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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung, die mehrere elektrochemische Zellen umfasst, wobei das Zellkontaktierungssystem
ein Stromleitungssystem mit einem oder mehreren Stromleitern zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals verschiedener elektrochemischer Zellen miteinander oder zum elektrisch leitenden Verbinden eines Zellterminals einer elektrochemischen Zelle mit einem Stromanschluss des Zellkontaktierungssystems und
ein Signalleitungssystem mit einem oder mehreren Signalleitern zum elektrisch leitenden Verbinden mindestens einer Signalquelle mit einem Signalleitungsanschluss oder mit einer Überwachungsvorrichtung des Zellkontaktierungssystems umfasst.
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Ein solches Zellkontaktierungssystem dient dazu, einerseits mittels des Stromleitungssystems das Fließen eines Leistungsstromes von und zu den elektrochemischen Zellen der elektrochemischen Vorrichtung zu ermöglichen und andererseits mittels des Signalleitungssystems eine Überwachung der elektrochemischen Zellen und des Zellkontaktierungssystems hinsichtlich physikalischer Messgrößen wie beispielsweise der Spannung und der Temperatur zu bewerkstelligen. Hierzu werden beispielsweise Potentialunterschiede zwischen verschiedenen Stromleitern gemessen und/oder Temperaturen in der Nähe der Stromleiter mittels geeigneter Temperatursensoren erfasst. Die Signalquellen oder Messstellen sind durch das Signalleitungssystem elektrisch leitend mit dem als Schnittstelle zu einer externen Überwachungsvorrichtung dienenden Signalleitungsanschluss oder mit einer in das Zellkontaktierungssystem integrierten Überwachungsvorrichtung verbunden.
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Bei bekannten Zellkontaktierungssystemen erfolgt die Signalübertragung zur Spannungsmessung mittels Leiterbahnen an einer Leiterplatte oder mittels eines Kabelbaumes.
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Solche bekannten Zellkontaktierungssysteme bestehen aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten, wie beispielsweise einzelnen Zellverbindern, Halterungen für die Zellverbinder, Halterungen für die elektrochemischen Zellen, Leiterplatten oder Kabelbäumen und Sensoren.
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Die Auslegung und Montage dieser vielen Einzelkomponenten ist anspruchsvoll, fehlerbehaftet und kostenintensiv und daher insbesondere für eine Serienherstellung eines Zellkontaktierungssystems nur bedingt geeignet.
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Die
US 2005/0110458 A1 und die
WO 2013/022938 A2 offenbaren Zellkontaktierungssysteme für eine elektrochemische Vorrichtung, wobei das Zellkontaktierungssystem jeweils mehrere elektrochemische Zellen umfasst, wobei das Zellkontaktierungssystem ein Stromleitungssystem mit mehreren Stromleitern zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals verschiedener elektrochemischer Zellen miteinander und ein Signalleitungssystem mit mehreren Signalleitern zum elektrisch leitenden Verbinden mindestens einer Signalquelle mit einer Überwachungsvorrichtung des Zellkontaktierungssystems umfasst, wobei das Zellkontaktierungssystem ein Laminat aus mehreren Lagen umfasst, wobei das Laminat eine Stromleiter-Lage, welche mehrere Stromleiter des Stromleitungssystem umfasst, und eine Signalleiter-Lage, welche mehrere Signalleiter des Signalleitungssystems umfasst, umfasst und wobei die Signalleiter-Lage des Laminats als eine Spannungsabgriffslage mit Spannungsabgriffsleitungen ausgebildet ist.
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Die
DE 10 2010 012 925 A1 und die
DE 10 2011 113 798 A1 offenbaren Zellkontaktierungssysteme für elektrochemische Vorrichtungen, die mehrere elektrochemische Zellen umfassen, wobei das jeweilige Zellkontaktierungssystem ein Stromleitungssystem mit einem oder mehreren Stromleitern zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals verschiedener elektrochemischer Zellen miteinander oder zum elektrisch leitenden Verbinden eines Zellterminals einer elektrochemischen Zelle mit einem Stromanschluss des Zellkontaktierungssystems und ein Signalleitungssystem mit einem oder mehreren Signalleitern zum elektrisch leitenden Verbinden mindestens einer Signalquelle mit einem Signalleitungsanschluss oder mit einer Überwachungsvorrichtung des Zellkontaktierungssystems umfasst.
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Die
DE 10 2009 050 319 A1 und die
DE 10 2010 031 380 A1 offenbaren Zellkontaktierungssysteme mit Zellverbindern, deren Grundkörper mit einem Kompensationsbereich ausgestattet sind, um mechanische Spannungen innerhalb des Batteriesystems zu reduzieren.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zellkontaktierungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einfach und prozesssicher herstellbar ist und dennoch eine genaue Positionierung der Stromleiter relativ zu den Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung und eine einfache und sichere elektrische Verbindung der Stromleiter mit den Zellterminals der elektrochemischen Zellen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Zellkontaktierungssystem nach Anspruch 1 gelöst.
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Der vorliegenden Erfindung liegt das Konzept zugrunde, das Zellkontaktierungssystem aus einem mehrlagigen Laminat zu bilden, wobei vorzugsweise mindestens eine Lage des Laminats, insbesondere alle Lagen des Laminats, flexibel ausgebildet sind.
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Mindestens eine Stromleiter-Lage enthält einen oder mehrere Stromleiter des Stromleitungssystems und ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus einem metallischen Material, gebildet.
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Dieses elektrisch leitfähige Material, aus welchem die Stromleiter-Lage gebildet ist, kann insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung oder Kupfer oder eine Kupferlegierung umfassen.
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Die mindestens eine Stromleiter-Lage dient zur Stromübertragung innerhalb des Zellkontaktierungssystems.
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Mit der Stromleiter-Lage sind mehrere Funktionslagen zu dem Laminat verbunden.
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Mindestens zwei der Funktionslagen sind als eine Signalleiter-Lage ausgebildet, welche einen oder mehrere Signalleiter des Signalleitungssystems umfasst.
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Andere Funktionslagen können beispielsweise zur elektrischen Isolation, zur Aufnahme eines Sensors einschließlich der erforderlichen Anschlussleitungen, welche den Sensor mit dem Signalleitungsanschluss oder mit der Überwachungsvorrichtung des Zellkontaktierungssystems verbinden, zur Beheizung des Zellkontaktierungssystems und/oder der elektrochemischen Zellen, zur Kühlung des Zellkontaktierungssystems und/oder der elektrochemischen Zellen, zur Abdichtung gegen ein Austreten von Elektrolyt aus einer elektrochemischen Zelle, zur Stoßdämpfung und/oder zur magnetischen Abschirmung dienen.
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Eine Funktionslage des Laminats, welche zur magnetischen Abschirmung dient, kann beispielsweise mit einem elektrisch leitenden Netz versehen sein.
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Eine Funktionslage des Laminats, welche zur Beheizung und/oder zur Kühlung des Zellkontaktierungssystems oder der elektrochemischen Zellen dient, kann beispielsweise mit Kanälen zur Durchleitung eines Wärmeübertragungsmediums, insbesondere eines Heizmediums oder eines Kühlmediums, dienen.
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Die Kanäle für die Durchleitung des Wärmeübertragungsmediums können beispielsweise dadurch gebildet sein, dass zwei Lagen des Laminats fluiddicht miteinander verbunden sind, so dass die Kanäle durch einen fluiddicht abgeschlossenen Zwischenraum zwischen diesen Lagen gebildet sind.
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Eine Funktionslage des Laminats, welche zur Heizung des Zellkontaktierungssystems und/oder der elektrochemischen Zellen dient, kann mit einer elektrischen Widerstandsheizung versehen sein.
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Eine Funktionslage des Laminats, welche zur Integration eines Sensors in das Zellkontaktierungssystem dient, kann beispielsweise einen Temperatursensor, insbesondere einen NTC(„Negative Temperature Coefficient“)-Sensor, einen Drucksensor und/oder einen Gassensor und die jeweils zugehörigen Sensoranschlussleitungen aufweisen.
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Eine Funktionslage des Laminats, welche der Stoßdämpfung dient, kann beispielsweise ein Flächenelement aus einem flächigen Ausgangsmaterial mit Dämpfungswirkung, beispielsweise aus einem Polyurethan-Material, umfassen.
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Eine oder mehrere Lagen des Laminats umfassen vorzugsweise ein Flächenelement, das aus einem flächigen Ausgangsmaterial, beispielsweise einer Folie oder einem Blech, herausgetrennt ist.
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Das Heraustrennen kann dabei beispielsweise durch Ausstanzen oder Ausschneiden, beispielsweise mittels eines Lasers, erfolgen.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stromleiter-Lage alle Stromleiter des Stromleitungssystems umfasst.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Stromleiter-Lage alle Zellverbinder des Stromleitungssystems, welche zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals verschiedener elektrochemischer Zellen miteinander dienen, umfasst.
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Die Stromleiter-Lage ist vorzugsweise durch Heraustrennen der Stromleiter und einer Stromleiter-Verbindungsstruktur, durch welche mehrere Stromleiter der Stromleiter-Lage einstückig miteinander verbunden sind, aus einem elektrisch leitenden Ausgangsmaterial und durch Unterbrechen der Stromleiter-Verbindungsstruktur gebildet.
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Das Unterbrechen der Stromleiter-Verbindungsstruktur ist dazu erforderlich, elektrische Kurzschlüsse im Betrieb der elektrochemischen Vorrichtung zu verhindern.
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Das Unterbrechen der Stromleiter-Verbindungsstruktur erfolgt vorzugsweise nach dem Heraustrennen der Stromleiter-Lage aus dem Ausgangsmaterial.
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Die Stromleiter-Lage ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, vorzugsweise aus einem metallischen Material, beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, gebildet.
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Um insbesondere die Stromleiter-Lage bei der Bildung des Laminats aus den einzelnen Lagen in gewünschter Weise relativ zu den anderen Lagen des Laminats positionieren zu können, ist es günstig, wenn die Stromleiter-Lage an mindestens einer anderen Lage des Laminats fixiert ist.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Stromleiter-Lage stoffschlüssig, insbesondere durch Verklebung, an mindestens einer anderen Lage des Laminats fixiert ist.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Stromleiter-Lage an einer Isolationslage und/oder an einer Signalleiter-Lage fixiert ist.
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Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stromleiter-Lage mindestens einen durch einen Umformvorgang an der Stromleiter-Lage erzeugten Kompensationsbereich umfasst, welcher einen ersten Kontaktbereich zum Verbinden der Stromleiter-Lage mit einem ersten Zellterminal und einen zweiten Kontaktbereich zum Verbinden der Stromleiter-Lage mit einem zweiten Zellterminal miteinander verbindet und elastisch und/oder plastisch so verformbar ist, dass er eine Relativbewegung des ersten Kontaktbereichs und des zweiten Kontaktbereichs relativ zueinander ermöglicht. Auf diese Weise können insbesondere Fertigungstoleranzen bei der Montage des Zellkontaktierungssystems an den Zellterminals der elektrochemischen Zellen und/oder Relativbewegungen, beispielsweise Schwingungen, im Betrieb der elektrochemischen Vorrichtung ausgeglichen werden.
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Dabei kann der Kompensationsbereich insbesondere in die Stromleiter-Lage eingeprägt sein.
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Ferner ist es günstig, dass mindestens eine Signalleiter-Lage mindestens eine Spannungsabgriffsleitung und/oder mindestens eine Sensoranschlussleitung umfasst.
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Bei der Erfindung ist vorgesehen, dass das Laminat mindestens eine Spannungsabgriffslage mit mindestens einer Spannungsabgriffsleitung und mindestens eine Sensorlage mit mindestens einer Sensoranschlussleitung umfasst.
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Dabei ist vorzugsweise die Sensorlage eine von der Spannungsabgriffslage verschiedene Lage des Laminats.
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Mindestens eine Signalleiter-Lage umfasst vorzugsweise ein elektrisch isolierendes Flächenelement, an welchem mindestens ein Signalleiter angeordnet ist.
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Dabei kann der Signalleiter in situ in dem Flächenelement erzeugt sein oder separat von dem Flächenelement hergestellt und dann an dem Flächenelement festgelegt sein.
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Der Signalleiter kann beispielsweise durch ein Musterdruckverfahren, beispielsweise ein Siebdruckverfahren oder ein Schablonendruckverfahren, oder durch ein galvanisches Beschichtungsverfahren an dem Flächenelement erzeugt sein.
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Alternativ hierzu ist auch möglich, dass der Signalleiter separat von dem Flächenelement hergestellt und durch ein Drahtverlegeverfahren an dem Flächenelement festgelegt ist.
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Das Flächenelement kann insbesondere als eine Folie ausgebildet sein.
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Das Flächenelement ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise aus einem Polypropylen-Material, gebildet.
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Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Laminat mindestens eine Abdecklage umfasst, welche im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems auf der den Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung abgewandten Seite der Stromleiter-Lage und auf der den Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung abgewandten Seite mindestens einer Signalleiter-Lage angeordnet ist. Eine solche Abdecklage schützt die Stromleiter und Signalleiter des Zellkontaktierungssystems vor einer unerwünschten mechanischen Einwirkung von außerhalb des Zellkontaktierungssystems.
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Vorzugsweise bildet die Abdecklage eine äußerste Lage des Laminats des Zellkontaktierungssystems, wobei die Abdecklage vorzugsweise auf der den Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung abgewandten Seite aller Signalleiter-Lagen des Laminats angeordnet ist.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn mindestens eine Lage des Laminats, welche im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems auf der den Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung abgewandten Seite der Stromleiter-Lage angeordnet ist, mit mindestens einer Durchtrittsöffnung versehen ist, durch welche ein Kontaktbereich eines Stromleiters der Stromleiter-Lage für einen Verbindungsvorgang, bei dem der Kontaktbereich mit einem zugeordneten Zellterminal elektrisch leitend verbunden wird, zugänglich ist.
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Hierdurch ist es möglich, durch die Durchtrittsöffnung hindurch beispielsweise einen Schweißvorgang durchzuführen, bei dem der Kontaktbereich mit einem zugeordneten Zellterminal stoffschlüssig verbunden wird.
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Wenn mehrere Lagen des Laminats mit einer solchen Durchtrittsöffnung versehen sind, so bilden diese Durchtrittsöffnungen vorzugsweise gemeinsam einen Durchtrittskanal, durch welchen ein Kontaktbereich eines Stromleiters der Stromleiter-Lage für einen Verbindungsvorgang, bei dem der Kontaktbereich mit einem zugeordneten Zellterminal elektrisch leitend verbunden wird, zugänglich ist.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Zellkontaktierungssystems ist vorgesehen, dass das Laminat eine Isolationslage umfasst, welche im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems zwischen der Stromleiter-Lage und den Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung angeordnet ist.
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Eine solche Isolationslage umfasst vorzugsweise ein elektrisch isolierendes Flächenelement, das mindestens eine Durchtrittsöffnung aufweist, in welche im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems ein Zellterminal und/oder ein Kontaktbereich eines Stromleiters der Stromleiter-Lage sich hinein erstreckt.
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Für eine einfache Unterbrechung der Stromleiter-Verbindungsstruktur der Stromleiter-Lage ist es günstig, wenn mindestens zwei Lagen des Laminats jeweils eine oder mehrere Zugangsöffnungen aufweisen, die einander so zugeordnet sind, dass sie einen Zugangskanal bilden, welcher zu einer Unterbrechungsstelle führt, an der eine Stromleiter-Verbindungsstruktur der Stromleiter-Lage unterbrochen ist.
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Ein solcher Zugangskanal kann bereits vor der Unterbrechung der Stromleiter-Verbindungsstruktur an zwei von der Stromleiter-Lage verschiedenen Lagen des Laminats ausgebildet sein, um die Erzeugung einer Unterbrechungsstelle, beispielsweise durch einen Ausstanzvorgang, durch den Zugangskanal hindurch zu ermöglichen.
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Alternativ hierzu ist auch möglich, dass der Zugangskanal erst durch den Unterbrechungsvorgang, insbesondere einen Ausstanzvorgang, gebildet wird.
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Wenn die Zugangsöffnungen und der daraus gebildete Zugangskanal bereits vor dem Unterbrechungsvorgang an den mindestens zwei Lagen des Laminats vorhanden sind, so können diese Zugangsöffnungen als Positionieröffnungen dienen, die das Erreichen einer gewünschten Relativposition zwischen den mindestens zwei Lagen des Laminats während der Herstellung des Laminats dadurch anzeigen, dass diese Positionieröffnungen miteinander längs einer Stapelrichtung des Laminats fluchten.
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Um das Laminat zu einer als Ganzes handhabbaren Einheit zu machen und/oder um die Steifigkeit des Laminats zu erhöhen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass zwei oder mehr Lagen des Laminats an einer oder mehr Verbindungsstellen aneinander festgelegt sind.
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Dabei können die Lagen an der Verbindungsstelle stoffschlüssig, beispielsweise durch Verschweißung, insbesondere durch Ultraschallschweißung, Laserschweißung und/oder Punktschweißung, oder formschlüssig, beispielsweise durch Vernietung oder durch Durchsetzfügung, aneinander festgelegt sein.
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Die Verbindungsstellen können in Eckbereichen der Lagen und/oder in einem zentralen Bereich der Lagen angeordnet sein.
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Besonders günstig ist es, wenn in allen Eckbereichen der Lagen und in einem zentralen Bereich der Lagen jeweils mindestens eine Verbindungsstelle vorgesehen ist.
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Für eine möglichst exakte Positionierung der Lagen des Laminats relativ zueinander vor dem Festlegen der Lagen des Laminats aneinander ist es günstig, wenn mindestens zwei Lagen des Laminats jeweils ein oder mehrere Positionierelemente aufweisen, beispielsweise Positionieröffnungen, die einander so zugeordnet sind, dass sie eine gewünschte Positionierung der Lagen relativ zueinander vor einem Lagenverbindungsvorgang ermöglichen.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zellkontaktierungssystem einen Signalleitungsanschluss umfasst, der elektrisch leitend mit mindestens einem Signalleiter einer Signalleiter-Lage verbunden ist und im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems mechanisch mit einem Gehäuse der elektrochemischen Vorrichtung gekoppelt ist.
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Die mechanische Kopplung zwischen dem Signalleitungsanschluss und dem Gehäuse der elektrochemischen Vorrichtung kann insbesondere zur Zugentlastung des mindestens einen Signalleiters dienen.
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Die mechanische Kopplung zwischen dem Signalleitungsanschluss und dem Gehäuse kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass eines dieser Elemente mit mindestens einem Montagezapfen und das jeweils andere dieser Elemente mit einer hierzu komplementären Montageöffnung versehen ist.
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Das erfindungsgemäße Zellkontaktierungssystem eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer elektrochemischen Vorrichtung, die als Akkumulator, insbesondere als Lithium-Ionen-Akkumulator, ausgebildet ist.
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Eine solche als Akkumulator ausgebildete elektrochemische Vorrichtung eignet sich insbesondere als hochbelastbare Energiequelle, beispielsweise für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems für eine elektrochemische Vorrichtung, die mehrere elektrochemische Zellen umfasst.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems zu schaffen, welches einfach und prozesssicher durchführbar ist und dennoch eine präzise Positionierung von Stromleitern des Zellkontaktierungssystems relativ zu den Zellterminals der elektrochemischen Zellen der elektrochemischen Vorrichtung sowie eine einfache und sichere elektrisch leitende Verbindung der Stromleiter mit den Zellterminals ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems nach Anspruch 13 gelöst.
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Ferner umfasst das Verfahren vorzugsweise das elektrisch leitende Verbinden der Stromleiter der Stromleiter-Lage mit den Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung.
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Die verschiedenen Lagen des Laminats des Zellkontaktierungssystems werden vorzugsweise in einer gewünschten Lage relativ zueinander positioniert, bevor sie zu dem mehrlagigen Laminat verbunden werden.
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Mindestens eine Lage des Laminats umfasst vorzugsweise ein Flächenelement, das durch Heraustrennen des Flächenelements aus einem flächigen Ausgangsmaterial hergestellt ist.
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Die Stromleiter-Lage umfasst vorzugsweise eine mehrere Stromleiter der Stromleiter-Lage während des Heraustrennens aus einem flächigen Ausgangsmaterial einstückig miteinander verbindende Stromleiter-Verbindungsstruktur.
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Die Stromleiter-Verbindungsstruktur wird nach dem Heraustrennen der Stromleiter-Lage aus dem Ausgangsmaterial unterbrochen, um die Stromleiter der Stromleiter-Lage elektrisch voneinander zu trennen.
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Dieses Unterbrechen der Stromleiter-Verbindungsstruktur erfolgt vorzugsweise, nachdem die Lagen zu dem mehrlagigen Laminat verbunden worden sind.
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Die einzelnen Lagen des erfindungsgemäßen Zellkontaktierungssystems werden separat vorgestanzt und zu einem Zellkontaktierungssystem gestapelt. Anschließend können die Lagen nachgestanzt und zu einer Einheit, dem Laminat, gefügt werden.
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Das erfindungsgemäße Zellkontaktierungssystem mit dem mehrlagigen Laminat bietet eine zuverlässige Stromübertragung und eine einfach zu montierende Spannungsübertragung innerhalb der elektrochemischen Vorrichtung, insbesondere eines Energiespeichers.
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Durch die Verwendung der Stromleiter-Lage, welche vorzugsweise mehrere Stromleiter des Stromleitungssystems umfasst, entfällt die Notwendigkeit der Herstellung und Montage von einzelnen Zellverbindern.
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Die Leitungsgeometrie der Stromleiter in der Stromleiter-Lage und der Signalleiter in der mindestens einen Signalleiter-Lage ist frei gestaltbar.
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Durch die Verwendung der Signalleiter-Lage entfällt die Notwendigkeit zur Verwendung eines Kabelbaums oder einer Leiterplatte einschließlich der aufwendigen Montage.
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Die Geometrie der Stromleiter-Lage und der anderen Lagen, insbesondere Funktionslagen, des Laminats ist frei wählbar und wird insbesondere durch einen Ausstanzvorgang bestimmt.
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Durch die frei wählbare Geometrie der Lagen des Laminats ist eine einfache Integration des Zellkontaktierungssystems in der elektrochemischen Vorrichtung und eine einfache Montage des Zellkontaktierungssystems in der elektrochemischen Vorrichtung möglich.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
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In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer elektrochemischen Vorrichtung, insbesondere eines Akkumulatormoduls, mit einem Gehäuse, in dem mehrere elektrochemische Zellen angeordnet sind, und mit einem nicht erfindungsgemäßen Zellkontaktierungssystem, das ein Laminat aus einer Isolationslage, einer Stromleiter-Lage, einer Signalleiter-Lage und einer Abdecklage umfasst;
- 2 eine Draufsicht auf das Zellkontaktierungssystem aus 1 von oben;
- 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Zellkontaktierungssystems aus den 1 und 2;
- 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer elektrochemischen Vorrichtung, insbesondere eines Akkumulatormoduls, mit einem Gehäuse, in dem mehrere elektrochemischen Zellen angeordnet sind, und mit einer erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform eines Zellkontaktierungssystems, welches ein Laminat aus einer Isolationslage, einer Stromleiter-Lage, einer ersten Signalleiter-Lage in Form einer Spannungsabgriffslage, eine zweite Signalleiter-Lage in Form einer Sensorlage und eine Abdecklage umfasst;
- 5 eine Draufsicht von oben auf das Zellkontaktierungssystem aus 4; und
- 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Zellkontaktierungssystems aus den 4 und 5.
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Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Eine in den 1 bis 3 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete elektrochemische Vorrichtung, beispielsweise ein Akkumulatormodul, umfasst mehrere elektrochemische Zellen 102, insbesondere Akkumulatorzellen, die in einem Gehäuse 104 der elektrochemischen Vorrichtung 100 angeordnet sind.
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Das Gehäuse 104 kann insbesondere als ein Kühlkörper ausgebildet sein, durch welchen im Betrieb der elektrochemischen Vorrichtung 100 in den elektrochemischen Zellen 102 entstehende Wärme zu einer (nicht dargestellten) Wärmesenke abführbar ist.
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Die elektrochemische Vorrichtung 100 umfasst ferner ein Zellkontaktierungssystem 106, welches ein Stromleitungssystem 108 mit mehreren Stromleitern 110 zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals 112 verschiedener elektrochemischer Zellen 102 miteinander oder zum elektrisch leitenden Verbinden eines Zellterminals 112 einer elektrochemischen Zelle 102 mit einem Stromanschluss 114 des Zellkontaktierungssystems 106 sowie ein Signalleitungssystem 116 mit mehreren Signalleitern zum elektrisch leitenden Verbinden von Signalquellen 120 mit einem Signalleitungsanschluss 122 des Zellkontaktierungssystems 106 umfasst.
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Die Stromleiter 110 des Stromleitungssystems 108, welche zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals 112 verschiedener elektrochemischer Zellen 102 der elektrochemischen Vorrichtung 100 dienen, werden als Zellverbinder 124 bezeichnet.
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Die Stromleiter 110 des Stromleitungssystems 108, welche zum elektrisch leitenden Verbinden eines Zellterminals 112 einer elektrochemischen Zelle 102 mit einem Stromanschluss 114 des Zellkontaktierungssystems 106 dienen, werden als Stromanschlussverbinder 126 bezeichnet.
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Das Zellkontaktierungssystem 106 ist auf das Gehäuse 104 der elektrochemischen Vorrichtung 100 aufsetzbar und verschließt im montierten Zustand der elektrochemischen Vorrichtung 100 eine obere Gehäuseöffnung des Gehäuses 104, durch welche die Zellterminals 112 der elektrochemischen Zellen 102 der elektrochemischen Vorrichtung 100 hervorstehen.
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Wie am besten aus der Explosionsdarstellung von 3 zu ersehen ist, umfasst das Zellkontaktierungssystem 106 ein Laminat 128 aus mehreren, im dargestellten Ausführungsbeispiel vier, Lagen 130. Das Laminat 128 umfasst beispielsweise eine im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems 106 den elektrochemischen Zellen 102 der elektrochemischen Vorrichtung 100 zugewandte Isolationslage 132, eine in einer Stapelrichtung 134 des Laminats 128 auf die Isolationslage 132 folgende Stromleiter-Lage 136, eine in der Stapelrichtung 134 auf die Stromleiter-Lage 136 folgende Signalleiter-Lage 138 und eine in der Strapelrichtung 134 auf die Signalleiter-Lage 138 folgende Abdecklage 140, welche in montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems 106 auf der den elektrochemischen Zellen 102 der elektrochemischen Vorrichtung 100 abgewandten Außenseite des Laminats 128 angeordnet ist.
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Die Isolationslage 132 kann beispielsweise ein elektrisch isolierendes Flächenelement 142 umfassen.
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Das Flächenelement 142 kann insbesondere als eine Folie ausgebildet sein.
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Die Materialstärke des Flächenelements 142 ist vorzugsweise an allen Stellen, an denen das Flächenelement 142 nicht mit einer Ausnehmung versehen ist, im Wesentlichen gleich groß.
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Vorzugsweise beträgt die mittlere Materialstärke des Flächenelements 142 weniger als 2 mm.
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Die mittlere Materialstärke des Flächenelements 142 ist deutlich geringer als dessen Länge und Breite, insbesondere kleiner als 5 % der Länge und/oder kleiner als 5 % der Breite.
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Das Flächenelement 142 ist vorzugsweise aus einem flächigen Ausgangsmaterial durch Heraustrennen längs einer Außenkontur 144 des Flächenelements 142 und durch Heraustrennen von im Folgenden noch näher zu beschreibenden Ausnehmungen 146 aus dem flächigen Ausgangsmaterial hergestellt.
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Die Außenkontur 144 des Flächenelements 142 ist vorzugsweise im Wesentlichen rechteckig, beispielsweise mit abgerundeten Eckbereichen 148.
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Die Isolationslage 132 ist mit einer Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen 150 versehen, wobei jede Durchtrittsöffnung 150 einerseits jeweils einem Kontaktbereich 152 eines Zellverbinders 124 oder eines Stromanschlussverbinders 126 und andererseits jeweils einem Zellterminal 112 der elektrochemischen Zellen 102 der elektrochemischen Vorrichtung 100 zugeordnet ist, so dass durch eine solche Durchtrittsöffnung 150 jeweils ein Zellterminal 112 mit einem zugeordneten Kontaktbereich 152 eines Zellverbinders 124 oder eines Stromanschlussverbinders 126 verbindbar ist.
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Dabei kann sich beispielsweise ein Zellterminal 112 durch die jeweilige Durchtrittsöffnung 150 hindurch erstrecken, um in Kontakt mit einem Kontaktbereich 152 eines Zellverbinders 124 oder eines Stromanschlussverbinders 126 zu kommen.
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Alternativ hierzu kann sich auch ein Kontaktbereich 152 eines Zellverbinders 124 oder eines Stromanschlussverbinders 126 durch die jeweils zugeordnete Durchtrittsöffnung 150 hindurch erstrecken, um in Kontakt mit dem jeweils zugeordneten Zellterminal 112 zu kommen.
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Ferner ist auch denkbar, dass sich sowohl das Zellterminal 112 als auch der Kontaktbereich 152 des Zellverbinders 124 beziehungsweise des Stromanschlussverbinders 126 beide in die Durchtrittsöffnung hinein erstrecken und dort miteinander verbunden sind.
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Wie aus den 1 bis 3 zu ersehen ist, können die Durchtrittsöffnungen 150 der Isolationslage 132 in mehreren Reihen 154 angeordnet sein, wobei die Reihen 154 sich beispielsweise in einer Längsrichtung 156 des Zellkontaktierungssystems 106 erstrecken.
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Die Durchtrittsöffnungen 150 können insbesondere im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sein, beispielsweise mit abgerundeten Eckbereichen; grundsätzlich sind aber auch andere Formen der Durchtrittsöffnungen 150, insbesondere kreisförmige, ovale, quadratische oder polygonale Durchtrittsöffnungen 150, möglich.
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Ferner kann jede Durchtrittsöffnung 150 mit einem von einem Hauptbereich 158 der jeweiligen Durchtrittsöffnung 150 vorspringenden Ausbuchtungsbereich 160 versehen sein.
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Der Ausbuchtungsbereich 160 kann dabei insbesondere jeweils einem Spannungsabgriffsvorsprung 162 des der Durchtrittsöffnung 150 jeweils zugeordneten Zellverbinders 124 oder Stromanschlussverbinders 126 zugeordnet sein.
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Ferner ist die Isolationslage 132 vorzugsweise mit einer oder mehreren Zugangsöffnungen 166 versehen, welche beim Laminieren der Lagen 130 des Laminats 128 zusammen mit Zugangsöffnungen in anderen Lagen 130 des Laminats 128 jeweils einen Zugangskanal 262 bilden.
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Die Zugangsöffnungen 166 können ferner als Positionierelemente 164 dienen, welche es beim Laminieren der Lagen 130 des Laminats 128 ermöglichen, die verschiedenen Lagen 130 in eine gewünschte Relativposition zueinander zu bringen.
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Ferner kann die Isolationslage 132 mit weiteren Ausnehmungen 168 versehen sein, welche den Positionen zugeordnet sind, an welchen sich in der Signalleiter-Lage 138 Anschlussstellen 170 befinden, an denen Anschlussdrähte 172 eines Sensors 174, insbesondere eines Temperaturmesssensors in Form eines NTC(„Negative Temperature Coefficient“)-Elements 176, elektrisch leitend mit jeweils einer Sensoranschlussleitung 178 des Signalleitungssystems 116 verbunden sind.
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Die Isolationslage 132 ist an ihrer der Stromleiter-Lage 136 zugewandten Oberseite 180 vorzugsweise mit einer (nicht dargestellten) Kleberschicht versehen, welche dazu dient, Stromleiter 110 und/oder eine Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 der Stromleiter-Lage 136 in den Bereichen, in welchen die Stromleiter 110 beziehungsweise die Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 über die Durchtrittsöffnungen 150 in der Isolationslage 132 überstehen, stoffschlüssig mit der Isolationslage 132 zu verbinden, um auf diese Weise die Stromleiter-Lage 136 während der Montage des Zellkontaktierungssystems 106 relativ zu der Isolationslage 132 und zu den übrigen Lagen 130 des Laminats 128 zu fixieren.
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Die Isolationslage 132 ist vorzugsweise aus einem nichtmetallischen, elektrisch isolierenden Material gebildet, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise aus einem Polypropylen-Material.
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Die Stromleiter 110 der Stromleiter-Lage 136 dienen dazu, einen Stromfluss zwischen den elektrochemischen Zellen 102 der elektrochemischen Vorrichtung 100 und zu den oder von den Stromanschlüssen 114 des Zellkontaktierungssystems 106 zu ermöglichen.
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Durch das von den Stromleitern 110 gebildete Stromleitungssystem 108 werden die elektrochemischen Zellen 102 der elektrochemischen Vorrichtung 100 beispielsweise elektrisch in Reihe geschaltet.
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Dabei verbindet jeder Zellverbinder 124 ein erstes Zellterminal 112a negativer Polarität einer ersten elektrochemischen Zelle 102a mit einem zweiten Zellterminal 112b positiver Polarität einer benachbarten zweiten elektrochemischen Zelle 102b (siehe 1).
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Jeweils ein Zellterminal 112c der den Anfang der Zellen-Reihenschaltung der elektrochemischen Vorrichtung 100 bildenden elektrochemischen Zelle 102c und ein Zellterminal 112d der das Ende der Zellen-Reihenschaltung bildenden elektrochemischen Zelle 102d sind elektrisch leitend mit einem der elektrisch leitenden Stromanschlüsse 114 des Zellkontaktierungssystems 106 verbunden.
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Mehrere elektrochemische Vorrichtungen 100 mit jeweils einem Zellkontaktierungssystem 106 sind vorzugsweise elektrisch in Reihe geschaltet.
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Eine solche Reihenschaltung kann insbesondere dadurch hergestellt werden, dass ein Stromanschluss 114 einer ersten elektrochemischen Vorrichtung 100 mittels eines (nicht dargestellten) Modulverbinders elektrisch leitend mit einem elektrischen Stromanschluss 114 (entgegengesetzter Polarität) einer zweiten elektrochemischen Vorrichtung 100 verbunden wird.
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Die Isolationslage 132 ist vorzugsweise an ihrer Außenkontur 144 mit einer Anschlussausnehmung 184 versehen, welche im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems 106 einen Teil eines Gehäuses 186 des Signalleitungsanschlusses 122 des Signalleitungssystems 116 aufnimmt.
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Jeder der Kontaktbereiche 152 der Zellverbinder 124 und der Stromanschlussverbinder 126 ist jeweils einem Zellterminal 112 der elektrochemischen Vorrichtung 100 zugeordnet und im montierten Zustand der elektrochemischen Vorrichtung 100 elektrisch leitend, vorzugsweise stoffschlüssig, mit dem jeweils zugeordneten Zellterminal 112 verbunden.
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Jeder Zellverbinder 124 umfasst zwei Kontaktbereiche 152 zum elektrischen Kontaktieren von jeweils einem Zellterminal 112 und einen die beiden Kontaktbereiche 152 miteinander verbindenden Kompensationsbereich 188. Der Kompensationsbereich 188 ist vorzugsweise elastisch und/oder plastisch verformbar, um eine Relativbewegung der beiden Kontaktbereiche 152 des Zellverbinders 124 relativ zueinander im Betrieb der elektrochemischen Vorrichtung 100 und/oder zum Zwecke des Toleranzausgleichs bei der Montage des Zellkontaktierungssystems 106 zu ermöglichen.
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Zu diesem Zweck kann der Kompensationsbereich 188 insbesondere eine oder mehrere quer zu einer Verbindungsrichtung, welche ein Zentrum des ersten Kontaktbereichs 152a und ein Zentrum des zweiten Kontaktbereichs 152b des Zellverbinders 124 miteinander verbindet, verlaufende Kompensationswellen 190 aufweisen.
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Die Stromleiter-Lage 136 ist vorzugsweise aus einem flächigen Ausgangsmaterial durch Heraustrennen der Stromleiter 110 und der vorzugsweise alle Stromleiter 110 der Stromleiter-Lage 136 miteinander verbindenden Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 gebildet.
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Die Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 kann insbesondere einen Rahmen 192 umfassen, welcher über Verbindungsstege 194 mit den Stromleitern 110 verbunden ist.
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Dabei ist jeder Zellverbinder 124, der einen Kompensationsbereich 188 aufweist, vorzugsweise über jeweils nur einen Verbindungssteg 194 mit dem Rahmen 192 der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 verbunden, um zu gewährleisten, dass nach dem Heraustrennen der Stromleiter 110 und der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 aus dem flächigen Ausgangsmaterial die Kompensationsbereiche 188 der Zellverbinder 124 durch einen Umformvorgang, insbesondere einen Prägevorgang, an der Stromleiter-Lage 136 erzeugt werden können, was eine Verkürzung der Zellverbinder 124 in deren Verbindungsrichtung zur Folge hat.
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Die Stromanschlussverbinder 126, welche keinen Kompensationsbereich 188 aufweisen, können hingegen wahlweise über einen oder zwei Verbindungsstege 194 mit dem Rahmen 192 der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 verbunden sein.
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Die Stromleiter-Lage 136 ist vorzugsweise aus einem elektrisch gut leitfähigen Material, insbesondere aus einem metallischen Material, gebildet.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Stromleiter-Lage 136 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet ist.
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Die Signalleiter-Lage 138 umfasst vorzugsweise ein elektrisch isolierendes Flächenelement 196.
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Das Flächenelement 196 kann insbesondere als eine Folie ausgebildet sein.
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Die Materialstärke des Flächenelements 196 ist vorzugsweise an allen Stellen, an denen das Flächenelement 196 nicht mit einer Ausnehmung versehen ist, im Wesentlichen gleich groß.
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Vorzugsweise beträgt die mittlere Materialstärke des Flächenelements 196 weniger als 2 mm.
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Die mittlere Materialstärke des Flächenelements 196 ist deutlich geringer als dessen Länge und Breite, insbesondere kleiner als 5 % der Länge und/oder kleiner als 5 % der Breite.
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Das Flächenelement 196 ist vorzugsweise aus einem flächigen Ausgangsmaterial durch Heraustrennen längs einer Außenkontur 198 des Flächenelements 196 und durch Heraustrennen von im Folgenden noch näher zu beschreibenden Ausnehmungen 200 aus dem flächigen Ausgangsmaterial hergestellt.
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Die Außenkontur 198 des Flächenelements 196 ist vorzugsweise im Wesentlichen rechteckig, beispielsweise mit abgerundeten Eckbereichen 202.
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Das Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 ist mit einer Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen 204 versehen, wobei jede Durchtrittsöffnung 204 jeweils einem Kontaktbereich 152 eines Zellverbinders 124 oder eines Stromanschlussverbinders 126 zugeordnet ist, so dass durch eine solche Durchtrittsöffnung 204 hindurch ein Fügevorgang durchführbar ist, durch welchen jeweils ein Zellterminal 112 mit einem zugeordneten Kontaktbereich 152 eines Zellverbinders 124 oder eines Stromanschlussverbinders 126 verbindbar ist.
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Wie aus den 1 bis 3 zu ersehen ist, können die Durchtrittsöffnungen 204 im Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 in mehreren Reihen 206 angeordnet sein, wobei die Reihen 206 sich beispielsweise in einer Längsrichtung 156 des Zellkontaktierungssystems 106 erstrecken.
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Die Durchtrittsöffnungen 204 können insbesondere im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sein, beispielsweise mit abgerundeten Eckbereichen; grundsätzlich sind aber auch andere Formen der Durchtrittsöffnungen 204, insbesondere kreisförmige, ovale, quadratische oder polygonale Durchtrittsöffnungen 204, möglich.
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Ferner kann jede Durchtrittsöffnung 204 mit einem von einem Hauptbereich 208 der jeweiligen Durchtrittsöffnung 204 vorspringenden Ausbuchtungsbereich 210 versehen sein.
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Der Ausbuchtungsbereich 210 kann dabei insbesondere jeweils einem Spannungsabgriffsvorsprung 162 des der Durchtrittsöffnung 204 jeweils zugeordneten Zellverbinders 124 oder Stromanschlussverbinders 126 zugeordnet sein.
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Ferner ist das Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 vorzugsweise mit einer oder mehreren Zugangsöffnungen 214 versehen, welche zusammen mit Zugangsöffnungen in anderen Lagen 130 des Laminats 128 jeweils einen Zugangskanal 262 zu einer Unterbrechungsstelle 264 der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 bilden.
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Die Zugangsöffnungen 214 können ferner als Positionierelemente 212 dienen, welche es beim Laminieren der Lagen 130 des Laminats 128 ermöglichen, die verschiedenen Lagen 130 in eine gewünschte Relativposition zueinander zu bringen.
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Ferner ist das Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 vorzugsweise an seiner Außenkontur 198 mit einer Anschlussausnehmung 216 versehen, welche im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems 106 einen Teil des Gehäuses 186 des Signalleitungsanschlusses 122 des Signalleitungssystems 116 aufnimmt.
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Das Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 ist vorzugsweise aus einem nichtmetallischen, elektrisch isolierenden Material gebildet, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise aus einem Polypropylen-Material.
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Das Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 kann an seiner der Stromleiter-Lage 136 zugewandten Unterseite mit einer (nicht dargestellten) Kleberschicht versehen sein, welche dazu dient, Stromleiter 110 und/oder die Stromleiterverbindungsstruktur 182 der Stromleiter-Lage 136 in den Bereichen, in welchen die Stromleiter 110 beziehungsweise die Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 über die Durchtrittsöffnungen 204 in dem Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 überstehen, stoffschlüssig mit dem Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 zu verbinden, um auf diese Weise die Stromleiter-Lage 136 während der Montage des Zellkontaktierungssystems 106 relativ zu der Signalleiter-Lage 138 und zu den übrigen Lagen 130 des Laminats 128 zu fixieren.
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Vorzugsweise an seiner im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems 106 der Stromleiter-Lage 136 abgewandten Oberseite 218 ist das Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 mit den Signalleitern 118 des Signalleitungssystems 116 versehen.
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Die Signalleiter 118 des Signalleitungssystems 116 dienen zum Verbinden von einer oder mehreren Spannungsabgriffsstellen 220 an jeweils einem Stromleiter 110, beispielsweise an einem Spannungsabgriffsvorsprung 162 eines solchen Stromleiters 110, und/oder von einem oder mehreren Sensoren 174, insbesondere NTC-Elementen 176, des Zellkontaktierungssystems 106 mit dem Signalleitungsanschluss 122.
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Somit verbindet jeder Signalleiter 118 des Signalleitungssystems 116 jeweils eine Signalquelle 120 elektrisch leitend mit dem Signalleitungsanschluss 122.
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Wenn die Signalquelle 120 eine Spannungsabgriffsstelle 220 an einem Stromleiter 110 ist, so ist diese Signalquelle 120 über eine Spannungsabgriffsleitung 222 mit dem Signalleitungsanschluss 122 verbunden.
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Die Spannungsabgriffsstellen 220 sind an jeweils einem Kontaktbereich 152 eines Zellverbinders 124 oder eines Stromanschlussverbinders 126 des Zellkontaktierungssystems 106 angeschlossen, um das dort jeweils herrschende elektrische Potential abgreifen zu können.
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Wenn die Signalquelle 120 ein Sensor 174 ist, so ist die Signalquelle 120 mittels einer oder mehrerer Sensoranschlussleitungen 178 elektrisch leitend mit dem Signalleitungsanschluss 122 verbunden.
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Wenn es sich bei einem Sensor 174 um einen Temperatursensor handelt, so steht dieser vorzugsweise ebenfalls in Kontakt mit einem Kontaktbereich 152 eines Zellverbinders 124 oder Stromanschlussverbinders 126 des Zellkontaktierungssystems 106, um die dort herrschende Temperatur messen zu können.
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Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass ein solcher Sensor 174 als ein Drucksensor oder als ein Gassensor ausgebildet ist.
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Jede Sensoranschlussleitung 178 kann eine Anschlussstelle 170 aufweisen, an welche ein Anschlussdraht 172 eines Sensors 174 des Zellkontaktierungssystems 106 angeschlossen ist.
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Die Signalleiter 118 der Signalleiter-Lage 138 können aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus einem metallischen Material, gebildet sein.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Signalleiter 118 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet sind.
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Die Signalleiter 118 können beispielsweise in situ an dem Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 erzeugt sein.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Signalleiter 118 an dem Flächenelement 196 durch ein Musterdruckverfahren, beispielsweise durch ein Siebdruckverfahren oder ein Schablonendruckverfahren, erzeugt sind.
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Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Signalleiter 118 an dem Flächenelement 196 durch ein galvanisches Beschichtungsverfahren erzeugt sind.
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Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Signalleiter 118 separat von dem Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 aus einem elektrisch leitfähigen Ausgangsmaterial hergestellt und nachträglich mit dem Flächenelement 196 verbunden worden sind.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Signalleiter 118 als Signaldrähte ausgebildet und mittels einer Drahtverlegetechnik an dem Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 festgelegt worden sind.
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Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Signalleiter 118 separat von dem Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 hergestellt und dann durch Stoffschluss, insbesondere durch Verklebung, mit dem Flächenelement 196 verbunden worden sind.
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Ein der jeweiligen Signalquelle 120 abgewandtes Ende jedes Signalleiters 118 ist elektrisch leitend mit einem Kontaktelement, beispielsweise einem Anschlusspin 185, des Signalleitungsanschlusses 122 verbunden, beispielsweise durch Verlötung oder durch Crimpung (siehe 2).
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Der Signalleitungsanschluss 122 dient zum Anschließen des Signalleitungssystems 116 an eine (nicht dargestellte) externe Überwachungsvorrichtung der elektrochemischen Vorrichtung 100 über eine (nicht dargestellte), vorzugsweise mehrpolige, Verbindungsleitung.
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Die Verbindungsleitung ist mit einem zu dem Signalleitungsanschluss 122 komplementären Signalleitungselement versehen.
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Der Signalleitungsanschluss 122 kann beispielsweise als ein Signalleitungsstecker oder als eine Signalleitungsbuchse ausgebildet sein.
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Das komplementär zu dem Signalleitungsanschluss 122 ausgebildete Signalleitungselement der Verbindungsleitung ist dann beispielsweise als eine Signalleitungsbuchse beziehungsweise als ein Signalleitungsstecker ausgebildet.
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Der Signalleitungsanschluss 122 umfasst vorzugsweise ein die Anschlusspins 185 umschließendes Gehäuse 186.
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Das Gehäuse 186 kann mit einem oder mehreren Montageflanschen 224 versehen sein.
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Jeder Montageflansch 224 wirkt dabei mit einem Montagelement 226 an dem Gehäuse 104 der elektrochemischen Vorrichtung 100 zusammen, um den Signalleitungsanschluss 122 relativ zu dem Gehäuse 104 zu positionieren und den Signalleitungsanschluss 122 an dem Gehäuse 104 zu fixieren.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass jeder Montageflansch 224 eine Montageöffnung 228 aufweist, in welche ein hierzu komplementär ausgebildeter Montagezapfen 230 als Montagelement 226 des Gehäuses 104 eingreifen kann.
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Durch das Zusammenwirken der Montagelemente 226 des Gehäuses 104 mit den Montageflanschen 224 des Signalleitungsanschlusses 122 wird eine Zugentlastung der Signalleiter 118 des Signalleitungssystems 116 bewirkt, da der Signalleitungsanschluss 122 durch die Montageelemente 226 an einer Bewegung in der Längsrichtung 156 des Zellkontaktierungssystems 106 gehindert ist, so dass in der Längsrichtung 156 auf den Signalleitungsanschluss 122 einwirkende Zugkräfte von dem Gehäuse 104 aufgenommen werden.
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Die Abdecklage 140 kann beispielsweise ein elektrisch isolierendes Flächenelement 232 umfassen.
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Das Flächenelement 232 kann insbesondere als eine Folie ausgebildet sein.
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Die Materialstärke des Flächenelements 232 ist vorzugsweise an allen Stellen, an denen das Flächenelement 232 nicht mit einer Ausnehmung versehen ist, im Wesentlichen gleich groß.
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Vorzugsweise beträgt die mittlere Materialstärke des Flächenelements 232 weniger als 2 mm.
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Die mittlere Materialstärke des Flächenelements 232 ist deutlich kleiner als dessen Länge und Breite, insbesondere kleiner als 5 % der Länge und/oder kleiner als 5 % der Breite.
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Das Flächenelement 232 ist vorzugsweise aus einem flächigen Ausgangsmaterial durch Heraustrennen längs einer Außenkontur 234 des Flächenelements 232 und durch Heraustrennen von im Folgenden noch näher zu beschreibenden Ausnehmungen 236 aus dem flächigen Ausgangsmaterial hergestellt.
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Die Außenkontur 234 des Flächenelements 232 ist vorzugsweise im Wesentlichen rechteckig, beispielsweise mit abgerundeten Eckbereichen 238.
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Die Abdecklage 140 ist mit einer Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen 240 versehen, wobei jede Durchtrittsöffnung 240 jeweils einem Kontaktbereich 152 eines Zellverbinders 124 oder eines Stromanschlussverbinders 126 der Stromleiter-Lage 136 zugeordnet ist, so dass durch eine solche Durchtrittsöffnung 240 jeweils ein Zellterminal 112 durch einen Fügevorgang mit einem zugeordneten Kontaktbereich 152 eines Zellverbinders 124 oder eines Stromanschlussverbinders 126 verbindbar ist.
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Wie aus den 1 bis 3 zu ersehen ist, können die Durchtrittsöffnungen 240 der Abdecklage 140 in mehreren Reihen 242 angeordnet sein, wobei die Reihen 242 sich beispielsweise in der Längsrichtung 156 des Zellkontaktierungssystems 106 erstrecken.
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Die Durchtrittsöffnungen 240 können insbesondere im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sein, beispielsweise mit abgerundeten Eckbereichen; grundsätzlich sind aber auch andere Formen der Durchtrittsöffnungen 240, insbesondere kreisförmige, ovale, quadratische oder polygonale Durchtrittsöffnungen 240, möglich.
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Ferner kann jede Durchtrittsöffnung 240 mit einem von einem Hauptbereich 244 der jeweiligen Durchtrittsöffnung 240 vorspringenden Ausbuchtungsbereich 246 versehen sein.
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Der Ausbuchtungsbereich 246 kann dabei insbesondere jeweils einem Spannungsabgriffsvorsprung 162 des der Durchtrittsöffnung 240 jeweils zugeordneten Zellverbinders 124 oder Stromanschlussverbinders 126 zugeordnet sein.
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Ferner ist die Abdecklage 140 vorzugsweise mit einer oder mehreren Zugangsöffnungen 250 versehen, welche zusammen mit Zugangsöffnungen in anderen Lagen 130 des Laminats 128 jeweils einen Zugangskanal 262 bilden, der zu einer Unterbrechungsstelle 264 der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 führt.
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Ferner können die Zugangsöffnungen 250 als Positionierelemente 248 dienen, welche es beim Laminieren der Lagen 130 des Laminats 128 ermöglichen, die verschiedenen Lagen 130 in eine gewünschte Relativposition zueinander zu bringen.
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Ferner kann die Abdecklage 140 mit weiteren Ausnehmungen 252 versehen sein, welche den Positionen zugeordnet sind, an welchen sich in der Signalleiter-Lage 138 die Anschlussstellen 170 befinden, an denen Anschlussdrähte 172 eines Sensors 174, insbesondere eines Temperaturmesssensors in Form eines NTC(„Negative Temperature Coefficient“)-Elements 176, elektrisch leitend mit jeweils einer Sensoranschlussleitung 178 des Signalleitungssystems 116 verbunden sind.
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Ferner ist die Abdecklage 140 vorzugsweise an ihrer Außenkontur 234 mit einer Anschlussausnehmung 254 versehen, welche im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems 106 einen Teil des Gehäuses 186 des Signalleitungsanschlusses 122 des Signalleitungssystems 116 aufnimmt.
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Die Abdecklage 140 ist vorzugsweise aus einem nichtmetallischen, elektrisch isolierenden Material gebildet, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise aus einem Polypropylen-Material.
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Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch vorgesehen sein, dass das Material der Abdecklage 140 ein Material mit einer mechanischen Dämpfungswirkung umfasst, beispielsweise ein Polyurethan-Material.
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Hierdurch ist es möglich, dass die Abdecklage 140 zusätzlich die Funktion einer Dämpfungslage zur mechanischen Dämpfung von Stößen, die auf das Zellkontaktierungssystem 106 einwirken, übernimmt.
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An der Stelle, an welcher in der Signalleiter-Lage 138 ein Sensor 174, insbesondere ein Temperatursensor, angeordnet ist, kann die Abdecklage 140 mit einer Auswölbung 256 versehen sein, welche Platz für die Aufnahme des Sensors 174 unter der Abdecklage 140 schafft und zugleich den Sensor 174 vor einer mechanischen Einwirkung von oberhalb der Abdecklage 140 schützt.
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Ferner ist es besonders günstig, wenn die Abdecklage 140, abgesehen von der Auswölbung 256, im Wesentlichen identisch mit der Isolationslage 132 ausgebildet ist.
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Durch die Verwendung von Gleichteilen für die Abdecklage 140 und die Isolationslage 132 wird der apparative Aufwand für die Herstellung der Lagen 130 des Laminats 128 und somit für die Herstellung und Montage des Zellkontaktierungssystems 106 insgesamt verringert.
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Die Isolationslage 132, die Signalleiter-Lage 138 und die Abdecklage 140 des Laminats 128 sind im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems 106 an mehreren, in der Stapelrichtung 134 des Zellkontaktierungssystems 106 übereinander liegenden, Verbindungsstellen 258 aneinander festgelegt.
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Dabei können eine oder mehrere Verbindungsstellen 258 in den Eckbereichen 148, 202 beziehungsweise 238 der Isolationslage 132, der Signalleiter-Lage 138 und der Abdecklage 140 angeordnet sein.
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Ferner können eine oder mehrere Verbindungsstellen 258 in einem zentralen Bereich der Isolationslage 132, der Signalleiter-Lage 138 und der Abdecklage 140, zwischen den jeweiligen Durchtrittsöffnungen 150, 204 beziehungsweise 240, angeordnet sein.
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Die Verbindung der Lagen 130 an den Verbindungsstellen 258 kann beispielsweise stoffschlüssig, insbesondere durch Verschweißung, beispielsweise durch Ultraschallschweißung, Laserschweißung und/oder Punktschweißung, erfolgen.
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Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Verbindung der Lagen 130 an den Verbindungsstellen 258 durch Formschluss erfolgt, beispielsweise durch Vernietung oder durch Durchsetzfügung.
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Das vorstehend beschriebene Zellkontaktierungssystem 106 wird vorzugsweise als eine separate Baugruppe der elektrochemischen Vorrichtung 100 komplett vormontiert.
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Zunächst werden die einzelnen Lagen 130 des Laminats 128 durch Heraustrennen aus dem jeweiligen flächigen Ausgangsmaterial hergestellt.
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Dieses Heraustrennen kann beispielsweise durch Ausstanzen oder Ausschneiden, insbesondere durch Ausschneiden mittels eines Lasers, erfolgen.
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Im Falle der Isolationslage 132 und der Abdecklage 140 ist nach dem Heraustrennen des jeweiligen Flächenelements 196 bzw. 232 aus dem Ausgangsmaterial und dem Heraustrennen der jeweiligen Ausnehmungen 146 bzw. 236 aus dem jeweiligen Flächenelement 196 bzw. 232 die Herstellung der jeweiligen Lage 130 abgeschlossen.
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Im Falle der Stromleiter-Lage 136 werden nach dem Heraustrennen der Stromleiter 110 und der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 aus dem Ausgangsmaterial durch einen Umformvorgang, insbesondere einen Prägevorgang, die Kompensationsbereiche 188 an den Zellverbindern 124 erzeugt.
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Im Falle der Signalleiter-Lage 138 werden nach dem Heraustrennen des Flächenelements 196 aus dem Ausgangsmaterial und nach dem Heraustrennen der Ausnehmungen 200 aus dem Flächenelement 196 die Signalleiter 118 an dem Flächenelement 196 erzeugt oder separat von dem Flächenelement 196 hergestellt und anschließend an dem Flächenelement 196 festgelegt.
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Das Heraustrennen der Ausnehmungen 146, 200 und/oder 236 aus dem jeweiligen Flächenelement 142, 196 bzw. 232 kann vor dem Heraustrennen der jeweiligen Außenkontur 144, 198 bzw. 232 aus dem Ausgangsmaterial, gleichzeitig mit dem Heraustrennen der jeweiligen Außenkontur 144, 198 bzw. 234 oder nach dem Heraustrennen der jeweiligen Außenkontur 144, 198 oder 234 erfolgen.
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Nach der Herstellung der einzelnen Lagen 130 werden dieselben in der Stapelrichtung 134 des Zellkontaktierungssystems 106 aufeinandergestapelt.
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Dabei können die Isolationslage 132, die Signalleiter-Lage 138 und die Abdecklage 140, deren Positionierelemente 164, 212 und 248 bei korrekter Relativpositionierung dieser Lagen längs der Stapelrichtung 134 miteinander fluchten, jeweils gemeinsam an einer (nicht dargestellten) Positioniervorrichtung, beispielsweise in einem Positionierrahmen, angeordnet werden, so dass gewährleistet ist, dass diese Lagen 130 in der Längsrichtung 156 des Zellkontaktierungssystems 106 und in einer senkrecht zur Längsrichtung 156 und senkrecht zur Stapelrichtung 134 verlaufenden Querrichtung 260 des Zellkontaktierungssystems 106 in der gewünschten Weise relativ zueinander positioniert sind.
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Die Lagen 130 des Laminats 128 werden dabei vorzugsweise so relativ zueinander positioniert, dass neben den Positionierelementen 164, 212 und 248 vorzugsweise auch die übrigen Ausnehmungen 146, 200 und 236 in den Flächenelementen 142, 196 bzw. 232 der Isolationslage 132, der Signalleiter-Lage 138 und der Abdecklage 140 längs der Stapelrichtung 134 im Wesentlichen miteinander fluchten.
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Die Stromleiter-Lage 136 wird beim Stapeln der Lagen 130 des Laminats 128 in der gewünschten Relativposition zu den übrigen Lagen 130 zwischen der Isolationslage 132 und der Signaleiter-Lage 138 angeordnet.
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In dieser gewünschten Relativposition wird die Stromleiter-Lage 136 vorzugsweise durch stoffschlüssige Verbindung mit der Isolationslage 132 und/oder mit der Signalleiter-Lage 138, beispielsweise durch Verklebung, fixiert.
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Nachdem die Relativpositionierung der Lagen 130 des Laminats 128 abgeschlossen ist, werden die Lagen 130 des Laminats 128 an den vorstehend beschriebenen Verbindungsstellen 258 stoffschlüssig, insbesondere durch Verschweißung, beispielsweise durch Ultraschallschweißung, Laserschweißung und/oder Punktschweißung, und/oder formschlüssig, beispielsweise durch Vernietung oder Durchsetzfügung, aneinander festgelegt und so zu einem als Einheit handhabbaren Laminat 128 verbunden.
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Um einen Kurzschluss im Stromleitungssystem 108 zu verhindern, wird die Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 der Stromleiter-Lage 136 so unterbrochen, dass die einzelnen Stromleiter 110 elektrisch voneinander getrennt sind.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass von der Verbindungsstegen 194 der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 so viele unterbrochen werden, wie es nötig ist, um alle Stromleiter 110 elektrisch voneinander zu isolieren.
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Vorzugsweise werden dabei alle Verbindungsstege 194 der Zellverbinder 124 unterbrochen.
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Ferner werden vorzugsweise die Verbindungsstege 194, welche zu einem der Stromanschlussverbinder 126 führen, ebenfalls unterbrochen.
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Die Verbindungsstege 194, welche zu dem jeweils anderen Stromanschlussverbinder 126 der Stromleiter-Lage 136 führen, können erhalten bleiben; in diesem Fall liegt der Rahmen 192 der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 im Betrieb der elektrochemischen Vorrichtung 100 auf demselben elektrischen Potential wie der betreffende Stromanschlussverbinder 126.
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Das Unterbrechen der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 kann insbesondere dadurch erfolgen, dass Abschnitte der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 ausgestanzt oder, beispielsweise mittels eines Lasers, ausgeschnitten werden.
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Dieser Ausstanz- oder Ausschneidvorgang an der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 wird durch die von den Zugangsöffnungen 166, 214 und 250 gebildeten Zugangskanäle 262 hindurch ausgeführt, so dass die Unterbrechungsstellen 264 der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 mit den Positionen der Zugangskanäle 262 übereinstimmen (siehe insbesondere 2).
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Das Unterbrechen der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 wird vorzugsweise dann durchgeführt, wenn die Lagen 130 des Zellkontaktierungssystems 106 an den Verbindungsstellen 258 zu dem Laminat 128 verbunden worden sind.
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Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Unterbrechung der Stromleiter-Verbindungsstruktur 182 durchzuführen, bevor die Lagen 130 zu dem Laminat 128 verbunden worden sind und nachdem die Lagen 130 in der (nicht dargestellten) Positioniervorrichtung gestapelt und relativ zueinander positioniert worden sind.
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Wie insbesondere aus 2 zu ersehen ist, überlappen Endbereiche 266 der Spannungsabgriffsleitungen 222 der Signalleiter-Lage 138 mit jeweils zugeordneten Spannungsabgriffsvorsprüngen 162 an den Stromleitern 110.
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Diese überlappenden Endbereiche 266 der Spannungsabgriffsleitungen 222 werden, vorzugsweise stoffschlüssig, mit dem jeweils zugeordneten Stromleiter 110 verbunden, beispielsweise durch Verschweißung, insbesondere durch Ultraschallschweißung, oder durch Verlötung.
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Wenn die Spannungsabgriffsleitungen 222 an dem Flächenelement 196 der Signalleiter-Lage 138 in situ erzeugt worden sind, kann vorgesehen sein, dass die Endbereiche 266 der Spannungsabgriffsleitungen 222 auf einem Abschnitt des Flächenelements 196 angeordnet sind, der bei der elektrischen Verbindung der Spannungsabgriffsleitung 222 mit den Stromleitern 110 zerstört wird, beispielsweise, indem durch diesen Abschnitt des Flächenelements 196 hindurchgeschweißt wird.
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Ein Sensor 174, beispielsweise ein Temperatursensor, insbesondere ein NTC-Element 176, wird mit seinen Anschlussdrähten 172 stoffschlüssig mit einer jeweils zugeordneten Anschlussstelle 170 einer Sensoranschlussleitung 178 der Signalleiter-Lage 138 verbunden, beispielsweise durch Schweißung, insbesondere Ultraschallschweißung oder Laserschweißung, oder durch Verlötung.
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Die Anschlusspins 185 des Signalleitungsanschlusses 122 werden mit den dem Signalleitungsanschluss 122 zugewandten Enden der Signalleiter 118 stoffschlüssig verbunden, beispielsweise durch Verschweißung, insbesondere durch Ultraschallschweißung oder Laserschweißung, oder durch Verlötung.
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Die Reihenfolge, in welcher die Spannungsabgriffsstellen der Stromleiter 110 und die Anschlusspins 185 des Signalleitungsanschlusses 122 mit den jeweils zugeordneten Signalleitern 118 elektrisch leitend verbunden werden, ist grundsätzlich beliebig.
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Nach dem Anbinden der Spannungsabgriffsstellen 163 und des Signalleitungsanschlusses 122 an die Signalleiter 118 ist die Herstellung des Zellkontaktierungssystems 106 abgeschlossen.
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Damit sind alle für die Kontaktierung der elektrochemischen Zellen 102 der elektrochemischen Vorrichtung 100 benötigten Bauteile in einer als Einheit handhabbaren Baugruppe, nämlich in dem Zellkontaktierungssystem 106, bereits in der erforderlichen relativen Positionierung zusammengefasst.
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Durch die Laminierung mehrerer Lagen 130 weist das Zellkontaktierungssystem 106 auch dann eine hohe Steifigkeit auf, wenn eine oder mehrere der Lagen 130 flexibel ausgebildet sind.
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Das Zellkontaktierungssystem 106 wird bei der Montage der elektrochemischen Vorrichtung 100 auf das Gehäuse 104 aufgesetzt, in welchem die elektrochemischen Zellen 102 angeordnet sind, und mit dem die Gehäuseöffnung umgebenden Rand des Gehäuses 104 verbunden.
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Insbesondere werden die Montageflansche 224 des Signalleitungsanschlusses 122 mit den Montageelementen 226 des Gehäuses 104 verbunden.
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Anschließend werden die Stromleiter 110 elektrisch leitend mit den jeweils zugeordneten Zellterminals 112 der elektrochemischen Vorrichtung 100 kontaktiert, beispielsweise durch Stoffschluss, insbesondere durch Verschweißen, beispielsweise durch Laserschweißung oder Ultraschallschweißung, und/oder durch Formschluss.
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Diese Kontaktierung erfolgt durch die von den Durchtrittsöffnungen 150, 204 und 240 in der Isolationslage 132, in der Signalleiter-Lage 138 bzw. in der Abdecklage 140 gebildeten Durchtrittskanäle 268 hindurch.
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Die fertig montierte elektrochemische Vorrichtung 100 kann mit mehreren anderen elektrochemischen Vorrichtungen 100, insbesondere Akkumulatormodulen, zu einer elektrochemischen Vorrichtungsgruppe zusammengesetzt werden, wobei insbesondere verschiedene elektrochemische Vorrichtungen 100 mittels (nicht dargestellter) Modulverbinder, welche die Stromanschlüsse 114 verschiedener elektrochemischer Vorrichtungen 100 miteinander verbinden, zusammengeschaltet werden können.
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Eine in den 4 bis 6 dargestellte zweite Ausführungsform einer elektrochemischen Vorrichtung 100 mit einem Zellkontaktierungssystem 106 unterscheidet sich von der in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass das Laminat 128 des Zellkontaktierungssystems 106 nicht nur eine einzige Signalleiter-Lage 138 aufweist, an welcher sämtliche Signalleiter 118 des Signalleitungssystems 116 des Zellkontaktierungssystems 106 angeordnet sind, sondern eine erste Signalleiter-Lage 138a, an welcher die Spannungsabgriffsleitungen 222 des Stromleitungssystem 108 angeordnet sind, und eine zweite Signalleiter-Lage 138b, an welcher die Sensoranschlussleitungen 178 des Signalleitungssystems 116 angeordnet sind.
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Beide Signalleiter-Lagen 138a und 138b umfassen jeweils ein aus einem flächigen, elektrisch isolierenden Ausgangsmaterial herausgetrenntes Flächenelement 196, an welchem die jeweiligen Signalleiter 118 in situ erzeugt oder an welchem die separat von dem jeweiligen Flächenelement 196 hergestellten Signalleiter 118 festgelegt sind.
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Die erste Signalleiter-Lage 138a, welche die Spannungsabgriffsleitungen 222 enthält und auch als Spannungsabgriffslage 276 bezeichnet werden kann, ist vorzugsweise benachbart zu der Stromleiter-Lage 136 angeordnet.
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Die zweite Signalleiter-Lage 138, welche die Sensoranschlussleitungen 178 enthält und auch als Sensorlage 270 bezeichnet werden kann, ist vorzugsweise zwischen der ersten Signalleiter-Lage 138a und der Abdecklage 140 angeordnet.
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Ein weiterer Unterschied der in den 4 bis 6 dargestellten zweiten Ausführungsform gegenüber der in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 106 besteht darin, dass die Durchtrittsöffnungen 240 im Flächenelement 232 der Abdecklage 140 eine kleinere Fläche überdecken als bei der ersten Ausführungsform und insbesondere auch eine kleinere Fläche überdecken als die Durchtrittsöffnungen 150 im Flächenelement 142 der Isolationslage 132.
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Bei dieser zweiten Ausführungsform sind die Abdecklage 140 und die Isolationslage 132 somit nicht im Wesentlichen identisch miteinander ausgebildet.
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Die Fläche der Durchtrittsöffnungen 240 in der Abdecklage 140 ist auf die Bereiche 272, in denen die Kontaktbereiche 152 der Stromleiter 110 mit den Zellterminals 112 der elektrochemischen Zellen 102 der elektrochemischen Vorrichtung 100 stoffschlüssig, insbesondere durch Verschweißung, verbunden werden, und auf die Bereiche 274, in denen die Endbereiche 266 der Signalleiter 118 mit den Stromleitern 110 stoffschlüssig verbunden werden, beispielsweise durch Verschweißung oder durch Verlötung, beschränkt.
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Damit ist die Größe der Durchtrittsöffnungen 240 in der Abdecklage 140 auf das Ausmaß beschränkt, welches für den Zugang zu den Stromleitern 110 und zu den Signalleitern 118 während der Montage des Zellkontaktierungssystems 106 und der elektrochemischen Vorrichtung 100 tatsächlich benötigt wird.
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Dadurch sind die in der Stapelrichtung 134 unter der Abdecklage 140 liegenden Bestandteile des Zellkontaktierungssystems 106, insbesondere die Signalleiter 118, die Stromleiter 110 und die Sensoren 174, besser durch die Abdecklage 140 abgedeckt und vor einer ungewollten Berührung geschützt.
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Hierdurch wird eine Beschädigung des Stromleitungssystems 108 und des Signalleitungssystems 116 während des Transports und der Montage der elektrochemischen Vorrichtung 100 besonders wirksam verhindert.
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Im Übrigen stimmt die in den 4 bis 6 dargestellte zweite Ausführungsform eines Zellkontaktierungssystems 106 und einer elektrochemischen Vorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
