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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung, die mehrere elektrochemische Zellen umfasst,
wobei das Zellkontaktierungssystem
ein Stromleitungssystem mit einem oder mehreren Zellverbindern zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals verschiedener elektrochemischer Zellen,
ein Signalleitungssystem mit einer oder mehreren Signalleitungen zum elektrisch leitenden Verbinden jeweils einer Signalquelle mit einem Signalleitungsanschluss des Zellkontaktierungssystems und
ein Trägerelement, welches das Stromleitungssystem und das Signalleitungssystem trägt, umfasst.
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Ein solches Zellkontaktierungssystem dient dazu, einerseits mittels des Stromleitungssystems das Fließen eines Leistungsstroms von und zu den elektrochemischen Zellen der elektrochemischen Vorrichtung zu ermöglichen und andererseits mittels des Signalleitungssystems eine Einzelzellüberwachung hinsichtlich physikalischer Messgrößen wie beispielsweise der Spannung und der Temperatur zu bewerkstelligen. Hierzu werden beispielsweise Potentialunterschiede zwischen verschiedenen Zellverbindern gemessen und/oder Temperaturen in der Nähe der Zellverbinder mittels geeigneter Temperatursensoren erfasst. Die Signalquellen oder Messstellen sind durch das Signalleitungssystem elektrisch leitend mit dem als Schnittstelle zu einer Überwachungseinheit der elektrochemischen Vorrichtung dienenden Signalleitungsanschluss verbunden.
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Bei bekannten Zellkontaktierungssystemen umfassen die Signalleitungen des Signalleitungssystems Leiterbahnen einer Leiterplatte, welche mittels flexibler Litzen mit den Zellverbindern des Stromleitungssystems elektrisch leitend verbunden sind.
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Die Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Zellverbindern und den Leiterbahnen der Leiterplatten mittels solcher flexibler Litzen ist sehr zeitaufwendig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zellkontaktierungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, welches für eine kostengünstige Serienherstellung, insbesondere auch in großen Stückzahlen, geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Zellkontaktierungssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Zellkontaktierungssystem mindestens ein formstabiles Verbindungselement umfasst, welches einerseits an einem Zellverbinder oder an einem Stromanschluss des Stromleitungssystems und andererseits an einer Signalleitung des Signalleitungssystems des Zellkontaktierungssystems festgelegt ist.
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Unter einem formstabilen Verbindungselement wird dabei in dieser Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen vorzugsweise ein solches Element verstanden, welches eine solche Eigensteifigkeit aufweist, dass es seine Gestalt nicht unter der Wirkung der Schwerkraft ändert, wenn es in einem Schwerefeld gedreht wird, und zwar unabhängig von der Ausrichtung des Elements relativ zu der Schwerkraftrichtung in dem Schwerefeld.
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Das formstabile Verbindungselement behält somit, nachdem es einmal in seine gewünschte Form gebracht worden ist, insbesondere durch Umformvorgänge, beispielsweise Biege- und/oder Prägevorgänge, eine feste Positionsbeziehung zwischen seinen Endbereichen und damit zwischen den Verbindungsstellen, an denen das Verbindungselement einerseits an dem Zellverbinder bzw. an dem Stromanschluss und andererseits an der Signalleitung des Signalleitungssystems festgelegt werden soll, bei.
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Hierdurch ist eine positionsgenaue elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Stromleitungssystem einerseits und dem Signalleitungssystem andererseits in einfacher Weise herstellbar.
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Durch die Verwendung eines solchen formstabilen Verbindungselements kann die Fertigung des erfindungsgemäßen Zellkontaktierungssystems in hohem Maße automatisiert werden, wodurch auch hohe Stückzahlen kostengünstig hergestellt werden können.
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Das formstabile Verbindungselement wird vorzugsweise vorgeformt und insbesondere in seine endgültige Gestalt gebracht, bevor es an einem Zellverbinder oder an einem Stromanschluss des Stromleitungssystems festgelegt wird und/oder bevor es an einer Signalleitung des Signalleitungssystems festgelegt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Signalleitungssystem eine Leiterplatte oder Leiterplatine mit mindestens einer Leiterbahn umfasst, an welcher das Verbindungselement festgelegt ist.
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Das Verbindungselement ist vorzugsweise durch Stoffschluss an der jeweils zugeordneten Signalleitung des Signalleitungssystems, insbesondere an einer Leiterbahn einer Leiterplatte, festgelegt.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement durch Verlötung an der Signalleitung des Signalleitungssystems festgelegt ist.
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Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Verbindungselement durch eine stoffschlüssige Verbindung an dem Zellverbinder oder an dem Stromanschluss festgelegt ist.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement durch Verlötung oder durch Verschweißung, insbesondere durch Ultraschallschweißung, Widerstandsschweißung oder Laserschweißung, an dem Zellverbinder bzw. an dem Stromanschluss des Stromleitungssystems festgelegt ist.
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Für eine genaue Positionierung des Verbindungselements relativ zu der jeweils zugeordneten Signalleitung und relativ zu dem jeweils zugeordneten Zellverbinder oder Stromanschluss ist es günstig, wenn das Verbindungselement direkt an dem Trägerelement positioniert ist.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement durch Kraftschluss, durch Formschluss und/oder durch Stoffschluss an dem Trägerelement festgelegt ist.
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Vorzugsweise umfasst das Trägerelement mindestens ein Positionierelement, an welchem das Verbindungselement positioniert ist.
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Dabei kann das Verbindungselement durch Kraftschluss, insbesondere durch Verstemmen, durch Formschluss, insbesondere durch Verrastung, und/oder durch Stoffschluss, insbesondere durch Verklebung, mit mindestens einem Positionierelement des Trägerelements verbunden sein.
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Um die Position und Lage des Verbindungselements hinreichend genau festzulegen, kann auch vorgesehen sein, dass das Verbindungselement mittels zwei oder mehr Positionierelementen des Trägerelements relativ zu dem Trägerelement positionier ist.
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Das Verbindungselement umfasst ein elektrisch leitfähiges Material.
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Das Material des Verbindungselements kann mit dem Material des damit verbundenen Zellverbinders oder Stromanschlusses übereinstimmen oder von dem Material des Zellverbinders bzw. Stromanschlusses verschieden sein.
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Ferner kann das Material des Verbindungselements mit dem Material der damit verbundenen Signalleitung übereinstimmen oder von dem Material der Signalleitung verschieden sein.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement Kupfer, versilbertes Kupfer, verzinntes Kupfer, Messing, Nickel, Silber, Zinn, Palladium und/oder Gold umfasst.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Material des Verbindungselements eines der Materialien Kupfer, versilbertes Kupfer, verzinntes Kupfer, Messing, Nickel, Silber, Zinn, Palladium oder Gold als Hauptbestandteil enthält.
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Dabei gilt als Hauptbestandteil eines Materials derjenige Bestandteil, welcher den größten Gewichtsanteil an dem gesamten Material aufweist.
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Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Verbindungselement ein Stanzbiegeteil umfasst.
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Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Verbindungselement einen formstabilen Drahtabschnitt umfasst.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems für eine elektrochemische Vorrichtung, die mehrere elektrochemische Zellen umfasst, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
- – Herstellen eines Stromleitungssystems mit einem oder mehreren Zellverbindern zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals verschiedener elektrochemischer Zellen;
- – Herstellen eines Signalleitungssystems mit einer oder mehreren Signalleitungen zum elektrisch leitenden Verbinden jeweils einer Signalquelle mit dem Signalleitungsanschluss des Zellkontaktierungssystems;
wobei das Stromleitungssystem und das Signalleitungssystem im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems von einem Trägerelement des Zellkontaktierungssystems getragen werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems zu schaffen, welches eine kostengünstige Serienherstellung von Zellkontaktierungssystemen, insbesondere auch in hohen Stückzahlen, ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 10 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein formstabiles, separat hergestelltes Verbindungselement einerseits an einem Zellverbinder oder an einem Stromanschluss des Stromleitungssystems und andererseits an einer Signalleitung des Signalleitungssystems festgelegt wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine positionsgenaue elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Stromleitungssystem einerseits und dem Signalleitungssystem andererseits in einfacher Weise herstellbar.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das formstabile Verbindungselement vorgeformt wird, bevor es an dem Zellverbinder bzw. an dem Stromanschluss und/oder bevor es an der Signalleitung des Signalleitungssystems festgelegt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Verbindungselement an einer Leiterbahn einer Leiterplatte festgelegt wird, insbesondere durch Verlötung.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement an der Signalleitung festgelegt wird, bevor die Signalleitung an dem Trägerelement des Zellkontaktierungssystems montiert wird.
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Um eine besonders genaue Positionierung des Verbindungselements relativ zu dem Stromleitungssystem und relativ zu dem Signalleitungssystem zu erzielen, ist es günstig, wenn das Verbindungselement an dem Trägerelement des Zellkontaktierungssystems positioniert wird.
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Eine solche Positionierung kann dadurch erfolgen, dass das Verbindungselement in Eingriff mit einem oder mehreren Positionierelementen, die an dem Trägerelement vorgesehen sind, gebracht wird.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement an dem Trägerelement positioniert wird, bevor die Signalleitung, an welcher das Verbindungselement festgelegt wird, an dem Trägerelement montiert wird.
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Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass das Verbindungselement an dem Zellverbinder oder an dem Stromanschluss des Stromleitungssystems festgelegt wird, bevor der Zellverbinder bzw. der Stromanschluss an dem Trägerelement des Zellkontaktierungssystems montiert wird.
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Das erfindungsgemäße Zellkontaktierungssystem eignet sich insbesondere zur Verwendung mit einer elektrochemischen Vorrichtung, die als ein Akkumulator, beispielsweise als ein Lithium-Ionen-Akkumulator, ausgebildet ist.
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Wenn die elektrochemische Vorrichtung als ein Akkumulator ausgebildet ist, eignet sie sich insbesondere als eine hoch belastbare Energiequelle, beispielsweise für den Antrieb von Kraftfahrzeugen.
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Das erfindungsgemäße Zellkontaktierungssystem und dessen Herstellungsverfahren erlaubt eine kostengünstige Serienherstellung auch in großen Stückzahlen.
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Das formstabile Verbindungselement kann einen unter Einwirkung einer Verformungskraft während der Montage des Zellkontaktierungssystems elastisch und/oder plastisch verformbaren Kompensationsbereich, beispielsweise in Form von einer oder mehreren Schleifen oder Wellen, umfassen, welcher einen Ausgleich von Fertigungstoleranzen beim Positionieren des Verbindungselements an dem Trägerelement und/oder relativ zu dem jeweils zugeordneten Zellverbinder oder Stromanschluss und/oder relativ zu der jeweils zugeordneten Signalleitung ermöglicht.
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Bei der Montage des erfindungsgemäßen Zellkontaktierungssystems kann beispielsweise so vorgegangen werden, dass zunächst die formstabilen Verbindungselemente mit dem jeweils zugeordneten Zellverbinder bzw. dem jeweils zugeordneten Stromanschluss elektrisch leitend verbunden werden, vorzugsweise durch Stoffschluss, beispielsweise durch Verschweißung, insbesondere durch Widerstandsschweißen, Laserschweißen oder Ultraschallschweißen.
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Anschließend wird der aus jeweils einem Verbindungselement und dem zugeordneten Zellverbinder oder Stromanschluss gebildete Verbund an dem Trägerelement angeordnet, insbesondere in das Trägerelement eingelegt, und vorzugsweise gegen ein Verrutschen gesichert, beispielsweise durch Kraftschluss, insbesondere durch Verstemmen, durch Formschluss, insbesondere durch Verrasten, und/oder durch Stoffschluss, insbesondere durch Verkleben.
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Anschließend wird die Leiterplatte mit den daran angeordneten Leiterbahnen an dem Trägerelement angeordnet, insbesondere in das Trägerelement eingelegt, und vorzugsweise gegen ein Verrutschen gesichert, beispielsweise durch Kraftschluss, insbesondere durch Verstemmen, durch Formschluss, insbesondere durch Verrasten, und/oder durch Stoffschluss, insbesondere durch Verkleben.
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Ferner werden die der Leiterplatte zugewandten Enden der Verbindungselemente elektrisch leitend mit der jeweils zugeordneten Leiterbahn der Leiterplatte verbunden, beispielsweise durch Verlötung.
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Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Zellkontaktierungssystems werden die Zellverbinder und Stromanschlüsse an dem Trägerelement angeordnet, insbesondere in das Trägerelement eingelegt, und vorzugsweise gegen ein Verrutschen gesichert, beispielsweise durch Kraftschluss, insbesondere durch Verstemmen, durch Formschluss, insbesondere durch Verrasten, und/oder durch Stoffschluss, insbesondere durch Verkleben.
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Anschließend werden die formstabilen Verbindungselemente an dem Trägerelement angeordnet, insbesondere in das Trägerelement eingelegt, und vorzugsweise gegen ein Verrutschen gesichert, beispielsweise durch Kraftschluss, insbesondere durch Verstemmen, durch Formschluss, insbesondere durch Verrasten, und/oder durch Stoffschluss, insbesondere durch Verkleben.
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Anschließend wird die Leiterplatte mit den daran angeordneten Leiterbahnen an dem Trägerelement angeordnet, insbesondere in das Trägerelement eingesetzt, und vorzugsweise gegen ein Verrutschen gesichert, beispielsweise durch Kraftschluss, insbesondere durch Verstemmen, durch Formschluss, insbesondere durch Verrasten, und/oder durch Stoffschluss, insbesondere durch Verkleben.
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Dann wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den formstabilen Verbindungselementen und den Zellverbindern bzw. Stromanschlüssen hergestellt, beispielsweise durch Stoffschluss, insbesondere durch Verschweißung, vorzugsweise durch Ultraschallschweißen, Widerstandsschweißen oder Laserschweißen.
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Ferner werden die der Leiterplatte zugewandten Endbereiche der formstabilen Verbindungselemente elektrisch leitend mit der jeweils zugeordneten Leiterbahn verbunden, beispielsweise durch Stoffschluss, insbesondere durch Verlötung.
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Das formstabile Verbindungselement des erfindungsgemäßen Zellkontaktierungssystems ist vorzugsweise als ein separates Spannungsabgriffselement ausgebildet, das im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems und der elektrochemischen Vorrichtung nicht in direktem Kontakt mit einem Zellterminal einer elektrochemischen Zelle der elektrochemischen Vorrichtung steht. Vorzugsweise ist das formstabile Verbindungselement von einer Kontaktstelle, an welcher ein Zellterminal einer elektrochemischen Zelle an dem jeweiligen Zellverbinder oder an dem jeweiligen Stromanschluss festgelegt ist, beabstandet.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Trägerelements eines Zellkontaktierungssystems für eine elektrochemische Vorrichtung, insbesondere ein Akkumulatormodul, eines an dem Trägerelement gehaltenen Stromleitungssystems, eines an dem Trägerelement gehaltenen Signalleitungssystems und mehrerer formstabiler Verbindungselemente, welche einerseits an einem Zellverbinder oder an einem Stromanschluss des Stromleitungssystems und andererseits an einer Signalleitung des Signalleitungssystems festgelegt sind;
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2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs I aus 1;
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3 eine schematische Draufsicht von oben auf das Zellkontaktierungssystem aus 1;
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4 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs II aus 3;
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5 einen schematischen Schnitt durch das Zellkontaktierungssystem aus 3, längs der Linie 5-5 in 3;
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6 eine schematische Vorderansicht des Zellkontaktierungssystems aus 3, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 6 in 3;
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7 eine schematische Seitenansicht des Zellkontaktierungssystems aus 3, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 7 in 3;
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8 eine schematische perspektivische Darstellung einer elektrochemischen Vorrichtung mit einem Gehäuse und mehreren darin angeordneten elektrochemischen Zellen, wobei das Zellkontaktierungssystem auf das Gehäuse aufsetzbar und mit Zellterminals der elektrochemischen Zellen elektrisch leitend verbindbar ist;
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9 eine schematische Explosionsdarstellung des Trägerelements mit dem daran angeordneten Stromleitungssystem, einer Leiterplatte des Signalleitungssystems mit daran montierten Verbindungselementen und eines Abdeckelements, welches auf das Trägerelement des Zellkontaktierungssystems aufsetzbar ist;
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10 eine schematische Explosionsdarstellung des Trägerelements mit dem daran angeordneten Stromleitungssystem und mit an dem Trägerelement vormontierten Verbindungselementen, einer Leiterplatte des Signalleitungssystems und eines Abdeckelements, welches auf das Trägerelement aufsetzbar ist;
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11 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs I aus 1 bei einer zweiten Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems; und
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12 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs I aus 1 bei einer dritten Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems.
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Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Ein in den 1 bis 9 dargestelltes, als Ganzes mit 100 bezeichnetes Zellkontaktierungssystem umfasst ein Trägerelement 102, an dem ein Stromleitungssystem 104 und ein Signalleitungssystem 106 gehalten sind, und ein in 9 dargestelltes, auf das Trägerelement 102 aufsetzbares Abdeckelement 108.
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Das Trägerelement 102 ist auf ein (in 8 dargestelltes) Gehäuse 109 einer elektrochemischen Vorrichtung 111, beispielsweise eines Akkumulatormoduls, mit mehreren elektrochemischen Zellen 113, insbesondere Akkumulatorzellen, aufsetzbar und verschließt im montierten Zustand der elektrochemischen Vorrichtung 111 eine obere Gehäuseöffnung, durch welche Zellterminals 115 der elektrochemischen Zellen 113 der elektrochemischen Vorrichtung 111 hervorstehen.
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Das Trägerelement 102 kann beispielsweise in Form einer vorzugsweise im Wesentlichen rechteckigen Trägerplatte 110 ausgebildet sein.
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Das Trägerelement 102 ist mit einer Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen 112 versehen, wobei jede Durchtrittsöffnung 112 einerseits jeweils einem Kontaktbereich 114 eines Zellverbinders 116 oder eines Stromanschlusses 118 und andererseits jeweils einem Zellterminal 115 der elektrochemischen Zellen 113 der elektrochemischen Vorrichtung 111 zugeordnet ist, so dass durch eine solche Durchtrittsöffnung 112 jeweils ein Zellterminal 115 mit einem zugeordneten Kontaktbereich 114 eines Zellverbinders 116 oder eines Stromanschlusses 118 verbindbar ist.
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Dabei kann sich beispielsweise ein Zellterminal 115 durch die Durchtrittsöffnung 112 hindurch erstrecken, um in Kontakt mit einem Kontaktbereich 114 eines Zellverbinders 116 oder eines Stromanschlusses 118 zu kommen.
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Alternativ hierzu kann sich auch ein Kontaktbereich 114 eines Zellverbinders 116 oder eines Stromanschlusses 118 durch die jeweils zugeordnete Durchtrittsöffnung 112 hindurch erstrecken, um in Kontakt mit dem jeweils zugeordneten Zellterminal 115 zu kommen.
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Ferner ist auch denkbar, dass sich sowohl das Zellterminal 115 als auch der Kontaktbereich 114 des Zellverbinders 116 bzw. des Stromanschlusses 118 beide in die Durchtrittsöffnung 112 hinein erstrecken und dort miteinander verbunden sind.
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Wie aus den 1 und 3 zu ersehen ist, können die Durchtrittsöffnungen 112 des Trägerelements 102 in mehreren Reihen 120 angeordnet sein, wobei die Reihen 120 sich beispielsweise in einer Längsrichtung 122 des Trägerelements 102 erstrecken.
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Die Durchtrittsöffnungen 112 können insbesondere im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sein, insbesondere mit abgerundeten Eckbereichen; grundsätzlich sind aber auch andere Formen der Durchtrittsöffnungen 112, insbesondere kreisförmige, ovale, quadratische oder polygonale Durchtrittsöffnungen 112, möglich.
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An der im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems 100 den elektrochemischen Zellen 113 abgewandten Oberseite des Trägerelements 102 ist das Abdeckelement 108 angeordnet, welches zum Abdecken des Stromleitungssystems 104 und des Signalleitungssystems 106 dient.
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Das Abdeckelement 108 ist beispielsweise in Form einer im Wesentlichen rechteckigen Abdeckplatte 124 ausgebildet.
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Das Abdeckelement 108 und/oder das Trägerelement 102 umfasst vorzugsweise ein thermoplastisches Material, beispielsweise Polypropylen.
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Vorzugsweise ist das Abdeckelement 108 und/oder das Trägerelement 102 im Wesentlichen vollständig aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise aus Polypropylen, gebildet.
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Wie aus 9 zu ersehen ist, ist das Abdeckelement 108 ferner vorzugsweise mit einem längs eines äußeren Randes umlaufenden, im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems 100 zu dem Trägerelement 102 hin vorstehenden Randbereich 126 versehen.
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Der Randbereich 126 des Abdeckelements 108 kann von zwei Durchtrittskanälen 128 unterbrochen sein, welche vom Rand des Abdeckelements 108, beispielsweise in der Längsrichtung 122 nach vorne oder nach hinten, vorstehen und beispielsweise einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen können.
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Wie am besten aus 1 zu ersehen ist, ist auch das Trägerelement 102 vorzugsweise mit einem längs eines äußeren Randes umlaufenden, im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems 100 zu dem Abdeckelement 108 hin vorstehenden Randbereich 130 versehen.
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Auch der Randbereich 130 des Trägerelements 102 kann von zwei Durchtrittskanälen 132 unterbrochen sein, welche vom Rand des Trägerelements 102, vorzugsweise in der Längsrichtung 122 nach vorne oder nach hinten, vorstehen und beispielsweise einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen können.
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Die Durchtrittskanäle 132 des Trägerelements 102 und die Durchtrittskanäle 128 des Abdeckelements 108 sind an einander entsprechenden Stellen der jeweiligen Randbereiche 130 bzw. 126 angeordnet und mit ihren offenen Seiten einander zugewandt, so dass die Durchtrittskanäle 132, 128 zusammen jeweils einen Durchtrittsschacht 134 bilden, welcher zur Aufnahme jeweils eines der Stromanschlüsse 118 des Zellkontaktierungssystems 100 dient.
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Die Stromanschlüsse 118 und die Zellverbinder 116, mittels welcher die Zellterminals 115 jeweils zweier einander benachbarter elektrochemischer Zellen 113 mit unterschiedlicher Polarität elektrisch leitend miteinander verbindbar sind, bilden zusammen das Stromleitungssystem 104 des Zellkontaktierungssystems 100.
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Das Stromleitungssystem 104 dient dazu, einen Stromfluss zwischen den elektrochemischen Zellen 113 der elektrochemischen Vorrichtung 111 und zu den oder von den Stromanschlüssen 118 des Zellkontaktierungssystems 100 zu ermöglichen.
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Durch dieses Stromleitungssystem 104 werden beispielsweise die elektrochemischen Zellen 113 der elektrochemischen Vorrichtung 111 elektrisch in Reihe geschaltet.
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Dabei verbindet jeder Zellverbinder 116 ein erstes Zellterminal 115a negativer Polarität einer ersten elektrochemischen Zelle 113a mit einem zweiten Zellterminal 115b positiver Polarität einer benachbarten zweiten elektrochemischen Zelle 113b (siehe 8).
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Jeweils ein Zellterminal 115c der den Anfang der Zellen-Reihenschaltung der elektrochemischen Vorrichtung bildenden elektrochemischen Zelle 113c und ein Zellterminal 115d der das Ende der Zellen-Reihenschaltung bildenden elektrochemischen Zelle 113d sind elektrisch leitend mit einem der elektrisch leitenden Stromanschlüsse 118 des Zellkontaktierungssystems 100 verbunden.
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Mehrere elektrochemische Vorrichtungen 111 mit jeweils einem Zellkontaktierungssystem 100 sind vorzugsweise elektrisch in Reihe geschaltet.
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Eine solche Reihenschaltung kann insbesondere dadurch hergestellt werden, dass ein Stromanschluss 118 einer ersten elektrochemischen Vorrichtung 111 mittels eines (nicht dargestellten) Modulverbinders elektrisch leitend mit einem elektrischen Stromanschluss 118 (entgegengesetzter Polarität) einer zweiten elektrochemischen Vorrichtung 111 verbunden wird.
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Um das Abdeckelement 108 lösbar an dem Trägerelement 102 festlegen zu können, ist vorzugsweise eine Rastvorrichtung 136 vorgesehen, welche ein oder mehrere an dem Abdeckelement 108 vorgesehene Rastelemente 138 und ein oder mehrere an dem Trägerelement 102 vorgesehene Rastelemente 140 umfasst.
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Die abdeckelementseitigen Rastelemente 138 und die trägerelementseitigen Rastelemente 140 sind an einander entsprechenden Stellen des Randbereichs 126 des Abdeckelements 108 bzw. des Randbereichs 130 des Trägerelements 102 angeordnet und verrasten miteinander, wenn das Abdeckelement 108 auf das Trägerelement 102 aufgesetzt wird, so dass das Abdeckelement 108 mittels der Rastvorrichtung 136 lösbar an dem Trägerelement 102 gehalten ist.
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Das Trägerelement 102 ist an seinem Randbereich 130 vorzugsweise mit einer Anschlussausnehmung oder einem Anschlussschacht 142 versehen, durch welchen ein Signalleitungsanschluss 144 (siehe insbesondere 1) mit mehreren Anschlusspins 146 von außerhalb des Zellkontaktierungssystems 100 für die Kontaktierung mit einem zum Signalleitungsanschluss 144 komplementären Signalleitungselement zugänglich ist.
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Der Signalleitungsanschluss 144 kann beispielsweise als ein Signalleitungsstecker ausgebildet sein.
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In diesem Fall ist das komplementär zu dem Signalleitungsanschluss 144 ausgebildete Signalleitungselement vorzugsweise als eine Signalleitungsbuchse ausgebildet.
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Der Signalleitungsanschluss 144 dient zum Anschließen des an dem Trägerelement 102 angeordneten Signalleitungssystems 106 an eine (nicht dargestellte) Überwachungseinheit der elektrochemischen Vorrichtung 111 über eine (nicht dargestellte), vorzugsweise mehrpolige, Verbindungsleitung.
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Das Signalleitungssystem 106 dient zum Verbinden von einer oder mehreren Spannungsabgriffstellen 148 an jeweils einem Zellverbinder 116 oder Stromanschluss 118 und/oder von einem oder mehreren Temperatursensoren 150 des Zellkontaktierungssystems 100 mit dem Signalleitungsanschluss 144.
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Das Signalleitungssystem 106 umfasst eine oder mehrere Signalleitungen 152, welche jeweils eine Signalquelle 154 elektrisch leitend mit dem Signalleitungsanschluss 144 verbinden.
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Wenn die Signalquelle 154 eine Spannungsabgriffstelle 148 an einem Zellverbinder 116 oder an einem Stromanschluss 118 ist, so ist diese Signalquelle 154 über eine Spannungsabgriffsleitung 156 mit dem Signalleitungsanschluss 144 verbunden.
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Die Spannungsabgriffstellen 148 sind an jeweils einem Kontaktbereich 114 eines Zellverbinders 116 oder eines Stromanschlusses 122 des Zellkontaktierungssystems 100 angeschlossen, um das dort jeweils herrschende elektrische Potential abgreifen zu können.
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Wenn die Signalquelle 154 ein Temperatursensor 150 ist, so ist die Signalquelle 154 mittels einer oder mehrerer Temperaturmessleitungen 158 elektrisch leitend mit dem Signalleitungsanschluss 144 verbunden.
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Die Temperatursensoren 150 stehen vorzugsweise ebenfalls in Kontakt mit einem Kontaktbereich 114 eines Zellverbinders 116 oder eines Stromanschlusses 118 des Zellkontaktierungssystems 100, um die dort herrschende Temperatur messen zu können.
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Jeder der Kontaktbereiche 114 der Zellverbinder 116 und jeder Stromanschluss 122 ist jeweils einem Zellterminal 115 der elektrochemischen Vorrichtung 111 zugeordnet und im montierten Zustand der elektrochemischen Vorrichtung 111 elektrisch leitend, vorzugsweise stoffschlüssig, mit dem jeweils zugeordneten Zellterminal 115 verbunden.
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Jeder Zellverbinder 116 umfasst zwei Kontaktbereiche 114 zum elektrischen Kontaktieren von jeweils einem Zellterminal 115 und einen die beiden Kontaktbereiche 114 miteinander verbindenden Kompensationsbereich 160. Der Kompensationsbereich 160 ist vorzugsweise elastisch und/oder plastisch verformbar, um eine Relativbewegung der beiden Kontaktbereiche 114 des Zellverbinders 116 relativ zueinander im Betrieb der elektrochemischen Vorrichtung 111 und/oder zum Toleranzausgleich bei der Montage des Zellkontaktierungssystems 100 zu ermöglichen.
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Zu diesem Zweck kann der Kompensationsbereich 160 insbesondere eine oder mehrere quer zu einer Verbindungsrichtung, welche ein Zentrum des ersten Kontaktbereichs 114a und ein Zentrum des zweiten Kontaktbereichs 114b des Zellverbinders 116 miteinander verbindet, verlaufende Kompensationswellen 162 aufweisen.
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Jeder Kontaktbereich 114 eines Zellverbinders 116 oder eines Stromanschlusses 122 kann mittels jeweils eines Positionierungsloches 164 an einem jeweils zugeordneten Positionierungsstift 166 des Trägerelements 102 positioniert sein.
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Dabei durchsetzt vorzugsweise der Positionierungsstift 166 des Trägerelements 102 das jeweils zugeordnete Positionierungsloch 164 des Zellverbinders 116 bzw. des Stromanschlusses 118.
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Das Trägerelement 102 umfasst vorzugsweise ein elektrisch nicht leitendes Kunststoffmaterial, beispielsweise PBT (Polybutylenterephthalat), PP (Polypropylen), PA (Polyamid), ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und/oder LCP ("Liquid Crystal Polymer"), und ist vorzugsweise im Wesentlichen vollständig aus einem solchen Kunststoffmaterial gebildet.
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Ein besonders geeignetes Material für das Trägerelement 102 ist ein mit Talkum verstärktes Polypropylen-Material (beispielsweise das Material mit der Bezeichnung PPT TV 20). Dieses Material weist durch die Talkumverstärkung eine besonders hohe Formstabilität auf.
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Mindestens eine Spannungsabgriffsleitung 156 des Signalleitungssystems 106, vorzugsweise mehrere Spannungsabgriffsleitungen 156 und insbesondere alle Spannungsabgriffsleitungen 156 des Signalleitungssystems 106, umfassen jeweils mindestens ein formstabiles Verbindungselement 168, welches einerseits an einem Zellverbinder 116 oder an einem Stromanschluss 118 des Stromleitungssystems 104 und andererseits an einer Signalleitung 152 des Signalleitungssystems 106 festgelegt ist.
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Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform umfasst das Signalleitungssystem 106 insbesondere eine Leiterplatte 170, mit deren Leiterbahnen 171 (von denen in den Zeichnungen nur eine beispielhaft dargestellt ist) die Verbindungselemente 168 des Signalleitungssystems 106 durch jeweils eine elektrisch leitende Verbindung verbunden sind.
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Die Leiterbahnen der Leiterplatte 170 stellen eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Verbindungselementen 168 einerseits und den Anschlusspins 146 des Signalleitungsanschlusses 144 andererseits her.
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Die elektrisch leitende Verbindung zwischen jeweils einem Verbindungselement 168 und einer Leiterbahn 171 der Leiterplatte 170 kann beispielsweise durch Verlötung oder durch Verschweißung, insbesondere durch Ultraschallschweißung, Widerstandsschweißung oder Laserschweißung, hergestellt sein.
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An seinem der Leiterplatte 170 abgewandten Endbereich 172 ist das Verbindungselement 168 elektrisch leitend mit jeweils einem Zellverbinder 116 oder einem Stromanschluss 118 des Zellkontaktierungssystems 100 verbunden.
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Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Verbindungselement 168 in seinem anzubindenden Endbereich 172 mit dem Zellverbinder 116 bzw. mit dem Stromanschluss 118 zumindest teilweise überlappt und in dem Überlappungsbereich 174 stoffschlüssig direkt mit dem Zellverbinder 116 bzw. mit dem Stromanschluss 118 verbunden ist, beispielsweise durch Verlötung oder durch Verschweißung, insbesondere durch Ultraschallschweißung, Widerstandsschweißung oder Laserschweißung.
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Ein dem zellverbinderseitigen bzw. stromanschlusseitigen Endbereich 172 entgegengesetzter Endbereich 176 des Verbindungselements 168 erstreckt sich vorzugsweise durch eine Durchtrittsöffnung 178 in der Leiterplatte 170 hindurch und ist in dem aus der Durchtrittsöffnung 178 vorstehenden Abschnitt mit einer im Bereich der Durchtrittsöffnung 178 angeordneten Leiterbahn 171 der Leiterplatte 170 stoffschlüssig verbunden, beispielsweise durch Verlötung oder durch Verschweißung.
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Wie am besten aus 2 zu ersehen ist, kann das Verbindungselement 168 beispielsweise aus einem formstabilen Drahtabschnitt gebildet sein.
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Der Drahtabschnitt kann beispielsweise einen im Wesentlichen kreisförmigen oder einen polygonalen, insbesondere rechteckigen, Querschnitt aufweisen.
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Um das Verbindungselement 168 in gewünschter Weise relativ zu dem Trägerelement 102 positionieren zu können, können an dem Trägerelement 102 ein oder mehrere Positionierelemente 180 vorgesehen sein, mit welchen das Verbindungselement 168 in Eingriff bringbar ist, um das Verbindungselement 168 in der Längsrichtung 122 und/oder in einer quer, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht, zur Längsrichtung 122 verlaufenden Querrichtung 182 relativ zu dem Trägerelement zu positionieren.
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Die Positionierelemente 180 können einstückig mit dem Trägerelement 102 ausgebildet sein.
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Alternativ hierzu ist auch möglich, dass die Positionierelemente 180 separat von dem Trägerelement 102 hergestellt und anschließend an dem Trägerelement 102 festgelegt worden sind.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Positionierelemente 180 an einer oder mehreren Positionierplatten 184 ausgebildet worden sind und die Positionierplatten 184 an dem Trägerelement 102 festgelegt worden sind, beispielsweise durch Kraftschluss, durch Formschluss und/oder durch Stoffschluss.
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Die Positionierelemente 180 können beispielsweise als Positionierstifte 186 ausgebildet sein.
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Um das Verbindungselement 168 mittels der Positionierelemente 180 gegen eine ungewollte Verschiebung relativ zum Trägerelement 102 zu sichern, kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Positionierelement 180 in eine Ausnehmung oder eine Schleife 188 des Verbindungselements 168 eingreift.
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Um das Verbindungselement 168 in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen 122 und 182 relativ zum Trägerelement 102 positionieren zu können, ist es von Vorteil, wenn das Verbindungselement 168 mindestens zwei Schleifen 188 aufweist, deren Schleifenöffnungen 190 in voneinander verschiedene Richtungen weisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zwei Schleifenöffnungen 190 von Schleifen 188 des Verbindungselements 168 in einander im Wesentlichen entgegengesetzte Richtungen weisen.
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Um das Ineingriffbringen des Verbindungselements 168 mit den Positionierelementen 188 längs einer Montagerichtung 192 zu erleichtern, kann vorgesehen sein, dass die Positionierelemente 188 an ihren dem Trägerelement 102 abgewandten freien Enden mit einer Verjüngung oder Anfasung 194 versehen sind.
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Die Montagerichtung 192 ist vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptfläche 196 des Trägerelements 102 ausgerichtet.
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Die Längsrichtung 122 und die Querrichtung 182 des Zellkontaktierungssystems 100 verlaufen vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Hauptfläche 196 des Trägerelements 102.
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Das Material des Verbindungselements 168 kann beispielsweise Kupfer, versilbertes Kupfer, verzinntes Kupfer, Messing, Nickel, Silber, Zinn, Palladium und/oder Gold umfassen.
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Vorzugsweise enthält das Material des Verbindungselements 168 eines der Materialien Kupfer, versilbertes Kupfer, verzinntes Kupfer, Messing, Nickel, Silber, Zinn, Palladium oder Gold als Hauptbestandteil.
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Dabei gilt als Hauptbestandteil eines Materials derjenige Bestandteil, welcher den höchsten Gewichtsanteil an dem Material aufweist.
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Das vorstehend beschriebene Zellkontaktierungssystem 100 wird vorzugsweise als eine separate Baugruppe der elektrochemischen Vorrichtung 111 komplett vormontiert.
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Bei dieser Vormontage werden die Bestandteile des Stromleitungssystems 104, insbesondere die Zellverbinder 116 und die Stromanschlüsse 118, sowie ein oder mehrere Temperatursensoren 150 mit Anschlusselementen 198, beispielsweise mit Anschlussdrähten, an dem Trägerelement 102 positioniert (siehe 9).
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Ein Anschlussgehäuse 200 des Signalleitungsanschlusses 144, an welchem die Anschlusspins 146 des Signalleitungsanschlusses 144 gehalten sind, wird mit der Leiterplatte 170 verbunden, indem die Anschlusspins 146 mit jeweils einer zugeordneten Leiterbahn 171 der Leiterplatte 170 stoffschlüssig verbunden werden, beispielsweise durch Verlötung.
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Die formstabilen Verbindungselemente 168 werden hergestellt, indem ein Materialabschnitt von einem Ausgangsmaterial, beispielsweise von einem drahtförmigen Ausgangsmaterial, abgetrennt und der Materialabschnitt durch Umformvorgänge, insbesondere durch Biegevorgänge und/oder Prägevorgänge, in die gewünschte Form gebracht wird.
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Die so vorgeformten, formstabilen Verbindungselemente 168 werden an der Leiterplatte 170 festgelegt, indem jeweils ein leiterplattenseitiger Endbereich 176 jedes Verbindungselements 168 stoffschlüssig mit einer jeweils zugeordneten Leiterbahn 171 der Leiterplatte 170, vorzugsweise stoffschlüssig, verbunden wird, beispielsweise durch Verlötung und/oder durch Verschweißung, insbesondere durch Ultraschallschweißung, Widerstandsschweißung oder Laserschweißung.
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Anschließend wird die Leiterplatte 170 mit den daran festgelegten Verbindungselementen 168 auf das Trägerelement 102 aufgesetzt, wobei sich die Leiterplatte 170 insbesondere an Stützelementen 202 des Trägerelements 102 abstützen kann.
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Beim Aufsetzen der Leiterplatte 170 auf das Trägerelement 102 werden zugleich die Verbindungselemente 168 in Eingriff mit den Positionierelementen 180 des Trägerelements 102 gebracht. Hierdurch ist gewährleistet, dass die der Leiterplatte 170 abgewandten Endbereiche 172 der Verbindungselemente 168 in der gewünschten Weise relativ zu den Zellverbindern 116 bzw. zu den Stromanschlüssen 118 des Stromleitungssystems 104 positioniert sind.
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Anschließend werden die Spannungsabgriffstellen 148 der Zellverbinder 116 und der Stromanschlüsse 118 elektrisch leitend mit den Endbereichen 172 der Verbindungselemente 168 verbunden, vorzugsweise durch Stoffschluss, insbesondere durch Verlötung oder durch Verschweißung, beispielsweise durch Ultraschallschweißung, Widerstandsschweißung oder Laserschweißung.
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Ferner werden die Anschlusselemente 172 jedes Temperatursensors 150 elektrisch leitend mit jeweils einer zugeordneten Leiterbahn der Leiterplatte 170 verbunden, vorzugsweise stoffschlüssig, insbesondere durch Verlötung oder durch Verschweißung, beispielsweise durch Ultraschallschweißung, Widerstandsschweißung oder Laserschweißung.
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Somit sind alle für die Kontaktierung der elektrochemischen Zellen 113 der elektrochemischen Vorrichtung 111 benötigten Bauteile in einer als Einheit handhabbaren Baugruppe, nämlich in dem Zellkontaktierungssystem 100, bereits in der erforderlichen relativen Positionierung zusammengefasst.
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Das Trägerelement 102 mit dem Stromleitungssystem 104 und dem Signalleitungssystem 106 wird bei der Montage der elektrochemischen Vorrichtung 111 auf das Gehäuse 109 aufgesetzt, in welchem die elektrochemischen Zellen 113 angeordnet sind, und mit dem die Gehäuseöffnung umgebenden Rand des Gehäuses 109 verbunden.
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Anschließend werden die Zellverbinder 116 und die Stromanschlüsse 118 elektrisch leitend mit den jeweils zugeordneten Zellterminals 115 der elektrochemischen Vorrichtung 111 kontaktiert, beispielsweise durch Stoffschluss, insbesondere durch Verschweißung, und/oder durch Formschluss.
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Nach erfolgter Kontaktierung zwischen dem Stromleitungssystem 104 und den Zellterminals 115 der elektrochemischen Zellen 113 der elektrochemischen Vorrichtung 111 wird das Abdeckelement 108 auf das Trägerelement 102 aufgesetzt und mit demselben verbunden, insbesondere durch Verrastung, so dass das Abdeckelement 108 das Stromleitungssystem 104 und das Signalleitungssystem 106 des Zellkontaktierungssystems 100 abdeckt und vor einer ungewollten Berührung schützt.
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Hierdurch wird eine Beschädigung des Stromleitungssystems 104 und des Signalleitungssystems 106 während des Transports und der Montage der elektrochemischen Vorrichtung 111 verhindert.
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Die fertig montierte elektrochemische Vorrichtung 111 kann mit mehreren anderen elektrochemischen Vorrichtungen 111, insbesondere Akkumulatormodulen, zu einer elektrochemischen Vorrichtungsgruppe zusammengesetzt werden, wobei insbesondere verschiedene elektrochemische Vorrichtungen 111 mittels (nicht dargestellter) Modulverbinder, welche die Stromanschlüsse 118 verschiedener elektrochemischer Vorrichtungen 111 miteinander verbinden, zusammengeschaltet werden können.
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Eine in 10 dargestellte zweite Ausführungsform eines Zellkontaktierungssystems 100 unterscheidet sich von der in den 1 bis 9 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass die formstabilen Verbindungselemente 168 nicht zusammen mit der Leiterplatte 170 an dem Trägerelement 102 montiert werden, sondern stattdessen zunächst an dem jeweils zugeordneten Zellverbinder 116 bzw. Stromanschluss 118 des Stromleitungssystems 104 festgelegt werden und zusammen mit dem jeweiligen Zellverbinder 116 bzw. Stromanschluss 118 an dem Trägerelement 102 positioniert werden.
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Erst wenn die Zellverbinder 116 und die Stromanschlüsse 118 mit den daran festgelegten formstabilen Verbindungselementen 168 an dem Trägerelement 102 positioniert sind, wird die Leiterplatte 170 mit dem daran angeordneten Anschlussgehäuse 200 des Signalleitungsanschlusses 144 auf das Trägerelement 102 aufgesetzt.
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Hierbei treten die leiterplattenseitigen Endbereiche 176 der Verbindungselemente 168 durch die jeweils zugeordneten Durchtrittsöffnungen 178 der Leiterplatte 170 hindurch.
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Anschließend werden diese Endbereiche 176 elektrisch leitend mit den jeweils zugeordneten Leiterbahnen 171 der Leiterplatte 170 verbunden, beispielsweise durch Verlötung oder durch Verschweißung, insbesondere durch Ultraschallschweißung, Widerstandsschweißung oder Laserschweißung.
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Im Übrigen stimmt die in 10 dargestellte zweite Ausführungsform eines Zellkontaktierungssystems 100 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den 1 bis 9 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Eine in 11 dargestellte dritte Ausführungsform eines Zellkontaktierungssystems 100 unterscheidet sich von der in den 1 bis 9 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass die formstabilen Verbindungselemente 168 bei dieser Ausführungsform nicht als formstabiler Drahtabschnitt, sondern als ein Stanzteil oder ein Stanzbiegeteil 204 ausgebildet sind.
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Ein solches Stanzbiegeteil 204 wird aus einem Ausgangsmaterial, beispielsweise einer Folie, herausgetrennt, insbesondere ausgestanzt, und durch Umformvorgänge, insbesondere durch Biege- und/oder Prägevorgänge, in die gewünschte Form gebracht.
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Zur Positionierung der Verbindungselemente 168 relativ zu den Zellverbindern 116 bzw. Stromanschlüssen 118 des Stromleitungssystems 104 bei der Montage der Leiterplatte 170 an dem Trägerelement 102 können hierbei Positionierelemente 180 in Form von Positionierleisten 206 dienen, zwischen denen ein Positionierkanal 208 ausgebildet ist.
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In diesen Positionierkanal 208 greift das jeweils zugeordnete Verbindungselement 168 bei dessen Positionierung an dem Trägerelement 102 ein.
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Im Übrigen stimmt die in 11 dargestellte dritte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 100 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den 1 bis 9 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Eine in 12 dargestellte vierte Ausführungsform eines Zellkontaktierungssystems 100 unterscheidet sich von der in 11 dargestellten dritten Ausführungsform dadurch, dass die formstabilen Verbindungselemente 168 nicht an der Leiterplatte 170 vormontiert und zusammen mit der Leiterplatte 170 an dem Trägerelement 102 positioniert werden, sondern stattdessen an dem Trägerelement 102 vormontiert werden.
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Um eine solche Positionierung relativ zu dem Trägerelement 102 unabhängig von der Leiterplatte 170 zu ermöglichen, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Verbindungselement 168 eine Positionieröffnung 210 aufweist, in welche bei der Positionierung des Verbindungselements 168 an dem Trägerelement 102 ein Positionierelement 212 des Trägerelements 102 eingreift.
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Um das vormontierte Verbindungselement 168 auch hinsichtlich seiner Winkelstellung in Bezug auf das erste Positionierelement 180a festzulegen, können zwei weitere Positionierelemente 180b und 180c vorgesehen sein, die im Abstand voneinander angeordnet sind und zwischen sich einen Positionierkanal 208 ausbilden, durch welchen sich das formstabile Verbindungselement 168 hindurch erstreckt, wenn es in der gewünschten Weise an dem Trägerelement 102 positioniert ist.
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Durch die drei Positionierelemente 180a, 180b und 180c ist somit das an dem Trägerelement 102 vormontierte Verbindungselement 168 gegen eine unerwünschte Verschiebung in der Längsrichtung 122 und in der Querrichtung 182 und gegen eine Verdrehung relativ zu dem Trägerelement 102 gesichert.
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Bei dieser Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 100 erfolgt die Positionierung der Verbindungselemente 168 vorzugsweise erst dann, wenn die Zellverbinder 116 und die Stromanschlüsse 118 des Stromleitungssystems 104 bereits an dem Trägerelement 102 positioniert worden sind, so dass nach der anschließenden Positionierung der Verbindungselemente 168 deren den Zellverbindern 116 bzw. den Stromanschlüssen 118 zugewandten Endbereiche 172 in der Montagerichtung 192 über den Zellverbindern 116 bzw. den Stromanschlüssen 118 angeordnet sind. Die Überlappungsbereiche 174 der Verbindungselemente 168 sind somit für die Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem jeweiligen Verbindungselement 168 und dem jeweiligen Zellverbinder 116 bzw. Stromanschluss 118 gut zugänglich.
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Nachdem die formstabilen Verbindungselemente 168 an dem Trägerelement 102 positioniert worden sind, wird die Leiterplatte 170 auf das Trägerelement 102 aufgesetzt, und die leiterplattenseitigen Endbereiche 176 der Verbindungselemente 168 werden in der vorstehend bereits beschriebenen Weise mit den jeweils zugeordneten Leiterbahnen 171 der Leiterplatte 170 elektrisch leitend verbunden.
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Das Herstellen der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Verbindungselement 168 und der zugeordneten Leiterbahn 171 der Leiterplatte 170 kann dabei vor oder nach oder im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Herstellen der Verbindung zwischen dem Verbindungselement 168 und dem jeweils zugeordneten Zellverbinder 116 bzw. Stromanschluss 118 erfolgen.
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Im Übrigen stimmt die in 12 dargestellte vierte Ausführungsform eines Zellkontaktierungssystems 100 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den 1 bis 9 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
