DE102011002203A1 - Battery pack for use in e.g. electric bicycle, has wiring structure arranged on upper side of electrically conductive arrester, and provided with electric conductors embedded into matrix, which is made from electrical insulating material - Google Patents

Battery pack for use in e.g. electric bicycle, has wiring structure arranged on upper side of electrically conductive arrester, and provided with electric conductors embedded into matrix, which is made from electrical insulating material Download PDF

Info

Publication number
DE102011002203A1
DE102011002203A1 DE102011002203A DE102011002203A DE102011002203A1 DE 102011002203 A1 DE102011002203 A1 DE 102011002203A1 DE 102011002203 A DE102011002203 A DE 102011002203A DE 102011002203 A DE102011002203 A DE 102011002203A DE 102011002203 A1 DE102011002203 A1 DE 102011002203A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery pack
wiring structure
cells
battery
arresters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011002203A
Other languages
German (de)
Inventor
Niko Rosales-Rios
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TQ-SYSTEMS GMBH, DE
Original Assignee
Clean Mobile AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Clean Mobile AG filed Critical Clean Mobile AG
Priority to DE102011002203A priority Critical patent/DE102011002203A1/en
Publication of DE102011002203A1 publication Critical patent/DE102011002203A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/298Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the wiring of battery packs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51Connection only in series
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/519Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising printed circuit boards [PCB]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

The pack (1) has battery cells (6) switched in parallel or series manner, where poles of the battery cells are oriented to sides of the pack. The battery cells are designed as cylindrical cells, prismatic cells, lithium-ion cells and nickel-metal hydride cells. A wiring structure is arranged on an upper side of an electrically conductive arrester e.g. perforated plate, and provided with a matrix made of electrical insulating material i.e. plastic material. The wiring structure includes electric conductors embedded into the matrix, and is designed as a circuit board (100) and a flexible film. An independent claim is also included for a method for manufacturing a battery pack.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriepaket und ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriepakets.The invention relates to a battery pack and a method for producing a battery pack.

Batteriepakete werden in einer Vielzahl von mobilen Geräten wie z. B. Mobiltelefonen, tragbaren Computern und Fahrzeugen verwendet. Batteriepakete enthalten eine Vielzahl von Batteriezellen, die mechanisch fest zusammengefügt werden. Die Batteriezellen sind in Reihe und/oder parallel geschaltet, damit sie zusammen genügend Energie für den Betrieb des tragbaren Geräts zur Verfügung stellen. Besondere Anforderungen werden an Batteriepakete für Fahrzeuge gestellt. Sie müssen mechanisch sehr stabil sein, so dass sie auch auf Schotterstraßen oder Kopfsteinpflaster nicht auseinander brechen. Zudem dürfen bei Unfällen, bei denen beispielsweise ein anderes Fahrzeug mit einem starken mechanischen Impuls auf das Batteriepaket wirkt, die Batteriezellen nicht brennen oder explodieren. Ähnliche Anforderungen an Batteriepakete werden auch an solche gestellt, die in Geräten betrieben werden, die großen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Dies können beispielsweise Elektrowerkzeuge oder Windkraftanlagen sein.Battery packs are used in a variety of mobile devices such. As mobile phones, portable computers and vehicles used. Battery packs contain a variety of battery cells, which are mechanically fixed together. The battery cells are connected in series and / or in parallel so that together they provide enough power for the operation of the portable device. Special requirements are made for battery packs for vehicles. They must be mechanically very stable, so that they do not break apart on gravel roads or cobblestones. In addition, in accidents in which, for example, another vehicle with a strong mechanical impulse acts on the battery pack, the battery cells must not burn or explode. Similar requirements for battery packs also apply to those that are operated in devices that are exposed to high mechanical loads. These can be, for example, power tools or wind turbines.

Batteriepakete stellen hoch sicherheitsrelevante Komponenten derartiger mobiler Geräte dar. Es sollte daher beispielsweise sichergestellt sein, dass ein Entweichen von Gas aus den Batteriezellen im Fehlerfall möglich ist. Zudem sollte eine Verpolung bei der Verdrahtung der einzelnen Batteriezellen möglichst ausgeschlossen sein. Dies ist jedoch bei dem oftmals komplizierten Aufbau von Batteriepaketen, die zudem möglichst kompakt sein sollen, nicht immer gewährleistet.Battery packs represent highly safety-relevant components of such mobile devices. It should therefore be ensured, for example, that an escape of gas from the battery cells in case of failure is possible. In addition, a reverse polarity in the wiring of the individual battery cells should be excluded as possible. However, this is not always guaranteed in the often complicated structure of battery packs, which should also be as compact as possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Batteriepaket zur Verfügung zu stellen, das ein hohes Maß an Betriebssicherheit gewährleistet.The invention has for its object to provide a battery pack available that ensures a high level of reliability.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für ein derartiges Batteriepaket anzugeben, das möglichst ökonomisch ist.Another object of the invention is to provide a manufacturing method for such a battery pack that is as economical as possible.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.This object is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims.

Gemäß einem Aspekt umfasst ein Batteriepaket eine Mehrzahl von parallel oder in Reihe geschalteten Batteriezellen, wobei Pole der Batteriezellen zu einer ersten Seite und/oder zu einer zweiten Seite des Batteriepakets orientiert sind.According to one aspect, a battery pack comprises a plurality of battery cells connected in parallel or in series, wherein poles of the battery cells are oriented to a first side and / or to a second side of the battery pack.

Weiterhin umfasst das Batteriepaket eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Ableitern mit einer Oberseite und einer Unterseite, die auf einer ersten Seite und/oder einer zweiten Seite des Batteriepakets angeordnet sind. Dabei können die Batteriezellen innerhalb des Batteriepakets insbesondere derart angeordnet sein, dass die erste und die zweite Seite des Batteriepakets einander gegenüberliegen. Die Ableiter kontaktieren jeweils Pole einer Gruppe von Batteriezellen mit ihrer Unterseite elektrisch, wobei die Ableiter auf ihrer Oberseite jeweils einen Kontaktfleck aufweisen.Furthermore, the battery pack comprises a plurality of electrically conductive arresters having an upper side and a lower side, which are arranged on a first side and / or a second side of the battery pack. In this case, the battery cells can be arranged within the battery pack in particular such that the first and the second side of the battery pack opposite each other. The arresters each contact poles of a group of battery cells with their underside electrically, the arresters each having a contact pad on its upper side.

Weiterhin umfasst das Batteriepaket mindestens eine auf der Oberseite der Ableiter angeordnete Verdrahtungsstruktur mit einer Matrix aus einem elektrisch isolierenden Material und einer Mehrzahl von gemeinsam in die Matrix eingebetteten elektrischen Leitern, wobei jeweils ein elektrischer Leiter den Kontaktfleck eines Ableiters elektrisch kontaktiert.Furthermore, the battery pack comprises at least one arranged on the top of the arrester wiring structure with a matrix of an electrically insulating material and a plurality of jointly embedded in the matrix electrical conductors, wherein in each case an electrical conductor electrically contacts the pad of a conductor.

Bei einem derartigen Batteriepaket werden herkömmlicherweise die einzelnen Gruppen von Batteriezellen einzeln verkabelt. Durch die Verwendung einer vorgefertigten Verdrahtungsstruktur lässt sich bei der Herstellung des Batteriepakets erheblich Zeit einsparen. Zudem kann das Batteriepaket sehr kompakt ausgebildet sein.In such a battery pack, the individual groups of battery cells are conventionally wired individually. By using a prefabricated wiring structure can save considerable time in the production of the battery pack. In addition, the battery pack can be made very compact.

Bei der Verdrahtungsstruktur handelt es sich um ein vorgefertigtes Bauteil. Der Verlauf der elektrischen Leiter innerhalb der Matrix ist festgelegt und auf die Lage der Kontaktflecken der Ableiter innerhalb des Batteriepakets abgestimmt. Insbesondere entspricht die Anordnung der elektrischen Leiter in der Matrix der Anordnung der Kontaktflecken der Ableiter, das heißt, die elektrischen Leiter sind innerhalb der Matrix derart geführt, dass sie zu den Kontaktflecken führen. Typischerweise sind die elektrischen Leiter vollständig in die isolierende Matrix eingebettet und liegen nur in einem Bereich an einer Seite der Verdrahtungsstruktur frei, der auf dem entsprechenden Kontaktfleck zu liegen kommt. Die Gefahr eines Verpolens ist somit erheblich reduziert.The wiring structure is a prefabricated component. The course of the electrical conductors within the matrix is determined and matched to the position of the contact pads of the arresters within the battery pack. In particular, the arrangement of the electrical conductors in the matrix corresponds to the arrangement of the contact pads of the arresters, that is, the electrical conductors are guided within the matrix such that they lead to the contact pads. Typically, the electrical conductors are completely embedded in the insulating matrix and are exposed only in an area on one side of the wiring structure that comes to rest on the corresponding contact pad. The risk of polarity reversal is thus considerably reduced.

Der Aufbau des Batteriepakets aus Batteriezellen, mehreren direkt auf den Polen angeordneten Ableitern, die jeweils mehrere Batteriezellen zu einer Gruppe zusammenfassen, und einer direkt auf den Ableitern angeordneten Verdrahtungsstruktur hat mehrere Vorteile. Durch eine geeignete Zusammenfassung der Batteriezellen zu Gruppen mittels der Ableiter kann jeweils die passende Spannung abgegriffen und zur Verfügung gestellt werden.The structure of the battery pack of battery cells, a plurality of arranged directly on the poles Ableitern, each of a plurality of battery cells in a group, and a directly arranged on the arresters wiring structure has several advantages. By suitable combination of the battery cells into groups by means of the arresters, the appropriate voltage can be tapped and made available in each case.

Die Zusammenfassung zu Gruppen erlaubt es darüber hinaus, die Anzahl der Kontaktstellen bei der Kontaktierung durch die Verdrahtungsstruktur gering zu halten. Dies vereinfacht zum einen die Herstellung und Montage der Verdrahtungsstruktur und führt zum anderen zu einer größeren Zuverlässigkeit des Batteriepakets, weil eine geringere Zahl von Kontaktstellen eine geringere Zahl möglicherweise fehlerhafter Verbindungen bedeutet.The grouping also makes it possible to keep the number of contact points in the contacting through the wiring structure low. On the one hand, this simplifies the manufacture and assembly of the wiring structure and, on the other hand, leads to greater reliability of the battery pack, because a smaller number of Contact points means a lower number of possibly faulty connections.

Die elektrische Kontaktierung der Batteriezellen erfolgt demnach in zwei Schichten, wobei die elektrischen Ableiter die erste Schicht bilden und die unmittelbar darauf angeordnete, vorgefertigte Verdrahtungsstruktur die zweite Schicht. Die elektrische Kontaktierung ist damit verhältnismäßig einfach aufgebaut und bedarf abgesehen von der ebenfalls relativ einfach aufgebauten Verdrahtungsstruktur keinerlei kompliziert zu fertigender Teile. Sie kann daher flexibel an Größe und Geometrie von Batteriepaketen angepasst werden und ist darüber hinaus in Montage und Wartung einfach zu handhaben. Dies ist insbesondere bei Batteriepaketen vorteilhaft, die in verhältnismäßig geringen Stückzahlen gefertigt werden und verschiedenartige Einsatzzwecke aufweisen.The electrical contacting of the battery cells is thus carried out in two layers, wherein the electrical conductors form the first layer and the prefabricated wiring structure arranged directly thereon forms the second layer. The electrical contact is thus relatively simple and requires apart from the also relatively simple structure wiring no complicated parts to be manufactured. It can therefore be flexibly adapted to the size and geometry of battery packs and is also easy to handle during installation and maintenance. This is particularly advantageous in battery packs that are manufactured in relatively small numbers and have various uses.

In einer Ausführungsform ist die Verdrahtungsstruktur als Leiterplatte ausgebildet. Alternativ kann die Verdrahtungsstruktur auch als flexible Folie ausgebildet sein.In one embodiment, the wiring structure is formed as a printed circuit board. Alternatively, the wiring structure may also be formed as a flexible film.

Wenn die Verdrahtungsstruktur als flexible Folie ausgebildet ist, kann ein erster Bereich der flexiblen Folie auf der ersten Seite des Batteriepakets und ein zweiter Bereich der flexiblen Folie auf der zweiten Seite des Batteriepakets angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform ist die Folie um mindestens eine, typischerweise um zwei Kanten des Batteriepakets herumgebogen.When the wiring structure is formed as a flexible film, a first portion of the flexible film may be disposed on the first side of the battery pack and a second portion of the flexible film may be disposed on the second side of the battery pack. In this embodiment, the foil is bent around at least one, typically around two edges of the battery pack.

In einer weiteren Ausführungsform ist eine erste Verdrahtungsstruktur auf einer ersten Seite des Batteriepakets und eine zweite Verdrahtungsstruktur auf einer zweiten Seite des Batteriepakets angeordnet. In dieser Ausführungsform können nicht nur flexible Folien, sondern auch starre Leiterplatten als Verdrahtungsstruktur verwendet werden.In another embodiment, a first wiring structure is disposed on a first side of the battery pack and a second wiring structure is disposed on a second side of the battery pack. In this embodiment, not only flexible films but also rigid circuit boards can be used as the wiring structure.

Batteriepakete sind häufig so aufgebaut, dass an zwei Seiten, meist an zwei einander gegenüberliegenden Seiten, Pole der Batteriezellen frei liegen. Gemäß einer Ausführungsform wird der Aufbau aus elektrisch leitenden Ableitern und darauf angeordneter vorgefertigter Verdrahtungsstruktur auf beiden Seiten verwendet.Battery packs are often designed so that on two sides, usually on two opposite sides, poles of the battery cells are exposed. According to one embodiment, the construction of electrically conductive arresters and prefabricated wiring structure arranged thereon is used on both sides.

Die Matrix der Verdrahtungsstruktur kann insbesondere aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein.The matrix of the wiring structure may in particular be formed from a plastic material.

In einer Ausführungsform ist zumindest auf einer dritten Seite des Batteriepakets eine weitere Verdrahtungsstruktur zur Verbindung des Batteriepakets mit einer Steuerungselektronik angeordnet.In one embodiment, a further wiring structure for connecting the battery pack to a control electronics is arranged at least on a third side of the battery pack.

Dabei kann auch die weitere Verdrahtungsstruktur eine Matrix aus einem elektrisch isolierenden Material und eine Mehrzahl von gemeinsam in die Matrix eingebetteten elektrischen Leitern aufweisen.In this case, the further wiring structure may also comprise a matrix of an electrically insulating material and a plurality of electrical conductors embedded in the matrix in common.

Die weitere Verdrahtungsstruktur kann auch einstückig mit der Verdrahtungsstruktur ausgebildet sein, beispielsweise wenn ein Aufbau mit auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten angeordneten Polen und einer flexiblen, um zwei Kanten des Batteriepakets herumgebogenen Verdrahtungsstruktur verwendet wird. Die weitere Verdrahtungsstruktur ist dann als Bereich der Verdrahtungsstruktur ausgebildet.The further wiring structure may also be formed integrally with the wiring structure, for example when a structure having poles arranged on two opposite sides and a flexible wiring structure bent around two edges of the battery pack is used. The further wiring structure is then formed as a region of the wiring structure.

In einer Ausführungsform sind die Ableiter als Platten, insbesondere als durchlöcherte Platten, ausgebildet. Während die Verwendung elektrisch leitender Platten als Ableiter ein besonders kompaktes und einfach herzustellendes Batteriepaket ermöglicht, haben Löcher in den Platten den zusätzlichen Vorteil, dass sie einerseits eine Gewichtseinsparung ermöglichen, andererseits aber für eine besondere Stabilität des Batteriepakets sorgen können, indem sie den Durchtritt einer Kunststoffvergussmasse für das Batteriepaket ermöglichen.In one embodiment, the arresters are formed as plates, in particular as perforated plates. While the use of electrically conductive plates as arresters allows a particularly compact and easy-to-manufacture battery pack, holes in the plates have the additional advantage that they can on the one hand save weight, but on the other hand can provide for a special stability of the battery pack by the passage of a Kunststoffvergussmasse allow for the battery pack.

Besonders geeignet ist das Batteriepaket, wenn die Batteriezellen als Lithium-Ionen-Zellen oder als Nickel-Metyllhydrid-Zellen ausgebildet sind. Alternativ kann das Batteriepaket auch für andere Typen von Batteriezellen eingesetzt werden, beispielsweise für Doppelschicht-Kondensatoren, auch Supercaps oder EDLC genannt, die eine geeignete Form aufweisen. Die Form der Batteriezellen kann nicht nur zylindrisch, sondern auch prismatisch sein.The battery pack is particularly suitable if the battery cells are designed as lithium-ion cells or as nickel-metal hydride cells. Alternatively, the battery pack can also be used for other types of battery cells, for example for double-layer capacitors, also called supercaps or EDLC, which have a suitable shape. The shape of the battery cells can be not only cylindrical but also prismatic.

Das Batteriepaket ist insbesondere für den Einsatz in einem Elektrofahrzeug, beispielsweise einem Zwei- oder Dreirad mit Elektroantrieb, geeignet.The battery pack is particularly suitable for use in an electric vehicle, such as a two- or three-wheeled electric drive.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriepakets angegeben, dass das Anordnen einer Mehrzahl von Batteriezellen zu einem Verbund derart umfasst, dass an einer ersten Seite des Verbunds und/oder an einer zweiten Seite des Verbunds Pole der Batteriezellen zugänglich sind. Weiter wird eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Ableitern mit einer Oberseite und einer Unterseite bereitgestellt und es werden Pole jeweils einer Gruppe von Batteriezellen durch die Unterseite eines Ableiters elektrisch kontaktiert. Auf die Oberseite der Ableiter wird eine Verdrahtungsstruktur aufgelegt und es wird jeweils ein Ableiter durch einen mit weiteren elektrischen Leitern gemeinsam in eine elektrisch isolierende Matrix eingebetteten elektrischen Leiter der Verdrahtungsstruktur elektrisch kontaktiert.According to another aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing a battery pack comprising assembling a plurality of battery cells into a composite such that poles of the battery cells are accessible on a first side of the composite and / or on a second side of the composite. Furthermore, a plurality of electrically conductive arresters having an upper side and a lower side are provided and poles of a respective group of battery cells are electrically contacted by the underside of a conductor. A wiring structure is placed on the upper side of the arresters, and in each case one arrester is electrically contacted by an electrical conductor of the wiring structure which is jointly embedded in an electrically insulating matrix with further electrical conductors.

Mit diesem Verfahren ist eine besonders sichere und gleichzeitig ökonomische Herstellung eines Batteriepakets möglich. Da die Verdrahtungsstruktur im Ganzen auf die Ableiter aufgelegt werden kann, wird die Verdrahtung in einem einzigen Schritt durchgeführt.With this method, a particularly secure and at the same time economic production of a battery pack is possible. Because the Wiring structure as a whole can be placed on the arrester, the wiring is performed in a single step.

Die Ableiter können jeweils auf den Pol geschweißt oder gelötet werden. Auch die elektrischen Leiter der Verdrahtungsstruktur können jeweils auf Kontaktflecken der Ableiter geschweißt oder gelötet werden.The arresters can each be welded or soldered to the pole. The electrical conductors of the wiring structure can also be welded or soldered to contact pads of the arresters.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht.The invention is illustrated in more detail in the drawings with reference to an embodiment.

1 zeigt schematisch eine Explosionszeichnung eines Batteriepakets gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 shows schematically an exploded view of a battery pack according to an embodiment of the invention;

2 zeigt schematisch einen elektrisch leitenden Ableiter für das Batteriepaket gemäß 1; 2 schematically shows an electrically conductive arrester for the battery pack according to 1 ;

3 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Ebene der Ableiter des Batteriepakets gemäß 1; 3 schematically shows a plan view of the plane of the arrester of the battery pack according to 1 ;

4 zeigt schematisch einen Querschnitt durch Batteriezellen mit Ableitern und Verdrahtungsstruktur des Batteriepakets gemäß 1 gemäß einer ersten Ausführungsform; 4 schematically shows a cross section through battery cells with arresters and wiring structure of the battery pack according to 1 according to a first embodiment;

5 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Ebene des Batteriepakets gemäß 4; 5 schematically shows a plan view of a plane of the battery pack according to 4 ;

6 zeigt schematisch einen Querschnitt durch Batteriezellen mit Ableitern und Verdrahtungsstruktur des Batteriepakets gemäß 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform und 6 schematically shows a cross section through battery cells with arresters and wiring structure of the battery pack according to 1 according to a second embodiment and

7 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Ebene des Batteriepakets gemäß 6. 7 schematically shows a plan view of a plane of the battery pack according to 6 ,

1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriepakets in einer Explosionsdarstellung. Das Batteriepaket weist eine Grundplatte 2 aus Aluminium auf, auf die eine erste Wanne 3 mit einer Öffnung nach oben gelegt ist. In dieser Wanne 3 befindet sich eine Matte 4, auf die die Oberseiten 61 von zylindrisch geformten Batteriezellen 6 gestellt werden. Die Batteriezellen 6 sind auf dem Kopf stehend gezeichnet. Die Oberseiten 61 der Batteriezellen 6 sind in der 1 unten eingezeichnet, während die Unterseiten 63 oben eingezeichnet sind. An den Oberseiten 61 sind jeweils die Pluspole vorgesehen, während an der Unterseite 63 jeweils die Minuspole vorgesehen sind. Die Seiten der zylinderförmig ausgebildeten Batteriezellen 6 werden als Längsseiten 62 bezeichnet. 1 shows an embodiment of a battery pack according to the invention in an exploded view. The battery pack has a base plate 2 made of aluminum, on which a first tub 3 is placed with an opening facing up. In this tub 3 there is a mat 4 to which the topsides 61 of cylindrically shaped battery cells 6 be put. The battery cells 6 are drawn upside down. The tops 61 the battery cells 6 are in the 1 plotted below while the bottoms 63 are drawn above. On the tops 61 are each provided the positive poles, while at the bottom 63 in each case the negative poles are provided. The sides of the cylinder-shaped battery cells 6 be as long sides 62 designated.

In der 1 sind zwei Halterungen 5 und 7 jeweils unterhalb und oberhalb der Batterien 6 gezeigt. Im zusammengebauten Zustand sind die Batteriezellen 6 so in diese Halterungen 5 und 7 eingesteckt, dass die Halterungen 5 und 7 auf Höhe der Längsseiten 62 angebracht sind. Die Batteriezellen 6 werden beim Zusammenbau des Batteriepakets 1 von diesen Halterungen 5 und 7 gehalten und verbleiben vorzugsweise auch nach dem Zusammenbau im Batteriepaket 1.In the 1 are two mounts 5 and 7 each below and above the batteries 6 shown. In the assembled state, the battery cells 6 so in these brackets 5 and 7 plugged in that the brackets 5 and 7 at the height of the long sides 62 are attached. The battery cells 6 be when assembling the battery pack 1 from these mounts 5 and 7 held and preferably remain even after assembly in the battery pack 1 ,

Oberhalb der Unterseite 63 der Zellen 6 ist eine zweite Matte 8 vorgesehen, die von der zweiten Wanne 9 eingebettet wird, deren Öffnung nach unten zeigt. In 1 nicht gezeigt sind so genannte Ableiter 17. Die Ableiter 17 werden unterhalb der Oberseite 61 der Batteriezellen 6 vorgesehen, um die Pluspole miteinander zu verbinden. Diese Ableiter 17 sind in einer Ausführungsform als Kupfer-Platten ausgeführt. Diese Platten sind durchlöchert und werden auf die Pluspole geschweißt. Weitere Ableiter 17 werden auf den Minuspolen an der Unterseite 63 der Batteriezellen 6 vorgesehen, wobei sie jeweils mit den Minuspolen verschweißt sind.Above the bottom 63 the cells 6 is a second mat 8th provided by the second tub 9 is embedded with the opening facing down. In 1 not shown are so-called arresters 17 , The arresters 17 be below the top 61 the battery cells 6 provided to connect the positive poles together. These arresters 17 are designed in one embodiment as copper plates. These plates are perforated and welded to the positive poles. Further arresters 17 be on the negative poles at the bottom 63 the battery cells 6 provided, they are each welded to the negative poles.

Die Ableiter 17 sind, wie im folgenden anhand der 2 bis 7 gezeigt, elektrisch mit den Platinen 100 und 110 verbunden. Auf den Platinen 100 und 110 werden Spannungswandler und Steuerungschips vorgesehen. Diese Spannungswandler und Steuerungschips sind mit einem Stecker 13 verbunden, der an einer Öffnung 130 des Batteriepakets 1 angebracht ist. Somit können die Spannungswandler und die Steuerung auf den Platinen 100 und 110 von außerhalb des Batteriepakets 1 kontaktiert werden.The arresters 17 are, as in the following by the 2 to 7 shown electrically with the boards 100 and 110 connected. On the boards 100 and 110 voltage converters and control chips are provided. These voltage transformers and control chips are with a plug 13 connected to an opening 130 of the battery pack 1 is appropriate. Thus, the voltage transformers and the control on the boards can 100 and 110 from outside the battery pack 1 be contacted.

Es ist ferner eine Halterung bestehend aus Hülsen 14, Längsstreben 12, Querstreben 11 und Schrauben 15 vorgesehen. Die Hülsen verlaufen parallel zu den Batteriezellen 6, wobei sie in Einbuchtungen 30 der Wannen 3 und 9 eingepasst sind. Die Schrauben 15, von denen der Übersicht halber nur eine eingezeichnet ist, werden durch die Querstreben 11, die Längsstreben 12, die Hülsen 14 zu Muttern 16 geführt, mit denen sie verschraubt werden. Die Muttern 16 sind mit der Grundplatte 2 fest verbunden. Mit Hilfe der Halterung werden die Wannen 3 und 9 gegeneinander gepresst, was zusätzliche Stabilität für das Batteriepaket 1 bedeutet.It is also a holder consisting of sleeves 14 , Longitudinal struts 12 , Cross struts 11 and screws 15 intended. The sleeves run parallel to the battery cells 6 , being in indentations 30 the tubs 3 and 9 are fitted. The screws 15 , of which for the sake of clarity only one is drawn, are by the cross struts 11 , the longitudinal struts 12 , the sleeves 14 to nuts 16 led, with which they are screwed. The nuts 16 are with the base plate 2 firmly connected. With the help of the holder, the tubs 3 and 9 pressed against each other, giving extra stability for the battery pack 1 means.

Eine Abdeckung 10 ist vorgesehen, die mit der Platte 2 verschraubt wird, so dass die Platte 2 mit der Abdeckung 10 und einer Seitenabdeckung 120 ein Gehäuse bildet, in deren Innerem sich sämtliche anderen bisher genannten Komponenten befinden.A cover 10 is provided with the plate 2 is screwed, leaving the plate 2 with the cover 10 and a side cover 120 forms a housing in the interior of which all other previously mentioned components are located.

In die Darstellung von 1 sind eine erste Vergussmasse, mit der jeweils die Wanne 3, die Matte 4 sowie die Batteriezellen 6 miteinander verbunden sind, sowie eine zweite Vergussmasse, die die Batteriezellen 6, die Matte 8 und die Wanne 9 miteinander verbindet, nicht eingezeichnet.In the presentation of 1 are a first potting compound, with each of the tub 3 , the mat 4 as well as the battery cells 6 are interconnected, as well as a second potting compound, the battery cells 6 , the mat 8th and the tub 9 connects, not drawn.

2 zeigt einen Ableiter 17 in einer Draufsicht. Der Ableiter 17 ist als eine Platte ausgeformt, die mehrere kreisförmige Löcher 170 und mehrere H-förmige Löcher 171 aufweist. Die kreisförmigen Löcher 170 werden vorzugsweise senkrecht oberhalb von Löchern in der Matte 4 vorgesehen. Damit kann sich die Vergussmasse 18 in den Löchern so ausdehnen, dass senkrechte Säulen entstehen, die jeweils durch die Löcher kontinuierlich hindurchgehen. 2 shows a trap 17 in a top view. The arrester 17 is shaped as a plate containing several circular holes 170 and several H-shaped holes 171 having. The circular holes 170 are preferably perpendicular above holes in the mat 4 intended. This allows the potting compound 18 in the holes so that vertical columns are formed, which pass through the holes continuously.

Die H-förmigen Löcher 171 sind dort vorgesehen, wo der Ableiter 17 auf die Batteriezellen geschweißt wird. In 2 nicht gezeigt sind Kontaktflecken des Ableiters 17.The H-shaped holes 171 are provided where the arrester 17 is welded to the battery cells. In 2 not shown are pads of the arrester 17 ,

Ingesamt werden 16 Ableiter 17 für das Batteriepaket 1 vorgesehen. Die Ableiter 17 für die Unterseite 63 der Batteriezellen 6 sind so wie die Ableiter 17 für die Oberseite 61 aufgebaut. Für eine Parallelschaltung der Batteriezellen 6 werden die Ableiter 17 sämtlich mit Pluspolen bzw. Minuspolen der Batteriezellen 6 verbunden. Für eine Reihenschaltung werden einige der Ableiter 17 mit Pluspolen und andere Ableiter 17 mit Minuspolen verbunden.In total, 16 arresters 17 for the battery pack 1 intended. The arresters 17 for the bottom 63 the battery cells 6 are like the arresters 17 for the top 61 built up. For a parallel connection of the battery cells 6 become the arresters 17 all with positive poles or negative poles of the battery cells 6 connected. For a series connection, some of the arresters 17 with plus poles and other arresters 17 connected with negative poles.

3 zeigt eine Draufsicht auf die Ebene der auf der Unterseite 63 der Batteriezellen 6 angeordneten Ableiter 17 des Batteriepakets 1. In dieser Darstellung sind der Übersichtlichkeit halber die kreisrunden Löcher 170 nicht gezeigt, auf die in Ausführungsformen des Batteriepakets 1 auch verzichtet werden kann. 3 shows a plan view of the plane of the bottom 63 the battery cells 6 arranged arrester 17 of the battery pack 1 , In this illustration, for the sake of clarity, the circular holes 170 not shown in the embodiments of the battery pack 1 can also be dispensed with.

In 3 ist erkennbar, dass die Batteriezellen 6 zu Gruppen 20 mit vier oder acht Batteriezellen 6 zusammengefasst sind, deren Pole durch jeweils einen Ableiter 17 elektrisch verbunden sind. Es wird jeweils die Seite eines Ableiters 17, die den Batteriezellen 6 zugewandt ist, als Unterseite bezeichnet.In 3 it can be seen that the battery cells 6 to groups 20 with four or eight battery cells 6 are summarized, whose poles each by an arrester 17 are electrically connected. It will each be the side of a trap 17 that the battery cells 6 facing, referred to as the bottom.

Die der Verdrahtungsstruktur zugewandte Seite wird als Oberseite 173 bezeichnet. Analog wird die dem Ableiter 17 zugewandte Seite der Verdrahtungsstruktur als Unterseite und die dieser gegenüberliegende Seite als Oberseite bezeichnet, ohne dass auf die letztendliche Orientierung innerhalb des Batteriepakets 1 Rücksicht genommen wird.The side facing the wiring structure is called the top side 173 designated. Analog is the arrester 17 facing side of the wiring structure as the underside and the opposite side as the top, without affecting the final orientation within the battery pack 1 Consideration is taken.

Bei dem in 3 ganz oben gezeichneten Ableiter 17 sind zur Verdeutlichung der Anordnung gestrichelt Konturen der Unterseiten 63 der unterhalb des Ableiters 17 angeordneten Batteriezellen 6 eingezeichnet. Die Ableiter 17 kontaktieren mit ihren Unterseiten die Unterseiten 63 der Batteriezellen 6.At the in 3 at the top drawn arrester 17 are to illustrate the arrangement dashed contours of the undersides 63 the below the arrester 17 arranged battery cells 6 located. The arresters 17 contact with their bases the bases 63 the battery cells 6 ,

Jeder der Ableiter 17 weist einen Kontaktflecken 172 auf seiner Oberseite 173 auf. Die Kontaktflecken 172 sind für die Kontaktierung der Ableiter 17 durch die Verdrahtungsstruktur vorgesehen, die in 3 nicht gezeigt ist. Im Bereich der Kontaktflecken 172 wird die Verdrahtungsstruktur mit den Ableitern 17 verbunden, wie es im folgenden beschrieben ist. Die Verdrahtungsstruktur ist zur Verbindung der Batteriezellen 6 mit den Platinen 100, 110 vorgesehen.Each of the arresters 17 has a contact patch 172 on its top 173 on. The contact spots 172 are for contacting the arrester 17 provided by the wiring structure, in 3 not shown. In the area of contact spots 172 becomes the wiring structure with the arresters 17 connected, as described below. The wiring structure is for connecting the battery cells 6 with the boards 100 . 110 intended.

4 zeigt schematisch einen Querschnitt durch Batteriezellen 6 einer Gruppe 20 eines Batteriepakets 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. 4 schematically shows a cross section through battery cells 6 a group 20 a battery pack 1 according to a first embodiment.

Die Batteriezellen 6 weisen auf ihren Unterseiten 63, die in der Darstellung gemäß 4 nach oben orientiert sind, Pole auf, die durch einen Ableiter 17 elektrisch miteinander verbunden sind. Dazu kontaktiert der Ableiter 17 mit seiner Unterseite 174 die Unterseite 63 der Batteriezellen 6. Auf seiner Oberseite 173 weist der Ableiter 17 einen Kontaktflecken 172 auf, der in der dargestellten ersten Ausführungsform durch einen Bereich der Oberseite 173 des Ableiters 17 ausgebildet ist, der sich im Übrigen von der Oberseite 173 nicht abhebt.The battery cells 6 show on their undersides 63 , which in the illustration according to 4 are oriented upwards, poles on, passing through an arrester 17 electrically connected to each other. For this purpose, the arrester contacts 17 with its bottom 174 the bottom 63 the battery cells 6 , On his top 173 indicates the arrester 17 a contact patch 172 in the illustrated first embodiment through an area of the top 173 of the arrester 17 is formed, incidentally, from the top 173 does not lift off.

Auf der Oberseite 173 des Ableiters 17 ist eine Verdrahtungsstruktur 18 angeordnet, die eine elektrisch isolierende Matrix 180 und darin eingebettete elektrische Leiter 181 aufweist, von denen einer in 4 gezeigt ist. Während die Oberseite 183 der Verdrahtungsstruktur 18 in dieser Ausführungsform vollständig durch das Material der Matrix 180 gebildet ist, liegt an der Unterseite 184 der Verdrahtungsstruktur 18 der elektrische Leiter 181 an einer Kontaktstelle 182 frei. Die Kontaktstelle 182 ist genau über dem Kontaktflecken 172 des Ableiters 17 angeordnet, so dass an der Kontaktstelle 182 eine elektrische Verbindung zwischen dem Ableiter 17 und der Verdrahtungsstruktur 18 zustande kommt.On the top 173 of the arrester 17 is a wiring structure 18 arranged, which is an electrically insulating matrix 180 and embedded electrical conductors therein 181 one of which is in 4 is shown. While the top 183 the wiring structure 18 in this embodiment completely through the material of the matrix 180 is formed, lies at the bottom 184 the wiring structure 18 the electrical conductor 181 at a contact point 182 free. The contact point 182 is just above the contact patch 172 of the arrester 17 arranged so that at the contact point 182 an electrical connection between the arrester 17 and the wiring structure 18 comes about.

5 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Ebene der Verdrahtungsstruktur 18 des Batteriepakets 1 gemäß 4. Die in 3 in der Draufsicht gezeigten Ableiter 17 sind hier, da sie unterhalb der Verdrahtungsstruktur 18 angeordnet sind, gestrichelt gezeichnet. 5 schematically shows a plan view of the plane of the wiring structure 18 of the battery pack 1 according to 4 , In the 3 in the plan view shown arrester 17 are here, as they are below the wiring structure 18 are arranged, dashed lines.

Die Verdrahtungsstruktur 18 ist mit ihrer Unterseite 184 auf der Oberseite 173 der Ableiter 17 angeordnet. In 5 ist die Draufsicht auf die Oberseite 183 der Verdrahtungsstruktur 18 dargestellt. Dabei ist erkennbar, dass die Verdrahtungsstruktur 18 eine Anzahl von in die Matrix 180 eingebetteten elektrischen Leitern 181 aufweist, die an Kontaktstellen 182 zumindest an der Unterseite 184 der Verdrahtungsstruktur freiliegen und die Kontaktflecken 172 der Ableiter 17 elektrisch kontaktieren. Die Verdrahtungsstruktur 18 bedeckt in dieser Ausführungsform im Wesentlichen die ganze Ebene des Batteriepakets 1 mit sämtlichen Ableitern 17, die auf der Unterseite 63 der Batteriezellen angeordnet sind.The wiring structure 18 is with her bottom 184 on the top 173 the arrester 17 arranged. In 5 is the top view on the top 183 the wiring structure 18 shown. It can be seen that the wiring structure 18 a number of in the matrix 180 embedded electrical conductors 181 that at contact points 182 at least at the bottom 184 the wiring structure exposed and the contact marks 172 the arrester 17 contact electrically. The wiring structure 18 In this embodiment, it covers substantially the entire plane of the battery pack 1 with all arresters 17 on the bottom 63 the battery cells are arranged.

Zur Verdrahtung des Batteriepakets 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird beispielsweise wie folgt vorgegangen: Auf die in das Gehäuse eingesetzten Batteriezellen 6 werden die Ableiter 17 mit ihren Unterseiten 174 aufgelegt und mit den Polen der Batteriezellen verschweißt. Hierdurch werden die Batteriezellen 6 zu Gruppen 20 zusammengefasst. Anschließend wird die Verdrahtungsstruktur 18 aufgelegt und derart ausgerichtet, dass ihre Kontaktstellen 182, an denen die elektrischen Leiter 181 an der Unterseite 184 frei liegen, jeweils auf einem Kontaktfleck 172 eines Ableiters 17 zu liegen kommen. Nun werden die elektrischen Leiter 181 an den Kontaktstellen 182 mit den Ableitern 17 verschweißt oder verlötet.For wiring the battery pack 1 According to the first embodiment, for example, proceed as follows: On the battery cells inserted into the housing 6 become the arresters 17 with their bottoms 174 applied and welded to the poles of the battery cells. This will cause the battery cells 6 to groups 20 summarized. Subsequently, the wiring structure 18 put on and aligned so that their contact points 182 where the electrical conductors 181 on the bottom 184 lie free, each on a contact patch 172 an arrester 17 to come to rest. Now the electrical conductors 181 at the contact points 182 with the arresters 17 welded or soldered.

Damit die Kontaktstellen 182 dazu besser zugänglich sind, kann der elektrische Leiter 181 an Kontaktstellen 182 auch an der Oberseite 183 der Verdrahtungsstruktur 18 freiliegen. Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform dagegen, bei der an der Oberseite 183 der elektrische Leiter 181 durch Matrixmaterial bedeckt ist, kann abhängig vom Matrixmaterial und der eingesetzten Löt- oder Schweißtemperatur das Matrixmaterial lokal aufschmilzen beziehungsweise entfernt werden.So that the contact points 182 For this purpose, the electrical conductor can be better accessible 181 at contact points 182 also at the top 183 the wiring structure 18 exposed. At the in 4 shown embodiment, in contrast, at the top 183 the electrical conductor 181 is covered by matrix material, depending on the matrix material and the soldering or welding temperature used, the matrix material can be locally melted or removed.

Auf der anderen Seite des Batteriepakets 1 können die Oberseiten 61 der Batteriezellen 6 entweder auf die gleiche Weise verdrahtet werden oder es wird die Reihenfolge der einzelnen Verfahrensschritte verändert. Beispielsweise ist es denkbar, auf der anderen Seite des Batteriepakets 1 die Verdrahtung vorzunehmen, bevor die Batteriezellen 6 in das Gehäuse eingesetzt werden.On the other side of the battery pack 1 can the tops 61 the battery cells 6 either wired in the same way or the order of the individual process steps is changed. For example, it is conceivable on the other side of the battery pack 1 make the wiring before the battery cells 6 be inserted into the housing.

Da die Verdrahtungsstruktur 18 als vorgefertigtes Bauteil bereitgestellt und im Ganzen auf die bereits montierten Ableiter 17 aufgelegt wird, ist ein zeitaufwendiges Verdrahten aller einzelnen Ableiter 17 nicht mehr erforderlich. Durch die vorgefertigte Struktur der Verdrahtungsstruktur 18 ist zudem die Kontaktierung vorgegeben und ein gefährliches Verpolen kann ausgeschlossen werden.Because the wiring structure 18 provided as a prefabricated component and as a whole on the already mounted arresters 17 is a time-consuming wiring of all individual arresters 17 not necessary anymore. Due to the prefabricated structure of the wiring structure 18 In addition, the contact is specified and a dangerous polarity reversal can be excluded.

Die 6 und 7 zeigen schematisch Details eines Batteriepakets 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in den 4 und 5 gezeigten ersten durch die Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen der Verdrahtungsstruktur 18 und den Ableitern 17.The 6 and 7 show schematically details of a battery pack 1 according to a second embodiment. This second embodiment differs from that in the 4 and 5 shown first by the preparation of the electrical connection between the wiring structure 18 and the arresters 17 ,

Gemäß der zweiten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Kontaktflecken 172 durch einen teilweise ausgestanzten Bereich der Ableiter 17 ausgebildet sind, der bei der Montage der Verdrahtungsstruktur 18 zunächst von den Batteriezellen 6 weg nach oben gebogen wird. Die Matrix 180 der Verdrahtungsstruktur 18 ist weniger großflächig als bei der ersten Ausführungsform ausgebildet. Sie bedeckt nicht die gesamte Ebene des Batteriepakets 1, sondern reicht für jeden elektrischen Leiter 181 nur bis zur Kontaktstelle 182. An der Kontaktstelle 182 liegt der elektrische Leiter 181 frei. Er kann daher unter den nach oben gebogenen Kontaktflecken 172 geschoben werden, der anschließend derart nach unten gebogen wird, dass er den elektrischen Leiter 181 klemmt oder zumindest berührt. Anschließend kann eine dauerhafte Verbindung durch Löten oder Schweißen erfolgen.According to the second embodiment, it is provided that the contact pads 172 through a partially punched-out area of the arresters 17 are formed in the assembly of the wiring structure 18 first of the battery cells 6 is bent upwards. The matrix 180 the wiring structure 18 is formed less large area than in the first embodiment. It does not cover the entire level of the battery pack 1 but is sufficient for every electrical conductor 181 only up to the contact point 182 , At the contact point 182 is the electrical conductor 181 free. He can therefore under the upwardly bent contact marks 172 be pushed, which is then bent down so that it is the electrical conductor 181 pinches or at least touches. Subsequently, a permanent connection can be made by soldering or welding.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Batteriepaketbattery pack
22
Grundplattebaseplate
33
erste Wannefirst tub
44
erste Mattefirst mat
55
Halterungbracket
66
Batteriezellebattery cell
77
Halterungbracket
88th
zweite Mattesecond mat
99
zweite Wannesecond tub
1010
Abdeckungcover
1111
Querstrebencrossbars
1212
Längsstrebenlongitudinal struts
1313
Steckerplug
1414
Hülsensleeves
1515
Schraubenscrew
1616
Mutternnuts
1717
Ableiterarrester
1818
Verdrahtungsstrukturwiring structure
2020
Gruppegroup
3030
Einbuchtung der WanneDent of the tub
6161
Oberseitetop
6262
Längsseitelong side
6363
Unterseitebottom
100100
Platinecircuit board
110110
Platinecircuit board
120120
Seitenwand bzw. SeitenabdeckungSide wall or side cover
130130
Öffnungopening
170170
Lochhole
171171
Lochhole
172172
Kontaktfleckcontact patch
173173
Oberseitetop
174174
Unterseitebottom
180180
Matrixmatrix
181181
elektrischer Leiterelectrical conductor
182182
Kontaktstellecontact point
183183
Oberseitetop
184184
Unterseitebottom

Claims (17)

Batteriepaket (1), umfassend: – eine Mehrzahl von parallel oder in Reihe geschalteten Batteriezellen (6), wobei Pole der Batteriezellen (6) zu einer ersten Seite und/oder zu einer zweiten Seite des Batteriepakets (1) orientiert sind; – eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Ableitern (17) mit einer Oberseite (173) und einer Unterseite (174), die auf einer ersten Seite und/oder einer zweiten Seite des Batteriepakets (1) angeordnet sind und jeweils Pole einer Gruppe (20) von Batteriezellen (6) mit ihrer Unterseite (174) elektrisch kontaktieren, wobei die Ableiter (17) auf ihrer Oberseite (174) jeweils einen Kontaktfleck (172) aufweisen; – mindestens eine auf der Oberseite (174) der Ableiter (17) angeordnete Verdrahtungsstruktur (18) mit einer Matrix (180) aus einem elektrisch isolierenden Material und einer Mehrzahl von gemeinsam in die Matrix (180) eingebetteten elektrischen Leitern (181), wobei jeweils ein elektrischer Leiter (181) den Kontaktfleck (172) eines Ableiters (17) elektrisch kontaktiert.Battery pack ( 1 ), comprising: - a plurality of battery cells connected in parallel or in series ( 6 ), where poles of the battery cells ( 6 ) to a first side and / or to a second side of the battery pack ( 1 ) are oriented; A plurality of electrically conductive arresters ( 17 ) with a top side ( 173 ) and a bottom ( 174 ) on a first side and / or a second side of the battery pack ( 1 ) are arranged and each pole of a group ( 20 ) of battery cells ( 6 ) with its underside ( 174 ), the arresters ( 17 ) on its upper side ( 174 ) each have a contact patch ( 172 ) exhibit; - at least one on the top ( 174 ) of arresters ( 17 ) arranged wiring structure ( 18 ) with a matrix ( 180 ) of an electrically insulating material and a plurality of together in the matrix ( 180 ) embedded electrical conductors ( 181 ), wherein in each case an electrical conductor ( 181 ) the contact patch ( 172 ) of an arrester ( 17 ) contacted electrically. Batteriepaket (1) nach Anspruch 1, wobei die Verdrahtungsstruktur (18) als Leiterplatte ausgebildet ist.Battery pack ( 1 ) according to claim 1, wherein the wiring structure ( 18 ) is designed as a printed circuit board. Batteriepaket (1) nach Anspruch 1, wobei die Verdrahtungsstruktur (18) als flexible Folie ausgebildet ist.Battery pack ( 1 ) according to claim 1, wherein the wiring structure ( 18 ) is designed as a flexible film. Batteriepaket (1) nach Anspruch 3, wobei ein erster Bereich der flexiblen Folie auf der ersten Seite des Batteriepakets (1) und ein zweiter Bereich der flexiblen Folie auf der zweiten Seite des Batteriepakets (1) angeordnet sind.Battery pack ( 1 ) according to claim 3, wherein a first region of the flexible film on the first side of the battery pack ( 1 ) and a second portion of the flexible film on the second side of the battery pack ( 1 ) are arranged. Batteriepaket (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine erste Verdrahtungsstruktur (18) auf einer ersten Seite des Batteriepakets (1) und eine zweite Verdrahtungsstruktur auf einer zweiten Seite des Batteriepakets (1) angeordnet ist.Battery pack ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, wherein a first wiring structure ( 18 ) on a first side of the battery pack ( 1 ) and a second wiring structure on a second side of the battery pack ( 1 ) is arranged. Batteriepaket (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Matrix (180) aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist.Battery pack ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the matrix ( 180 ) is formed of a plastic material. Batteriepaket (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Anordnung der elektrischen Leiter (181) in der Matrix (180) der Anordnung der Kontaktflecken (172) der Ableiter (17) entspricht.Battery pack ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the arrangement of the electrical conductors ( 181 ) in the matrix ( 180 ) the arrangement of the contact spots ( 172 ) of arresters ( 17 ) corresponds. Batteriepaket (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei zumindest auf einer dritten Seite des Batteriepakets (1) eine weitere Verdrahtungsstruktur zur Verbindung des Batteriepakets (1) mit einer Steuerungselektronik angeordnet ist.Battery pack ( 1 ) according to one of claims 4 to 7, wherein at least on a third side of the battery pack ( 1 ) another wiring structure for connecting the battery pack ( 1 ) is arranged with a control electronics. Batteriepaket (1) nach Anspruch 8, wobei auch die weitere Verdrahtungsstruktur eine Matrix (180) aus einem elektrisch isolierenden Material und eine Mehrzahl von gemeinsam in die Matrix (180) eingebetteten elektrischen Leitern (181) aufweist.Battery pack ( 1 ) according to claim 8, wherein also the further wiring structure is a matrix ( 180 ) of an electrically insulating material and a plurality of together in the matrix ( 180 ) embedded electrical conductors ( 181 ) having. Batteriepaket (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Ableiter (17) als durchlöcherte Platten ausgebildet sind.Battery pack ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, wherein the arresters ( 17 ) are formed as perforated plates. Batteriepaket (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Batteriezellen (6) als zylindrische Zellen ausgebildet sind.Battery pack ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, wherein the battery cells ( 6 ) are formed as cylindrical cells. Batteriepaket (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Batteriezellen (6) als prismatische Zellen ausgebildet sind.Battery pack ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, wherein the battery cells ( 6 ) are formed as prismatic cells. Batteriepaket (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Batteriezellen (6) als Lithium-Ionen-Zellen oder als Nickel-Metyllhydrid-Zellen ausgebildet sind.Battery pack ( 1 ) according to one of claims 1 to 12, wherein the battery cells ( 6 ) are formed as lithium-ion cells or as nickel-metal hydride cells. Elektrofahrzeug mit einem Batteriepaket (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.Electric vehicle with a battery pack ( 1 ) according to one of claims 1 to 13. Verfahren zur Herstellung eines Batteriepakets (1), das folgendes umfasst: – Anordnen einer Mehrzahl von Batteriezellen (6) zu einem Verbund derart, dass an einer ersten Seite des Verbunds und/oder an einer zweiten Seite des Verbunds Pole der Batteriezellen (6) zugänglich sind; – Bereitstellen einer Mehrzahl von elektrisch leitenden Ableitern (17) mit einer Oberseite (173) und einer Unterseite (174) und elektrisches Kontaktieren von Polen jeweils einer Gruppe (20) von Batteriezellen (6) durch die Unterseite (174) eines Ableiters (17); – Auflegen einer Verdrahtungsstruktur (18) auf die Oberseite (173) der Ableiter (17) und elektrisches Kontaktieren jeweils eines Ableiters (17) durch einen mit weiteren elektrischen Leitern (181) gemeinsam in eine elektrisch isolierende Matrix (180) eingebetteten elektrischen Leiter (181) der Verdrahtungsstruktur (18).Method for producing a battery pack ( 1 ), comprising: arranging a plurality of battery cells ( 6 ) in such a way that, on a first side of the composite and / or on a second side of the composite, poles of the battery cells ( 6 ) are accessible; Providing a plurality of electrically conductive arresters ( 17 ) with a top side ( 173 ) and a bottom ( 174 ) and electrically contacting each of a group of poles ( 20 ) of battery cells ( 6 ) through the bottom ( 174 ) of an arrester ( 17 ); - placing a wiring structure ( 18 ) on the top ( 173 ) of arresters ( 17 ) and electrically contacting a respective arrester ( 17 ) by one with further electrical conductors ( 181 ) together in an electrically insulating matrix ( 180 ) embedded electrical conductors ( 181 ) of the wiring structure ( 18 ). Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Ableiter (17) jeweils auf den Pol geschweißt oder gelötet werden.The method of claim 15, wherein the arresters ( 17 ) are each welded to the pole or soldered. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei die elektrischen Leiter (181) der Verdrahtungsstruktur (18) jeweils auf Kontaktflecken (172) der Ableiter (17) geschweißt oder gelötet werden.Method according to claim 15 or 16, wherein the electrical conductors ( 181 ) of the wiring structure ( 18 ) on contact spots ( 172 ) of arresters ( 17 ) welded or soldered.
DE102011002203A 2011-04-20 2011-04-20 Battery pack for use in e.g. electric bicycle, has wiring structure arranged on upper side of electrically conductive arrester, and provided with electric conductors embedded into matrix, which is made from electrical insulating material Withdrawn DE102011002203A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011002203A DE102011002203A1 (en) 2011-04-20 2011-04-20 Battery pack for use in e.g. electric bicycle, has wiring structure arranged on upper side of electrically conductive arrester, and provided with electric conductors embedded into matrix, which is made from electrical insulating material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011002203A DE102011002203A1 (en) 2011-04-20 2011-04-20 Battery pack for use in e.g. electric bicycle, has wiring structure arranged on upper side of electrically conductive arrester, and provided with electric conductors embedded into matrix, which is made from electrical insulating material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011002203A1 true DE102011002203A1 (en) 2012-10-25

Family

ID=46967215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011002203A Withdrawn DE102011002203A1 (en) 2011-04-20 2011-04-20 Battery pack for use in e.g. electric bicycle, has wiring structure arranged on upper side of electrically conductive arrester, and provided with electric conductors embedded into matrix, which is made from electrical insulating material

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011002203A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050110458A1 (en) * 2003-10-14 2005-05-26 Seman Andrew E.Jr. Apparatus for interconnecting battery cells in a battery pack and method thereof
DE102009040128A1 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 Clean Mobile Ag Battery pack and method of making a battery pack

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050110458A1 (en) * 2003-10-14 2005-05-26 Seman Andrew E.Jr. Apparatus for interconnecting battery cells in a battery pack and method thereof
DE102009040128A1 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 Clean Mobile Ag Battery pack and method of making a battery pack

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3143849B1 (en) Circuit arrangement for motor vehicles, and use of a circuit arrangement
DE102009040128B4 (en) Battery pack and method of making a battery pack
EP2707914B1 (en) Hv-battery, in particular a traction battery for a vehicle
DE60305734T2 (en) Encapsulated electronic component and method for its manufacture
DE102020101609A1 (en) BATTERY MODULE WITH INTERCONNECTED BOARD MOUNTING WITH INTEGRATED CELL SENSOR PCB-FLEX CIRCUIT HARDWARE
WO2008034560A1 (en) High-voltage battery comprising a connector unit, and connector unit for such a battery
DE102016115571A1 (en) Electronic component
DE102009031408A1 (en) Electronic component and corresponding manufacturing method
DE102007020295A1 (en) Device for storing electrical energy, particularly for motor vehicle, has multiple single battery cells to store electricity, and connecting unit electrically connects single battery cells
EP3433891B1 (en) Battery and method for manufacturing a battery
EP2437294A2 (en) High-power semiconductor module with a base module and a connection module
EP2692000B1 (en) Battery for a motor vehicle and associated production method
DE102008050627A1 (en) Connection box
WO2012160059A1 (en) Printed circuit board for electric components, and printed circuit board system
EP3424092A1 (en) Battery pack and method for producing a battery pack
DE102012011607B4 (en) Connector unit for contacting electrical storage cells, method for producing such a connector unit and accumulator battery with the connector unit
DE102014003090A1 (en) Battery module and method for manufacturing a battery module
EP1429406A1 (en) Frame elements for monopolar fuel cell stacks
EP2791996B1 (en) Battery for a motor vehicle
DE102011002203A1 (en) Battery pack for use in e.g. electric bicycle, has wiring structure arranged on upper side of electrically conductive arrester, and provided with electric conductors embedded into matrix, which is made from electrical insulating material
DE102015225369A1 (en) Contacting device, battery module and method for contacting
DE102013021240A1 (en) Cell connector board and battery cell block with a cell connector board
WO2014072038A1 (en) Circuit board element and cell arrangement
DE112016004704T5 (en) Device comprising battery cells and a method of assembling
EP2742548B1 (en) Method for constructing an energy supply device, and module

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R082 Change of representative

Representative=s name: SCHWEIGER & PARTNER, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: SCHWEIGER & PARTNER, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: TQ-SYSTEMS GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CLEAN MOBILE AG, 82008 UNTERHACHING, DE

Effective date: 20130712

R082 Change of representative

Representative=s name: SCHWEIGER & PARTNER, DE

Effective date: 20121122

Representative=s name: SCHWEIGER & PARTNER, DE

Effective date: 20130712

Representative=s name: SCHWEIGER & PARTNERS, DE

Effective date: 20130712

Representative=s name: SCHWEIGER & PARTNERS, DE

Effective date: 20121122

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee