Ausnutzung eines Bauraums in der z-x-Ebene. Bei gleicher Höhe der Seitenwände/freien Enden in z-Richtung kann eine höhere Stromtragfähigkeit gegenüber einer Biegung um 90° erzielt werden. Die Elastizität des Speicherzellenverbinders ist in z- und x-Richtung hoch. Der Bauraum ist insbesondere in y-Richtung minimal.
Die 9a und 9b zeigen ein neuntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders 1 gemäß einer zweiten Variante von Speicherzellenverbindern. Bei diesem Speicherzellenverbinder ist das Verbindungsteil 30 in der Ebene der Anschlussflächen der Anschlussteile 10, 20 angeordnet und mit deren Seitenkanten 11, 12 bzw. 21, 22 partiell verbunden. Die partielle Verbindung ist in den einander abgewandten hinteren Flächenabschnitten der bezüglich der Längsachse (y-Achse) hintereinander angeordneten Anschlussteilen 10, 20 vorgesehen. Der Speicherzellenverbinder 1 lässt sich auf einfache Weise durch eine Stanzung herstellen. Der Bauraum ist in y- und z-Richtung minimal. Seine Elastizität ist in Hochachsenrichtung (z-Achse) hoch, da die Länge l der Verbindungsstege 35, 36 größer ist als der Abstand zwischen den Anschlussteilen 10, 20. Je größer die Schlitze 39, 40 zur lediglich partiellen Verbindung der Stege 35, 36 mit den Anschlussteilen 10, 20 erzeugt werden, desto größer ist die Länge der Stege und damit die Elastizität des Speicherzellenverbinders in z-Richtung.
In den 10 bis 15 sind Ausführungsbeispiele einer dritten Variante von Speicherzellenverbindern dargestellt, bei denen das Verbindungsteil parallel zu der Ebene jeweiliger Anschlussflächen des ersten und des zweiten Anschlussteils mehrlagig ausgebildet ist. Die Mehrlagigkeit ist insbesondere durch wenigstens eine Faltung und/oder eine Biegung hergestellt. Die Faltungen können parallel und/oder senkrecht und/oder in einem Winkel relativ zu der Längsachse (y-Achse) vorgesehen sein. In entsprechender Weise können die Biegungen parallel und/oder senkrecht zu der Längsachse des Speicherzellenverbinders realisiert sein. Eine Faltung unterscheidet sich von einer Biegung dadurch, dass die Faltung eine Biegung um 180° des bearbeiteten Blech- oder Metallabschnitts ist. Dabei kommen Teilflächen des gefalteten Metall- oder Blechteils unmittelbar benachbart und parallel zueinander zum Liegen. Demgegenüber wird bei einer Biegung des Blech- oder Metallteils dieses in einem Winkel von weniger als 180° verformt. Die Herstellung der Speicherzellenverbinder kann aus einem einzigen Blech- oder Metallteil erfolgen, wobei ausschließlich Umformverfahren zum Einsatz gebracht werden müssen.
Die 10a und 10b zeigen ein zehntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß der dritten Variante. Dabei sind eine Seitenansicht sowie eine perspektivische Ansicht dargestellt. Aus diesen ist gut erkennbar, dass das Verbindungsteils 30 in Gestalt eines s-förmigen Profils ausgebildet ist. Das Verbindungsteil 30 weist eine doppelte Faltung auf, so dass drei Flächenabschnitte 45, 46, 47 parallel zueinander zum Liegen kommen. Der mittlere der drei Flächenabschnitte 46 liegt dabei in der Ebene der Anschlussteile 19, 20. Die beiden äußeren Flächenabschnitte 45, 47 sind durch eine jeweilige Biegung 48, 49 gegenüber den Ebenen der Flächenabschnitte versetzt. Der Speicherzellenverbinder 1 kann wahlweise durch Biegung oder als Strangpressteil hergestellt sein. Wie ohne Weiteres aus den Figuren ersichtlich ist, erfolgt – im Falle der Herstellung durch Umformung – eine vierfache Biegung längs der Querachse (x-Achse) des Speicherzellenverbinders. Der in den 10a, 10b gezeigte Speicherzellenverbinder 1 weist eine hohe Elastizität in Hochachsenrichtung (z-Richtung) auf. Der Bauraum ist in allen Raumachsen minimal.
Die 11a, 11b, 11c, 11d zeigen ein elftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders 1 gemäß der dritten Variante. Der Speicherzellenverbinder 1 weist, wie am Besten aus der perspektivischen Darstellung der 11b hervorgeht, ein c-Profil auf. Das Verbindungsteil 30 ist durch eine einfache Faltung 41 längs der Längsachse (y-Achse) erzeugt. An den von der Faltung 41 entfernten Hälften (oder allgemein Enden) sind die Flächenabschnitte 45, 46 mit den Anschlussteilen 10, 20 verbunden. Die Anschlussteile 10, 20 sind dabei jeweils gegenüber den Flächenabschnitten 45, 46 versetzt (Bezugszeichen 48, 49), so dass deren Flächenabschnitte 19, 29 wiederum in einer Ebene zum Liegen kommen. Die 11c und 11d zeigen den Speicherzellenverbinder in einer Seitenansicht von links und rechts, aus der insbesondere der Versatz der Anschlussteile 10, 20 gegenüber den Flächenabschnitten 45, 46 des Verbindungsteils 30 hervorgeht. Der beschriebene Speicherzellenverbinder weist eine hohe Elastizität in Hochachsenrichtung (z-Achse) auf. Der Bauraum ist in allen Erstreckungsrichtungen (x-, y-, z-Richtung) minimal.
Die 12a bis 12f zeigen ein zwölftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß der dritten Variante. Dargestellt sind eine Draufsicht (12a), zwei perspektivische Ansichten (12b, 12c), zwei Seitenansichten (12d, 12e) und eine Ansicht von vorne (12f). Das Verbindungsteil 30 ist in dieser Ausgestaltungsvariante als e-Profil ausgebildet. Dies geht am Besten aus der perspektivischen Darstellung der 12b sowie der Frontalansicht in 12f hervor. Dieser Speicherzellenverbinder weist eine hohe Elastizität in z-Richtung auf, wobei der Bauraum in allen Erstreckungsrichtungen des in 12a gezeigten Koordinatensystems minimal ist.
Das Verbindungsteil 30 ist durch eine zweifache Faltung 41, 42 erzeugt. Die Faltungen 41, 42 sind jeweils durch Biegung in Längsachsenrichtung (y-Achse) erzeugt. Das Anschlussteil 20 ist dabei mit der mittleren der durch Faltung entstandenen Flächenabschnitte 46 verbunden. Der Flächenabschnitt 46 und das Anschlussteil 20 liegen dabei in einer Ebene. Dies ist am Besten aus 12b ersichtlich. Das Anschlussteil 10 ist mit dem untersten, durch Faltung entstandenen Flächenabschnitt 47 verbunden, wobei das Anschlussteil 10 und der Flächenabschnitt 47 durch eine Biegung 48 zueinander versetzt angeordnet sind. Hierdurch kommen die Anschlussflächen 19 und 29 der Anschlussteile 10 und 20 wiederum in einer Ebene zum Liegen.
Der in den 13a bis 13f dargestellte Speicherzellenverbinder, der ein 13. Ausführungsbeispiel darstellt, ist eine Kombination aus einem e- und einem s-Profil, wie dieses in den 10 und 12 bereits erläutert wurde. Dargestellt sind wiederum eine Draufsicht (13a), zwei perspektivische Darstellung (13b, 13c), zwei Seitenansichten (13d, 13e) sowie eine Ansicht von vorne (13f). Der Speicherzellenverbinder weist eine hohe Elastizität in z-Richtung auf. Das Anschlussteil 20 ist wiederum in einer Ebene mit dem durch Faltung erzeugten mittleren Flächenabschnitt 46 gelegen. Die Faltung zur Erzeugung der Flächenabschnitte 45, 46 erfolgt hierbei in Querachsenrichtung (x-Achse). Demgegenüber erfolgt die Faltung zur Erzeugung der Flächenabschnitte 46, 47 in Längsachsenrichtung (y-Richtung). Der Flächenabschnitt 47 und das Anschlussteil 10 sind wiederum zueinander versetzt (Bezugszeichen 48), so dass die Anschlussflächen 19, 29 in einer Ebene zum Liegen kommen.
Die 14a bis 14f zeigen ein 14. Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders gemäß der dritten Variante. In 14a ist eine Draufsicht auf den Speicherzellenverbinder dargestellt. 14b, 14c zeigen jeweils perspektivische Darstellungen. Die 14d, 14e zeigen Seitenansichten und 14f zeigt eine Ansicht von vorne. Der Speicherzellenverbinder weist ein Falt-Profil auf, bei dem die Faltungen 41, 42 in einem 45°-Winkel zur Längsachsenrichtung (d. h. längs der y-Achse) gefaltet sind. Eine Faltung 43 ist längs der y-Achse gefaltet. Die mehrfache Faltung in Verbindung mit einer mittigen und zwei diagonalen Faltungen ermöglicht eine hohe Elastizität in z- und y-Richtung. Der Bauraum ist minimal in x- und y-Richtung.
Die 15a und 15b zeigen ein 15. Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders, bei dem das Verbindungsteil 30 als Omega-Profil ausgebildet ist. Dieses kann wahlweise durch Umformen oder durch Strangpressen erzeugt werden.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele von Speicherzellenverbindern können weiterhin durch mehrlagige Ausführung oder durch Schlitzung einzelner Flächenabschnitte in x- oder y-Richtung variiert werden, um die Flexibilität weiter zu erhöhen. Die Schlitze können beispielsweise durch einen Laser erzeugt sein. Hierdurch wird die Flexibilität erhöht, obwohl der Leitungsquerschnitt nur geringfügig reduziert wird.
Die 16a, 16b und 16c zeigen einen Teil eines erfindungsgemäßen Speichermoduls, in dem der Einsatz eines erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinders illustriert wird. Dargestellt sind eine Aufsicht (16a), eine Seitenansicht (16b) sowie eine perspektivische Darstellung (16c) von zwei Speicherzellen 100, 200, welche über einen Speicherzellenverbinder 1 elektrisch miteinander verschaltet sind.
Die Speicherzellen 100, 200 sind derart nebeneinander angeordnet, dass gegenpolige Zellterminals 101, 202 benachbart zum Liegen kommen und über den Speicherzellenverbinder 1 verbunden werden können. An den gegenüberliegenden Enden der jeweiligen Speicherzellen 100, 200 sind die jeweils zweiten, nicht angeschlossenen Zellterminals 102 und 201 entgegengesetzter Polarität ersichtlich. Wie aus den Figuren ohne Weiteres erkennbar ist, weisen die Zellterminals 101, 102, 201, 202 eine beispielhaft rechteckige Gestalt auf, die in der Praxis jedoch auch anders sein kann. Die Zellterminals 101, 102, 201, 202 bestehen aus einem Metall, wie z. B. Aluminium oder Kupfer oder Stahl oder einer Legierung davon. Die Zellterminals einer Speicherzelle sind bevorzugt aus dem gleichen Material gebildet, wobei dies in der Praxis auch anders sein kann.
Zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen den Zellterminals 101 und 202 der Speicherzellen 100, 200 wird der Speicherzellenverbinder 1, der beispielhaft der ersten Variante aus den 1a, 1b entspricht, mit seinen Anschlussflächen 19, 29 auf die Zellterminals 101, 202 aufgesetzt. Die Herstellung der elektrischen Verbindung erfolgt durch Stoffschluss oder Kraftschluss oder Formschluss zwischen den Anschlussflächen 19, 29 und den Zellterminals 101, 202. Beispielsweise kann eine stoffschlüssige Verbindung durch eine Laserschweißung hergestellt werden.
Wie aus der Draufsicht sowie der perspektivischen Darstellung der 16a und 16c ohne Weiteres hervorgeht, ist das Verbindungsteil 30 des Speicherzellenverbinders 1 zwischen den Zellterminals 101, 202 gelegen. Aufgrund dessen Flexibilität in allen Raumrichtungen können statische und dynamische Verschiebungen der Speicherzellen 100, 200 zueinander ausgeglichen werden, ohne dass zu hohe mechanische Kräfte auf die Zellterminals 101, 102 ausgeübt werden. Hierdurch kann die dauerhafte elektrische Verbindung über die Lebensdauer des Speicherzellenmoduls sichergestellt werden.
Die Gestaltung der erfindungsgemäßen Speicherzellenverbinder bringt eine Reihe von Vorteilen:
Die Speicherzellenverbinder zeichnen sich durch eine besonders hohe Flexibilität in durch die Geometrie bestimmten Raumrichtungen aus. Mechanische Belastungen auf die Zellterminals (Batteriepole) in Folge von Verschiebungen in bestimmten Raumrichtungen können somit gezielt reduziert werden.
Die beschriebenen Grundgeometrien können durch Variation von geometrischen Parametern oder Werkstoffänderungen gezielt optimiert werden. Zu den geometrischen Parametern gehören z. B.: Biege-Radien, Steg-Längen, Winkel, Materialstärke, Anzahl und Ausprägung von Wellen, Anzahl der Lagen, Unterteilung durch Schlitze und der integrierten oder seriellen Kombination mehrerer Geometriemuster.
Die Speicherzellenverbinder können als elektrische Hochstrom-Leiter mit einem großen durchgehenden Leitungsquerschnitt von 40 mm² bis 50 mm² ausgebildet werden.
Eine Festigkeit der Speicherzellenverbinder ist gerade in dynamischen Belastungsfällen gewährleistet. Insbesondere ist durch die geometrische Ausgestaltung sichergestellt, dass keine plastischen Verformungen auftreten. Hierdurch verbessert sich die Lebensdauer der Speicherzellenverbinder, da Brüche der Speicherzellenverbinder nahezu vollständig ausgeschlossen werden können. Fliesgrenzen des Materials werden bei den beschriebenen Ausgestaltungsvarianten erst bei extremen Verschiebungen überschritten, welche im üblichen Betrieb eines Speicherzellenmoduls nicht auftreten können.
Die Speicherzellenverbinder können aus gestanzten und gebogenen oder stranggepressten Bauteilen erstellt werden. Hierdurch sind Fertigungskosten minimal.
Die stabile und einfache Form der Speicherzellenverbinder erleichtert die Handhabung in der Montage und ermöglicht in Verbindung mit einer geeigneten Verbindungstechnik zu den Zellterminals hin eine sehr hohe Prozesssicherheit.
Bezugszeichenliste

1: Speicherzellenverbinder
10: erstes Anschlussteil
11: Seitenkante
12: Seitenkante
13: Seitenwand
14: Seitenwand
15: Ausnehmung (Schlüsselloch)
16: freies Ende der Stirnwand 13
17a: innere Lage der Seitenwand 13
17b: innere Lage der Seitenwand 14
18a: äußere Lage der Seitenwand 13
18b: äußere Lage der Seitenwand 14
19: Anschlussfläche
20: zweites Anschlussteil
21: Seitenkante
22: Seitenkante
23: Seitenwand
24: Seitenwand
25: Ausnehmung (Schlüsselloch)
26: freies Ende der Stirnwand 23
27a: innere Lage der Seitenwand 23
27b: innere Lage der Seitenwand 24
28a: äußere Lage der Seitenwand 23
28b: äußere Lage der Seitenwand 24
29: Anschlussfläche
30: Verbindungsteil
31: Steg
32: Welle
33: Steg
34: Steg
35: Steg
36: Steg
37a: innere Lage des Stegs 33
37b: innere Lage des Stegs 34
38a: äußere Lage des Stegs 33
38b: äußere Lage des Stegs 34
39: Schlitz
40: Schlitz
41: Faltung
42: Faltung
43: Faltung
44: Winkel
45: Flächenabschnitt
46: Flächenabschnitt
47: Flächenabschnitt
48: Biegung (Versatz)
49: Biegung (Versatz)
100: Speicherzelle
101: Zellterminal
102: Zellterminal
200: Speicherzelle
201: Zellterminal
202: Zellterminal
l: Länge
y: Längsachse (y-Richtung)
x: Querachse (x-Richtung)
z: Hochachse (z-Richtung)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202009012647 U1 [0008]

Claims

Speicherzellenverbinder (1) mit – einem ersten zum Anschluss an ein Zellterminal (101) einer ersten Speicherzelle (100) gebildeten Anschlussteil (10); – einem zweiten zum Anschluss an ein Zellterminal (202) einer zweiten Speicherzelle (200) gebildeten Anschlussteil (20); – einem flexiblen, zwischen den Anschlussteilen (10, 20) angeordneten und die Anschlussteile elektrisch miteinander kontaktierenden Verbindungsteil (30), dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Anschlussteil (10) an zumindest einer Seitenkante (11, 12) eine jeweilige Seitenwand (13, 14) umfasst, die sich aus der Ebene einer dem Zellterminal (101) zugewandten ersten Anschlussfläche (19) heraus erstreckt und die mit der ersten Anschlussfläche (19) elektrisch verbunden ist; – das zweite Anschlussteil (20) an zumindest einer Seitenkante (21, 22) eine jeweilige Seitenwand (23, 24) umfasst, die sich aus der Ebene einer dem Zellterminal (202) zugewandten zweiten Anschlussfläche (29) heraus erstreckt und die mit der zweiten Anschlussfläche (29) elektrisch verbunden ist; und – das Verbindungsteil (30) zumindest einen Steg (31; 33, 34) umfasst, der oder die mit den Anschlussteilen (10, 20) ausschließlich im Bereich der Seitenwände (13, 14; 23, 24) der ersten und zweiten Anschlussteile (10, 20) verbunden sind.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (13, 14; 23, 24) an Seitenkanten (11, 12; 21, 22) der Anschlussteile (10, 20) ausgebildet sind, die sich in Richtung einer Längsachse erstrecken, die von dem ersten Anschlussteil (10) zu dem zweiten Anschlussteil (20) weist.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Anschlussteil (10, 20) genau eine Seitenwand (13, 24) aufweist, welche elektrisch über einen Steg (31) des Verbindungsteils (30) verbunden sind.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (13, 24) bezüglich der Längsachse des Speicherzellenverbinders (1) an den gegenüber liegenden Seitenkanten der Anschlussteile (10, 20) ausgebildet sind.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (31) parallel zu einer Ebene verläuft, in der die Anschlussflächen (19, 29) der Anschlussteile (10, 20) gelegen sind.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (31) parallel zu einer Ebene verläuft, welche orthogonal zu der Längsachse des Speicherzellenverbinders (1) gelegen ist.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (31) mit seinen gegenüberliegenden Stirnseiten in freie Enden (16, 26) der Seitenwände (13, 24) übergeht, welche sich in den Bereich des Verbindungsteils (30) erstrecken.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf des Stegs (31) von dem ersten zum zweiten Anschlussteil (10, 20) gestuft oder S-förmig oder Z-förmig oder wellenförmig ist.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Anschlussteil (10, 20) zwei gegenüberliegende Seitenwände (13, 14; 23, 24) aufweist, welche bezüglich der Längsachse des Speicherzellenverbinders (1) parallel verlaufen, wobei die auf einer Seite der Längsachse angeordneten Seitenwände der beiden Anschlussteile (10, 20) elektrisch über einen jeweiligen Steg (33, 34) des Verbindungsteils (30) verbunden sind.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (33, 34) zumindest abschnittsweise bezüglich der Längsachse parallel verlaufen.
Speicherzellenverbinder nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (33, 34) zumindest abschnittsweise bezüglich einer Querachse parallel verlaufen, welche in der Ebene der Anschlussflächen (19, 29) der Anschlussteile (10, 20) orthogonal zu der Längsachse orientiert ist.
Speicherzellenverbinder nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (33, 34) symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse des Speicherzellenverbinders (1) verlaufen, die parallel zu der Längsachse verläuft.
Speicherzellenverbinder nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (33, 34) ineinander verzahnt angeordnet sind.
Speicherzellenverbinder nach einem der Ansprüche 3 bis 6 oder 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (31, 33, 34) mit seinen gegenüberliegenden Stirnseiten in die Seitenwände (13, 14; 23, 24) übergeht.
Speicherzellenverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (13, 14; 23, 24) der Anschlussteile (10, 20) und die Stege (31, 33, 34) einstückig ausgebildet sind.
Speicherzellenverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (31, 33, 34) und/oder die Seitenwände (13, 14; 23, 24) der Anschlussteile (10, 20) aus mehreren Lagen gebildet sind.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen im Bereich des Verbindungsteils keine mechanische Verbindung zueinander aufweisen.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Lagen eine Reibungsmindernde Schicht vorgesehen ist.
Speicherzellenverbinder nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen im Bereich der Anschlussteile (10, 20) durch Löten, Schweißen, Bonden oder Kleben verbunden sind.
Speicherzellenverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Verbundbauteil ist, bei dem einzelne Komponenten durch unterschiedliche Verfahren hergestellt sind.
Speicherzellenverbinder mit – einem ersten zum Anschluss an ein Zellterminal (101) einer ersten Speicherzelle (100) gebildeten Anschlussteil (10); – einem zweiten zum Anschluss an ein Zellterminal (202) einer zweiten Speicherzelle (200) gebildeten Anschlussteil (20); – einem flexiblen, zwischen den Anschlussteilen (10, 20) angeordneten und die Anschlussteile (10, 20) elektrisch miteinander kontaktierenden Verbindungsteil (30); dadurch gekennzeichnet, dass – das Verbindungsteil (30) parallel zu der Ebene jeweiliger Anschlussflächen (19, 29) des ersten und des zweiten Anschlussteils (10, 20) mehrlagig ausgebildet ist.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (30) zumindest eine Faltung (41, 42, 43) aufweist.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Faltung (41, 42, 43) parallel und/oder senkrecht und/oder in einem 45°-Winkel relativ zu einer Längsachse, die von dem ersten Anschlussteil (10) zu dem zweiten Anschlussteil (20) weist, vorgesehen ist.
Speicherzellenverbinder nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (30) zumindest eine Biegung (48, 49) aufweist.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegung (48, 49) parallel und/oder senkrecht zu der Längsachse des Speicherzellenverbinders (1) vorgesehen ist.
Speicherzellenverbinder mit – einem ersten zum Anschluss an ein Zellterminal (101) einer ersten Speicherzelle (100) gebildeten Anschlussteil (10); – einem zweiten zum Anschluss an ein Zellterminal (202) einer zweiten Speicherzelle (200) gebildeten Anschlussteil (20); – einem flexiblen, die Anschlussteile (10, 20) elektrisch miteinander kontaktierenden Verbindungsteil (30); dadurch gekennzeichnet, dass – das Verbindungsteil (30) in der Ebene jeweiliger Anschlussflächen (19, 29) des ersten und des zweiten Anschlussteils (10, 20) angeordnet und mit deren Seitenkanten (11, 12; 21, 22) partiell verbunden ist.
Speicherzellenverbinder nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die partielle Verbindung in einander abgewandten hinteren Abschnitten der bezüglich einer Längsachse, die von dem ersten Anschlussteil (10) zu dem zweiten Anschlussteil (20) weist, hintereinander angeordneten Anschlussflächen (19, 29) vorgesehen ist.
Speicherzellenverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussteile (10, 20) und das Verbindungsteil (30) einstückig gebildet sind.
Speicherzellenverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Speicherzellen (100, 200) zugewandten Anschlussflächen (19, 29) koplanar sind.
Speicherzellenverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser durch Trennverfahren und/oder Umformen und/oder Urformen hergestellt ist.
Speichermodul mit zumindest zwei nebeneinander gegenpolig angeordneten Speicherzellen (100, 200), die toleranzbehaftet in einem Anschlussbereich angeordnet und über einen Speicherzellenverbinder (1) elektrisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherzellenverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.