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 und
ein Signalleitungssystem mit einer oder mehreren Signalleitungen zum elektrisch leitenden Verbinden jeweils einer Signalquelle mit einem Signalleitungsanschluss oder mit einer Überwachungseinheit des Zellkontaktierungssystems umfasst.The present invention relates to a cell contacting system for an electrochemical device comprising a plurality of electrochemical cells,
the cell contacting system
a power line system with one or more cell connectors for electrically connecting cell terminals of various electrochemical cells and
a signal line system comprising one or more signal lines for electrically conductive connection of a respective signal source with a signal line connection or with a monitoring unit of Zellkontaktierungssystems.
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 beispielweise 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 oder mit einer in das Zellkontaktierungssystem selbst integrierten Überwachungseinheit der elektrochemischen Vorrichtung verbunden.Such a cell contacting system serves, on the one hand, to enable the flow of a power current from and to the electrochemical cells of the electrochemical device by means of the power line system and, on the other hand, to carry out single cell monitoring of physical parameters, such as the voltage and the temperature, by means of the signal line system. For this purpose, for example, potential differences between different cell connectors are measured and / or temperatures in the vicinity of the cell connectors are detected by means of suitable temperature sensors. The signal sources or measuring points are electrically conductively connected by the signal line system to the signal line connection serving as an interface to a monitoring unit of the electrochemical device or to a monitoring unit of the electrochemical device integrated into the cell contacting system itself.
Bei bekannten Zellkontaktierungssystemen umfassen die Signalleitungen des Signalleitungssystems Leiterbahnen einer Leiterplatte, welche mittels flexibler Litzen mit den Zellverbindern des Stromleitungssystems elektrisch leitend verbunden sind.In known Zellkontaktierungssystemen the signal lines of the signal line system comprise printed conductors of a printed circuit board, which are electrically connected by means of flexible strands with the cell connectors of the power line system.
Die Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Zellverbinder und den Leiterbahnen der Leiterplatten mittels solcher flexibler Litzen ist sehr zeitaufwändig.The production of the electrically conductive connection between the cell connectors and the printed conductors of the printed circuit boards by means of such flexible strands is very time-consuming.
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.The present invention has for its object to provide a Zellkontaktierungssystem of the type mentioned, which is suitable for low-cost serial production, especially in large quantities.
Diese Aufgabe wird bei einem Zellkontaktierungssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Signalleitungssystem mindestens ein elektrisch leitendes Verbindungselement umfasst, das mindestens ein Einpresskontaktelement aufweist.This object is achieved according to the invention in a Zellkontaktierungssystem with the features of the preamble of claim 1, characterized in that the signal line system comprises at least one electrically conductive connecting element having at least one Einpresskontaktelement.
Durch ein solches Einpresskontaktelement kann eine elektrisch leitende Verbindung, insbesondere zwischen einem Zellverbinder des Stromleitungssystems und einer Signalleitung des Signalleitungssystems, rasch und einfach hergestellt werden, ohne dass hierfür ein stoffschlüssiger Verbindungsprozess, beispielsweise eine Verlötung oder eine Verschweißung, benötigt wird.By means of such a press-fit contact element, an electrically conductive connection, in particular between a cell connector of the power line system and a signal line of the signal line system, can be produced quickly and easily, without requiring a cohesive connection process, for example soldering or welding.
Durch die Verwendung von Verbindungselementen mit Einpresskontaktelement können hohe Stückzahlen des erfindungsgemäßen Zellkontaktierungssystems in einer automatisierten Fertigung kostengünstig hergestellt werden.By using connecting elements with press-fit contact element, high quantities of the cell contacting system according to the invention can be produced inexpensively in an automated production.
Für die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Zellverbinder und einer Signalleitung ist es lediglich erforderlich, das Einpresskontaktelement des Verbindungselements in eine Kontaktöffnung des Zellverbinders und/oder in eine elektrisch leitend mit einer Signalleitung des Signalleitungssystems verbundene Kontaktöffnung des Signalleitungssystems einzupressen.For the production of an electrically conductive connection between a cell connector and a signal line, it is only necessary to press the press-fit contact element of the connecting element into a contact opening of the cell connector and / or into a contact opening of the signal line system that is electrically connected to a signal line of the signal line system.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Einpresskontaktelement einen elastisch und/oder plastisch verformbaren Einpressabschnitt umfasst.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one press-in contact element comprises an elastically and / or plastically deformable press-in section.
Im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems steht vorzugsweise mindestens ein Verbindungselement über mindestens ein Einpresskontaktelement in Einpresskontakt mit einem Zellverbinder des Stromleitungssystems.In the mounted state of the Zellkontaktierungssystems is preferably at least one connecting element via at least one press-in contact element in press-in contact with a cell connector of the power line system.
Alternativ oder ergänzend hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems mindestens ein Verbindungselement über mindestens ein Einpresskontaktelement in Einpresskontakt mit einer Signalleitung des Signalleitungssystems steht.Alternatively or additionally, it is preferably provided that in the assembled state of the Zellkontaktierungssystems at least one connecting element via at least one press-in contact element is in press-in contact with a signal line of the signal line system.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Signalleitung als eine Leiterbahn ausgebildet ist.It can be provided that the signal line is formed as a conductor track.
Eine solche Leiterbahn kann insbesondere an einer Leiterplatte angeordnet sein.Such a conductor track can in particular be arranged on a printed circuit board.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das elektrisch leitende Verbindungselement zwei Einpresskontaktelemente umfasst, von denen im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems eines in Einpresskontakt mit einem Zellverbinder des Stromleitungssystems steht und ein anderes in Einpresskontakt mit einer Signalleitung des Signalleitungssystems steht.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the electrically conductive connecting element comprises two press-in contact elements, one of which is in press-fitted contact with a cell connector of the power line system in the assembled state of the Zellkontaktierungssystems and another is in press-in contact with a signal line of the signal line system.
Besonders günstig ist es, wenn mindestens ein Verbindungselement zwei Einpresskontaktelemente umfasst, die über einen Verbindungsbereich des Verbindungselements elektrisch leitend miteinander verbunden sind.It is particularly favorable if at least one connecting element comprises two press-in contact elements which are connected via a connecting region of the connecting element are electrically conductively connected to each other.
Um Toleranzen in den Relativpositionen von Kontaktöffnungen, mit welchen die Einpresskontaktelemente des Verbindungselements im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems in Eingriff stehen, ausgleichen zu können, ist es von Vorteil, wenn der Verbindungsbereich einen elastisch und/oder plastisch verformbaren Kompensationsabschnitt aufweist, der eine Bewegung der Einpresskontaktelemente des Verbindungselements, insbesondere während der Montage des Zellkontaktierungssystems, relativ zueinander ermöglicht.In order to be able to compensate for tolerances in the relative positions of contact openings with which the press-fit contact elements of the connection element engage in the assembled state of the cell contacting system, it is advantageous if the connection region has an elastically and / or plastically deformable compensation section which permits movement of the press-in contact elements of the connecting element, in particular during assembly of the Zellkontaktierungssystems, relative to each other.
Ein solcher Kompensationsabschnitt kann insbesondere einen Bereich mit verringerter Querschnittsfläche umfassen.In particular, such a compensation section may comprise an area of reduced cross-sectional area.
Der Bereich mit verringerter Querschnittsfläche kann als ein Schmelzsicherungselement dienen, welches vorzugsweise die Stromleitung durch das Verbindungselement unterbricht, wenn ein vorgegebener Bemessungsstrom durch das Verbindungselement über eine vorgegebene Bemessungszeit hinweg überschritten wird.The area of reduced cross-sectional area may serve as a fuse element, which preferably interrupts the power line through the connector when a predetermined rated current through the connector is exceeded for a predetermined design time.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der Kompensationsabschnitt einen wellenförmig gebogenen Abschnitt umfasst.Alternatively or additionally, it can be provided that the compensation section comprises a wave-shaped bent section.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Einpresskontaktelement des Verbindungselements, vorzugsweise zwei Einpresskontaktelemente des Verbindungselements, einstückig mit dem Verbindungsbereich des Verbindungselements ausgebildet ist bzw. sind.In a particular embodiment of the invention it is provided that at least one press-contact element of the connecting element, preferably two press-contact elements of the connecting element, is integrally formed with the connecting region of the connecting element or are.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Einpresskontaktelement des Verbindungselements separat von dem Verbindungsbereich des Verbindungselements hergestellt und kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig an dem Verbindungsbereich festgelegt ist.Alternatively or additionally, it can be provided that at least one press-in contact element of the connecting element is produced separately from the connecting region of the connecting element and fixed non-positively, positively and / or cohesively on the connecting region.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zellkontaktierungssystem ein Trägerelement umfasst, welches das Stromleitungssystem und das Signalleitungssystem trägt, wobei mindestens ein Einpresskontaktelement mindestens eines Verbindungselements von einer dem Trägerelement abgewandten Seite her in eine Kontaktöffnung des Signalleitungssystems eingeführt ist.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the Zellkontaktierungssystem comprises a support member which carries the power line system and the signal line system, wherein at least one press-in contact element of at least one connecting element is introduced from a side facing away from the carrier element in a contact opening of the signal line system.
Um das Stromleitungssystem und das Signalleitungssystem des Zellkontaktierungssystems im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems vor einer ungewollten Berührung von außerhalb des Zellkontaktierungssystems zu schützen, ist es günstig, wenn das Zellkontaktierungssystem ein Abdeckelement umfasst, wobei im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems mindestens ein Verbindungselement des Signalleitungssystems in einem Zwischenraum zwischen dem Trägerelement und dem Abdeckelement angeordnet ist.In order to protect the power line system and the signal line system of the Zellkontaktierungssystems in the mounted state of the Zellkontaktierungssystems from accidental contact from outside the Zellkontaktierungssystems, it is advantageous if the Zellkontaktierungssystem comprises a cover, wherein in the assembled state of the Zellkontaktierungssystems at least one connecting element of the signal line system in a space between the support element and the cover is arranged.
Das Verbindungselement kann ferner mindestens ein Sicherungselement umfassen, welches vorzugsweise die Stromleitung durch das Verbindungselement unterbricht, wenn ein vorgegebener Bemessungsstrom durch das Verbindungselement über eine vorgegebene Bemessungszeit hinweg überschritten wird.The connecting element may further comprise at least one securing element, which preferably interrupts the power line through the connecting element when a predetermined rated current is exceeded by the connecting element over a predetermined design time.
Ein solches Sicherungselement kann einstückig mit einem Verbindungsbereich und/oder mit einem Einpresskontaktelement des Verbindungselements ausgebildet sein.Such a securing element may be formed integrally with a connecting region and / or with a press-fit contact element of the connecting element.
Insbesondere kann das Sicherungselement als ein Bereich mit verringerter Querschnittsfläche ausgebildet sein.In particular, the securing element may be formed as an area with a reduced cross-sectional area.
Ferner kann ein solches Sicherungselement als ein separat von den Einpresskontaktelementen und/oder von dem Verbindungsbereich hergestelltes und kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig an dem Verbindungsbereich und/oder an einem Einpresskontaktelement festgelegtes Bauteil ausgebildet sein.Furthermore, such a securing element can be designed as a component produced separately from the press-fit contact elements and / or from the connection region and frictionally, positively and / or materially secured to the connection region and / or to a press-fit contact element.
Insbesondere kann das Sicherungselement eine Schmelzsicherung, beispielsweise eine Geräteschutzsicherung oder Feinsicherung, umfassen. 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; und
- – Herstellen eines Signalleitungssystems mit einer oder mehreren Signalleitungen zum elektrisch leitenden Verbinden jeweils einer Signalquelle mit einem Signalleitungsanschluss und/oder mit einer Überwachungseinheit des Zellkontaktierungssystems.
In particular, the securing element may comprise a fuse, for example a device protection fuse or a fine-wire fuse. The present invention further relates to a method of manufacturing a cell contacting system for an electrochemical device comprising a plurality of electrochemical cells, the method comprising: - - Producing a power line system with one or more cell connectors for electrically connecting cell terminals of different electrochemical cells; and
- - Producing a signal line system with one or more signal lines for electrically conductive connection of a respective signal source with a signal line connection and / or with a monitoring unit of Zellkontaktierungssystems.
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.The present invention is based on the further object to provide such a method for producing a Zellkontaktierungssystems, which allows a cost-effective serial production of Zellkontaktierungssystemen, especially in large quantities.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 15 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Signalleitungssystem mindestens ein elektrisch leitendes Verbindungselement umfasst, das mindestens ein Einpresskontaktelement aufweist. This object is achieved in a method having the features of the preamble of claim 15 according to the invention in that the signal line system comprises at least one electrically conductive connecting element having at least one press-in contact element.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine positionsgenaue elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Stromleitungssystem einerseits und dem Signalleitungssystem andererseits in einfacher Weise herstellbar.The inventive method, a positionally accurate electrically conductive connection between the power line system on the one hand and the signal line system on the other hand can be produced in a simple manner.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das elektrisch leitende Verbindungselement an einer mit einer Signalleitung des Signalleitungssystems elektrisch verbundenen Kontaktöffnung festgelegt wird, bevor das Verbindungselement an einer Kontaktöffnung eines Zellverbinders oder eines Stromanschlusses des Stromleitungssystems festgelegt wird.In this case, it can be provided in particular that the electrically conductive connecting element is fixed to a contact opening electrically connected to a signal line of the signal line system before the connecting element is fixed to a contact opening of a cell connector or a power connection of the power line system.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch vorgesehen sein, dass mindestens ein Verbindungselement im Wesentlichen gleichzeitig an einer Kontaktöffnung, die elektrisch leitend mit einer Signalleitung des Signalleitungssystems verbunden ist, und an einer Kontaktöffnung eines Zellverbinders oder eines Stromanschlusses des Stromleitungssystems festgelegt wird.Alternatively or additionally, it can also be provided that at least one connecting element is fixed substantially simultaneously at a contact opening, which is connected in an electrically conductive manner to a signal line of the signal line system, and at a contact opening of a cell connector or a power connection of the power line system.
Das erfindungsgemäße Zellkontaktierungssystem eignet sich insbesondere zur Verwendung mit einer elektrochemischen Vorrichtung, die als ein Akkumulator, beispielsweise als ein Lithium-Ionen-Akkumulator, ausgebildet ist.The cell contacting system according to the invention is particularly suitable for use with an electrochemical device which is designed as an accumulator, for example as a lithium-ion accumulator.
Wenn die elektrochemische Vorrichtung als ein Akkumulator ausgebildet ist, eignet sie sich insbesondere als eine hoch belastbare Energiequelle, beispielsweise für den Antrieb von Kraftfahrzeugen.When the electrochemical device is designed as an accumulator, it is suitable, in particular, as a highly loadable energy source, for example for the propulsion of motor vehicles.
Mindestens ein elektrisch leitendes Verbindungselement des erfindungsgemäßen Zellkontaktierungssystems wird vorzugsweise elektrisch leitend mit einer Spannungsabgriffsstelle eines Zellverbinders oder eines Stromanschlusses des Stromleitungssystems und/oder mit einer Spannungsabgriffsleitung des Signalleitungssystems verbunden.At least one electrically conductive connecting element of the cell contacting system according to the invention is preferably electrically conductively connected to a voltage tap of a cell connector or a power connection of the power line system and / or to a voltage tap line of the signal line system.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of exemplary embodiments.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
1 eine perspektivische Darstellung eines Trägerelements eines Zellkontaktierungssystems für eine elektrochemische Vorrichtung, insbesondere für ein Akkumulatormodul, eines an dem Trägerelement gehaltenen Stromleitungssystems und eines an dem Trägerelement gehaltenen Signalleitungssystems, welches mehrere elektrisch leitende Verbindungselemente umfasst, die einerseits an einem Zellverbinder oder an einem Stromanschluss des Stromleitungssystems und andererseits an einer Signalleitung des Signalleitungssystems festgelegt sind; 1 a perspective view of a support member of a Zellkontaktierungssystems for an electrochemical device, in particular for an accumulator module, held on the support member power line system and held on the support element signal line system comprising a plurality of electrically conductive connecting elements, on the one hand to a cell connector or to a power connector of the power line system and On the other hand, are fixed to a signal line of the signal line system;
2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs I aus 1; 2 an enlarged view of the area I from 1 ;
3 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Zellkontaktierungssystems, welches das Trägerelement, das Stromleitungssystem und das Signalleitungssystem aus 1 sowie ein lösbar an dem Trägerelement festlegbares Abdeckelement umfasst; 3 an exploded perspective view of a Zellkontaktierungssystems, comprising the support member, the power line system and the signal line system 1 and a cover member detachably attachable to the support member;
4 eine perspektivische Darstellung einer elektrochemischen Vorrichtung mit einem Gehäuse und mehreren darin angeordneten elektrochemischen Zellen, wobei das Zellkontaktierungssystem aus 3 auf das Gehäuse aufsetzbar und mit Zellterminals der elektrochemischen Zellen elektrisch leitend verbindbar ist; 4 a perspective view of an electrochemical device with a housing and a plurality of disposed therein electrochemical cells, wherein the Zellkontaktierungssystem from 3 placed on the housing and electrically connectable to cell terminals of the electrochemical cells;
5 eine Seitenansicht eines der elektrisch leitenden Verbindungselemente des Zellkontaktierungssystems aus den 1 bis 3; 5 a side view of one of the electrically conductive connecting elements of Zellkontaktierungssystems from the 1 to 3 ;
6 eine schematische Schnittdarstellung eines Einpresskontaktelements des Verbindungselements aus 5 und einer Kontaktöffnung in einem Zellverbinder oder einer Leiterplatte, beim Einführen des Einpresskontaktelements in die Kontaktöffnung; 6 a schematic sectional view of a press-fit contact element of the connecting element 5 and a contact opening in a cell connector or a printed circuit board, when inserting the press-fit contact element into the contact opening;
7 eine der 6 entsprechende Schnittdarstellung, nachdem das Einpresskontaktelement in die Kontaktöffnung eingeführt worden ist; 7 one of the 6 corresponding sectional view after the Einpresskontaktelement has been introduced into the contact opening;
8 eine Draufsicht auf das Verbindungselement und die Kontaktöffnung in dem Zellverbinder oder der Leiterplatte aus 7, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 8 in 7; 8th a plan view of the connecting element and the contact opening in the cell connector or the circuit board 7 , looking in the direction of arrow 8 in 7 ;
9 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines elektrisch leitenden Verbindungselements mit zwei Einpresskontaktelementen, die über einen Verbindungsbereich des Verbindungselements elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungsbereich einen Bereich mit verringerter Querschnittsfläche umfasst, der als Schmelzsicherungselement dient; 9 a side view of a second embodiment of an electrically conductive connecting element with two press-in contact elements, which are electrically conductively connected to each other via a connecting portion of the connecting element, wherein the connecting portion comprises a region of reduced cross-sectional area, which serves as a fuse element;
10 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform eines elektrisch leitenden Verbindungselements mit zwei Einpresskontaktelementen, die über einen Verbindungsbereich elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungsbereich einen elastisch und/oder plastisch verformbaren Kompensationsabschnitt aufweist, der eine Bewegung der Einpresskontaktelemente des Verbindungselements relativ zueinander ermöglicht, wobei der Kompensationsabschnitt einen wellenförmig gebogenen Abschnitt umfasst; 10 a side view of a third embodiment of an electrically conductive connecting element with two Einpresskontaktelementen, which are electrically conductively connected to each other via a connection region, wherein the Connecting portion has an elastically and / or plastically deformable compensation portion, which allows a movement of the press-in contact elements of the connecting element relative to each other, wherein the compensation portion comprises a wavy curved portion;
11 eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform eines elektrisch leitenden Verbindungselements, das einen Verbindungsbereich mit einer Schmelzsicherung und zwei separat von dem Verbindungsbereich hergestellte und kraftschlüssig mit dem Verbindungsbereich verbundene Einpresskontaktelemente umfasst; 11 a side view of a fourth embodiment of an electrically conductive connecting element comprising a connecting portion with a fuse and two separately produced from the connection area and positively connected to the connection area Einpresskontaktelemente;
12 einen Längsschnitt durch den Verbindungsbereich und einen Teil eines der Einpresskontaktelemente des Verbindungselements aus 11, längs der Linie 12-12 in 11; 12 a longitudinal section through the connecting portion and a part of the Einpresskontaktelemente of the connecting element 11 , along the line 12-12 in 11 ;
13 eine Draufsicht auf eine fünfte Ausführungsform eines elektrisch leitenden Verbindungselements mit zwei Einpresskontaktelementen, die über einen biegbaren Verbindungsbereich miteinander verbunden sind, in einem Vormontagezustand, in welchem Endbereiche der Einpresskontaktelemente in einander entgegengesetzte Richtungen weisen; 13 a plan view of a fifth embodiment of an electrically conductive connecting element with two press-in contact elements, which are connected to each other via a flexible connecting portion, in a pre-assembly state in which end portions of the press-in contact elements in opposite directions;
14 eine Draufsicht auf eine sechste Ausführungsform eines elektrisch leitenden Verbindungselements, das zwei Einpresskontaktelemente umfasst, die über einen biegbaren Verbindungsbereich miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungsbereich einen Bereich mit verringerter Querschnittsfläche umfasst der als Schmelzsicherungselement dient; und 14 a top view of a sixth embodiment of an electrically conductive connecting element comprising two Einpresskontaktelemente which are interconnected via a bendable connection portion, wherein the connecting portion comprises a region of reduced cross-sectional area which serves as a fuse element; and
15 eine Seitenansicht einer siebten Ausführungsform eines elektrisch leitenden Verbindungselements mit zwei Einpresskontaktelementen, die über einen Verbindungsbereich elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungsbereich einen elastisch und/oder plastisch verformbaren Kompensationsabschnitt aufweist, der eine Bewegung der Einpresskontaktelemente des Verbindungselements relativ zueinander ermöglicht, wobei der Kompensationsabschnitt einen wellenförmig gebogenen Abschnitt umfasst, in welchem ein Bereich mit verringerter Querschnittsfläche angeordnet ist, der als Schmelzsicherungselement dient. 15 a side view of a seventh embodiment of an electrically conductive connecting element with two press-in contact elements, which are electrically conductively connected to each other via a connecting portion, wherein the connecting portion has an elastically and / or plastically deformable compensation portion, which allows a movement of the press-in contact elements of the connecting element relative to each other, wherein the compensation portion a wavy bent portion in which a region of reduced cross-sectional area serving as a fuse element is arranged.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.Identical or functionally equivalent elements are denoted by the same reference numerals in all figures.
Ein in den 1 bis 8 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 3 dargestelltes, auf das Trägerelement 102 aufsetzbares Abdeckelement 108. One in the 1 to 8th shown, as a whole with 100 designated Zellkontaktierungssystem comprises a carrier element 102 at which a power line system 104 and a signal line system 106 are held, and one in 3 shown, on the support element 102 attachable cover 108 ,
Das Trägerelement 102 ist auf ein (in 4 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.The carrier element 102 is on a (in 4 shown) housing 109 an electrochemical device 111 , For example, an accumulator module, with multiple electrochemical cells 113 , in particular accumulator cells, can be placed and closes in the assembled state of the electrochemical device 111 an upper housing opening through which cell terminals 115 the electrochemical cells 113 the electrochemical device 111 protrude.
Das Trägerelement 102 kann beispielsweise in Form einer vorzugsweise im Wesentlichen rechteckigen Trägerplatte 110 ausgebildet sein. The carrier element 102 can, for example, in the form of a preferably substantially rectangular support plate 110 be educated.
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.The carrier element 102 is with a plurality of passage openings 112 provided, each passage opening 112 on the one hand in each case a contact area 114 a cell connector 116 or a power connection 118 and on the other hand in each case a cell terminal 115 the electrochemical cells 113 the electrochemical device 111 is assigned, so that through such a passage opening 112 one cell terminal each 115 with an associated contact area 114 a cell connector 116 or a power connection 118 is connectable.
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.In this case, for example, a cell terminal 115 through the passage opening 112 extend therethrough to contact a contact area 114 a cell connector 116 or a power connection 118 get.
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. Alternatively, there may be a contact area 114 a cell connector 116 or a power connection 118 through the respective associated passage opening 112 extend therethrough to contact the respective associated cell terminal 115 get.
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.Furthermore, it is also conceivable that both the cell terminal 115 as well as the contact area 114 of the cell connector 116 or the power connection 118 both in the passage opening 112 extend into it and are connected there.
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.Like from the 1 and 3 can be seen, the passage openings 112 the carrier element 102 in several rows 120 be arranged, with the rows 120 For example, in a longitudinal direction 122 the carrier element 102 extend.
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.The passages 112 may in particular be substantially rectangular, in particular with rounded corner areas; In principle, however, other forms of Through openings 112 , in particular circular, oval, square or polygonal passage openings 112 , possible.
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.At the assembled state of the Zellkontaktierungssystems 100 the electrochemical cells 113 facing away from the top of the support element 102 is the cover element 108 arranged, which for covering the power line system 104 and the signal line system 106 serves.
Das Abdeckelement 108 ist beispielsweise in Form einer im Wesentlichen rechteckigen Abdeckplatte 124 ausgebildet.The cover element 108 is for example in the form of a substantially rectangular cover plate 124 educated.
Wie aus 3 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.How out 3 can be seen, is the cover 108 further preferably with a circumferential along an outer edge, in the mounted state of Zellkontaktierungssystems 100 to the carrier element 102 towards the protruding edge area 126 Mistake.
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.The border area 126 of the cover 108 can of two passageways 128 be interrupted, which from the edge of the cover 108 For example, in the longitudinal direction 122 forward or backward, projecting and may have, for example, a substantially U-shaped cross-section.
Wie am besten aus den 1 und 3 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.How best of the 1 and 3 can be seen, is also the support element 102 preferably with a circumferential along an outer edge, in the assembled state of Zellkontaktierungssystems 100 to the cover 108 towards the protruding edge area 130 Mistake.
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.Also the border area 130 the carrier element 102 can of two passageways 132 be interrupted, which from the edge of the support element 102 , preferably in the longitudinal direction 122 forward or backward, projecting and may have, for example, a substantially U-shaped cross-section.
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.The passageways 132 the carrier element 102 and the passageways 128 of the cover 108 are at mutually corresponding locations of the respective edge areas 130 respectively. 126 arranged and facing each other with their open sides, so that the passageways 132 . 128 together one passageway each 134 form, which for receiving in each case one of the power connections 118 of the cell contacting system 100 serves.
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.The power connections 118 and the cell connectors 116 , by means of which the cell terminals 115 each two adjacent electrochemical cells 113 are electrically conductively connected to each other with different polarity, together form the power line system 104 of the cell contacting system 100 ,
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.The power line system 104 serves to conduct a current between the electrochemical cells 113 the electrochemical device 111 and to or from the power outlets 118 of the cell contacting system 100 to enable.
Durch dieses Stromleitungssystem 104 werden beispielsweise die elektrochemischen Zellen 113 der elektrochemischen Vorrichtung 111 elektrisch in Reihe geschaltet. Through this power line system 104 For example, the electrochemical cells 113 the electrochemical device 111 electrically connected in series.
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 4).Each cell connector connects 116 a first cell terminal 115a negative polarity of a first electrochemical cell 113a with a second cell terminal 115b positive polarity of an adjacent second electrochemical cell 113b (please refer 4 ).
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.One cell terminal each 115c the electrochemical cell forming the beginning of the cell series connection of the electrochemical device 113c and a cell terminal 115d the end of the cell series connection forming electrochemical cell 113d are electrically conductive with one of the electrically conductive power connections 118 of the cell contacting system 100 connected.
Mehrere elektrochemische Vorrichtungen 111 mit jeweils einem Zellkontaktierungssystem 100 sind vorzugsweise elektrisch in Reihe geschaltet.Several electrochemical devices 111 each with a Zellkontaktierungssystem 100 are preferably electrically connected in series.
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.Such a series connection can be produced in particular by virtue of a current connection 118 a first electrochemical device 111 by means of a (not shown) module connector electrically conductive with an electrical power connection 118 (opposite polarity) of a second electrochemical device 111 is connected.
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.To the cover 108 detachable on the carrier element 102 to be able to set, is preferably a locking device 136 provided, which one or more on the cover 108 provided latching elements 138 and one or more on the support element 102 provided latching elements 140 includes.
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.The cover element-side locking elements 138 and the carrier element-side locking elements 140 are at mutually corresponding points of the edge area 126 of the cover 108 or the border area 130 the carrier element 102 arranged and lock together when the cover 108 on the carrier element 102 is placed so that the cover 108 by means of locking device 136 detachable on the carrier element 102 is held.
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.The carrier element 102 is at its edge area 130 preferably with a connection recess or a connection shaft 142 provided, through which a signal line connection 144 (see in particular 1 ) with several connection pins 146 from outside the cell contacting system 100 for contacting with a signal line connection 144 complementary signal line element is accessible.
Der Signalleitungsanschluss 144 kann beispielsweise als ein Signalleitungsstecker ausgebildet sein.The signal line connection 144 may be formed, for example, as a signal line connector.
In diesem Fall ist das komplementär zu dem Signalleitungsanschluss 144 ausgebildete Signalleitungselement vorzugsweise als eine Signalleitungsbuchse ausgebildet.In this case, this is complementary to the signal line connection 144 formed signal line element preferably formed as a signal line socket.
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.The signal line connection 144 serves to connect the on the support element 102 arranged signal line system 106 to a monitoring unit (not shown) of the electrochemical device 111 via a (not shown), preferably multi-pole, connecting line.
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.The signal line system 106 Used to connect one or more voltage taps 148 on each cell connector 116 or electricity connection 118 and / or one or more temperature sensors 150 of the cell contacting system 100 with the signal line connection 144 ,
Das Signalleitungssystem 106 umfasst eine oder mehrere Signalleitungen 152, welche jeweils eine Signalquelle 154 elektrisch leitend mit dem Signalleitungsanschluss 144 verbinden.The signal line system 106 includes one or more signal lines 152 , which each have a signal source 154 electrically conductive with the signal line connection 144 connect.
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.When the signal source 154 a voltage tap 148 on a cell connector 116 or at a power connection 118 is, so is this signal source 154 via a voltage tap line 156 with the signal line connection 144 connected.
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.The voltage taps 148 are each at a contact area 114 a cell connector 116 or a power connection 122 of the cell contacting system 100 connected in order to tap the prevailing there electrical potential can.
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.When the signal source 154 a temperature sensor 150 is, so is the signal source 154 by means of one or more temperature measuring lines 158 electrically conductive with the signal line connection 144 connected.
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.The temperature sensors 150 are preferably also in contact with a contact area 114 a cell connector 116 or a power connection 118 of the cell contacting system 100 to be able to measure the temperature prevailing there.
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.Each of the contact areas 114 the cell connector 116 and every power connection 122 is each a cell terminal 115 the electrochemical device 111 assigned and in the assembled state of the electrochemical device 111 electrically conductive, preferably cohesively, with the respective associated cell terminal 115 connected.
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.Every cell connector 116 includes two contact areas 114 for electrically contacting each cell terminal 115 and one the two contact areas 114 interconnecting compensation area 160 , The compensation area 160 is preferably elastically and / or plastically deformable to a relative movement of the two contact areas 114 of the cell connector 116 relative to each other during operation of the electrochemical device 111 and / or tolerance compensation during assembly of Zellkontaktierungssystems 100 to enable.
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.For this purpose, the compensation range 160 in particular one or more transverse to a connecting direction, which is a center of the first contact area 114a and a center of the second contact area 114b of the cell connector 116 interconnecting, extending compensation waves 162 exhibit.
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.Every contact area 114 a cell connector 116 or a power connection 122 can by means of one positioning hole 164 on a respectively assigned positioning pin 166 the carrier element 102 be positioned.
Dabei durchsetzt vorzugsweise der Positionierungsstift 166 des Trägerelements 102 das jeweils zugeordnete Positionierungsloch 164 des Zellverbinders 116 bzw. des Stromanschlusses 118.In this case preferably passes through the positioning pin 166 the carrier element 102 the associated positioning hole 164 of the cell connector 116 or the power connection 118 ,
Das Trägerelement 102 und/oder das Abdeckelement 108 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.The carrier element 102 and / or the cover member 108 preferably comprises an electrically non-conductive plastic material, for example PBT (polybutylene terephthalate), PP (polypropylene), PA (polyamide), ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) and / or LCP ("liquid crystal polymer"), and is preferably substantially complete formed from such a plastic material.
Ein besonders geeignetes Material für das Trägerelement 102 und/oder das Abdeckelement 108 ist ein mit Talkum verstärktes Polypropylen-Material (beispielsweise das Material mit der Bezeichnung PP TV20). Dieses Material weist durch die Talkumverstärkung eine besonders hohe Formstabilität auf.A particularly suitable material for the carrier element 102 and / or the cover member 108 is a talc-reinforced polypropylene material (for example, the material with the Designation PP TV20). This material has by the talcum reinforcement on a particularly high dimensional stability.
Mindestens eine Spannungsabgriffsleitung 156 des Signalleitungssystems 106, vorzugsweise mehrere Spannungsabgriffsleitungen 156 und insbesondere alle Spannungsabgriffsleitungen 156 des Signalleitungssystems 106, umfassen jeweils mindestens ein elektrisch leitendes 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.At least one voltage tap line 156 of the signal line system 106 , preferably a plurality of voltage tap lines 156 and in particular all voltage tap lines 156 of the signal line system 106 , each comprise at least one electrically conductive connecting element 168 , which on the one hand to a cell connector 116 or at a power connection 118 of the power line system 104 and on the other hand on a signal line 152 of the signal line system 106 is fixed.
Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform umfasst das Signalleitungssystem 106 insbesondere eine Leiterplatte 170, mit deren Leiterbahnen (die an der dem Trägerelement 102 zugewandten Seite der Leiterplatte 170 angeordnet sind und von denen daher in den 1 und 3 beispielhaft nur eine Leiterbahn 171 in gebrochenen Linien dargestellt ist) die Verbindungselemente 168 des Signalleitungssystems 106 durch jeweils eine elektrisch leitende Verbindung verbunden sind.In the embodiment shown in the figures, the signal line system comprises 106 in particular a printed circuit board 170 , with the conductor tracks (on the the support element 102 facing side of the circuit board 170 are arranged and of which therefore in the 1 and 3 for example, only one trace 171 shown in broken lines) the connecting elements 168 of the signal line system 106 are each connected by an electrically conductive connection.
Die Leiterbahnen 171 der Leiterplatte 170 stellen eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Verbindungselementen 168 einerseits und den Anschlusspins 146 des Signalleitungsanschlusses 144 andererseits her.The tracks 171 the circuit board 170 make an electrically conductive connection between the connecting elements 168 on the one hand and the connection pins 146 the signal line connection 144 on the other hand.
Eines der Verbindungselemente 168, welche zur elektrisch leitenden Verbindung zwischen jeweils einem Zellverbinder 116 oder einem Stromanschluss 118 des Stromleitungssystems 104 einerseits und einer Signalleitung 152 des Signalleitungssystems 106 andererseits dienen, ist in 5 einzeln dargestellt.One of the fasteners 168 , which for the electrically conductive connection between each cell connector 116 or a power connection 118 of the power line system 104 on the one hand and a signal line 152 of the signal line system 106 on the other hand, is in 5 shown individually.
Das Verbindungselement 168 umfasst zwei Einpresskontaktelemente 172, die durch einen Verbindungsbereich 174 elektrisch leitend miteinander verbunden sind.The connecting element 168 includes two press-in contact elements 172 passing through a connection area 174 electrically conductively connected to each other.
Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Einpresskontaktelemente 172 einstückig mit dem Verbindungsbereich 174 ausgebildet.At the in 5 illustrated embodiment are the press-in contact elements 172 integral with the connection area 174 educated.
Jedes der Einpresskontaktelemente 172 ist vorzugsweise als ein Einpresskontaktstift 176 ausgebildet, welcher sich längs einer Kontaktrichtung 178 erstreckt.Each of the press-fit contact elements 172 is preferably as a press-fit contact pin 176 formed, which along a contact direction 178 extends.
Der Einpresskontaktstift 176 umfasst einen dem Verbindungsbereich 174 zugewandten Basisabschnitt 180, einen auf der dem Verbindungsbereich 174 abgewandten Seite des Basisabschnitts 180 angeordneten Einpressabschnitt 182 und einen auf der dem Basisabschnitt 180 abgewandten Seite des Einpressabschnitts 182 angeordneten Endabschnitt 184.The press-fit contact pin 176 includes a connection area 174 facing base section 180 , one on the connection area 174 opposite side of the base section 180 arranged Einpressabschnitt 182 and one on the base section 180 opposite side of the press-in 182 arranged end portion 184 ,
Der Endabschnitt 184 verjüngt sich vorzugsweise bis zu einem Ende 186 des Einpresskontaktelements 172, welches dem Verbindungsbereich 174 abgewandt ist.The end section 184 preferably tapers to an end 186 the press-fit contact element 172 which is the connection area 174 turned away.
Der Einpressabschnitt 182 umfasst mehrere Stege 188, welche den Endabschnitt 184 des Einpresskontaktelements 172 mit dem Basisabschnitt 180 verbinden und durch eine oder mehrere Ausnehmungen 190 voneinander getrennt sind.The press-fit section 182 includes several webs 188 which the end section 184 the press-fit contact element 172 with the base section 180 connect and through one or more recesses 190 are separated from each other.
Jeder Einpressabschnitt 182 weist beispielsweise zwei Stege 188 und eine zwischen den Stegen 188 angeordnete Ausnehmung 190 auf.Each press-in section 182 has, for example, two bars 188 and one between the jetties 188 arranged recess 190 on.
Die Stege 188 sind vorzugsweise – von der Außenseite des Einpresskontaktelements 172 aus gesehen – konvex gekrümmt ausgebildet.The bridges 188 are preferably - from the outside of the press-fit contact element 172 seen from convex curved.
Die Stege 188 weisen eine Formelastizität auf und sind unter Überwindung einer elastischen Rückstellkraft so in radialer Richtung zu einer Längsachse 192 des Einpresskontaktelements 172 hin verformbar, dass der größte (radial zur Längsachse 192 genommene) Durchmesser des Einpressabschnitts 182 von dem Wert D in einem unverpressten Ausgangszustand (siehe 6) auf einen kleineren Wert d im verpressten Montagezustand (siehe 7) abnimmt.The bridges 188 have a formula elasticity and are overcoming an elastic restoring force so in the radial direction to a longitudinal axis 192 the press-fit contact element 172 deformable that the largest (radially to the longitudinal axis 192 taken) diameter of the press-in 182 from the value D in an unpressed initial state (see 6 ) to a smaller value d in the compressed mounting state (see 7 ) decreases.
Der Verbindungsbereich 174 des Verbindungselements 168 umfasst einen Verbindungssteg 194, der die Basisabschnitte 180 der beiden Einpresskontaktelemente 172 des Verbindungselements 168 elektrisch leitend miteinander verbindet.The connection area 174 of the connecting element 168 includes a connecting bridge 194 that the base sections 180 the two press-in contact elements 172 of the connecting element 168 connects electrically conductive with each other.
In dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verbindungssteg 194 einstückig mit den Basisabschnitten 180 der Einpresskontaktelemente 172 ausgebildet.In the in 5 illustrated embodiment is the connecting web 194 integral with the base sections 180 the press-in contact elements 172 educated.
Der Verbindungsbereich 174 erstreckt sich in einer Verbindungsrichtung 196, welche vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur Kontaktrichtung 178 des Verbindungselements 168 ausgerichtet ist.The connection area 174 extends in a connection direction 196 which is preferably substantially perpendicular to the contact direction 178 of the connecting element 168 is aligned.
Im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems 100 verläuft die Kontaktrichtung 178 vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptfläche 198 des Trägerelements 102, und die Verbindungsrichtung 196 verläuft vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Hauptfläche 198 des Trägerelements 102.In the assembled state of the Zellkontaktierungssystems 100 runs the contact direction 178 preferably substantially perpendicular to a major surface 198 the carrier element 102 , and the connection direction 196 extends preferably substantially parallel to the main surface 198 the carrier element 102 ,
Die Längsrichtung 122 und eine senkrecht zur Längsrichtung 122 ausgerichtete Querrichtung 200 des Zellkontaktierungssystems 100 verlaufen vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Hauptfläche 198 des Trägerelements 102.The longitudinal direction 122 and one perpendicular to the longitudinal direction 122 aligned transverse direction 200 of the cell contacting system 100 preferably run substantially parallel to the main surface 198 the carrier element 102 ,
Das Material des Verbindungselements 168, insbesondere eines Einpresskontaktelements 172, kann beispielsweise Kupfer, Messing, Bronze, Nickel, Silber, Zinn, Palladium und/oder Gold umfassen.The material of the connecting element 168 , in particular a press-fit contact element 172 , may include, for example, copper, brass, bronze, nickel, silver, tin, palladium and / or gold.
Vorzugsweise enthält das Material des Verbindungselements 168, insbesondere eines Einpresskontaktelements 172, eines der Materialien Kupfer, Messing, Bronze, Nickel, Silber, Zinn, Palladium oder Gold als Hauptbestandteil. Preferably, the material of the connecting element contains 168 , in particular a press-fit contact element 172 , one of the materials copper, brass, bronze, nickel, silver, tin, palladium or gold as the main component.
Dabei gilt als Hauptbestandteil eines Materials derjenige Bestandteil, welcher den höchsten Gewichtsanteil an dem Material aufweist.In this case, the main constituent of a material is the constituent which has the highest proportion by weight of the material.
Die Einpresskontaktelemente 172 können eine elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen. Die Beschichtung kann beispielsweise Nickel, Zinn, Gold und/oder Palladium umfassen, vorzugsweise eines dieser Materialien als Hauptbestandteil.The press-fit contact elements 172 may have an electrically conductive coating. The coating may comprise, for example, nickel, tin, gold and / or palladium, preferably one of these materials as the main constituent.
Das vorstehend beschriebene Zellkontaktierungssystem 100 wird vorzugsweise als eine separate Baugruppe der elektrochemischen Vorrichtung 111 komplett vormontiert.The cell contacting system described above 100 is preferably as a separate assembly of the electrochemical device 111 completely pre-assembled.
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 3).In this pre-assembly, the components of the power line system 104 , in particular the cell connectors 116 and the power connections 118 , as well as one or more temperature sensors 150 with connection elements 198 , For example, with connection wires, on the support element 102 positioned (see 3 ).
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.A connection housing 200 the signal line connection 144 on which the connection pins 146 the signal line connection 144 are held, with the circuit board 170 connected by the connecting pins 146 each with an associated trace 171 the circuit board 170 be connected cohesively, for example by soldering.
Die Leiterplatte 170 mit dem daran angeordneten Anschlussgehäuse 200 wird auf das Trägerelement 102 aufgesetzt, wobei sich die Leiterplatte 170 insbesondere an Stützelementen 202 des Trägerelements 102 abstützen kann.The circuit board 170 with the connection housing arranged thereon 200 is on the carrier element 102 put on, with the circuit board 170 in particular to support elements 202 the carrier element 102 can support.
Die Stützelemente 202 können sich durch jeweils zugeordnete Positionieröffnungen 203 der Leiterplatte 170 hindurch erstrecken.The support elements 202 can move through each associated positioning holes 203 the circuit board 170 extend through.
Nach dem Aufsetzen der Leiterplatte 170 auf das Trägerelement 102 werden die Spannungsabgriffstellen 148 an den Zellverbindern 116 und den Stromanschlüssen 118 elektrisch leitend mit den Leiterbahnen 171 der jeweils zugeordneten Spannungsabgriffsleitungen 156 an der Leiterplatte 170 verbunden, indem jeweils ein Verbindungselement 168 mit den Einpresskontaktelementen 172 voran in jeweils eine Kontaktöffnung 204 an dem betreffenden Zellverbinder 116 bzw. dem betreffenden Stromanschluss 118 und in eine jeweils zugeordnete Kontaktöffnung 206 an der Leiterplatte 170 eingeführt wird.After placing the circuit board 170 on the carrier element 102 become the voltage taps 148 at the cell connectors 116 and the power connections 118 electrically conductive with the conductor tracks 171 the respectively associated Spannungsabgriffsleitungen 156 on the circuit board 170 connected by each a connecting element 168 with the press-fit contact elements 172 ahead in each case a contact opening 204 at the relevant cell connector 116 or the relevant electrical connection 118 and in a respective associated contact opening 206 on the circuit board 170 is introduced.
Dabei kann jede Kontaktöffnung 206 in der Leiterplatte 170 mit einer (nicht dargestellten) elektrisch leitenden Kontakthülse versehen sein, welche eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Einpresskontaktelement 172 des Verbindungselements 168 und der jeweils zugeordneten Leiterbahn 171 der Leiterplatte 170 herstellt.In this case, every contact opening 206 in the circuit board 170 be provided with a (not shown) electrically conductive contact sleeve, which is an electrically conductive connection between the Einpresskontaktelement 172 of the connecting element 168 and the respective associated conductor track 171 the circuit board 170 manufactures.
Das Verbindungselement 168 wird so längs der Kontaktrichtung 178 relativ zu dem jeweiligen Zellverbinder 116 oder dem Stromanschluss 118 und relativ zu der Leiterplatte 170 bewegt, dass der Endabschnitt 184 eines ersten Einpresskontaktelements 172a des Verbindungselements 168 in die zugeordnete Kontaktöffnung 204 des Zellverbinders 116 bzw. des Stromanschlusses 116 eintaucht und der Endabschnitt 184 eines zweiten Einpresskontaktelements 172b des Verbindungselements 168 in die jeweils zugeordnete Kontaktöffnung 206 der Leiterplatte 170 eintaucht (siehe insbesondere 6).The connecting element 168 becomes along the contact direction 178 relative to the respective cell connector 116 or the power connection 118 and relative to the circuit board 170 that moves the end section 184 a first press-contact element 172a of the connecting element 168 in the associated contact opening 204 of the cell connector 116 or the power connection 116 dips in and the end section 184 a second press-contact element 172b of the connecting element 168 in the respectively associated contact opening 206 the circuit board 170 dips (see in particular 6 ).
Im unverformten Ausgangszustand ist der größte Durchmesser D des Einpressabschnitts 182 jedes Einpresskontaktelements 172 des Verbindungselements 168 größer als der Durchmesser d der jeweils zugeordneten Kontaktöffnungen 204 oder 206 (wobei grundsätzlich die Kontaktöffnungen 204 des Zellverbinders 116 bzw. des Stromanschlusses 118 einen anderen Durchmesser aufweisen können als die Kontaktöffnungen 206 der Leiterplatte 170).In the undeformed initial state, the largest diameter D of the press-in section 182 each press-contact element 172 of the connecting element 168 greater than the diameter d of the respective associated contact openings 204 or 206 (where basically the contact openings 204 of the cell connector 116 or the power connection 118 may have a different diameter than the contact openings 206 the circuit board 170 ).
Beim Hineinbewegen des Einpressabschnittes 182 in die jeweils zugeordnete Kontaktöffnung 204 bzw. 206 wird daher der Einpressabschnitt 182 gegen die elastische Rückstellkraft des Einpressabschnitts 182 in radialer Richtung zusammengedrückt, bis der größte Außendurchmesser des Einpressabschnitts 182 im montierten Zustand dem Durchmesser d der jeweils zugeordneten Kontaktöffnung 204 bzw. 206 entspricht (siehe 7).When moving in the press-in section 182 in the respectively associated contact opening 204 respectively. 206 is therefore the press-fit 182 against the elastic restoring force of the press-in section 182 compressed in the radial direction until the largest outer diameter of the press-in 182 in the assembled state, the diameter d of the respective associated contact opening 204 respectively. 206 corresponds (see 7 ).
Somit ist im montierten Zustand des Verbindungselements 168 der Einpressabschnitt 182 jedes Einpresskontaktelements 172 elastisch gegen die Begrenzungswand der jeweiligen Kontaktöffnungen 204 bzw. 206 vorgespannt.Thus, in the assembled state of the connecting element 168 the press-fit section 182 each press-contact element 172 elastic against the boundary wall of the respective contact openings 204 respectively. 206 biased.
Die so erzeugte Vorspannung des Einpressabschnitts 182 des Einpresskontaktelements 172 sorgt dafür, dass das Einpresskontaktelement 172 durch Kraftschluss in der jeweils zugeordneten Kontaktöffnung 204 bzw. 206 gehalten ist und eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem jeweiligen Einpresskontaktelement 172 und dem Zellverbinder 116 bzw. dem Stromanschluss 118 oder der jeweils zugeordneten Leiterbahn 171 der Leiterplatte 170 entsteht.The prestressing of the press-in section thus produced 182 the press-fit contact element 172 ensures that the press-fit contact element 172 by adhesion in the respective associated contact opening 204 respectively. 206 is held and an electrically conductive connection between the respective press-in contact element 172 and the cell connector 116 or the power connection 118 or the respectively assigned conductor track 171 the circuit board 170 arises.
Die Längsachse 192 des Einpresskontaktelements 172 und die Kontaktrichtung 178 des Verbindungselements 168 sind dabei im montierten Zustand des Verbindungselements 168 im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptfläche 208 des Zellverbinders 116 bzw. des Stromanschlusses 118 oder im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptfläche 210 der Leiterplatte 170 ausgerichtet.The longitudinal axis 192 the press-fit contact element 172 and the contact direction 178 of the connecting element 168 are doing in the assembled state of the connecting element 168 substantially perpendicular to a major surface 208 of the cell connector 116 or the power connection 118 or substantially perpendicular to a major surface 210 the circuit board 170 aligned.
Durch das Einpressen der Einpresskontaktelemente 172 der Verbindungselemente 168 in die jeweils zugeordneten Kontaktöffnungen 204 bzw. 206 des Zellverbinders 116 bzw. des Stromanschlusses 118 oder der Leiterplatte 170 wird ohne einen aufwändigen stoffschlüssigen Fügeprozess, insbesondere ohne Verlötung oder Verschweißung, besonders rasch eine zuverlässige mechanische und elektrisch gut leitfähige Verbindung zwischen dem Verbindungselement 168 und dem Zellverbinder 116 bzw. dem Stromanschluss 118 und der jeweils zugeordneten Leiterbahn 171 der Leiterplatte 170 hergestellt.By pressing in the press-fit contact elements 172 the connecting elements 168 in the respective associated contact openings 204 respectively. 206 of the cell connector 116 or the power connection 118 or the circuit board 170 is without a complex cohesive joining process, especially without soldering or welding, especially quickly a reliable mechanical and electrically good conductive connection between the connecting element 168 and the cell connector 116 or the power connection 118 and the respective associated conductor track 171 the circuit board 170 produced.
Dabei kann das Einpressen der Einpresskontaktelemente 172 eines Verbindungselements 168 in den Zellverbinder 116 bzw. den Stromanschluss 118 einerseits und in die Leiterplatte 170 andererseits im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen.In this case, the pressing of the press-fit contact elements 172 a connecting element 168 in the cell connector 116 or the power connection 118 on the one hand and in the printed circuit board 170 on the other hand, essentially simultaneously.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass zunächst das Einpresskontaktelement 172b des Verbindungselements 168 in die zugeordnete Kontaktöffnung 206 der Leiterplatte 170 eingepresst wird, vorzugsweise vor dem Aufsetzen der Leiterplatte 170 auf das Trägerelement 102, und erst danach das Einpresskontaktelement 172a des Verbindungselements 168 in die jeweils zugeordnete Kontaktöffnung 204 des Zellverbinders 116 bzw. des Stromanschlusses 118 eingepresst wird.Alternatively, it can also be provided that first the press-in contact element 172b of the connecting element 168 in the associated contact opening 206 the circuit board 170 is pressed, preferably before placing the circuit board 170 on the carrier element 102 , and only then the press-fit contact element 172a of the connecting element 168 in the respectively associated contact opening 204 of the cell connector 116 or the power connection 118 is pressed.
Ferner werden bei der Montage des Zellkontaktierungssystems 100 die Anschlusselemente 172 jedes Temperatursensors 150 elektrisch leitend mit jeweils einer zugeordneten Leiterbahn 171 der Leiterplatte 170 verbunden, vorzugsweise stoffschlüssig, insbesondere durch Verlötung oder durch Verschweißung, beispielsweise durch Ultraschallschweißung, Widerstandsschweißung oder Laserschweißung.Furthermore, when assembling the Zellkontaktierungssystems 100 the connection elements 172 each temperature sensor 150 electrically conductive, each with an associated conductor track 171 the circuit board 170 connected, preferably cohesively, in particular by soldering or by welding, for example by ultrasonic welding, resistance welding or laser welding.
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.Thus, all are for contacting the electrochemical cells 113 the electrochemical device 111 required components in a unit manageable assembly, namely in the Zellkontaktierungssystem 100 , already summarized in the required relative positioning.
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.The carrier element 102 with the power line system 104 and the signal line system 106 becomes during assembly of the electrochemical device 111 on the case 109 placed in which the electrochemical cells 113 are arranged, and with the housing opening surrounding the edge of the housing 109 connected.
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.Subsequently, the cell connectors 116 and the power connections 118 electrically conductive with the respective associated cell terminals 115 the electrochemical device 111 contacted, for example by material bond, in particular by welding, and / or by positive engagement.
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.After contacting between the power line system 104 and the cell terminals 115 the electrochemical cells 113 the electrochemical device 111 becomes the cover element 108 on the carrier element 102 fitted and connected to the same, in particular by locking, so that the cover 108 the power line system 104 and the signal line system 106 of the cell contacting system 100 covers and protects against accidental contact.
Hierdurch wird eine Beschädigung des Stromleitungssystems 104 und des Signalleitungssystems 106 während des Transports und der Montage der elektrochemischen Vorrichtung 111 verhindert.This will damage the power line system 104 and the signal line system 106 during transport and assembly of the electrochemical device 111 prevented.
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.The fully assembled electrochemical device 111 can work with several other electrochemical devices 111 , in particular accumulator modules, are combined to form an electrochemical device group, wherein in particular different electrochemical devices 111 by means of module connectors (not shown) connecting the power connections 118 various electrochemical devices 111 connect together, can be interconnected.
Eine in 9 dargestellte zweite Ausführungsform eines Verbindungselements 168 zur Verwendung in einem Zellkontaktierungssystem 100 der vorstehend beschriebenen Art unterscheidet sich von der in den 5 bis 8 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass der Verbindungsbereich 174 des Verbindungselements 168 längs der Verbindungsrichtung 196 keine konstante Querschnittsfläche aufweist, sondern eine längs dieser Verbindungsrichtung 196 variierende Querschnittsfläche, wobei die (senkrecht zur Verbindungsrichtung 196 genommene) Querschnittsfläche in zwei jeweils an einen Basisabschnitt 180 eines Einpresskontaktelements 172 des Verbindungselements 168 angrenzenden Endabschnitten 212 des Verbindungsbereichs 174 maximal ist, in zwei jeweils an einen Endabschnitt 212 angrenzenden Zwischenabschnitten 214 des Verbindungsbereichs 174 längs der Verbindungsrichtung 196 abnimmt und in einem vorzugsweise mittig zwischen den Zwischenabschnitten 214 und den Endabschnitten 212 liegenden Mittelabschnitt 216 des Verbindungsbereichs 174 minimal ist.An in 9 illustrated second embodiment of a connecting element 168 for use in a cell contacting system 100 The type described above differs from that in the 5 to 8th illustrated first embodiment in that the connection area 174 of the connecting element 168 along the connecting direction 196 has no constant cross-sectional area, but one along this direction of connection 196 varying cross-sectional area, wherein the (perpendicular to the connecting direction 196 taken) cross-sectional area in two each to a base portion 180 one Einpresskontaktelements 172 of the connecting element 168 adjacent end sections 212 of the connection area 174 is maximum, in two at each end section 212 adjacent intermediate sections 214 of the connection area 174 along the connecting direction 196 decreases and in a preferably centrally between the intermediate sections 214 and the end sections 212 lying middle section 216 of the connection area 174 is minimal.
Durch diese Materialverdünnung des Verbindungselements 168 im Bereich zwischen den Einpresskontaktelementen 172 wird eine Flexibilität des Verbindungsbereichs 174, insbesondere hinsichtlich einer Verschiebung der Einpresskontaktelemente 172 relativ zueinander in einer senkrecht zur Verbindungsrichtung 196 und senkrecht zur Kontaktrichtung 178 verlaufenden Querrichtung 218 des Verbindungselements 168, erzielt.Through this material dilution of the connecting element 168 in the area between the press-fit contact elements 172 becomes a flexibility of the connection area 174 , in particular with regard to a displacement of the press-fit contact elements 172 relative to one another in a direction perpendicular to the direction of connection 196 and perpendicular to the contact direction 178 extending transverse direction 218 of the connecting element 168 , scored.
Durch diese Flexibilität des Verbindungsbereichs 174 können Toleranzen in den Relativpositionen der Kontaktöffnungen 204 und 206, in welche die beiden Einpresskontaktelemente 172 des Verbindungselements 168 eingepresst werden, kompensiert werden.Due to this flexibility of the connection area 174 can tolerances in the relative positions of the contact openings 204 and 206 , in which the two press-in contact elements 172 of the connecting element 168 be pressed, be compensated.
Der Mittelabschnitt 216 und die Zwischenabschnitte 214 des Verbindungsbereichs 174 bilden somit einen elastisch und/oder plastisch verformbaren Kompensationsabschnitt 220 des Verbindungsbereichs 174, welcher eine Bewegung der Einpresskontaktelemente 172a und 172b des Verbindungselements 168 relativ zueinander ermöglicht.The middle section 216 and the intermediate sections 214 of the connection area 174 thus form an elastically and / or plastically deformable compensation section 220 of the connection area 174 , which is a movement of the press-fit contact elements 172a and 172b of the connecting element 168 relative to each other.
Ferner kann der Mittelabschnitt 216 des Verbindungsbereichs 174 mit der verringerten Querschnittsfläche als ein Sicherungselement 234 dienen, welches vorzugsweise die Stromleitung durch das Verbindungselement 168 unterbricht, wenn ein vorgegebener Bemessungsstrom durch das Verbindungselement 168 über eine vorgegebene Bemessungszeit hinweg überschritten wird.Furthermore, the middle section 216 of the connection area 174 with the reduced cross-sectional area as a securing element 234 serve, which preferably the power line through the connecting element 168 interrupts when a given rated current through the connecting element 168 is exceeded for a given design time.
Das Sicherungselement kann insbesondere eine intrinsische oder integrierte Schmelzsicherung bilden.The fuse element can in particular form an intrinsic or integrated fuse.
Im Übrigen stimmt die in 9 dargestellte zweite Ausführungsform eines Verbindungselements 168 und das unter Verwendung eines solchen Verbindungselements 168 hergestellte Zellkontaktierungssystem 100 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den 1 bis 8 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 9 illustrated second embodiment of a connecting element 168 and that using such a connector 168 manufactured cell contacting system 100 in terms of structure, function and method of production with in the 1 to 8th illustrated in the first embodiment, reference is made to the above description in this regard.
Eine in 10 dargestellte dritte Ausführungsform eines Verbindungselements 168 zur Verwendung in einem Zellkontaktierungssystem 100 der vorstehend beschriebenen Art unterscheidet sich von der in 9 dargestellten zweiten Ausführungsform dadurch, dass der Kompensationsabschnitt 220 des Verbindungsbereichs 174 des Verbindungselements 168 einen wellenförmig gebogenen Abschnitt 222 umfasst.An in 10 illustrated third embodiment of a connecting element 168 for use in a cell contacting system 100 of the type described above differs from that in 9 illustrated second embodiment in that the compensation section 220 of the connection area 174 of the connecting element 168 a wavy curved section 222 includes.
Durch die Formgebung des Kompensationsabschnitts 220 wird hierbei erreicht, dass der Kompensationsabschnitt 220 nicht nur in der Querrichtung 218, sondern auch in der Kontaktrichtung 178 und/oder in der Verbindungsrichtung 196 des Verbindungselements 168 derart verformbar ist, dass Toleranzen in den relativen Positionen der Kontaktöffnungen 204 und 206, in welche die Einpresskontaktelemente 172a bzw. 172b des Verbindungselements 168 eingepresst werden, längs dieser Richtungen kompensierbar sind.By shaping the compensation section 220 is achieved here that the compensation section 220 not only in the transverse direction 218 but also in the contact direction 178 and / or in the connection direction 196 of the connecting element 168 is deformable such that tolerances in the relative positions of the contact openings 204 and 206 into which the press-in contact elements 172a respectively. 172b of the connecting element 168 be pressed, along these directions are compensated.
Im Übrigen stimmt die in 10 dargestellte dritte Ausführungsform eines Verbindungselements 168 und des unter Verwendung desselben hergestellten Zellkontaktierungssystems 100 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in 9 dargestellten zweiten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 10 illustrated third embodiment of a connecting element 168 and the cell contacting system made using the same 100 in terms of structure, function and method of manufacture with the in 9 illustrated second embodiment, to the above description in this respect reference is made.
Eine in den 11 und 12 dargestellte vierte Ausführungsform eines Verbindungselements 168 zur Verwendung in einem Zellkontaktierungssystem 100 der vorstehend beschriebenen Art unterscheidet sich von den in den 5 bis 10 dargestellten Ausführungsformen dadurch, dass der Verbindungsbereich 174 des Verbindungselements 168 nicht einstückig mit den Einpresskontaktelementen 172 ausgebildet ist, sondern separat von den Einpresskontaktelementen 172 hergestellt und anschließend mit den Einpresskontaktelementen 172 verbunden worden ist.One in the 11 and 12 illustrated fourth embodiment of a connecting element 168 for use in a cell contacting system 100 The type described above differs from those in the 5 to 10 illustrated embodiments in that the connection area 174 of the connecting element 168 not integral with the press-fit contact elements 172 is formed, but separate from the press-in contact elements 172 manufactured and then with the Einpresskontaktelementen 172 has been connected.
Der Verbindungsbereich 174 umfasst insbesondere eine Schmelzsicherung 236, beispielsweise in Form einer Geräteschutzsicherung oder Feinsicherung 238, welche als ein Sicherungselement 234 des Verbindungselements 168 dient.The connection area 174 includes in particular a fuse 236 , for example in the form of a device protection fuse or micro-fuse 238 which acts as a security element 234 of the connecting element 168 serves.
Die Schmelzsicherung 236 umfasst ein beispielsweise im Wesentlichen zylindrisch ausgebildetes Rohr 240, mit einer längs der Verbindungsrichtung 196 verlaufenden Zylinderachse 224.The fuse 236 includes a, for example, substantially cylindrically shaped tube 240 , with a longitudinal direction of the connection 196 extending cylinder axis 224 ,
Zwei Endkappen 242 der Schmelzsicherung 236 bilden im Wesentlichen zylindrische Endabschnitte 212 des Verbindungsbereichs 174, welche einen größeren Durchmesser aufweisen können als ein dazwischen angeordneter Mittelabschnitt 216 des Verbindungsbereichs 174, der durch das Rohr 240 gebildet ist.Two end caps 242 the fuse 236 form substantially cylindrical end portions 212 of the connection area 174 which may have a larger diameter than an intermediate portion arranged therebetween 216 of the connection area 174 passing through the pipe 240 is formed.
Die Basisabschnitte 180 der Einpresskontaktelemente 172 sind bei dieser Ausführungsform vorzugsweise zweilagig ausgebildet (siehe insbesondere Fig. 12) und umfassen zwei elastisch gegeneinander vorgespannte Federarme 226, welche zusammen eine jeweils einen Endabschnitt 212 des Verbindungsbereichs 174 umgreifende Klammer 228 bilden. The basic sections 180 the press-in contact elements 172 are preferably formed in two layers in this embodiment (see in particular FIG. 12 ) and comprise two resiliently biased spring arms 226 , which together each have an end section 212 of the connection area 174 encompassing bracket 228 form.
Somit ist der Verbindungsbereich 174 bei dieser Ausführungsform des Verbindungselements 168 kraftschlüssig an jedem der Einpresskontaktelemente 172 des Verbindungselements 168 gehalten.Thus, the connection area 174 in this embodiment of the connecting element 168 non-positively on each of the press-fit contact elements 172 of the connecting element 168 held.
Die Innenseiten 230 der Klammern 228 liegen flächig am Umfang des jeweils zugeordneten Endabschnitts 212 des Verbindungsbereichs 174 an, so dass eine elektrisch gut leitfähige Verbindung zwischen dem Verbindungsbereich 174 und den Einpresskontaktelementen 172 gewährleistet ist.The insides 230 the brackets 228 lie flat on the circumference of the respective associated end portion 212 of the connection area 174 on, so that an electrically good conductive connection between the connection area 174 and the press-in contact elements 172 is guaranteed.
Zwischen den Endkappen 242 der Schmelzsicherung 236 ist ein (nicht dargestellter) Schmelzleiter angeordnet, der freiliegend oder in ein Isolatormaterial, beispielsweise in Quarzsand, eingebettet sein kann. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Bemessungsstroms durch den Schmelzleiter über eine vorgegebene Bemessungszeit hinweg schmilzt der Schmelzleiter, wodurch die Stromleitung durch das Verbindungselement 168 unterbrochen wird.Between the end caps 242 the fuse 236 a (not shown) fusible conductor is arranged, which may be exposed or embedded in an insulator material, for example in quartz sand. When a predetermined rated current through the fusible conductor is exceeded for a predetermined rated time, the fusible conductor melts, whereby the current conduction through the connecting element melts 168 is interrupted.
Die Endkappen 242 und das Rohr 240 bilden ein Gehäuse 244 der Schmelzsicherung 236.The end caps 242 and the pipe 240 form a housing 244 the fuse 236 ,
Im Übrigen stimmt die in den 11 und 12 dargestellte vierte Ausführungsform eines Verbindungselements 168 und das unter Verwendung derselben hergestellte Zellkontaktierungssystem 100 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den 1 bis 8 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the right in the 11 and 12 illustrated fourth embodiment of a connecting element 168 and the cell contacting system made using the same 100 in terms of structure, function and method of production with in the 1 to 8th illustrated in the first embodiment, reference is made to the above description in this regard.
Eine in 13 dargestellte fünfte Ausführungsform eines Verbindungselements 168 zur Verwendung in einem Zellkontaktierungssystem 100 der vorstehend beschriebenen Art unterscheidet sich von den in den 5 bis 12 dargestellten Ausführungsformen dadurch, dass im in 13 dargestellten Ausgangszustand des Verbindungselements 168, vor der Montage an dem Zellverbinder 116 bzw. dem Stromanschluss 118 und einer Leiterplatte 170, die Verbindungsrichtung 196 des Verbindungsbereichs 174 nicht quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zu den Längsachsen 192 der Einpresskontaktelemente 172 ausgerichtet ist, sondern im Wesentlichen parallel zu den Längsachsen 192 der Einpresskontaktelemente 172.An in 13 illustrated fifth embodiment of a connecting element 168 for use in a cell contacting system 100 The type described above differs from those in the 5 to 12 illustrated embodiments in that im in 13 illustrated initial state of the connecting element 168 , before mounting on the cell connector 116 or the power connection 118 and a circuit board 170 , the connection direction 196 of the connection area 174 not transverse, in particular substantially perpendicular, to the longitudinal axes 192 the press-in contact elements 172 is aligned, but substantially parallel to the longitudinal axes 192 the press-in contact elements 172 ,
Vor oder bei der Montage des Verbindungselements 168 an den jeweils zugeordneten Kontaktöffnungen 204 und 206 wird der Verbindungsbereich 174 des Verbindungselements 168 so um eine parallel zur Querrichtung 218 des Verbindungselements 168 verlaufende Biegelinie 232 gebogen, dass die Längsachsen 192 der Einpresskontaktelemente 172 quer, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht, zur Verbindungsrichtung 196 und im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind und die Endabschnitte 184 der beiden Einpresskontaktelemente 172 in dieselbe Richtung weisen, so dass die Einpresskontaktelemente 172, wie vorstehend beschrieben, längs der Kontaktrichtung 178 in die jeweils zugeordneten Kontaktöffnungen 204 bzw. 206 eingepresst werden können.Before or during assembly of the connecting element 168 at the respective associated contact openings 204 and 206 becomes the connection area 174 of the connecting element 168 so around a parallel to the transverse direction 218 of the connecting element 168 running bending line 232 bent that the longitudinal axes 192 the press-in contact elements 172 transversely, preferably substantially perpendicular, to the connecting direction 196 and are aligned substantially parallel to each other and the end portions 184 the two press-in contact elements 172 pointing in the same direction, so that the press-in contact elements 172 as described above, along the contact direction 178 in the respective associated contact openings 204 respectively. 206 can be pressed.
Im Übrigen stimmt die in 13 dargestellte fünfte Ausführungsform eines Verbindungselements 168 und das unter Verwendung desselben hergestellte Zellkontaktierungssystem 100 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den 1 bis 8 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 13 illustrated fifth embodiment of a connecting element 168 and the cell contacting system made using the same 100 in terms of structure, function and method of production with in the 1 to 8th illustrated in the first embodiment, reference is made to the above description in this regard.
Eine in 14 dargestellte sechste Ausführungsform eines Verbindungselements 168 zur Verwendung in einem Zellkontaktierungssystem 100 der vorstehend beschriebenen Art unterscheidet sich von der in 13 dargestellten fünften Ausführungsform dadurch, dass der Verbindungsbereich 174 keinen längs der Verbindungsrichtung 196 im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist, sondern die (senkrecht zur Verbindungsrichtung 196 genommene) Querschnittsfläche des Verbindungsbereichs 174 in einem vorzugsweise im Wesentlichen mittig zwischen den Einpresskontaktelementen 172 liegenden Mittelabschnitt 216 längs der Verbindungsrichtung 196 variiert und insbesondere, von einem der Endabschnitte 212 des Verbindungsbereichs 174 ausgehend, bis auf ein Minimum abnimmt und zu dem anderen Endabschnitt 212 des Verbindungsbereichs 174 hin wieder zunimmt.An in 14 illustrated sixth embodiment of a connecting element 168 for use in a cell contacting system 100 of the type described above differs from that in 13 illustrated fifth embodiment in that the connection area 174 none along the direction of connection 196 has substantially constant cross-section, but the (perpendicular to the connection direction 196 taken) cross-sectional area of the connection area 174 in a preferably substantially centered between the press-in contact elements 172 lying middle section 216 along the connecting direction 196 varies and in particular, from one of the end sections 212 of the connection area 174 starting to decrease to a minimum and to the other end section 212 of the connection area 174 increases again.
Durch diese Gestaltung des Verbindungsbereichs 174 wird eine besonders leichte Verformbarkeit des Verbindungsbereichs 174 erzielt, so dass die Einpresskontaktelemente 172 bei der Montage des Verbindungselements 168 besonders leicht parallel zueinander und senkrecht zur Querrichtung 218 sowie senkrecht zur Verbindungsrichtung 196 des Verbindungselements 168 ausrichtbar sind.Through this design of the connection area 174 becomes a particularly easy deformability of the connection area 174 achieved, so that the press-fit contact elements 172 during assembly of the connecting element 168 especially easy parallel to each other and perpendicular to the transverse direction 218 as well as perpendicular to the connection direction 196 of the connecting element 168 are alignable.
Ferner kann der Mittelabschnitt 216 des Verbindungsbereichs 174 mit der verringerten Querschnittsfläche als ein Sicherungselement 234 dienen, welches vorzugsweise die Stromleitung durch das Verbindungselement 168 unterbricht, wenn ein vorgegebener Bemessungsstrom durch das Verbindungselement 168 über eine vorgegebene Bemessungszeit hinweg überschritten wird.Furthermore, the middle section 216 of the connection area 174 with the reduced cross-sectional area as a securing element 234 serve, which preferably the power line through the connecting element 168 interrupts when a given rated current through the connecting element 168 is exceeded for a given design time.
Das Sicherungselement 234 kann insbesondere eine intrinsische oder integrierte Schmelzsicherung bilden.The fuse element 234 may in particular form an intrinsic or integrated fuse.
Im Übrigen stimmt die in 14 dargestellte sechste Ausführungsform eines Verbindungselements 168 und das unter Verwendung desselben hergestellte Zellkontaktierungssystem 100 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in 13 dargestellten fünften Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 14 illustrated sixth embodiment of a connecting element 168 and the cell contacting system made using the same 100 in terms of structure, function and method of manufacture with the in 13 illustrated fifth embodiment, reference is made to the above description in this regard.
Eine in 15 dargestellte siebte Ausführungsform eines Verbindungselements 168 zur Verwendung in einem Zellkontaktierungssystem 100 der vorstehend beschriebenen Art unterscheidet sich von der in 10 dargestellten dritten Ausführungsform dadurch, dass der Verbindungsbereich 174 keinen in seiner Längsrichtung im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist, sondern die (senkrecht zur lokalen Längsrichtung des Verbindungsbereichs 174 genommene) Querschnittsfläche des Verbindungsbereich 174 in einem, vorzugsweise im Wesentlichen mittig, zwischen den Einpresskontaktelementen 172 liegenden Mittelabschnitt 216 variiert und insbesondere, von einem der Endabschnitte 212 des Verbindungsbereichs 174 ausgehen, bis auf ein Minimum abnimmt und zu dem anderen Endabschnitt 212 des Verbindungsbereichs 174 hin wieder zunimmt.An in 15 illustrated seventh embodiment of a connecting element 168 for use in a cell contacting system 100 of the type described above differs from that in 10 illustrated third embodiment in that the connection area 174 has no in its longitudinal direction substantially constant cross section, but the (perpendicular to the local longitudinal direction of the connecting portion 174 taken) cross-sectional area of the connection area 174 in one, preferably substantially in the middle, between the press-in contact elements 172 lying middle section 216 varies and in particular, from one of the end sections 212 of the connection area 174 go out, to a minimum and decreases to the other end section 212 of the connection area 174 increases again.
Durch diese Gestaltung des Verbindungsbereichs 174 kann der Mittelabschnitt 216 des Verbindungsbereichs 174 mit der verringerten Querschnittsfläche als ein Sicherungselement 234 dienen, welches vorzugsweise die Stromleitung durch das Verbindungselement 168 unterbricht, wenn ein vorgegebener Bemessungsstrom durch das Verbindungselement 168 über eine vorgegebene Bemessungszeit hinweg überschritten wird.Through this design of the connection area 174 can the middle section 216 of the connection area 174 with the reduced cross-sectional area as a securing element 234 serve, which preferably the power line through the connecting element 168 interrupts when a given rated current through the connecting element 168 is exceeded for a given design time.
Das Sicherungselement 234 kann insbesondere eine intrinsische oder integrierte Schmelzsicherung bilden.The fuse element 234 may in particular form an intrinsic or integrated fuse.
Im übrigen stimmt die in 15 dargestellte siebte Ausführungsform eines Verbindungselement 168 und das unter Verwendung desselben hergestellte Zellkontaktierungssystem 100 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in 10 dargestellten dritten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.For the rest, the in 15 illustrated seventh embodiment of a connecting element 168 and the cell contacting system made using the same 100 in terms of structure, function and method of manufacture with the in 10 illustrated third embodiment, the above description of which reference is made.
