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Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsvorrichtung zur Kontaktierung einer Energiespeicherzelle und insbesondere eine Kontaktierungsvorrichtung zur kraftschlüssigen Kontaktierung von zylinderförmigen Rundzellen mit einer Leiterplatine bzw. Leiterplatte.
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In vielen Anwendungen ist es notwendig, elektrische Energie zu speichern. Insbesondere für Fahrzeuge mit Elektroantrieb bzw. Elektromotor ist es notwendig, elektrische Ladung in einem ausreichenden Maße zur Verfügung zu stellen und in einem Energiespeicher des Fahrzeuges zu speichern. Elektrofahrzeuge, insbesondere Elektroautos oder Elektrofahrräder, benötigen für ihren Antrieb leistungsfähige elektrische Speichersysteme, die genügend elektrische Energie für einen Elektroantrieb, insbesondere für einen Elektromotor, bereitstellen. In vielen Fällen werden hierfür Lithium-Ionen-Akkus eingesetzt. Um die benötigte elektrische Energiemenge zur Verfügung zu stellen, werden dabei eine Vielzahl von Energiespeicherzellen, insbesondere Batteriezellen, zu einem Verbund bzw. einem Batteriepack zusammengesetzt. Bei herkömmlichen Energiespeichervorrichtungen zur Speicherung elektrischer Energie erfolgt die Kontaktierung der Energiespeicherzellen mittels herkömmlicher Kontaktierungsverfahren, insbesondere mittels Widerstandsschweißen, Laserschweißen oder Klemmen. Diese herkömmlichen Kontaktierungsverfahren weisen eine relativ hohe Komplexität auf, wobei die Kontaktierung der Vielzahl von Energiespeicherzellen innerhalb eines Gehäuses eines Energiespeichers viel Zeit in Anspruch nimmt und einen hohen Fertigungsaufwand verursacht. Darüber hinaus sind die kontaktierten Energiespeicherzellen innerhalb eines derart hergestellten Energiespeichersystems nicht bzw. nur mit erheblichem Aufwand austauschbar. Die in einem herkömmlichen Energiespeichersystem eingesetzten Energiespeicherzellen weisen zum Teil eine sehr hohe Energiedichte auf, sodass die Energiespeicherzellen bzw. Batteriezellen bei Lade- bzw. Entladevorgängen überhitzen können. Die mit herkömmlichen Kontaktierungseinrichtungen kontaktierten Energiespeicherzellen bieten allerdings nur relativ eingeschränkte Möglichkeiten, die Energiespeicherzellen ausreichend zu kühlen.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kontaktierungsvorrichtung zur Kontaktierung einer Energiespeicherzelle für ein Energiespeichersystem zu schaffen, welches die oben genannten Nachteile herkömmlicher Kontaktierungseinrichtungen vermeidet und eine zuverlässige kraftschlüssige elektrische und mechanische Kontaktierung von Energiespeicherzellen erlaubt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kontaktierungsvorrichtung mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Die Erfindung schafft demnach eine Kontaktierungsvorrichtung zur Kontaktierung einer Energiespeicherzelle mit mindestens einer Leiterplatine, die zur Ableitung der in der Energiespeicherzelle gespeicherten elektrischen Energie vorgesehen ist, wobei mindestens ein elektrischer Pol der Energiespeicherzelle durch eine lösbare mechanische Verbindung mit einer bestimmten Anpresskraft gegen eine elektrisch leitfähige Schicht der mindestens einen Leiterplatine gepresst wird, die sich auf einer vorderen der Energiespeicherzelle zugewandten Seite der mindestens einen Leiterplatine befindet.
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Die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung erlaubt eine einfache und definierte Positionierung der Energiespeicherzelle auf der Leiterplatine, die zur Ableitung der in der Energiespeicherzelle gespeicherten elektrischen Energie dient.
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Die lösbare mechanische Verbindung erzeugt eine definierte Anpresskraft, welche durch eine kraftschlüssige Kontaktierung der Energiespeicherzelle auf einer Seite der Energiespeicherzelle erfolgen kann, sodass eine Ableitung der darin gespeicherten elektrischen Energie mittels einer einzigen Leiterplatine durchgeführt werden kann. Hierdurch wird die Anzahl der in einem Energiespeichersystem erforderlichen Leiterplatinen reduziert. Dies wiederum führt zu einer Gewichtseinsparung bei dem Energiespeichersystem sowie zu einer deutlichen Reduzierung des Fertigungsaufwandes bei der Fertigung des Energiespeichersystems, insbesondere des Fertigungsaufwandes zur Kontaktierung der Energiespeicherzellen mit den Leiterplatinen.
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Die einseitige Kontaktierung der Energiespeicherzellen mit einer Leiterplatine bietet zudem in vorteilhafter Weise mehr Freiheitsgrade zur Kühlung der Energiespeicherzellen. So können die Energiespeicherzellen bei einer möglichen Ausführungsform, nachdem sie an einer Seite der Leiterplatine mittels der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung angebracht worden sind, in einen mit einem Kühlmedium gefüllten Kühlmediumbehälter eingetaucht werden oder von einem zugeführten Luftstrom umströmt werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung besteht darin, dass defekte Energiespeicherzellen aufgrund der lösbaren mechanischen Verbindung in einfacher Weise ausgetauscht werden können.
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Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung weist die lösbare mechanische Verbindung eine lösbare mechanische Klippverbindung mit mindestens einem Klipp auf.
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Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung weist die lösbare mechanische Verbindung einen Drehverschluss, insbesondere einen Bajonettverschluss, auf.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung ist die Energiespeicherzelle eine zylindrische Energiespeicherzelle, die in ihrer Mantelfläche mindestens eine umlaufende Nut aufweist, in welche mindestens ein Klipphaken des mindestens einen Klipps der lösbaren mechanischen Klippverbindung einrastet. Beispielsweise kann es sich bei der Energiespeicherzelle um eine standardisierte Rundzelle, insbesondere eine 18650-Zelle handeln, die fertigungsbedingt bereits eine radiale Einprägung bzw. eine umlaufende Nut an ihrer Mantelfläche besitzt. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung wird somit ausgenutzt, dass standardisierte Rundzellen fertigungsbedingt bereits über umlaufende Nuten bzw. Einprägungen in ihrer Mantelfläche verfügen.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung weist die zylindrische Energiespeicherzelle als Rundzelle an einer Stirnseite einen ersten elektrischen Pol, insbesondere ein Pluspol mit positivem Potenzial, auf, der durch den mindestens einen Klipp der lösbaren mechanischen Klippverbindung über eine Kontaktierungsscheibe gegen eine elektrisch leitfähige Schicht der Leiterplatine gepresst und vorzugsweise dort fixiert wird.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung weist die zylindrische Energiespeicherzelle an ihrer Mantelfläche und der anderen Stirnseite einen zweiten elektrischen Pol, insbesondere einen Minuspol mit negativem Potenzial, auf, der durch den mindestens einen Klipp einer weiteren lösbaren mechanischen Klippverbindung über eine weitere Kontaktierungsscheibe gegen eine elektrisch leitfähige Schicht einer weiteren Leiterplatine gepresst wird.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung weist der mindestens eine Klipp der lösbaren mechanischen Klippverbindung einen Klipphals auf, der sich durch eine entsprechende Bohrung in der Leiterplatine hindurch erstreckt und einen Klippkopf hat, der die Leiterplatine zur Fixierung des mindestens einen Klipps der lösbaren mechanischen Klippverbindung hintergreift.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung ist zwischen dem Klippkopf des mindestens einen Klipps der lösbaren mechanischen Klippverbindung und einem Rand der Bohrung der Leiterplatine eine mechanische Vorspannfeder, insbesondere eine Tellerfeder oder ein Federring, mit einer bestimmten Vorspannkraft vorgesehen.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung ist die Bohrung der Leiterplatine, durch die sich der Klipphals des mindestens einen Klipps der lösbaren mechanischen Klippverbindung hindurch erstreckt, durch eine Dichtung abgedichtet, welche ein Eindringen eines Fluids, insbesondere Wasser, von außen hin zu der Energiespeicherzelle verhindert.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung wird die Dichtung bei Entstehen eines Überdrucks auf der der Energiespeicherzelle zugewandten Seite der Leiterplatine nach außen gedrückt, sodass ein auf der Seite der Energiespeicherzelle entstandener Überdruck abgebaut wird.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung ist der mindestens eine Klipp der lösbaren mechanischen Klippverbindung elektrisch leitfähig ausgebildet. Dabei weist der mindestens eine elektrisch leitfähige Klipp einen elektrisch leitfähigen Klipphals auf, der über eine Kontaktierungsscheibe an der Mantelfläche der zylindrischen Energiespeicherzelle anliegt, die einen zweiten elektrischen Pol der Energiespeicherzelle aufweist, wobei sich der elektrisch leitfähige Klipphals durch eine Bohrung der Leiterplatine hindurch erstreckt und der mindestens eine elektrisch leitfähige Klipp den zweiten elektrischen Pol der Energiespeicherzelle über seinen elektrisch leitfähigen Klipphals und seinen elektrisch leitfähigen Klippkopf sowie mindestens eine weitere Kontaktierungsscheibe mit einer elektrisch leitfähigen Schicht kontaktiert, die sich auf einer hinteren, von der Energiespeicherzelle abgewandten Seite der Leiterplatine befindet.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung ist zwischen dem elektrisch leitfähigen Klippkopf des mindestens einen elektrisch leitfähigen Klipps und einem Rand der Bohrung der Leiterplatine eine mechanische Vorspannfeder, insbesondere eine Tellerfeder oder ein Federring, mit einer bestimmten Vorspannkraft vorgesehen.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung wird die Mantelfläche der zylindrischen Energiespeicherzelle, die den zweiten elektrischen Pol der Energiespeicherzelle aufweist, durch die lösbare mechanische Klippverbindung über eine Kontaktierungsscheibe gegen eine weitere separate elektrisch leitfähige Schicht gepresst, die sich ebenfalls auf der vorderen der Energiespeicherzelle zugewandten Seite der Leiterplatine befindet.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung weist die lösbare mechanische Klippverbindung mindestens einen SMD-Klipp auf, der auf die elektrisch leitfähige Schicht, welche sich auf der vorderen, der Energiespeicherzelle zugewandten Seite befindet, gelötet ist.
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Bei einer weiteren möglichen alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung weist die lösbare mechanische Klippverbindung mindestens einen SMD-Klipp auf, der an die Leiterplatine angeformt ist.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung ist die Energiespeicherzelle eine zylinderförmige Energiespeicherzelle, die an ihrer Mantelfläche mindestens eine umlaufende Nut aufweist, in welche mindestens ein Klipphaken von dem mindestens einen SMD-Klipp der lösbaren mechanischen Klippverbindung einrastet.
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Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung bestehen die Kontaktierungsscheiben aus einem elastischen Material, insbesondere aus einem elastischen Polymermaterial, das sowohl elektrisch als auch thermisch leitfähig ist.
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Die Erfindung schafft ferner ein Energiespeichersystem zum Speichern elektrischer Energie mit den in Patentanspruch 17 angegebenen Merkmalen.
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Die Erfindung schafft demnach ein Energiespeichersystem zum Speichern von elektrischer Energie in mehreren Energiespeicherzellen, wobei die Energiespeicherzellen jeweils durch eine Kontaktierungsvorrichtung an einer Leiterplatine des Energiespeichersystems zur Ableitung der in der jeweiligen Energiespeicherzelle gespeicherten elektrischen Energie angebracht sind, wobei die Kontaktierungsvorrichtung, welche zur Kontaktierung der jeweiligen Energiespeicherzelle mit der Leiterplatine dient, eine lösbare mechanische Verbindung aufweist, welche die Energiespeicherzelle mit einer bestimmten Anpresskraft gegen eine elektrisch leitfähige Schicht presst, die sich auf einer vorderen, der Energiespeicherzelle zugewandten Seite der Leiterplatine befindet.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems sind die an der Leiterplatine angebrachten Energiespeicherzellen zu ihrer Kühlung in einen mit einem Kühlmedium gefüllten Kühlmediumbehälter eingetaucht.
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Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems werden die an der Leiterplatine angebrachten Energiespeicherzellen zu ihrer Kühlung von einem Luftstrom umströmt.
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Die Erfindung schafft ferner ein Elektrofahrzeug mit einem Energiespeichersystem mit den in Patentanspruch 19 angegebenen Merkmalen.
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Im Weiteren werden mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung und des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Skizze zur Darstellung eines schematischen Aufbaus einer zylindrischen Energiespeicherzelle, die durch die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung an einer Leiterplatine kontaktiert werden kann;
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2 eine Skizze zur Darstellung eines Wärmeabflusses bei einer zylindrischen Energiespeicherzelle gemäß 1;
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3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung;
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4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung;
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5 eine schematische Darstellung mehrerer an einer Leiterplatine mittels erfindungsgemäßer Kontaktierungsvorrichtungen angebrachter Energiespeicherzellen;
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6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung;
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7 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung;
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8 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung;
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9 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung;
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10 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung;
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11 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung;
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12 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Energiespeichersystems mit mehreren Energiespeicherzellen;
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13 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Energiespeichersystems mit mehreren Energiespeicherzellen.
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Die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung dient zur Kontaktierung einer Energiespeicherzelle, ESZ, insbesondere einer zylindrischen bzw. zylinderförmigen Energiespeicherzelle bzw. Rundzelle. Die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung eignet sich insbesondere zur Kontaktierung einer zylindrischen Energiespeicherzelle der Bauform 18650 (Durchmesser 18 mm, Länge 65 mm) oder der Bauform 26650 (Durchmesser 26 mm, Länge 65 mm) oder ähnlicher standardisierter zylinderförmiger Energiespeicherzellen, wie sie schematisch in 1 dargestellt ist. Eine derartige Energiespeicherzelle 1 weist zwei Stirnseiten und eine Mantelfläche auf. Die in 1 dargestellte Energiespeicherzelle 1 weist einen elektrischen Pluspol 2 mit positivem Potenzial auf. Der in 1 dargestellte positive elektrische Pol 2 befindet sich elektrisch isoliert in einem Metallbecher 3 der Energiespeicherzelle 1, welcher einen zweiten elektrischen Pol, nämlich einen Minuspol mit negativem elektrischen Potenzial, bildet. Der erste elektrische Pol 2 ist von dem zweiten elektrischen Pol 3 der Energiespeicherzelle 1 elektrisch isoliert, wie in 1 angedeutet. Innerhalb des Bechers bzw. Gehäuses 3 der Energiespeicherzelle 1 befindet sich das Aktivmaterial der Zelle, welches die elektrische Energie speichert. Die Erwärmung der einzelnen Energiespeicherzelle geschieht in dem Aktivmaterial, welches beispielsweise in einer sogenannten „Jellyroll“ aufgerollt ist. Das Aktivmaterial befindet sich innerhalb des metallischen Bechers 3 der Energiespeicherzelle 1, welcher beispielsweise aus Stahl oder einem ähnlichen Material besteht.
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2 zeigt schematisch eine Wärmeabgabe bei der in 1 dargestellten zylindrischen Energiespeicherzelle 1. Die Wärme entsteht innerhalb des Aktivmaterials, wobei die entstandene Wärme W über Wärmeströme Q abgeleitet werden kann. Wie in 2 dargestellt, kann die intern entstandene Wärme W über die Mantelhülle 3 bzw. den Becher 3 über einen Wärmestrom Q1 abgegeben bzw. abgeleitet werden. Darüber hinaus kann die entstandene Wärme W über den Zellboden der Energiespeicherzelle 1 über einen Wärmestrom Q3 abgeleitet werden. Weiterhin ist es möglich, einen Teil der entstandenen Wärme W über einen Wärmestrom Q2 über die in 2 dargestellte obere Stirnseite abzuleiten. Die Wärmeabfuhr über den Wärmestrom Q2 über den oberen Teil der in 2 dargestellten Energiespeicherzelle 1 ist jedoch aufgrund der Bauform der zylinderförmigen Energiespeicherzelle 1 in vielen Fällen gering, da sich beispielsweise bei standardisierten zylindrischen Batteriezellen der Bauform 18650, 26650 usw. dort Hohlräume befinden, die Luft enthalten, die einen guten Wärmeisolator darstellt. Auch die Wärmeabgabe in radialer Richtung über den Wärmestrom Q1 ist begrenzt, da viele Übergangswiderstände zwischen Kathoden, Anoden und Separatorenschichten des aufgerollten Aktivmaterials überwunden werden müssen, die den thermischen Fluss in radialer Richtung erschweren. Die meiste Wärmeabgabe der erzeugten Wärme erfolgt über den in 2 dargestellten Wärmestrom Q3 über die Bodenseite der Energiespeicherzelle 1. Die Intensität/Menge der möglichen Wärmeabgaben über die verschiedenen Wärmeströme Q1, Q2 und Q3 ist in der in 2 dargestellten schematischen Grafik durch die entsprechenden Pfeilstärken angedeutet.
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Wie man in den 1, 2 erkennen kann, weist die dargestellte zylindrische Energiespeicherzelle 1 in ihrer Mantelfläche bzw. dem Mantelbecher 3 eine umlaufende Einprägung bzw. Nut 4 auf.
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Die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung kann zur Kontaktierung einer zylindrischen Energiespeicherzelle 1, wie sie in 1, 2 dargestellt ist, mit mindestens einer Leiterplatine, LP, verwendet werden, welche die in der Energiespeicherzelle 1 gespeicherte elektrische Energie an eine Last bzw. an einen Verbraucher ableitet.
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Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung zur Kontaktierung einer Energiespeicherzelle 1 mit mindestens einer Leiterplatine beschrieben.
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3 zeigt eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung zur Kontaktierung einer Energiespeicherzelle 1 mit einer Leiterplatine 5, 6. Bei der in 3 dargestellten ersten Ausführungsvariante erfolgt eine Kontaktierung des elektrischen Pluspols 2 der Energiespeicherzelle 1 mit einer ersten Leiterplatine 5 und eine Kontaktierung des Minuspols 3 der Energiespeicherzelle 1 mit einer zweiten Leiterplatine 6 mittels zweier lösbarer mechanischer Klippverbindungen 7, 7‘. Wie man in 3 erkennen kann, weist die dort dargestellte obere Leiterplatine 5 mehrere Schichten auf, nämlich eine erste Schicht 5a, die durch einen Aluminiumkern oder einen Epoxidkern gebildet wird, eine elektrisch isolierende Isolationsschicht 5b und eine elektrisch leitende bzw. elektrisch leitfähige Schicht 5c, die beispielsweise aus Kupfer oder aus einem sonstigen leitfähigen Material besteht. Der erste elektrische, positive Pol 2 der Energiespeicherzelle 1 wird durch die lösbare mechanische Verbindung 7 mit einer bestimmten Anpresskraft F gegen die elektrisch leitfähige Schicht 5c der Leiterplatine 5 gepresst und dort fixiert. Wie in 3 dargestellt, befindet sich die elektrisch leitfähige Schicht 5c der Leiterplatine 5 auf einer vorderen, der Energiespeicherzelle 1 zugewandten Seite der Leiterplatine 5. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die lösbare mechanische Verbindung 7 eine mechanische Klippverbindung 7, die einen Klipp 8 aufweist. Wie in 3 dargestellt, weist der Klipp 8 einen Klipphaken 8a auf, der in die umlaufende Nut 4 der Energiespeicherzelle 1 eingreift und dort einrastet. Der Klipphaken 8a des Klipps 8 ist über einen Klipphals 8b mit einem Klippkopf 8c verbunden. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsvariante ist der Klipp 8 der lösbaren mechanischen Klippverbindung 7 durch eine Bohrung 9 durch die Leiterplatine 5 hindurchgesteckt, wobei der Klippkopf 8c die Leiterplatine 5 zur Fixierung des Klipps 8 hintergreift. Der Klipp 8 der lösbaren mechanischen Klippverbindung 7 presst die Energiespeicherzelle 1 mit einer bestimmten vorgegebenen Anpresskraft von beispielsweise 0,01 bis 0,3 Newton über eine Kontaktierungsscheibe 10 an die elektrisch leitfähige Schicht 5c der oberen Leiterplatine 5. Die Kontaktierungsscheibe 10 besteht vorzugsweise aus einem elastischen Material, insbesondere aus einem elastischen Polymermaterial, das sowohl elektrisch als auch thermisch leitfähig ist. Wie man in 3 erkennen kann, befindet sich bei der dargestellten Ausführungsvariante zwischen dem Klippkopf 8c des Klipps 8 der lösbaren mechanischen Klippverbindung 7 und einem Rand der Bohrung 9 der Leiterplatine 5 eine Dichtung 11, welche ein Einbringen eines Fluids, insbesondere von Feuchtigkeit, von außen hin zu der Energiespeicherzelle 1 verhindert. Diese Dichtung 11 kann bei einer möglichen Ausführungsform vorzugsweise durch Entstehen eines Überdrucks auf einer der Energiespeicherzelle 1 zugewandten Seite der Leiterplatine 5 nach außen gedrückt werden, sodass ein auf Seiten der Energiespeicherzelle 1 entstandener Überdruck abgebaut wird. Die in 3 optional vorgesehene Dichtung 11 dichtet das Energiespeichersystem gegen Flüssigkeitseindringen ab. Durch Entstehen eines Überdrucks an einer Energiespeicherzelle 1 kann ein entweichendes Gas optional nach Herausdrücken der Dichtung 11 über die Bohrung 9 nach außen abgeführt werden.
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Bei der in 3 dargestellten Ausführungsvariante erfolgt eine Kontaktierung des Minuspols 3 mit negativem elektrischen Potenzial mit der unteren Leiterplatine 6 mittels einer weiteren lösbaren mechanischen Verbindung 7', die über eine oder mehrere mechanische Klippverbindungen 8' verfügt. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt die zweite untere Leiterplatine 6 ebenfalls über drei Schichten, nämlich über eine der Energiespeicherzelle 1 zugewandte, elektrisch leitfähige Schicht 6c, eine Isolationsschicht 6b und eine Trägerschicht 6a aus Aluminium oder Epoxid. Die Kontaktierung des Minuspols 3 an der Bodenseite der Energiespeicherzelle 1 erfolgt mittels einer weiteren Kontaktierungsscheibe 12, die an der elektrisch leitfähigen Schicht 6c der zweiten Leiterplatine 6 aufliegt, wie in 3 dargestellt. Auch zwischen dem Klippkopf 8c‘ des Klipps 8‘ der lösbaren mechanischen Klippverbindung 7‘ und einem Rand der Bohrung 9‘ der Leiterplatine 6 kann eine Dichtung bzw. ein Dichtungsring 13 vorgesehen sein.
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4 zeigt eine weitere zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung zur Kontaktierung einer Energiespeicherzelle 1. Die in 4 dargestellte Ausführungsvariante ähnelt der in 3 dargestellten ersten Ausführungsvariante, wobei zusätzlich eine mechanische Vorspannfeder 14, 15 an den Bohrungen 9, 9' der beiden Leiterplatinen 5, 6 vorgesehen ist. Die Vorspannfedern 14, 15 liefern jeweils eine bestimmte Vorspannkraft. Bei den Vorspannfedern 14, 15 kann es sich beispielsweise um eine Tellerfeder oder um einen Federring oder dergleichen handeln. Bei der in 4 dargestellten zweiten Ausführungsvariante befinden sich zudem die Dichtungsringe 11, 13 innerhalb der Bohrungen 9, 9' der beiden Leiterplatinen 5, 6. Die beiden Vorspannfedern 14, 15 erlauben es, die Anpresskraft unabhängiger von den Fertigungstoleranzen zu gestalten.
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5 zeigt eine schematische Ansicht auf eine den Energiespeicherzellen 1 zugewandte Seite einer Leiterplatine 5. Wie in 5 schematisch dargestellt, sind bei dem dargestellten Beispiel fünf Energiespeicherzellen 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5 an einer Seite einer Leiterplatine 5, beispielsweise an der in den 3, 4 dargestellten oberen Leiterplatine 5, angebracht. In 5 ist schematisch die in den jeweiligen Energiespeicherzellen 1-i vorhandene umlaufende Nut 4-i als Ring dargestellt. In die umlaufende Nut 4-i einer Energiespeicherzelle 1-i rastet jeweils ein Klipphaken 8a von drei Klipps 8 einer lösbaren mechanischen Verbindung 7 ein, die vorzugsweise gleichmäßig beabstandet sind und ein Dreieck bilden bzw. paarweise ein Winkelsegment von 120° einschließen. Bei dem in 5 dargestellten Beispiel wird somit jede Energiespeicherzelle 1-i durch drei mechanische Klippverbindungen 7 gehalten, deren Klipphaken 8a in die zugehörige Nut 4-i der Energiespeicherzelle 1-i einrasten. Die Klipps 8 erzeugen die notwendige Anpresskraft, um die Energiespeicherzelle 1 über die elastische Kontaktierungsscheibe 10 an die Leiterplatine 5 anzupressen. Die Klippköpfe 8c der Klipps 8 liegen dabei auf der Oberseite bzw. auf der von den Energiespeicherzellen 1-i abgewandten Seite der Leiterplatine 5 auf der aus Aluminium oder Epoxidharz bestehenden Schicht 5a auf. Die aufliegenden Klippköpfe 8c sind über die durch die Bohrungen 9 hindurch gesteckten Klipphälse 8b mit den in 5 dargestellten Klipphaken 8a verbunden, die in die umlaufende Nut 4-i der jeweiligen Energiespeicherzelle 1 eingreifen bzw. einrasten. Eine entsprechende Anordnung kann auch für die Minuspole der Energiespeicherzellen 1-i vorgesehen werden, wie in 4 dargestellt, sofern die Klipphälse 8b‘ der Klippverbindungen 7‘ eine entsprechende Länge besitzen.
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6 zeigt eine weitere dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung zur Kontaktierung einer Energiespeicherzelle 1. Bei der in 6 dargestellten dritten Ausführungsvariante erfolgt sowohl die Kontaktierung des Pluspols 2 als auch des Minuspols 3 mit einer einzigen Leiterplatine 5. Dabei erfolgt die Kontaktierung des Pluspols 2 auf der Unterseite der Leiterplatine 5 und die Kontaktierung des Minuspols 3 der Energiespeicherzelle 1 auf der Oberseite der Leiterplatine 5. Wie in 6 dargestellt, wird der Pluspol 2 der Energiespeicherzelle 1 über die Kontaktierungsscheibe 10 an die elektrisch leitfähige Schicht 5c der Leiterplatine 5, die beispielsweise aus Kupfer besteht, mit einer bestimmten Anpresskraft durch die lösbare mechanische Verbindung 7 angepresst. Bei der in 6 dargestellten Ausführungsform weist die Leiterplatine 5 eine zusätzliche zweite Isolationsschicht 5d und eine weitere elektrisch leitfähige Schicht 5e auf, die sich auf der von der Energiespeicherzelle 1 abgewandten Seite der Leiterplatine 5 befindet. Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die mechanisch lösbare Verbindung 7 einen oder mehrere Klipps 8 auf, der aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht. Der Klipp 8 besitzt einen Klipphaken 8a, der in die umlaufende Nut 4 der Energiespeicherzelle 1 eingreift und dort einrastet. Der Klipphaken 8a ist über einen Klipphals 8b des elektrisch leitfähigen Klipps 8 mit einem elektrisch leitfähigen Klippkopf 8c des Klipps 8 verbunden. Der Klipphals 8b des elektrisch leitfähigen Klipps 8 liegt über eine elektrisch leitfähige Kontaktierungsscheibe 16 an der den Minuspol bildenden Mantelfläche der Energiespeicherzelle 1 an.
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Darüber hinaus liegt der Klippkopf 8c des elektrisch leitfähigen Klipps 8 über elektrisch leitfähige Kontaktscheiben 17a, 17b oder mittels eines Kontaktscheibenringes auf der elektrisch leitfähigen Kupferschicht 5e der Leiterplatine 5 auf. Auf diese Weise stellt der elektrisch leitfähige Klipp 8 eine elektrische Verbindung zwischen der Mantelfläche 3 der Energiespeicherzelle 1 und der elektrisch leitfähigen Schicht 5e, die sich auf der Oberseite bzw. auf der von der Energiespeicherzelle 1 abgewandten Seite der Leiterplatine 5 befindet, her. Ein Federelement bzw. eine Vorspannfeder 14 kann zwischen dem Klippkopf 8c und dem Rand der Bohrung 9 vorgesehen sein, wie in 6 dargestellt. Bei der in 6 dargestellten Ausführungsvariante ist die Energiespeicherzelle 1 mit ihrem Plus- und Minuspol auf einer Leiterplatine 5 angebracht und mit dieser elektrisch kontaktiert. Der Stahlbecher, welcher den Minuspol 3 der Energiespeicherzelle 1 bildet, wird über eine elektrisch leitfähige, elastische Kontaktscheibe 16, die beispielsweise aus einem leitfähigen Polymer besteht, an den Klipp 8 gepresst und wird dann über den elektrisch leitfähigen Klipp 8 mit der Oberseite der Leiterplatine 5 wiederum mit einer elektrisch leitfähigen Kontaktscheibe 17a, 17b elektrisch kontaktiert. Die in 6 dargestellte dritte Ausführungsvariante bietet den besonderen Vorteil, dass der untere Teil der Energiespeicherzelle 1, d.h. der Becher 3, zur Kühlung freiliegt und beispielsweise in einen Kühlmediumbehälter eingetaucht werden kann. Ein weiterer Vorteil der in 6 dargestellten Ausführungsvariante besteht darin, dass nur eine einzige Leiterplatine 5 zur Ableitung der in der Energiespeicherzelle 1 gespeicherten elektrischen Energie notwendig ist und somit die Anzahl der Leiterplatinen in einem Energiespeichersystem reduziert werden kann. Ein weiterer Vorteil der in 6 dargestellten Ausführungsvariante besteht darin, dass die Montage bzw. das Anbringen der Energiespeicherzelle 1 an die Leiterplatine 5 in besonders einfacher und zeitsparender Weise erfolgen kann. Ein weiterer Vorteil der in 6 dargestellten dritten Ausführungsvariante besteht darin, dass die beiden unterschiedlichen Pole 2, 3 der Energiespeicherzelle 1 mit elektrisch leitfähigen Schichten 5c, 5e verbunden sind, die sich auf unterschiedlichen Seiten der Leiterplatine 5 befinden, sodass die Gefahr von Kurzschlüssen reduziert wird. Ein weiterer Vorteil der in 6 dargestellten Ausführungsvariante besteht darin, dass defekte Energiespeicherzellen 1 in besonders einfacher Weise und in kurzer Zeit austauschbar sind, da die Energiespeicherzellen 1 von einer Seite der Leiterplatine 5 in einfacher Weise zugänglich sind.
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7 zeigt eine weitere vierte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung zur Kontaktierung einer Energiespeicherzelle 1. Bei der in 7 dargestellten vierten Ausführungsvariante erfolgt ebenfalls die Kontaktierung des Plus- und des Minuspols 2, 3 der Energiespeicherzelle 1 mit einer einzigen Leiterplatine 5, wobei allerdings im Gegensatz zu der in 6 dargestellten Ausführungsvariante die Kontaktierung sowohl des Pluspols 2 als auch des Minuspols 3 der Energiespeicherzelle 1 auf der der Energiespeicherzelle 1 zugewandten Seite der Leiterplatine 5 erfolgt. Bei der in 7 dargestellten Ausführungsvariante ist es nicht notwendig, dass die Klippverbindung 7 elektrisch leitfähig ist, da die Klippverbindung 7 lediglich einen Anpressdruck liefert. Der Stahlbecher 3, welcher den Minuspol der Energiespeicherzelle 1 bildet, wird bei der in 7 dargestellten Ausführungsvariante über eine elektrisch leitfähige Kontaktscheibe 18 mit einer weiteren elektrischen Schicht 5c' kontaktiert, die durch eine Isolation 19a von der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 5c der Leiterplatine 5 elektrisch isoliert ist. Der Pluspol 2 der Energiespeicherzelle 1 ist durch eine elastische, elektrisch leitfähige Kontaktierungsscheibe 10 wie bei den anderen Ausführungsvarianten mit der elektrisch leitfähigen Schicht 5c der Leiterplatine 5 verbunden und wird durch die Klippverbindung 7 mit einer vorgegebenen Anpresskraft mechanisch gegen die Leiterplatine 5 gepresst.
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Bei der in 7 dargestellten Ausführungsvariante kann ebenfalls ein Federelement 14 zur Bereitstellung einer Vorspannkraft vorgesehen sein. Dabei kann es sich um eine Tellerfeder oder um einen Federring handeln. Die in 7 dargestellte vierte Ausführungsvariante hat ebenfalls den Vorteil, dass der untere Teil der Energiespeicherzelle 1 zur Kühlung freiliegt und man lediglich eine Leiterplatine 5 zur Ableitung der in der Energiespeicherzelle 1 gespeicherten elektrischen Energie benötigt. Die in 7 dargestellte Ausführungsvariante hat im Vergleich zu der in 6 dargestellten Ausführungsvariante den Vorteil, dass die Klippverbindung 7 nicht aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen muss und somit aus einem kostengünstigen Kunststoff hergestellt werden kann. Darüber hinaus weist die Leiterplatine 5 bei der in 7 dargestellten vierten Ausführungsvariante lediglich eine Seite auf, die mit elektrisch leitfähigen Schichten 5c, 5c‘ beschichtet ist. Hierdurch kann die Sicherheit bei der Assemblierung bzw. Montage erhöht werden.
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Im Weiteren werden weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung beschrieben, bei denen die lösbare mechanische Klippverbindung 7 durch SMD-Klipps 8 gebildet wird, die sich auf einer vorderen, der Energiespeicherzelle 1 zugewandten Seite der Leiterplatine 5 befinden. Bei diesen Ausführungsformen ist die lösbare mechanische Klippverbindung 7 als SMD (Service Mounted Device) ausgeführt. Die lösbare mechanische Verbindung 7, insbesondere die lösbare mechanische Klippverbindung 7, kann dabei über eine Löt-, Schweiß- oder Schraubverbindung mit der Leiterplatine 5 verbunden sein.
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Bei diesen Ausführungsvarianten wird der Klipp 8 bzw. die lösbare mechanische Klippverbindung 7 nicht mehr durch die Leiterplatine hindurch gesteckt, sondern auf eine bzw. mit einer Schicht der Leiterplatine gelötet bzw. verlötet.
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8 zeigt eine fünfte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung mit einem SMD(Service Mounted Device)-Klipp 8 mit einem Klipphaken 8a, welcher in die umlaufende Nut 4 der Energiespeicherzelle 1 eingreift. Bei dieser Ausführungsvariante greift der SMD-Klipp 8 mit seinem Klipphaken 8a in die Außennut 4 der Energiespeicherzelle 1 ein und erzeugt somit eine definierte Anpresskraft F. Bei der in 8 dargestellten Ausführungsvariante ist der Klipp 8 auf der elektrisch leitenden Schicht 5c, die beispielsweise aus Kupfer besteht, befestigt, beispielsweise auf die elektrisch leitende Schicht 5c aufgelötet. Der SMD-Klipp 8 kann beispielsweise aus einem nicht-metallischen Werkstoff bestehen, der auf einem metallischen Träger des SMD-Klipps 8 angebracht ist, der seinerseits auf die elektrisch leitfähige Schicht 5c der Leiterplatine 5 aufgelötet wird. Bei der in 8 dargestellten Ausführungsvariante kann die Kontaktierung des Minuspols 3 über eine zweite (nicht dargestellte) Leiterplatine erfolgen.
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9 zeigt eine weitere sechste Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung, bei der die SMD-Klipps 8 der lösbaren mechanischen Klippverbindung 7 am Pluspol 2 der Energiespeicherzelle 1 eingreifen. Bei dieser Ausführungsvariante besitzt der Pluspol 2 der Energiespeicherzelle 1 fertigungsbedingte Löcher, in die jeweils ein Klipphaken 8a eines SMD-Klipps 8 einrasten kann. Auf diese Weise kann eine notwendige Anpresskraft F erzeugt werden. Bei der in 9 dargestellten Ausführungsvariante besteht der SMD-Klipp 8 aus einem metallischen, elektrisch leitfähigen Material. Der metallische SMD-Klipp 8 ist dabei auf die Kupferschicht 5c der Leiterplatine 5 aufgelötet bzw. festgelötet. Bei der in 9 dargestellten Ausführungsvariante erfolgt vorzugsweise die Kontaktierung des Minuspols 3 der Energiespeicherzelle 1 durch eine weitere nicht dargestellte Leiterplatine.
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10 zeigt eine weitere siebte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung. Bei dieser Ausführungsvariante greifen die SMD-Klipps 8 in eine Außennut 4 der Energiespeicherzelle 1 ein. Sowohl der Pluspol 2 als auch der Minuspol 3 werden mittels der SMD-Klipps 8 mit einer einzigen Leiterplatine 5 kontaktiert. Bei der in 10 dargestellten Ausführungsvariante weist somit die lösbare mechanische Verbindung 7 mindestens zwei SMD-Klipps 8, 8' auf, die jeweils ein elektrisch leitfähiges Bauteil umfassen und den Pluspol 2 und den Minuspol 3 der Energiespeicherzelle 1 kontaktieren. Die lösbare mechanische Verbindung 7 hat einen inneren Klipp 8' für den Pluspol 2 und einen äußeren Klipp 8 für den Minuspol 3 der Energiespeicherzelle 1. Zwischen den beiden elektrisch leitfähigen Bauteilen, welche die beiden SMD-Klipps 8, 8' bilden, ist eine elektrisch isolierende Schicht bzw. ein elektrisch isolierendes Bauteil 19b vorgesehen. Bei der in 10 dargestellten Ausführungsform erfolgt die Kontaktierung des Pluspols 2 über die Ober- bzw. Stirnseite der Energiespeicherzelle 1 und die Kontaktierung des Minuspols 3 erfolgt seitlich.
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11 zeigt eine weitere achte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung. Bei dieser Ausführungsvariante greift ein SMD-Klipp 8 ebenfalls in die Außennut 4 der Energiespeicherzelle 1 ein. Sowohl der Pluspol 2 als auch der Minuspol 3 der Energiespeicherzelle 1 werden mit SMD-Klipps 8, 8‘, welche jeweils ein elektrisch leitfähiges Bauteil umfassen, mit einer Leiterplatine 5 kontaktiert. Zwischen den beiden elektrisch leitfähigen Bauteilen ist wiederum eine elektrisch isolierende Schicht bzw. ein elektrisch isolierendes Bauteil 19b vorgesehen. Bei der in 11 dargestellten achten Ausführungsvariante erfolgt sowohl die Kontaktierung des Pluspols 2 als auch die Kontaktierung des Minuspols 3 der Energiespeicherzelle 1 von der Ober- bzw. Stirnseite. Dabei erfolgt die Kontaktierung des Minuspols 3 in radialer Richtung weiter außen, während der Pluspol 2 an der Stirnseite der Energiespeicherzelle 1 in der Mitte kontaktiert wird.
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Die in den verschiedenen Ausführungsvarianten dargestellten Kontaktierungsvorrichtungen zur Kontaktierung von Energiespeicherzellen 1 können in einem Energiespeichersystem 20 eingesetzt werden. 12 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel von einem Energiespeichersystem 20, das eine Vielzahl von Energiespeicherzellen 1-i enthalten kann. Bei dem in 12 dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Energiespeicherzellen 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 über Kontaktierungsvorrichtungen gemäß der Erfindung mit einer Leiterplatine 5 zur Ableitung der in den Energiespeicherzellen 1-i gespeicherten elektrischen Energie in einen Entladevorgang verbunden. Die Energiespeicherzellen 1-i können auch in einem Ladevorgang über die Leiterplatine 5 aufgeladen werden. Bei der in 12 dargestellten Ausführungsvariante sind alle Energiespeicherzellen 1-i mit einer einzigen Leiterplatine 5 verbunden, d.h., sowohl der Pluspol 2-i als auch der Minuspol 3-i der jeweiligen Energiespeicherzelle 1-i ist mit einer elektrisch leitfähigen Schicht der Ableiterplatine 5 elektrisch verbunden. Beispielsweise kann hierfür die in 6 dargestellte dritte Ausführungsvariante oder die in 7 dargestellte vierte Ausführungsvariante der Kontaktierungsvorrichtung verwendet werden. Die Pluspole 2-i der elektrischen Speicherzellen 1-i sind über die Leiterplatine 5 mit einem positiven Abgriffpol 21 des Energiespeichersystems 20 verbunden. Die Minuspole 3-i der Energiespeicherzellen 1-i sind über elektrisch leitfähige Schichten der Leiterplatine 5 mit einem negativen Abgriffpol 22 des Energiespeichersystems 20 verbunden. Zwischen den beiden Abgriffpolen 21, 22 des Energiespeichersystems 20 befindet sich ein externer Verbraucher bzw. eine Last 23. Alternativ kann die bereitgestellte Gleichspannung auch an einen Wechselrichter angelegt werden. Bei dem in 12 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Energiespeicherzellen 1-i in einen mit einem flüssigen Kühlmedium gefüllten Kühlmediumbehälter 24 eingetaucht, der beispielsweise mit Kühlwasser gefüllt ist. Dieser Kühlmediumbehälter 24 besitzt ein Einlassventil 25 und ein Auslassventil 26, über welche er mit einem Kühlkreislauf verbunden ist. Eine Pumpe 27 dient zur Zirkulation des Kühlmediums und pumpt das Kühlmedium durch den Kühlkreislauf, insbesondere durch den Kühlmediumbehälter 24. In dem Kühlkreislauf kann ein externer Kühlkörper 28 bzw. ein Wärmetauscher vorgesehen sein. Zwischen den Energiespeicherzellen-Gehäusen bzw. -Bechern 3-i können Abdichtungen 29 zur Einfassung der Energiespeicherzellen 1-i vorgesehen sein. Die Energiespeicherzellen 1-i sind über die Kontaktierungsvorrichtungen bzw. Anbindungselemente an die Leiterplatine 5 elektrisch angebunden. Sowohl die Pluspole 2-i als auch die Minuspole 3-i der Energiespeicherzellen 1-i werden über die Leiterplatine 5 kontaktiert. Die Leiterplatine 5 besitzt ein entsprechendes Layout, das die gewünschte Verschaltung der Energiespeicherzellen 1-i zu dem negativen Abgriffpol 22 und zu dem positiven Abgriffpol 21 des Energiespeichersystems 20 bietet. Die Anbindungselemente bieten den notwendigen Anpressdruck, um die Energiespeicherzelle 1 gegen die Leiterplatine 5 zu pressen und dort zu fixieren. Für die Kühlung der Energiespeicherzellen 1-i sind die unteren Teile der Gehäuse der Energiespeicherzellen 1-i vorzugsweise jeweils von einer elektrischen Isolation 35-i umgeben, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Dies ist vor allem notwendig, wenn die Energiespeicherzellen 1-i seriell verschaltet werden, da dann unterschiedliche elektrische Potenziale zwischen den seriell verschalteten Energiespeicherzellen 1-i auftreten. Die ummantelten Energiespeicherzellen 1-i befinden sich in dem mit Kühlmedium beaufschlagten Kühlmediumbehälter 24, welches die über den Mantel 3-i und den Zellboden der Energiespeicherzellen 1-i abgegebene Wärme der Energiespeicherzellen 1-i aufnimmt. Für die Kühlung des Kühlmediums kann ein externer Kühlkreislauf mit den Ein- und Auslassventilen 25, 26, dem Kühlkörper 28 und der Pumpe 27 vorgesehen sein. Bei einer möglichen Ausführungsvariante wird die Temperatur T des Kühlmediums gemessen und durch Ansteuerung der Kühlpumpe 27 auf eine optimale Betriebstemperatur geregelt. Die in 12 dargestellte Ausführungsvariante erlaubt eine besonders effektive Kühlung der Vielzahl von Energiespeicherzellen 1-i, sodass Energiespeicherzellen mit einer besonders hohen Leistungsdichte verwendet werden können.
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13 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems 20, bei der als Kühlmedium Luft eingesetzt wird. In einem Gehäuse 30 des Energiespeichersystems 20 befinden sich Luftschlitze, nämlich Lufteinlässe 31 und Luftauslässe 32. Die Mantelflächen 3-i der Energiespeicherzellen 1-i sowie deren Böden werden mit Luft angeströmt bzw. umströmt, sodass Abwärme effizient abgeführt werden kann. Bei der in 13 dargestellten Ausführungsvariante ist das Energiespeichersystem 20 offen gestaltet, d.h., Luft kann von der Umgebung zugeführt werden. Bei dem in 13 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Energiespeicherzellen 1-i in dafür vorgesehene Fassungen 33, 34 eingefasst, welche die Energiespeicherzellen 1-i halten. Es erfolgt eine Abdichtung zum elektrischen Teil des Energiespeichersystems 20, welcher sich im oberen Teil des Energiespeichersystems 20 befindet. Über den oberen Teil der Energiespeicherzellen 1-i werden sowohl der Pluspol 2-i als auch der Minuspol 3-i elektrisch mit einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung mit der Leiterplatine 5 verbunden und mit dem Verbraucher 23 elektrisch verschaltet. Bei dem Verbraucher 23 kann es sich beispielsweise um einen Elektromotor oder dergleichen handeln. Das erfindungsgemäße Energiespeichersystem 20, wie es in den 12, 13 beispielhaft dargestellt ist, kann vielseitig eingesetzt werden, beispielsweise in einem Elektrofahrzeug zum Antrieb eines Elektromotors. Bei dem Elektrofahrzeug kann es sich beispielsweise um ein Elektroauto oder um ein Elektrofahrrad handeln. Das erfindungsgemäße Energiespeichersystem 20 kann für weitere Anwendungen effizient eingesetzt werden, beispielsweise für Landmaschinen, Rasenmäher oder für Energiespeicher in Privathaushalten. Weiterhin kann das Energiespeichersystem 20 für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, beispielsweise innerhalb eines Krankenhauses, verwendet werden. Eine weitere mögliche Anwendung des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems 20 ist die Speicherung einer elektrischen Energie, die von einer Windkraftanlage oder einer Solarstromanlage generiert wird. Das erfindungsgemäße Energiespeichersystem 20 verwendet multifunktionale Leiterplatten, die elektrische, thermische und statische bzw. mechanische Funktionen in sich vereinen.
