DE102015225404A1 - Energiebereitstellungsmodul - Google Patents

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Jürgen Herold
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Energiebereitstellungsmodul mit einer Vielzahl von Zellenverbunden, wobei jeder Zellenverbund dieselbe Vielzahl von Energiebereitstellungszellen aufweist. Die Energiebereitstellungszellen weisen ein prismatisches Zellengehäuse und zwei Zellenterminals auf, wobei die beiden Grundflächen des Zellengehäuses jeweils eine Grundflächenlängsachse aufweisen, wobei die Grundflächen durch die Grundflächenlängsachse jeweils in zwei Teilgrundflächen unterteilt sind, wobei die Zellenterminals in einer der beiden Grundflächen angeordnet sind, und zwar so dass in jeder der beiden Teilgrundflächen eines der beiden Zellenterminals liegt. Die Energiebereitstellungszellen aller Zellenverbunde sind zu einer Reihe gestapelt, wobei die Energiebereitstellungszellen zwischen zwei Druckplatten angeordnet und dabei mittels zweier Zugelemente miteinander verspannt sind. Das Modul weist ferner zumindest einen Zellenverbinder auf, der einem Zellenverbund zugeordnet ist, wobei der Zellenverbinder Kontaktierungsbereiche und die Kontaktierungsbereiche paarweise verbindende Verbindungsbereiche aufweist. Die Kontaktierungsbereiche sind zum elektrisch leitfähigen Verbinden mit einem Zellenterminal einer der Energiebereitstellungszellen ausgebildet, wobei die Kontaktierungsbereiche derart hintereinander angeordnet sind, dass sich zwischen einem ersten endseitigen Kontaktierungsbereich und einem zweiten endseitigen Kontaktierungsbereich zumindest ein mittlerer Kontaktierungsbereich befindet, wobei mit dem ersten endseitigen Kontaktierungsbereich und dem zumindest einen mittleren Kontaktierungsbereich die Energiebereitstellungszellen des zugehörigen Zellenverbunds miteinander elektrisch leitfähig verbunden sind, und mit dem zweiten endseitigen Kontaktierungsbereich eine zu einem weiteren Zellenverbund gehörende Energiebereitstellungszelle elektrisch leitfähig verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein nach einem neuen Konzept aufgebautes Energiebereitstellungsmodul.
  • Heutzutage kommen zunehmend Fahrzeuge mit einem elektrischen Antriebssystem auf den Markt. Hierbei kann es sich um ein Hybridfahrzeug oder um ein Elektrofahrzeug handeln. Hybrid- oder Elektrofahrzeuge weisen eine elektrische Maschine als Antriebsmaschine auf, die aus einer Hochvoltversorgungseinheit mit elektrischer Energie versorgt wird. Bei einem Hybridfahrzeug wird neben der elektrischen Maschine ein weiteres Aggregat für den Antrieb eingesetzt, in der Regel ein Verbrennungsmotor. Wohingegen ein Elektrofahrzeug ausschließlich durch eine elektrische Maschine angetrieben wird. Die zum Einsatz kommenden elektrischen Maschinen sind in der Regel als Innenläufermaschinen ausgelegt, bei denen ein drehbar gelagerter Rotor von einem ortsfesten Stator umschlossen ist. Als Antriebsmaschinen können Synchronmaschinen, insbesondere Hybrid-Synchronmaschinen zum Einsatz kommen.
  • Eine im Automobilbereich zum Einsatz kommende Hochvoltversorgungseinheit kann ein Spannungsniveau von 250 bis 420 Volt aufweisen. Solch eine Hochvoltversorgungseinheit besteht aus zahlreichen Komponenten. Eine wesentliche ist die Energiebereitstellungszelle, von denen in solch einer Einheit eine große Vielzahl verbaut ist.
  • Für gewöhnlich kommen für den Aufbau solch einer Hochvoltversorgungseinheit Energiespeicherzellen zum Einsatz, vorzugsweise als Lithium-Ionen-Speicherzellen aufgebaute Energiespeicherzellen. Sind Energiespeicherzellen in der Hochvoltversorgungseinheit verbaut, dann wird diese auch als Hochvoltspeicher bzw. Traktionsbatterie bezeichnet. Das nach dem neuen Konzept aufgebaute Energiebereitstellungsmodul kann unter Verwendung solcher Energiespeicherzellen aufgebaut sein. Dies soll keine einschränkende Wirkung haben. Selbstverständlich kann das Energiebereitstellungsmodul auch unter Verwendung sogenannter Energiewandlerzellen aufgebaut sein, die beispielsweise als Brennstoffzelle ausgeführt sein können. Um beide Möglichkeiten zu umfassen, wird nachfolgend der Begriff Energiebereitstellungszelle verwendet.
  • Um das vorgenannte Spannungsniveau zu erreichen, ist eine Hochvoltversorgungseinheit aus einer großen Anzahl von Energiebereitstellungszellen aufgebaut, beispielsweise aus 96 bis 108 solcher Zellen. Die einzelnen Energiebereitstellungszellen werden mittels eines Kontaktierungssystems, welches unter anderem Zellenverbinder und Modulverbinder umfasst, elektrisch miteinander verschalten und somit zu einem Gesamtsystem verbunden. In der Regel werden die Energiebereitstellungszellen in Serie verschalten, desweitern werden je nach Anforderung einzelne Zellen zellweise parallel geschalten. Dabei sind die Energiebereitstellungszellen üblicherweise zu kleineren Gruppen, den sogenannten Energiebereitstellungsmodulen zusammengefasst bzw. verschaltet, wobei die Module zum Ausbilden der Hochvoltversorgungseinheit untereinander in Reihe geschaltet sind.
  • Heutzutage werden Energiebereitstellungszellen eingesetzt, die ein prismatisches Format haben, genauer gesagt die ein quaderförmiges Zellengehäuse aufweisen, mit zwei rechteckigen Grundflächen und einer zwischen diesen beiden Grundflächen angeordneten Mantelfläche. Und bei denen die beiden Zellenterminals in Bezug auf eine Grundflächenquerachse innerhalb einer Grundfläche angeordnet sind. Eine solche bekannte Energiebereitstellungszelle ist in 1 dargestellt. Bei solchen Energiebereitstellungszellen sind die zu dem Kontaktierungssystem gehörenden Zellenverbinder derart angeordnet, dass in einer Ebene jeweils zwei Zellverbinder nebeneinanderliegen, um elektrisch leitfähige Verbindungen zu vorhergehenden sowie zu den nachfolgenden Energiebereitstellungzellen herzustellen.
  • Wie der Darstellung in 1 unschwer zu entnehmen ist, können aufgrund der Geometrie der Zellenterminals und aufgrund deren Anordnung an der Zellenoberseite lediglich Zellenverbinder verwendet werden, deren Zellenverbinderbreite maximal der halben Energiebereitstellungszellenbreite entsprechen kann. Um es bei entsprechenden Betriebsfällen der in dem Fahrzeug angeordneten elektrischen Maschine zu ermöglichen, große Ströme über die Zellenverbinder übertragen zu können, müssen die Zellenverbinder einen großen Querschnitt aufweisen, über den im Bedarfsfall dann solche Ströme fließen können. Der Querschnitt muss entsprechend groß ausgelegt sein, um eine übermäßige Wärmeentstehung zu vermeiden. Wie vorstehend dargelegt, ist die Breite der Zellenverbinder baulich begrenzt. Weswegen zu einer Vergrößerung des Querschnitts des Zellenverbinders als einzige Maßnahme verbleibt, den Zellenverbinder in Richtung der Hochachse des Zellengehäuses der Energiebereitstellungszelle höher auslegen. Mit anderen Worten: die Materialstärke des Zellenverbinders wird erhöht. Eine Erhöhung der Materialstärke der Zellverbinder führt zu einem Bauraumverlust über den Zellenterminals und damit letztendlich zu einer verschlechterten Ausnutzung des Volumens eines Energiebereitstellungsmoduls und somit einer Hochvoltversorgungseinheit, da aufgrund der stärker auszulegenden Zellenverbinder weniger Elektrodenmaterial und somit hinsichtlich der Energiebereitstellung weniger aktives Material verbaut werden kann. Die Erhöhung der Materialstärke der Zellenverbinder führt zudem zu einer Kostenmehrung des Zellkontaktierungssystems. Ferner bewirkt die erhöhte Materialstärke folgenden weiteren Nachteil: Da Energiebereitstellungszellen während ihres Betriebs zu einer Ausbauchung neigen, müssen die Zellenverbinder so ausgebildet sein, dass sie eine Bewegung der Zellenterminals zulassen. Dies wird in der Regel dadurch erreicht, dass der Zellenverbinder eine Welle aufweist. Hat nun ein Zellenverbinder eine hohe Materialstärke, dann muss er mehrlagig ausgeführt werden, um die mit einer hohen Materialstärke einhergehende Erhöhung der Steifigkeit des Zellenverbinders zu kompensieren. Eine mehrlagige Ausführung eines Zellenverbinders ist jedoch mit erhöhten Kosten verbunden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Konzept für ein Energiebereitstellungsmodul zu schaffen, welches den Aufbau einer Hochvoltversorgungseinheit ermöglicht, die hinsichtlich Energiedichte, Material- und Fertigungskosten, Fertigungsaufwand und Betriebszuverlässigkeit optimiert ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Energiebereitstellungsmodul gelöst, das aufweist: eine Vielzahl von Zellenverbunden, wobei jeder Zellenverbund dieselbe, mindestens zwei betragende, Vielzahl von Energiebereitstellungszellen aufweist, wobei die Energiebereitstellungszellen jeweils ein Zellengehäuse und zwei Zellenterminals aufweisen, wobei das Zellengehäuse als prismatischer Körper mit zwei Grundflächen und einer zwischen den beiden Grundflächen angeordneten Mantelfläche ausgebildet ist, wobei die beiden Grundflächen jeweils eine sich in Richtung einer Grundflächenlängsachse erstreckende Grundflächenlängsausdehnung und eine sich in Richtung einer Grundflächenquerachse erstreckende Grundflächenquerausdehnung aufweisen, wobei die Grundflächenlängsausdehnung größer als die Grundflächenquerausdehnung ist, wobei die Grundflächen durch die Grundflächenlängsachse jeweils in eine erste Teilgrundfläche und eine zweite Teilgrundfläche unterteilt sind, wobei die Zellenterminals dergestalt in einer der beiden Grundflächen angeordnet sind, dass in jeder der beiden Teilgrundflächen eines der beiden Zellenterminals liegt; zwei Druckplatten und zumindest ein Zugelement, wobei die Zellenverbunde derart hintereinander angeordnet sind, dass die Energiebereitstellungszellen aller Zellenverbunde zu einer eine Stapelrichtung aufweisenden Reihe gestapelt sind, wobei die zu einer Reihe gestapelten Energiebereitstellungszellen zwischen den beiden Druckplatten angeordnet und dabei mittels des zumindest einen Zugelements miteinander verspannt sind; und zumindest einen Zellenverbinder, der einem Zellenverbund zugeordnet ist, wobei der zumindest eine Zellenverbinder Kontaktierungsbereiche und die Kontaktierungsbereiche paarweise verbindende Verbindungsbereiche aufweist, wobei die Kontaktierungsbereiche jeweils zum elektrisch leitfähigen Verbinden mit einem Zellenterminal einer der Energiebereitstellungszellen ausgebildet sind, wobei die Kontaktierungsbereiche entlang einer zu der Stapelrichtung parallel verlaufenden Anordnungsrichtung derart hintereinander angeordnet sind, dass sich zwischen einem ersten endseitigen Kontaktierungsbereich und einem zweiten endseitigen Kontaktierungsbereich zumindest ein mittlerer Kontaktierungsbereich befindet, wobei mit dem ersten endseitigen Kontaktierungsbereich und dem zumindest einen mittleren Kontaktierungsbereich die Energiebereitstellungszellen des zugehörigen Zellenverbunds miteinander elektrisch leitfähig verbunden sind, und mit dem zweiten endseitigen Kontaktierungsbereich eine zu einem weiteren Zellenverbund gehörende Energiebereitstellungszelle elektrisch leitfähig verbunden ist.
  • Das nach dem neuen Konzept aufgebaute Energiebereitstellungsmodul, sprich das Energiebereitstellungsmodul mit dem systemoptimierten Design vereint mehrere Ansätze. So kommen nach dem neuen Konzept aufgebaute Energiebereitstellungszellen zum Einsatz. Diese neuen Energiebereitstellungszellen sind geometrisch so gestaltet bzw. so aufgebaut, dass die Zellenterminals nicht in Bezug auf eine Grundflächenquerachse innerhalb einer Grundfläche angeordnet sind, sondern in Bezug auf eine Grundflächenlängsachse. Dies wiederum ermöglicht die Verwendung von nach dem neunen Konzept aufgebauten Zellenverbindern, bei denen jeweils die Kontaktierungsbereiche entlang einer zu der Stapelrichtung parallel verlaufenden Anordnungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Somit ist es nicht mehr erforderlich, dass zum elektrisch leitfähigen Verbinden der Energiebereitstellungszellen die Zellenverbinder in einer Ebene liegend nebeneinander liegend angeordnet sein müssen, und somit das Energiebereitstellungsmodul zwei parallel verlaufende Zellenverbinderstränge aufweist. Zum elektrisch leitfähigen Verbinden der Energiebereitstellungszellen ist nun ein einzelner Zellenverbinderstrang ausreichend. Dadurch ergibt sich eine Reduzierung der Kosten, sowohl hinsichtlich Material als auch hinsichtlich Fertigung. Entsprechend fällt der Fertigungsaufwand geringer aus. Zudem ermöglichen die konzeptbedingte neuartige Anordnung der Zellenterminals und die neuartige Ausgestaltung der Zellenverbinder, eine optimierte Verbindung von Zellenterminals und Zellenverbinder, da eine größere Querschnittsfläche zur Realisierung der Verbindung zur Verfügung steht. Dies bewirkt eine erhöhte Betriebszuverlässigkeit. Gleichzeitig können Zellenverbinder verwendet werden, die eine geringe Materialstärke aufweisen, was zu einer Optimierung der Energiedichte, aber auch zu einer Optimierung der Kosten beiträgt.
  • Die obengenannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst.
  • Mit Blick auf eine weitere Erhöhung der Energiedichte der Hochvoltversorgungseinheit kann das Energiebereitstellungsmodul vorzugsweise mittels Schrauben an einer Modulaufnahme befestigt sein, die in Bohrungen verlaufen, die in beiden Druckplatten eingebracht sind.
  • Die beiden Zellenterminals der Energiebereitstellungszellen weisen jeweils eine in Richtung einer Terminallängsachse verlaufende Terminallängsausdehnung und eine in Richtung einer Terminalquerachse verlaufende Terminalquerausdehnung auf, wobei die Terminallängsausdehnung länger als die Terminalquerausdehnung ist. Gemäß dem neuen Konzept sind die beiden Zellenterminals derart in der Grundfläche angeordnet, dass die Terminallängsachsen beider Zellenterminals im Wesentlichen parallel zu der zugehörigen Grundflächenlängsachse ausgerichtet sind. Hierdurch ergibt sich ein einfacher Aufbau des Zellenverbinders, wodurch der Fertigungsaufwand und somit auch die Fertigungskosten gering sind.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme sind für die Energiebereitstellungszellen die beiden Zellenterminals derart in der Grundfläche angeordnet, dass sie sich in Bezug auf deren Terminallängsausdehnung im Wesentlichen vollumfänglich überdeckend gegenüberliegen. Dies vereinfacht weiter den Aufbau des Zellenverbinders und den Aufwand, den Zellenverbinder mit den Zellenterminals zu verbinden.
  • Vorzugsweise sind die beiden Zellenterminals derart in der Grundfläche angeordnet, dass sie symmetrisch zu der zugehörigen Grundflächenlängsachse und/oder symmetrisch zu der zugehörigen Grundflächenquerachse angeordnet sind. Auch diese Maßnahme bewirkt eine weitere Vereinfachung des Aufbaus des Zellenverbinders und des Aufwands, den Zellenverbinder mit den Zellenterminals zu verbinden.
  • Vorzugsweise sind für die Energiebereitstellungszellen die beiden Zellenterminals derart ausgebildet, dass deren Terminallängsausdehnung zwischen 50% und 90% der Grundflächenlängsausdehnung beträgt. Ferner sollen die beiden Zellenterminals derart ausgebildet sein, dass deren Terminalquerausdehnung zwischen 20% und 40% der Grundflächenquerausdehnung beträgt. Diese Maßnahmen bewirken, dass die Zellenterminals sehr lang und/oder sehr breit ausgeführt sind. Zum einen steht dadurch eine sehr große Fläche zur Realisierung der Verbindung von Zellenterminal und Zellenverbinder zur Verfügung. D.h. es kann eine mit Blick auf eine optimierte Betriebszuverlässigkeit optimierte Verbindung realisiert werden. Zum anderen ist es aufgrund der großen Grundfläche möglich, bei hinreichend großem Querschnitt des Zellenverbinders dessen Materialstärke zu reduzieren, wodurch die Energiedichte der Hochvoltversorgungseinheit optimiert wird.
  • Es ist auch denkbar, in einer alternativen Ausgestaltung für die Energiebereitstellungszellen eine noch größere Bandbreite für die Terminallängsausdehnung vorzusehen. So können die beiden Zellenterminals derart ausgebildet sein, dass die Terminallängsausdehnung zwischen 10% und 90% der Grundflächenlängsausdehnung liegen kann. D.h. bei dieser Ausgestaltung können die Zellenterminals durchaus etwas kürzer ausfallen. Dies kann insbesondere dann von Bedeutung sein, wenn für eine Energiebereitstellungszelle ein größeres Entlüftungselement vorzusehen ist, beispielsweise für den Fall, dass besonders reaktive chemische Substanzen für den Aufbau des Elektrodenmaterials bzw. als Elektrolyt verwendet werden, und ganz besonders dann, wenn ein solch größeres, d.h. länglicher ausgebildetes Entlüftungselement entsprechend der Ausrichtung der Zellenterminals ausgerichtet ist. Mit Blick auf ein größeres Entlüftungselement, das vorzugsweise entsprechend der Zellenterminals ausgerichtet ist, d.h. im Vergleich zu der in den 1 und 2 gezeigten Anordnung um 90° gedreht ist, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Terminallängsausdehnung zwischen 50% und 60% der Grundflächenlängsausdehnung beträgt.
  • Ebenso ist es denkbar, in einer alternativen Ausgestaltung für die Energiebereitstellungszellen eine noch größere Bandbreite für die Terminalquerausdehnung vorzusehen. So können die beiden Zellenterminals derart ausgebildet sein, dass die Terminalquerausdehnung zwischen 10% und 60% der Grundflächenquerausdehnung liegen kann. Dieser Wertebereich kann beispielsweise für den Fall vorgesehen sein, dass die Zellenterminals nicht identisch, sondern unterschiedlich breit ausgeführt sind, beispielsweise weil eines der beiden Zellenterminals aus einem ersten Metall und das andere Zellenterminal aus einem zweiten Metall ausgebildet sind. So kann beispielsweise eines der beiden Zellenterminals eine Terminalquerausdehnung von 60% der Grundflächenquerausdehnung aufweisen, wobei in diesem Fall das andere Zellenterminal eine Grundflächenquerausdehnung von ungefähr 20% aufweisen sollte, da beide Zellenterminals zusammen eine summierte Terminalquerausdehnung von ungefähr 80% der Grundflächenquerausdehnung haben sollten. Das breitere Zellenterminal kann beispielsweise aus Kupfer und das schmälere Zellenterminal kann beispielsweise als Aluminium ausgebildet sein. Für den Fall, dass beide Zellenterminals aus demselben Metall bzw. demselben Werkstoff ausgebildet sind, kann die Terminalquerausdehnung zwischen 10% und 40% der Grundflächenquerausdehnung betragen.
  • Vorzugsweise ist für die Energiebereitstellungszellen eines der beiden Zellenterminals elektrisch leitend mit dem Zellengehäuse verbunden. Gleichzeitig soll das andere Zellenterminal gegenüber dem Zellengehäuse elektrisch isoliert ist. Diese Maßnahme ermöglicht beispielsweise eine Parallelschaltung der zu einem Zellenverbund gehörenden Energiebereitstellungszellen. Bei einer solchen Parallelschaltung fließt dann der Strom zwischen den parallelgeschalteten Zellen nicht über den Zellverbinder, sondern über das Zellgehäuse. Der Strom kann somit über eine sehr große Fläche fließen und wird nicht durch die Zellverbinder eingeengt. Der elektrische Kontakt zwischen den einzelnen Zellengehäusen wird in zuverlässiger Art und Weise über die Verspannung des Energiebereitstellungsmoduls, die durch die Druckplatten und die Zugelemente realisiert ist, hergestellt. Insgesamt bewirkt diese Maßnahme eine hohe Betriebszuverlässigkeit.
  • Konsequenterweise weist das Energiebereitstellungsmodul ferner eine Anzahl von Isolierelementen auf, von denen jeweils eines zwischen zwei hintereinander liegenden Zellenverbunden angeordnet ist. Folglich sind die einzelnen Zellenverbunde gegeneinander isoliert. Diese Anordnung der Isolierelemente ermöglicht es, bei Verwendung eines entsprechend ausgebildeten, jeweils einem Zellenverbund zugeordneten Zellenverbinders, die in einem Energiebereitstellungsmodul enthaltenen Energiebereitstellungszellen nach einem bestimmten Muster in einfacher Art und Weise und ohne großen technischen Aufwand parallel und seriell zu verschalten. Bei den Isolierelementen kann es sich vorteilhafterweise um Kunststofffolien handeln, was dazu führt, dass die Isolierelemente bei guten Isoliereigenschaften dünn ausgeführt sind, was wiederum eine gute Energiedichte ermöglicht.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme sind die Isolierelemente selbstklebend ausgeführt. Dies ermöglicht zum einen eine einfache Anbringung eines Isolierelementes an einer endseitigen Energiebereitstellungszelle eines Zellenverbunds. Zum anderen ermöglicht dies eine einfache Montage des Energiebereitstellungsmoduls, da die Zellenverbunde schon vorfixiert werden können. Dadurch reduziert sich der Fertigungsaufwand und somit die Fertigungskosten.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Zellenverbinder zum miteinander elektrisch leitfähigen Verbinden der zu einem Zellenverbund gehörenden Energiebereitstellungszellen eine Vielzahl von Verbindungsbereichen auf, die der Vielzahl der zu dem Zellenverbund gehörenden Energiebereitstellungszellen entspricht, und einen Kontaktierungsbereich mehr, als er Verbindungsbereiche aufweist. Durch diese Maßnahme ist zum einen die Grundlage geschaffen, die zu einem Zellenverbund gehörenden Energiebereitstellungszellen miteinander parallel zu verschalten, und zum anderen hintereinander angeordnete Zellenverbunde miteinander elektrisch leitfähig zu verbinden. Insgesamt ist es somit möglich, eine Serienschaltung der innerhalb eines Zellenverbunds befindlichen parallel geschalteten Energiebereitstellungszellen zu realisieren.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Zellenverbinder mindestens drei Kontaktierungsbereiche und mindestens zwei Verbindungsbereiche auf. Diese Ausführungsform definiert quasi die Minimalausführung eines Zellenverbinders. Mit diesem Zellenverbinder ist es möglich, für ein Energiebereitstellungsmodul, eine Serienschaltung von paarweise parallel geschalteten Energiebereitstellungszellen zu realisieren.
  • Der zumindest eine mittlere Kontaktierungsbereich ist zwischen zwei benachbarten Kontaktierungsbereichen angeordnet und über jeweils einen Verbindungsbereich mit einem der benachbarten Kontaktierungsbereiche zum Ausbilden zweier Kontaktierungsbereichspaare verbunden. Vorteilhafterweise weisen die beiden Verbindungsbereiche eine unterschiedliche Verbindungsbereichslänge auf, so dass bei einem ersten Kontaktierungsbereichspaar der mittlere Kontaktierungsbereich einen kleinen Abstand zu dem zugehörigen benachbarten Kontaktierungsbereich aufweist, und bei einem zweiten Kontaktierungsbereichspaar der mittlere Kontaktierungsbereich einen großen Abstand zu dem zugehörigen benachbarten Kontaktierungsbereich aufweist. Die Verbindungsbereichslänge des dem ersten Kontaktierungsbereichspaar zugeordneten ersten Verbindungsbereichs ist dabei derart bemessen, dass durch das erste Kontaktierungsbereichspaar ein erstes Zellenterminal und ein zweites Zellenterminal elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, wobei das erste Zellenterminal in einer ersten Energiebereitstellungszelle und das zweite Zellenterminal in einer zweiten Energiebereitstellungszelle angeordnet sind, wobei die beiden Energiebereitstellungszellen direkt hintereinander liegend angeordnet sind, und wobei es sich um die beiden Zellenterminals handelt, die in den beiden Teilgrundflächen liegen, die direkt aneinandergrenzen. Gleichzeitig ist die Verbindungsbereichslänge des dem zweiten Kontaktierungsbereichspaar zugeordneten zweiten Verbindungsbereichs derart bemessen, dass durch das zweite Kontaktierungsbereichspaar das zweite Zellenterminal und ein drittes Zellenterminal elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, wobei das dritte Zellenterminal in einer dritten Energiebereitstellungszelle angeordnet ist, wobei die zweite Energiebereitstellungszelle und die dritte Energiebereitstellungszelle direkt hintereinander liegend angeordnet sind, und wobei zwischen dem zweiten Zellenterminal und dem dritten Zellenterminal zumindest das andere Zellenterminal der zweiten Energiebereitstellungszelle liegt. Durch diese Maßnahme kann ein Parallelschalten der zu einem Zellenverbund gehörenden Energiebereitstellungszellen und ein Seriellschalten der Zellenverbunde erreicht werden.
  • Konsequenterweise ist in diesem Zusammenhang der Zellenverbinder durch Formgebung und/oder Anordnung der beiden endseitigen Kontaktierungsbereiche und des zumindest einen mittleren Kontaktierungsbereichs derart ausgebildet, dass der erste endseitige Kontaktierungsbereich und der zumindest eine mittlere Kontaktierungsbereich jeweils mit einem Zellenterminal einer ersten Polarität und der zweite endseitige Kontaktierungsbereich mit einem Zellenterminal einer zweiten Polarität verbunden ist.
  • Um einerseits eine einfache Fertigung zu ermöglichen, und andererseits eine hohe Energiedichte für die Hochvoltversorgungseinheit zu erzielen, weisen die Kontaktierungsbereiche jeweils eine Kontaktierungsbereichslänge auf, die im Wesentlichen einer Terminallängsausdehnung des mit dem Kontaktierungsbereich jeweils zu verbindenden Zellenterminals entspricht, und/oder weisen die Kontaktierungsbereiche jeweils eine Kontaktierungsbereichsbreite auf, die im Wesentlichen einer Terminalquerausdehnung des mit dem Kontaktierungsbereich jeweils zu verbindenden Zellenterminals entspricht.
  • Konzeptbedingt weist ein nach dem neuen Konzept ausgebildetes Energiebereitstellungsmodul mindestens zwei Zellenverbunde auf, wobei das Energiebereitstellungsmodul einen Zellverbinder weniger aufweist, als es Zellenverbunde aufweist. Der Grund hierfür ist, dass ein nach dem neuen Konzept aufgebauter Zellenverbinder zum einen dazu ausgebildet ist, die Energiebereitstellungszellen, die in dem ihm zugehörigen Zellenverbund vorhanden sind, miteinander elektrisch leitfähig zu verbinden, und zum anderen eine elektrisch leitfähige Verbindung zu dem nachfolgenden Zellenverbund herzustellen. Da auf den letzten Zellenverbund kein weiterer Zellenverbund mehr folgt, wird für den letzten Zellenverbund kein Zellenverbinder benötigt. Die zu dem letzten Zellenverbund gehörenden Energiebereitstellungszellen können anderweitig miteinander elektrisch leitfähig verbunden werden.
  • Das Energiebereitstellungsmodul weist einen ersten endseitigen Zellenverbund und einen zweiten endseitigen Zellenverbund auf. Gemäß dem neuen Konzept ist dem ersten endseitigen Zellenverbund neben einem Zellenverbinder ferner ein erster Stromabgriff zugeordnet, wobei dem zweiten endseitigen Zellenverbund lediglich ein zweiter Stromabgriff zugeordnet ist. Der erste Stromabgriff dient der Anbindung des ersten endseitigen Zellenverbunds an ein erstes Modulterminal, das diesem Ende des Energiebereitstellungsmoduls zugeordnet bzw. dort befestigt ist. Der zweite Stromabgriff erfüllt zwei Funktionalitäten. Zum einen dient er der Anbindung des zweiten endseitigen Zellenverbunds an ein zweites Modulterminal. Zum anderen dient er dem elektrisch leitfähigen Verbinden der zu diesem Zellenverbund gehörenden Energiebereitstellungszellen.
  • Vorteilhafterweise ist zumindest einer der beiden Stromabgriffe aus zwei Stromabgriffskomponenten aufgebaut. Der zweiteilige Aufbau hat den Vorteil, dass jede der beiden Komponenten entsprechend einer jeweils zu erfüllenden technischen Spezifikation optimiert werden kann. Vorteilhafterweise ist eine erste Stromabgriffskomponente funktionell dem Zellenverbund bzw. den Energiespeicherzellen zugewiesen, wobei die erste Stromabgriffskomponente zum elektrisch leitfähigen Verbinden mit zumindest einem Zellenterminal zumindest einer Energiebereitstellungszelle ausgebildet ist. Die zweite Stromabgriffskomponente ist funktionell der Druckplatte zugewiesen und zum elektrisch leitfähigen Verbinden des Energiebereitstellungsmoduls mit einem gegenüber dem Energiebereitstellungsmodul baulich eigenständig ausgeführten Verbindungselement ausgebildet. Vorzugsweise bestehen beide Stromabgriffe jeweils aus zwei Stromabgriffskomponenten. Um unterschiedliche technische Spezifikationen erfüllen zu können, ist es von besonderem Vorteil, wenn die erste Stromabgriffskomponente aus einem ersten Metall und die zweite Stromabgriffskomponente aus einem zweiten Metall besteht. Was die Materialwahl angeht, so besteht die erste Stromabgriffskomponente vorzugsweise aus Aluminium. Dies hat den Vorteil, dass der Stromabgriff mit einem ebenfalls aus Aluminium bestehenden Zellenterminal unaufwändig und zuverlässig elektrisch leitfähig verbunden werden kann. Vorzugsweise besteht die zweite Stromabgriffskomponente aus Kupfer, um ein ebenfalls zuverlässiges elektrisch leitfähiges Verbinden des Stromabgriffs mit einem in diesem Fall aus Kupfer bestehenden Verbindungselement realisieren zu können.
  • Vorteilhafterweise ist zumindest einer der beiden Stromabgriffe mit der zugehörigen Druckplatte verbunden. Durch diese Maßnahme ist eine einfache und gleichzeitig verlässliche Fixierung des Stromabgriffs möglich.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Stromabgriff gemeinsam mit einem Verbindungselement, insbesondere mit einem Modulverbinder, über eine Verschraubung mit der Druckplatte verbunden. Mit dieser Maßnahme wird auf einfache Art und Weise zweierlei erreicht. Zum einen sind sowohl der Stromabgriff als auch das Verbindungselement an der Druckplatte befestigt, und zwar über eine gemeinsame Verschraubung. Zum anderen sind beiden Komponenten miteinander elektrisch leitfähig verbunden. Somit handelt es sich um eine kostengünstige Maßnahme, die zudem eine hervorragende Betriebszuverlässigkeit ermöglicht. Eine Verschraubung hat zudem den Vorteil, dass jederzeit, beispielsweise im Wartungsfall, die Verbindung gelöst werden kann.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer als Energiespeicherzelle ausgebildeten Energiebereitstellungszelle, bei der die Zellenterminals in bekannter Weise angeordnet sind,
  • 2 in Form von zwei Teilfiguren eine schematische Darstellung einer als Energiespeicherzelle ausgebildeten Energiebereitstellungszelle, bei der die Zellenterminals gemäß dem neuen Konzept angeordnet sind,
  • 3 eine schematische Darstellung eines als Energiespeichermodul ausgebildeten Energiebereitstellungsmoduls, das gemäß dem neuen Konzept aufgebaut und gemäß einer ersten Ausführungsform ausgeführt ist,
  • 4 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Teils des Energiebereitstellungsmoduls,
  • 5 eine schematische Detaildarstellung des Energiebereitstellungsmoduls,
  • 6 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Teils des Energiebereitstellungsmoduls,
  • 7 eine weitere schematische Darstellung des Energiebereitstellungsmoduls, zusammen mit einem Verschaltungsplan der Energiebereitstellungszellen,
  • 8 eine schematische Darstellung eines als Energiespeichermodul ausgebildeten Energiebereitstellungsmoduls, das gemäß dem neuen Konzept aufgebaut und gemäß einer zweiten Ausführungsform ausgeführt ist, zusammen mit einem Verschaltungsplan der Energiebereitstellungszellen,
  • 9 eine schematische Darstellung eines als Energiespeichermodul ausgebildeten Energiebereitstellungsmoduls, das gemäß dem neuen Konzept aufgebaut und gemäß einer dritten Ausführungsform ausgeführt ist, zusammen mit einem Verschaltungsplan der Energiebereitstellungszellen,
  • 10 eine schematische Darstellung eines als Energiespeichermodul ausgebildeten Energiebereitstellungsmoduls, das gemäß dem neuen Konzept aufgebaut und gemäß einer vierten Ausführungsform ausgeführt ist, zusammen mit einem Verschaltungsplan der Energiebereitstellungszellen,
  • 11 einen Zellenverbinder gemäß einer ersten Ausführungsform, und
  • 12 in Form von vier Teilfiguren Zellenverbinder in vier Ausführungsformen.
  • 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Energiebereitstellungszelle 10, die als Energiespeicherzelle ausgeführt ist und bei der es sich beispielsweise um eine Li-Ionen Batteriezelle handeln kann. Diese Energiebereitstellungszelle 10 weist ein Zellengehäuse 12 auf, das dazu ausgebildet ist, ein für den Betrieb der Energiebereitstellungszelle 10 benötigtes (nicht dargestelltes) Elektrodenmaterial aufzunehmen. Das Elektrodenmaterial weist zwei (ebenfalls nicht dargestellte) Elektrodenanschlüsse auf. Das Zellengehäuse 12 weist ein Entlüftungselement 14 und zwei Zellenterminals 16a, 16b auf. Das mit dem Bezugszeichen 16a gekennzeichnete Zellenterminal ist elektrisch leitend mit dem Zellengehäuse 12 verbunden. Wohingegen das mit dem Bezugszeichen 16b gekennzeichnete Zellenterminal mittels eines Isolierelements 18 gegenüber dem Zellengehäuse 12 elektrisch isoliert ist. Das Zellengehäuse 12 ist quaderförmig ausgeführt, mit zwei Grundflächen 20a, 20b und einer zwischen den beiden Grundflächen 20a, 20b angeordneten Mantelfläche 22. Bei der mit dem Bezugszeichen 20a gekennzeichneten Grundfläche handelt es sich um den Deckel des Zellengehäuses 12, in dem sowohl das Entlüftungselement 14, als auch die beiden Zellenterminals 16a, 16b angeordnet sind. Bei der mit dem Bezugszeichen 20b gekennzeichneten (und aufgrund der Darstellung nicht einsehbaren) Grundfläche handelt es sich um den Boden des Zellengehäuses 12. Die Grundfläche 20a weist eine Grundflächenlängsachse 24 und eine Grundflächenquerachse 26 auf. Wie der Darstellung in 1 zu entnehmen ist, unterteilt die Grundflächenquerachse 26 die Grundfläche 20a in zwei Teilgrundflächen 28a, 28b. In jeder dieser beiden Teilgrundflächen 28a, 28b ist eines der beiden Zellenterminals 16a, 16b angeordnet, nämlich in der Teilgrundfläche 28a das Zellenterminal 16a und in der Teilgrundfläche 28b das Zellenterminal 16b. Das heißt, bei dieser bekannten Ausgestaltung einer Energiebereitstellungszelle 10 liegen die beiden Zellenterminals 16a, 16b in Ausdehnungsrichtung der Grundflächenlängsachse 24 bzw. einer langen Grundflächenseite 30 fluchtend hintereinander bzw. in Richtung der Grundflächenquerachse 26 bzw. einer kurzen Grundflächenseite 32 sich gegenüber.
  • In der aus den beiden Teilfiguren 2a und 2b bestehenden 2 ist eine Energiebereitstellungszelle 34 dargestellt, die gemäß dem neuen Konzept ausgebildet ist. Folglich ist eine Energiebereitstellungszelle 34 dargestellt, deren Zellenterminals 36a, 36b gemäß dem neuen Konzept angeordnet sind. Bei der Energiebereitstellungszelle 34 soll es sich um eine Energiespeicherzelle handeln, die vorzugsweise als Li-Ionen Batteriezelle ausgebildet ist.
  • Dies soll in zweifacher Hinsicht keine Einschränkung haben. Zum einen kann es sich bei der Energiebereitstellungszelle 34 auch um eine Energiewandlerzelle handeln, die beispielsweise als Brennstoffzelle ausgeführt ist. Zum anderen kann die Energiespeicherzelle, außer als Li-Ionen Batteriezelle, unter Verwendung anderer Materialien auch anders ausgebildet sein.
  • Die nach dem neuen Konzept ausgebildete Energiebereitstellungszelle 34 weist ein Zellengehäuse 38 auf, das dazu ausgebildet ist, ein für den Betrieb der Energiebereitstellungszelle 34 benötigtes Elektrodenmaterial 40 aufzunehmen. Der besseren Übersichtlichkeit halber ist das Elektrodenmaterial 40 nicht in Teilfigur 2a dargestellt, also nicht in dem verbauten Zustand, bei dem es sich innerhalb der Energiebereitstellungszelle 34 befindet, sondern eigenständig in Teilfigur 2b.
  • Teilfigur 2b zeigt in Form einer Schnittdarstellung ein zu einem Stapel 42 angeordnetes Elektrodenmaterial 40. Das Elektrodenmaterial 40 weist eine Schichtstruktur 44 mit einer Abfolge von Kathodenschichten und Anodenschichten auf, wobei eine der Anodenschichten mit dem Bezugszeichen 46 und eine der Kathodenschichten mit dem Bezugszeichen 48 gekennzeichnet ist. Gegenüberliegende Kathodenschichten 48 und Anodenschichten 46 sind jeweils durch eine Separatorschicht 50 voneinander getrennt. Das Elektrodenmaterial 40 weist zwei Elektrodenanschlüsse 52a, 52b auf, von denen der Elektrodenanschluss 52a als Kathodenanschluss und der Elektrodenanschluss 52b als Anodenanschluss ausgebildet ist. Jeder der beiden Elektrodenanschlüsse 52a, 52b ist mit einem der beiden Zellenterminals 36a, 36b verbunden. Die beiden Zellenterminals 36a, 36b sind jeweils dazu ausgebildet, einen Energieaustausch zwischen der Energiebereitstellungszelle 34 und einer direkt oder indirekt mit den beiden Zellenterminals 36a, 36b verbundenen (nicht dargestellten) externen elektrischen Komponente zu ermöglichen. Bei der elektrischen Komponente kann es sich um eine Energiequelle handeln, ausgehend von der der Energiebereitstellungszelle 34 elektrische Energie zum Zweck des Speicherns zugeführt wird. Bei der Energiequelle kann es sich beispielsweise um eine in einem Fahrzeug angeordnete elektrische Maschine handeln, die im Generatorbetrieb betrieben wird, oder um eine Ladestation handeln, die beispielsweise mit dem öffentlichen Versorgungsnetz verbunden ist. Bei der elektrischen Komponente kann es sich auch um eine Energiesenke handeln, d.h. um einen elektrischen Verbraucher. Für dessen Betrieb wird dem Verbraucher ausgehend von der Energiebereitstellungszelle 34 elektrische Energie zugeführt. Beispielsweise kann es sich um eine in einem Fahrzeug angeordnete elektrische Maschine handeln, die im Motorbetrieb betrieben wird, um dadurch angetriebene Fahrzeugräder anzutreiben. Der als Kathodenanschluss ausgebildete Elektrodenanschluss 52a ist mit dem als Pluspol ausgebildeten Zellenterminal 36a verbunden. Das Zellenterminal 36a ist elektrisch leitend mit dem Zellengehäuse 38 verbunden. Das Zellenterminal 36a liegt somit auf demselben elektrischen Potenzial wie das Zellengehäuse 38. Der als Anodenanschluss ausgebildete Elektrodenanschluss 52b ist mit dem als Minuspol ausgebildeten Zellenterminal 36b verbunden. Das Zellenterminal 36b ist gegenüber dem Zellengehäuse 38 elektrisch isoliert, was durch ein räumlich zwischen dem Zellenterminal 36b und dem Zellengehäuse 38 angeordnetes Isolierelement 54 erreicht wird. Das Isolierelement 54 kann als eine aus einem Kunststoff bestehende Dichtung ausgeführt sein.
  • Wie der Darstellung in Teilfigur 2a zu entnehmen ist, ist das Zellengehäuse 38 als prismatischer Körper mit zwei Grundflächen 56a, 56b und einer zwischen den beiden Grundflächen 56a, 56b angeordneten Mantelfläche 58 ausgebildet. Beide Grundflächen 56a, 56b weisen jeweils eine sich in Richtung einer Grundflächenlängsachse 60 erstreckende Grundflächenlängsausdehnung 62 und eine sich in Richtung einer Grundflächenquerachse 64 erstreckende Grundflächenquerausdehnung 66 auf, wobei die Grundflächenlängsausdehnung 62 größer ist als die Grundflächenquerausdehnung 66. Die vorgenannten Achsen und Ausdehnungen sind in Teilfigur 2a exemplarisch für die Grundfläche 56a eingezeichnet. Die Grundflächen 56a, 56b sind durch die Grundflächenlängsachse 60 jeweils in eine erste Teilgrundfläche 68a und eine zweite Teilgrundfläche 68b unterteilt. Die beiden Zellenterminals 36a, 36b sind dergestalt in einer der beiden Grundflächen, nämlich in der Grundfläche 56a angeordnet, dass in jeder der beiden Teilgrundflächen 68a, 68b eines der beiden Zellenterminals 36a, 36b liegt. In der Teilgrundfläche 68a liegt das Zellenterminal 36a und in der Teilgrundfläche 68b liegt das Zellenterminal 36b. Das heißt, bei der nach dem neuen Konzept ausgebildeten Energiebereitstellungszelle 34 liegen die beiden Zellenterminals 36a, 36b in Ausdehnungsrichtung der Grundflächenlängsachse 60 bzw. einer langen Grundflächenseite 70 sich gegenüber bzw. in Richtung der Grundflächenquerachse 64 bzw. einer kurzen Grundflächenseite 72 fluchtend hintereinander.
  • Die Tatsache, dass die in Teilfigur 2a dargestellte Energiebereitstellungszelle 34 ein quaderförmig ausgebildetes Zellengehäuse 38 aufweist, soll keine einschränkende Wirkung haben. Selbstverständlich kann die Energiebereitstellungszelle 34 ein beliebig ausgebildetes, einem prismatischen Körper entsprechendes Zellengehäuse 38 aufweisen, ein Zellengehäuse also, bei dem die beiden Grundflächen deckungsgleiche Vielecke sind, die parallel zueinander angeordnet sind, und zwischen denen sich eine umlaufende Mantelfläche befindet.
  • Was die Grundflächenlängsachse 60 und die Grundflächenquerachse 64 angeht, so sei hier noch Folgendes ausgeführt: Die Grundflächenlängsachse 60 soll im Wesentlichen in Richtung der Grundflächenlängsausdehnung 62 und dabei im Wesentlichen durch einen in Teilfigur 2a nicht dargestellten Schwerpunkt der Grundfläche 56a verlaufen. Entsprechend soll die Grundflächenquerachse 64 im Wesentlichen in Richtung der Grundflächenquerausdehnung 66 und dabei ebenfalls im Wesentlichen durch den Schwerpunkt der Grundfläche verlaufen.
  • Wie der Darstellung in Teilfigur 2a zu entnehmen ist, weisen die beiden Zellenterminals 36a, 36b jeweils eine in Richtung einer Terminallängsachse 74 verlaufende Terminallängsausdehnung 76 und eine in Richtung einer Terminalquerachse 78 verlaufende Terminalquerausdehnung 80 auf, wobei die Terminallängsausdehnung 76 länger als die Terminalquerausdehnung 80 ist. In Teilfigur 2a ist dies für das Zellenterminal 36a dargestellt. Wie der Darstellung in Teilfigur 2a weiter zu entnehmen ist, sind die beiden Zellenterminals 36a, 36b derart in der Grundfläche 56a angeordnet, dass die Terminallängsachsen 74 beider Zellenterminals 36a, 36b im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Gleichzeitig sind die Terminallängsachsen 74 beider Zellenterminals 36a, 36b im Wesentlichen parallel zu der zugehörigen Grundflächenlängsachse 60 ausgerichtet. Ferner sind die beiden Zellenterminals 36a, 36b derart in der Grundfläche 56a angeordnet, dass sie sich in Bezug auf deren Terminallängsausdehnung 76 zumindest teilumfänglich überdeckend gegenüberliegen, oder wie in Teilfigur 2a dargestellt, im Wesentlichen vollumfänglich überdeckend gegenüberliegen.
  • Wie der Darstellung in Teilfigur 2a ferner zu entnehmen ist, sind die beiden Zellenterminals 36a, 36b derart in der Grundfläche 56a angeordnet, dass sie im Wesentlichen symmetrisch zu der Grundflächenlängsachse 60 angeordnet sind. Vorzugsweise sollen die beiden Zellenterminals 36a, 36b symmetrisch zu der Grundflächenlängsachse 60 angeordnet sein. Außerdem sind die beiden Zellenterminals 36a, 36b derart in der Grundfläche 56 angeordnet, dass sie im Wesentlichen symmetrisch zu der Grundflächenquerachse 64 angeordnet sind. Auch wenn dies für die in Teilfigur 2a dargestellte Ausführungsform der Energiebereitstellungszelle 34 nicht ganz der Fall ist, sollen die beiden Zellenterminals 36a, 36b vorzugsweise symmetrisch zu der Grundflächenquerachse 64 angeordnet sein.
  • Wie der Darstellung in Teilfigur 2a ferner zu entnehmen ist, ist in der Grundfläche 56a ferner ein Entlüftungselement 82 angeordnet. Das bedeutet, dass die beiden Zellenterminals 36a, 36b, die sowohl im Wesentlichen symmetrisch zur Grundflächenlängsachse 60 als auch im Wesentlichen symmetrisch zur Grundflächenquerachse 64 angeordnet sind, bezüglich ihrer Terminallängsausdehnung 76 derart ausgeführt sind, dass das Entlüftungselement 82 neben den beiden Zellenterminals 36, 36b Platz hat.
  • Vorzugsweise sind für die Energiebereitstellungszelle 34 die beiden Zellenterminals 36a, 36b derart ausgebildet, dass deren Terminallängsausdehnung 76 zwischen 50% und 90% der Grundflächenlängsausdehnung 62 beträgt. Auf jeden Fall ist die Terminallängsausdehnung 76 so bemessen, dass ein Entlüftungselement 82 neben den beiden Zellenterminals 36a, 36b Platz hat, wobei die beiden Zellenterminals 36a, 36b in Bezug auf die Grundflächenlängsachse 60 und die Grundflächenquerachse 64 symmetrisch angeordnet sein sollen. Ferner sind für die Energiebereitstellungszelle 34 die beiden Zellenterminals 36a, 36b derart ausgebildet, dass deren Terminalquerausdehnung 80 zwischen 20% und 40% der Grundflächenquerausdehnung 66 beträgt.
  • Wie bereits ausgeführt, weist die Energiebereitstellungszelle 34 ein quaderförmig ausgebildetes Zellengehäuse 38 auf. Dies bedeutet, dass die beiden Grundflächen 56a, 56b jeweils als Rechteck ausgebildet sind, mit einem Paar gegenüberliegender langer Grundflächenseiten 70 und einem Paar gegenüberliegender kurzer Grundflächenseiten 72. Mit Blick auf die Anordnung der beiden Zellenterminals 36a, 36b und der daraus resultierenden Einbausituation der Energiebereitstellungszelle 34 in einem Fahrzeug kann die Grundfläche 56a als Deckel bezeichnet werden, wobei die Grundfläche 56b als Boden bezeichnet werden kann.
  • Das Zellengehäuse 38 soll aus einem ersten Metall bestehen, beispielsweise aus Aluminium. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Energiebereitstellungszelle 34 in einem Teilbereich 84 ihrer Mantelfläche 58 eine aus einem zweiten Metall, beispielsweise Zinn oder Nickel, bestehende Beschichtung aufweist. Dabei soll es sich um denjenigen Teilbereich 84 handeln, dessen Flächennormale im Wesentlichen orthogonal zu den Terminallängsachsen 74 ausgerichtet ist. Obwohl dies in Teilfigur 2a nicht zu erkennen ist, sollen die beiden sich gegenüberliegenden Mantelflächenseiten jeweils solch einen Teilbereich aufweisen. Durch diese Maßnahme lassen sich die Stromleitungseigenschaften des Zellengehäuses in diesen Teilbereichen günstig beeinflussen, was dann von Vorteil ist, wenn unter Einbeziehung des Zellengehäuses ein Stromfluss realisiert werden soll.
  • Die Zellenterminals 36a, 36b können beispielsweise aus Aluminium bestehen.
  • Die vorstehend beschriebene, nach dem neuen Konzept ausgebildete Energiebereitstellungszelle 34 kann zum Aufbau eines Energiebereitstellungsmoduls verwendet werden, welches wiederum Teil einer in einem Fahrzeug angeordneten Hochvoltversorgungseinheit sein kann. Solch eine Hochvoltversorgungseinheit ist dazu ausgebildet, eine in einem Fahrzeug angeordnete elektrische Maschine mit elektrischer Energie zu versorgen, so dass durch diese elektrische Maschine ein Drehmoment an angetriebenen Fahrzeugrädern erzeugt werden kann, um einen Vortrieb des Fahrzeugs zu erzielen. Für den Fall, dass es sich bei der Energiebereitstellungszelle um eine Energiespeicherzelle handelt, handelt es sich bei der Hochvoltversorgungseinheit um einen Hochvoltspeicher.
  • In 3 ist ein als Energiespeichermodul ausgebildetes Energiebereitstellungsmodul 86 dargestellt, das gemäß dem neuen Konzept aufgebaut und gemäß einer ersten Ausführungsform ausgeführt ist.
  • Das Energiebereitstellungsmodul 86 weist eine Vielzahl von Zellenverbunden auf, von denen einer exemplarisch mit dem Bezugszeichen 88 gekennzeichnet ist. Jeder dieser Zellenverbunde 88 weist dieselbe Vielzahl von Energiebereitstellungszellen 34 auf. Bei der ersten Ausführungsform soll jeder Zellenverbund 88 zwei Energiebereitstellungszellen 34 aufweisen. Die Energiebereitstellungszellen 34 sollen so aufgebaut sein, wie die in den Teilfiguren 2a und 2b dargestellte und anhand dieser beiden Teilfiguren beschriebene Energiebereitstellungszelle. D.h. es soll sich um eine Energiebereitstellungszelle handeln, die ein als prismatischer Körper ausgebildetes Zellengehäuse, insbesondere ein quaderförmig ausgebildetes Zellengehäuse aufweist, bei dem die Grundflächen durch eine Grundflächenlängsachse jeweils in eine erste Teilgrundfläche und eine zweite Teilgrundfläche unterteilt sind, wobei die beiden Zellenterminals dergestalt in einer der beiden Grundflächen angeordnet sind, dass in jeder der beiden Teilgrundflächen eines der beiden Zellenterminals liegt.
  • Wie der Darstellung in 3 zu entnehmen ist, sind die Energiebereitstellungszellen 34 aller Zellenverbunde 88 zu einer eine Stapelrichtung 90 aufweisenden Reihe 92 gestapelt. Die zu der Reihe 92 gestapelten Energiebereitstellungszellen 34 sind zwischen zwei Druckplatten 94a, 94b angeordnet und mittels zweier als Zuganker ausgebildeter Zugelemente 96a, 96b miteinander verspannt, von denen in 3 lediglich das Zugelement 96a einsehbar ist.
  • Das in 3 dargestellte Energiebereitstellungsmodul 86 weist sechs Zellenverbunde 88, jedoch lediglich fünf Zellenverbinder auf. Es hat somit einen Zellenverbinder weniger, als es Zellenverbunde 88 hat. Einer der Zellenverbinder ist exemplarisch mit dem Bezugszeichen 98 gekennzeichnet.
  • Für ein nach dem neuen Konzept aufgebautes Energiebereitstellungsmodul gilt verallgemeinert, dass es einen Zellverbinder weniger aufweist, als es Zellenverbunde hat, wobei solch ein Energiebereitstellungsmodul mindestens zwei Zellenverbunde aufweisen soll. Die Mindestanzahl von zwei Zellenverbunden und die Anzahl von Zellenverbindern ergibt sich aus dem konzeptionellen Ansatz, dass ein Zellenverbinder zum einen dazu ausgebildet ist, diejenigen Energiebereitstellungszellen miteinander elektrisch leitfähig zu verbinden, die in dem ihm zugehörigen Zellenverbund vorhanden sind, und zum anderen eine elektrisch leitfähige Verbindung zu dem nachfolgenden Zellenverbund herzustellen. Da auf den letzten Zellenverbund kein weiterer Zellenverbund mehr folgt, wird für den letzten Zellenverbund kein gemäß dem neuen Konzept ausgebildeter Zellenverbinder benötigt. Die zu dem letzten Zellenverbund gehörenden Energiebereitstellungszellen können anderweitig miteinander elektrisch leitfähig verbunden werden. Demzufolge weist ein nach dem neuen Konzept aufgebautes Energiebereitstellungsmodul auf jeden Fall einen ersten und einen zweiten endseitigen Zellenverbund auf. Sofern das Energiebereitstellungsmodul mehr als zwei Zellenverbunde aufweist, weist es zudem auch zwischen den beiden endseitigen Zellenverbunde liegende mittlere Zellenverbunde auf.
  • Das in 3 dargestellte Energiebereitstellungsmodul 86 weist einen ersten endseitigen Zellenverbund 100 und einen zweiten endseitigen Zellenverbund 102 auf, sowie zwischen diesen beiden endseitigen Zellenverbunde liegende mittlere Zellenverbunde, von denen einer exemplarisch mit dem Bezugszeichen 104 gekennzeichnet ist.
  • Dem ersten endseitigen Zellenverbund 100 ist neben einem Zellenverbinder 98 ferner ein erster Stromabgriff 106 zugeordnet. Entsprechend den vorstehenden Ausführungen ist dem zweiten endseitigen Zellenverbund 102 kein Zellenverbinder 98, sondern lediglich ein zweiter Stromabgriff 108 zugeordnet. Jedem der mittleren Zellenverbunde 104 ist ein Zellenverbinder 98 zugeordnet. Die zu der Reihe 92 gestapelten Energiebereitstellungszellen 34 sollen mit Hilfe zumindest der Zellenverbinder 98 so miteinander elektrisch leitfähig verbunden sein, dass sich zumindest eine Serienschaltung ergibt, so dass eine von dem Energiebereitstellungsmodul 86 bereitgestellte Modulspannung größer ist als eine an den Zellenterminals einer Energiebereitstellungszelle abgreifbare Zellenspannung.
  • Der dem ersten endseitigen Zellenverbund 100 zugeordnete erste Stromabgriff 106 ist lediglich mit dem Zellenterminal 36a einer zu diesem Zellenverbund 100 gehörenden Energiebereitstellungszelle 34 verbunden, vorzugsweise mit derjenigen, die direkt an der Druckplatte 94a anliegt bzw. dieser am nächsten ist. Der erste Stromabgriff 106 ist dazu ausgebildet, eine Anbindungsfunktionalität zu erfüllen, d.h. er ist dazu ausgebildet, dass über ihn das Energiebereitstellungsmodul 86 mit anderen, beispielsweise in einer Hochvoltversorgungseinheit bzw. in einem Hochvoltspeicher enthaltenen Komponenten verbunden werden kann.
  • Wie der Darstellung in 4, die einen Schnitt entlang der in 7 gezeigten Linie C-C zeigt, zu entnehmen ist, ist der erste Stromabgriff 106 zweiteilig ausgeführt. Er besteht aus einer ersten Stromabgriffskomponente 110 und einer zweiten Stromabgriffskomponente 112, wobei die beiden Stromabgriffskomponenten beispielsweise mittels Ultraschallschweißen oder Walzplattierung miteinander verbunden sein können. Die erste Stromabgriffskomponente 110 ist baulich bzw. funktionell dem ersten endseitigen Zellenverbund 100 bzw. einer in diesem enthaltenen Energiespeicherzelle 34 zugewiesen und zum elektrisch leitfähigen Verbinden mit einem Zellenterminal 36a ausgebildet. Die zweite Stromabgriffskomponente 112 ist baulich bzw. funktionell der Druckplatte 94a zugewiesen und zum elektrisch leitfähigen Verbinden des Energiebereitstellungsmoduls 86 mit einem gegenüber diesem baulich eigenständig ausgeführten Verbindungselement ausgebildet. Bei dem Verbindungselement kann es sich um einen Modulverbinder handeln, der dazu ausgebildet ist, zwei Energiebereitstellungsmodule miteinander zu verbinden. Das Verbindungselement kann aber auch dergestalt ausgeführt sein, dass über dieses das Energiebereitstellungsmodul 86 mit einem Hochvoltterminal einer Hochvoltversorgungseinheit verbunden werden kann.
  • Da mit dem ersten Stromabgriff 106 lediglich eine Anbindungsfunktionalität realisiert werden soll, ist es ausreichend, die erste Stromabgriffskomponente 110 derart auszubilden, dass sie mit lediglich einem Zellenterminal elektrisch leitfähig verbunden ist. Aufgrund der Serienschaltung, die für die in dem Energiebereitstellungsmodul enthaltenen Energiebereitstellungszellen mittels der Zellenverbinder realisiert ist, reicht es zur Realisierung der Anbindungsfunktionalität aus, für lediglich eine Energiebereitstellungszelle 34 ein Zellenterminal zu kontaktieren und somit an die Druckplatte 94a, d.h. nach außen zu führen. Die zweite Stromabgriffskomponente 112 und somit auch der erste Stromabgriff 106 ist an der Druckplatte 94a befestigt, was beispielsweise mittels zumindest einer Schraubverbindung erfolgen kann. Zur Realisierung einer Schraubverbindung greift eine Schraube 114 durch eine in der zweiten Stromabgriffskomponente 112 befindliche Durchgangsbohrung 116 und ist mit einem, ein Innengewinde aufweisenden Schraubengegenstück 118 verschraubt, wobei es sich bei dem Schraubengegenstück 118 um eine Buchse oder um eine Mutter mit einem Flansch handeln kann. Das Schraubengegenstück 118 kann in die Druckplatte 94a beispielweise eingepresst oder eingeklebt sein. Für den Fall, dass die Druckplatte 94a aus einem Metall, vorzugsweise Aluminium, besteht, sind sowohl die zweite Stromabgriffskomponente 112 und somit der erste Stromabgriff 106 als auch die Schraube 114 mittels eines beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Isolierelements 120 gegenüber dieser elektrisch isoliert. Besteht die Druckplatte 94a dagegen aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, beispielsweise aus einem Kunststoff, dann kann auf das Isolierelement 120 verzichtet werden. Die zweite Stromabgriffskomponente 112 stellt eines der beiden Modulterminals des Energiebereitstellungsmoduls 86 dar, konkret das positive Modulterminal, da der erste Stromabgriff 106 mit einem als Pluspol ausgebildeten Zellenterminal 36a verbunden ist. 4 zeigt zwischen der Schraube 114 und der zweiten Stromabgriffskomponente 112 einen Zwischenraum 122, der für ein bereits beschriebenes, zwischen der Schraube 114 und der zweiten Stromabgriffskomponente 112 anzuordnendes Verbindungselement vorgesehen ist.
  • Der dem zweiten endseitigen Zellenverbund 102 zugeordnete zweite Stromabgriff 108 soll zwei Funktionalitäten erfüllen. Zum einen soll er eine Anbindungsfunktionalität erfüllen, d.h. er soll dazu ausgebildet sein, dass über ihn das Energiebereitstellungsmodul 86 mit anderen, beispielsweise in einer Hochvoltversorgungseinheit bzw. in einem Hochvoltspeicher enthaltenen Komponenten verbunden werden kann. Zum anderen soll er eine Verbindungsfunktionalität erfüllen, d.h. er soll dazu ausgebildet sein, die zu dem zweiten endseitigen Zellenverbund 102 gehörenden Energiebereitstellungszellen 34 miteinander elektrisch leitfähig zu verbinden. Demzufolge weist der zweite Stromabgriff 108 gegenüber dem ersten Stromabgriff 106 eine weitere Funktionalität auf, nämlich die Verbindungsfunktionalität. Dies ist erforderlich, weil dem zweiten endseitigen Zellenverbund kein Zellenverbinder zugeordnet ist.
  • Den beiden 5 und 6 ist zu entnehmen, dass auch der zweite Stromabgriff 108 zweiteilig ausgeführt, wobei 6 einen Schnitt entlang der in 7 gezeigten Linie B-B zeigt. Auch der zweite Stromabgriff 108 besteht aus einer ersten Stromabgriffskomponente 124 und einer zweiten Stromabgriffskomponente 126, wobei auch diese beiden Stromabgriffskomponenten mittels Ultraschallschweißen oder Walzplattierung miteinander verbunden sein können. Die erste Stromabgriffskomponente 124 ist baulich bzw. funktionell dem zweiten endseitigen Zellenverbund 102 zugewiesen und zum elektrisch leitfähigen Verbinden mit jeweils einem Zellenterminal 36b der zu dem zweiten endseitigen Zellenverbund 102 gehörenden Energiebereitstellungszellen 34 ausgebildet. Dadurch wird die Verbindungsfunktionalität erfüllt, nämlich die zu dem zweiten endseitigen Zellenverbund 102 gehörenden Energiebereitstellungszellen 34 elektrisch leitfähig miteinander zu verbinden. Die zweite Stromabgriffskomponente 126 ist baulich bzw. funktionell der Druckplatte 94b zugewiesen und zum elektrisch leitfähigen Verbinden des Energiebereitstellungsmoduls 86 mit einem gegenüber diesem baulich eigenständig ausgeführten Verbindungselement 128 ausgebildet, wodurch die Anbindungsfunktionalität erfüllt ist. Bei dem in den 5 und 6 dargestellten Verbindungselement 128 soll es sich um einen Modulverbinder handeln, mit dem zwei Energiebereitstellungsmodule elektrisch leitfähig miteinander verbunden werden können. Dies soll keine einschränkende Wirkung haben, ebenso gut könnte es sich um ein Verbindungselement handeln, das dazu ausgeführt ist, das Energiebereitstellungsmodul 86 mit einem Hochvoltterminal einer Hochvoltversorgungseinheit zu verbinden.
  • Diezweite Stromabgriffskomponente 126 und somit auch der zweite Stromabgriff 108 ist an der Druckplatte 94b befestigt, was auch hier mittels zumindest einer Schraubverbindung erfolgen kann. Zur Realisierung dieser Schraubverbindung greift eine Schraube 114 durch eine in der zweiten Stromabgriffskomponente 126 befindliche Durchgangsbohrung 116 und ist mit einem, ein Innengewinde aufweisendes Schraubengegenstück 118 verschraubt. Was Einzelheiten des in der Druckplatte 94b eingebrachten Schraubengegenstücks 118 angeht, so sei auf die im Zusammenhang mit dem in der Druckplatte 94a eingebrachten Schraubengegenstück 118 gemachten Ausführungen verwiesen. Für den Fall, dass die Druckplatte 94b aus einem Metall, vorzugsweise Aluminium, besteht, sind der zweite Stromabgriff 108, das Verbindungselement 128 und die Schraube 114 mittels eines beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Isolierelements 120 gegenüber dieser elektrisch isoliert. Ist die Druckplatte 94b dagegen aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material aufgebaut, dann kann auf das Isolierelement 120 verzichtet werden. Die zweite Stromabgriffskomponente 126 stellt eines der beiden Modulterminals des Energiebereitstellungsmoduls 86 dar, konkret das negative Modulterminal, da der zweite Stromabgriff 108 mit den als Minuspol ausgebildeten Zellenterminals 36b verbunden ist.
  • Wie der Darstellung in den 5 und 6 entnommen werden kann, ist der zweite Stromabgriff 108 gemeinsam mit einem als Modulverbinder ausgebildeten Verbindungselement 128 über eine aus einer Schraube 114 und einem Schraubengegenstück 118 bestehenden Verschraubung mit der Druckplatte 94b verbunden. Entsprechendes kann, auch wenn dies in den 3 und 4 so nicht dargestellt ist, auch für den ersten Stromabgriff 106 und die Druckplatte 94a gelten. Hierdurch sind der Stromabgriff und das Verbindungselement zuverlässig elektrisch leitfähig miteinander verbunden, jedoch so, dass die Verbindung jederzeit zerstörungsfrei aufgehoben werden kann, beispielsweise im Rahmen von Wartungsarbeiten.
  • Wie der Darstellung in den 5 und 6 zu entnehmen ist, weist das als Modulverbinder ausgeführte Verbindungselement 128 einen wellenförmigen Bereich 130 auf. Dies bewirkt, dass das Verbindungselement 128 zumindest teilumfänglich elastisch ausgeführt ist, und somit zwischen miteinander verbundenen Energiebereitstellungsmodulen 86 auftretende Relativbewegungen kompensieren kann.
  • Dadurch dass die beiden Stromabgriffe 106, 108 jeweils zweiteilig aufgebaut sind, d.h. jeweils aus zwei Stromabgriffskomponenten bestehen, von denen eine erste Stromabgriffskomponente einem jeweiligen endseitigen Zellenverbund baulich bzw. funktionell zugeordnet ist, und eine zweite Stromabgriffskomponente einer jeweiligen Druckplatte baulich bzw. funktionell zugeordnet ist, kann jeder der beiden Stromabgriffe an technische Spezifikationen, die durch den Zellenverbund bzw. durch die in diesem enthaltenen Energiebereitstellungszellen vorgegeben werden, bzw. an technische Spezifikationen, die durch die Druckplatte bzw. durch ein dieser zugeordnetem bzw. ein an dieser befestigtem Verbindungselement vorgegeben werden, angepasst werden. Somit kann vorgesehen sein, dass die beiden Stromabgriffskomponenten aus unterschiedlichen Metallen bestehen. Die erste Stromabgriffskomponente kann aus einem ersten Metall bestehen, das mit Blick auf die Zellenterminals ausgewählt ist. Vorzugsweise besteht die erste Stromabgriffskomponente aus demselben Metall, wie die Zellenterminals. Bestehen die Zellenterminals beispielsweise aus Aluminium, dann besteht die erste Stromabgriffskomponente ebenfalls aus Aluminium. Dadurch können die erste Stromabgriffskomponente und ein entsprechendes Zellenterminal unaufwändig und zuverlässig elektrisch leitfähig verbunden werden, beispielsweise mittels Laserschweißen.
  • Entsprechend kann die zweite Stromabgriffskomponente aus einem zweiten Metall bestehen, das mit Blick auf das Verbindungselement ausgewählt ist. Besteht beispielsweise ein als Modulverbinder ausgeführtes Verbindungselement aus Kupfer, dann besteht die zweite Stromabgriffskomponente ebenfalls aus Kupfer, wodurch sich ein optimales Übergangsverhalten und somit eine optimale elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der zweiten Stromabgriffskomponente und dem Modulverbinder ergibt. Die technisch mit einem größeren Aufwand zu realisierende Verbindung, bei der zwei Komponenten miteinander zu verbinden sind, die aus unterschiedlichen Metallen bestehen, nämlich eine erste Stromabgriffskomponente aus Aluminium und eine zweite Stromabgriffskomponente aus Kupfer, kann losgelöst von der Montage des Stromabgriffs in dem Energiebereitstellungsmodul durchgeführt werden. D.h. in einem vorgelagerten Fertigungsschritt kann zunächst der Stromabgriff hergestellt werden. Der technisch aufwändigere Verbindungsvorgang wird außerhalb des Energiebereitstellungsmoduls realisiert. Beispielsweise werden die erste aus Aluminium bestehende Stromabgriffskomponente und die zweite aus Kupfer bestehende Stromabgriffskomponente mittels Ultraschallschweißen oder Walzplattierung miteinander verbunden. Bei der Montage des Stromabgriffs in das Energiebereitstellungsmodul und somit beim Verbinden des Stromabgriffs, genauer gesagt der ersten Stromabgriffskomponente mit den Zellenterminals kann dann ein technisch weniger aufwändigeres Verbindungsverfahren eingesetzt werden, das für die Zellenterminals bzw. die Energiebereitstellungszellen schonender ist. Beispielsweise können die erste Stromabgriffskomponente und die Zellenterminals mittels Laserschweißen miteinander verbunden werden.
  • Wie bereits erwähnt, sind einem ersten endseitigen Zellenverbund 100 und jedem mittleren Zellenverbund 104 jeweils ein Zellenverbinder 98 zugeordnet, wobei die Zellenverbinder 98 jeweils dazu ausgebildet sind, zumindest ein Zellenterminal 36a, 36b aufweisende Energiebereitstellungszellen 34 elektrisch leitfähig miteinander zu verbinden. Hierzu weist ein Zellverbinder 98 Kontaktierungsbereiche und die Kontaktierungsbereiche paarweise verbindende Verbindungsbereiche auf. In den 3 bis 12 ist jeweils einer der dort dargestellten Kontaktierungsbereiche exemplarisch mit dem Bezugszeichen 132 und jeweils einer der dort dargestellten Verbindungsbereiche exemplarisch mit dem Bezugszeichen 134 gekennzeichnet. Zur Verdeutlichung: der in 3 dargestellte Zellenverbinder 98 weist drei Kontaktierungsbereiche 132 und zwei Verbindungsbereiche 134 auf.
  • Die Kontaktierungsbereiche 132 sind jeweils zum elektrisch leitfähigen Verbinden mit einem Zellenterminal 36a, 36b einer der Energiebereitstellungszellen 34 ausgebildet. Wie beispielsweise der Darstellung in 3 zu entnehmen ist, sind die Kontaktierungsbereiche 132 eines Zellenverbinders 98 entlang einer zu der Stapelrichtung 90 parallel verlaufenden Anordnungsrichtung 136 derart hintereinander angeordnet, dass sich zwischen einem ersten endseitigen Kontaktierungsbereich 138 und einem zweiten endseitigen Kontaktierungsbereich 140 zumindest ein mittlerer Kontaktierungsbereich 142 befindet, wobei mit dem ersten endseitigen Kontaktierungsbereich 138 und dem zumindest einen mittleren Kontaktierungsbereich 142 die Energiebereitstellungszellen 34 des zugehörigen Zellenverbunds, in diesem Fall – ohne dass dies eine einschränkende Wirkung haben soll – dem ersten endseitigen Zellenverbund 100 elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, und mit dem zweiten endseitigen Kontaktierungsbereich 140 eine zu einem weiteren Zellenverbund 144 gehörende Energiebereitstellungszelle 34 elektrisch leitfähig verbunden ist.
  • Wie der Darstellung in 3 zu entnehmen ist, verläuft im montierten Zustand, d.h. wenn die Kontaktierungsbereiche 132 des Zellenverbinders 98 elektrisch leitfähig mit den Zellenterminals 36a, 36b der Energiebereitstellungszellen 34 verbunden sind, die Anordnungsrichtung 136 parallel zu der Stapelrichtung 90. Die Kontaktierungsbereiche 132 sind somit in derselben Richtung hintereinander angeordnet, wie es die Energiebereitstellungszellen 34 sind. Wie der Darstellung in 3 ferner zu entnehmen ist, weist ein Zellenverbinder 98 zwei Zellenverbinderenden 146 auf. Bei einem endseitigen Kontaktierungsbereich 138, 140 soll es sich um denjenigen Kontaktierungsbereich handeln, der zu dem zugehörigen Zellenverbinderende 146 den geringsten Abstand aufweist. Der endseitige Kontaktierungsbereich 138, 140 muss nicht zwangsläufig in unmittelbarer Nähe des Zellenverbinderendes 146 liegen, es soll lediglich zwischen ihm und dem Zellenverbinderende 146 kein weiterer Kontaktierungsbereich liegen.
  • Vorzugsweise sind die Kontaktierungsbereiche 132 zum stoffschlüssigen Verbinden mit den Zellenterminals 36a, 36b ausgebildet. Dadurch entsteht eine zuverlässige elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Zellenterminal 36a, 36b und dem Kontaktierungsbereich 132. Beispielsweise kann dieses Verbinden durch Laserschweißen erfolgen, insbesondere dann, wenn sowohl die Zellenverbinder 98 als auch die Zellenterminals 36a, 36b aus Aluminium ausgeführt sind.
  • Wie insbesondere der Darstellung in 11 zu entnehmen ist, ist der Zellenverbinder 98 einstückig ausgebildet. D.h. der Zellenverbinder 98 besteht durchgängig aus ein und demselben Werkstoff, so dass die Kontaktierungsbereiche 132, in diesem Fall die beiden endseitigen Kontaktierungsbereiche 138, 140 und der mittlere Kontaktierungsbereich 142, sowie die Verbindungsbereiche 134, in diesem Fall die beiden Verbindungsbereiche aus demselben Werkstoff ausgebildet sind. Vorzugsweise kann der Zellenverbinder 98 als Stanzbiegeteil gefertigt werden. Bei dem Zellenverbinder 98 handelt es sich um ein Bauelement, das die zum elektrisch leitfähigen Verbinden erforderliche Anzahl von Kontaktierungsbereichen 132 und Verbindungsbereichen 134 aufweist, so dass zum einen die Energiebereitstellungszellen 34 des zugehörigen Zellenverbunds 88 elektrisch leitfähig miteinander verbunden werden können, und zum anderen zwei hintereinander angeordnete Zellenverbunde 88, also zwei mittlere Zellenverbund 104 oder ein mittlerer Zellenverbund 104 und der zweite endseitige Zellenverbund 102 oder erste endseitige Zellenverbund 100 und ein mittlerer Zellenverbund 104 miteinander elektrisch leitfähig verbunden werden können.
  • Wie beispielsweise der Darstellung in 11 ferner zu entnehmen ist, ist der mittlere Kontaktierungsbereich 142 derart zwischen zwei benachbarten Kontaktierungsbereichen, in diesem Fall dem ersten endseitigen Kontaktierungsbereich 138 und dem zweiten endseitigen Kontaktierungsbereich 140 angeordnet und über jeweils einen Verbindungsbereich, in diesem Fall einen kurzen Verbindungsbereich 148 und einen langen Verbindungsbereich 150 mit einem der benachbarten Kontaktierungsbereiche zum Ausbilden zweier Kontaktierungsbereichspaare 152, 154 verbunden, wobei die beiden Verbindungsbereiche 148, 150 eine unterschiedliche Verbindungsbereichslänge vl1, vl2 aufweisen, dass bei einem ersten Kontaktierungsbereichspaar 152 der mittlere Kontaktierungsbereich 142 einen kleinen Abstand zu dem zugehörigen benachbarten Kontaktierungsbereich, in diesem Fall dem ersten endseitigen Kontaktierungsbereich 138 aufweist, und bei einem zweiten Kontaktierungsbereichspaar 154 der mittlere Kontaktierungsbereich 142 einen großen Abstand zu dem zugehörigen benachbarten Kontaktierungsbereich, in diesem Fall dem zweiten endseitigen Kontaktierungsbereich 140 aufweist. Für das erste Kontaktierungsbereichspaar 152 gilt: der zugehörige Verbindungsbereich 148 hat eine kleine Verbindungsbereichslänge vl1, der mittlere Kontaktierungsbereich 142 und der zugehörige benachbarte Kontaktierungsbereich, der erste endseitige Kontaktierungsbereich 138 haben einen kleinen Abstand. Für das zweite Kontaktierungsbereichspaar 154 gilt: der zugehörige Verbindungsbereich 150 hat eine große Verbindungsbereichslänge vl2, der mittlere Kontaktierungsbereich 142 und der zugehörige benachbarte Kontaktierungsbereich, der zweite endseitige Kontaktierungsbereich 140 haben großen Abstand. An dieser Stelle sei nochmals verdeutlicht: ein benachbarter Kontaktierungsbereich ist derjenige Kontaktierungsbereich, der unmittelbar neben einem mittleren Kontaktierungsbereich liegt.
  • Beispielsweise unter Bezugnahme auf die 7 bis 10 lässt sich feststellen, dass ein Zellenverbinder 98 dazu ausgebildet ist, eine definierte Vielzahl von einen Zellenverbund 88 bildenden Energiebereitstellungszellen 34 miteinander elektrisch zu verbinden, wobei der Zellenverbinder 98 hierfür eine Vielzahl von Verbindungsbereichen 134 aufweist, die der Vielzahl der den Zellenverbund 88 bildenden Energiebereitstellungszellen 34 entspricht, und einen Kontaktierungsbereich 132 mehr aufweist, als er Verbindungsbereiche 134 aufweist.
  • So ist 7 zu entnehmen, dass bei dem gemäß einer ersten Ausführungsform ausgeführten Energiebereitstellungsmodul 86 ein Zellenverbund 88 zwei Energiebereitstellungszellen 34 aufweist. Demzufolge verfügt ein zugehöriger Zellenverbinder 98 über drei Kontaktierungsbereiche, nämlich einen ersten endseitigen Kontaktierungsbereich 138, einen zweiten endseitigen Kontaktierungsbereich 140 und einen mittleren Kontaktierungsbereich 142, sowie über zwei Verbindungsbereiche 134, nämliche einen kurzen Verbindungsbereich 148 und einen langen Verbindungsbereich 150.
  • Wie der Darstellung in 7 zu entnehmen ist, weist das Energiebereitstellungsmodul 86 eine Vielzahl von Energiebereitstellungszellen 34 auf, die hintereinander entlang einer Stapelrichtung 90 angeordnet sind und somit einen Zellenstapel 156 ausbilden. Durch die Verwendung einer entsprechenden Anzahl von Zellenverbindern 98 werden die Energiebereitstellungszellen 34 in eine Vielzahl von Zellenverbunden 88 unterteilt bzw. zu einer Vielzahl von Zellenverbunden 88 zusammengefasst. Folglich ist der Zellenstapel 156 aus einer Vielzahl von Zellenverbunden 88 aufgebaut, wobei die Vielzahl der Zellenverbunde 88 um eins höher ist, als die Anzahl von Zellenverbindern 98. Wie weiter oben bereits ausgeführt, soll ein Energiebereitstellungsmodul 86 mindestens einen Zellenverbinder 98 aufweisen, so dass das Energiebereitstellungsmodul 86 wiederum aus mindestens zwei Zellenverbunden 88 besteht.
  • Dadurch dass der Zellenverbinder 98 einen Kontaktierungsbereich 132 mehr aufweist, als der ihm zugeordnete Zellenverbund 88 Energiebereitstellungszellen 34 aufweist, kann mit dem zusätzlichen Kontaktierungsbereich 132 der zugeordnete Zellenverbund 88 mit einem weiteren Zellenverbund 144 elektrisch leitfähig verbunden werden. Demzufolge ist der Zellenverbinder 98 zum einen dazu ausgenbildet, die zu dem ihm zugeordneten Zellenverbund 88 gehörenden Energiebereitstellungszellen 34 untereinander elektrisch leitfähig zu verbinden, und zum anderen zwei aufeinanderfolgende Zellenverbunde 88 miteinander elektrisch leitfähig zu verbinden. Durch einen Zellenverbinder 98 ist es möglich, innerhalb des Zellenstapels 156 Unterstrukturen, nämlich die Zellenverbunde 88 zu bilden.
  • 8 zeigt ein gemäß einer zweiten Ausführungsform ausgeführtes Energiebereitstellungsmodul 86', bei dem ein Zellenverbund 88' drei Energiebereitstellungszellen 34 aufweist. Demzufolge verfügt ein zugehöriger Zellenverbinder 98' über drei Verbindungsbereiche 134' und vier Kontaktierungsbereiche 132'. In diesem Fall weist der Zellenverbinder 98' zwei mittlere Kontaktierungsbereiche 142' auf. Jedem dieser beiden mittleren Kontaktierungsbereichen 142' sind zwei Kontaktierungsbereichspaare zugeordnet, nämlich jeweils ein erstes Kontaktierungsbereichspaar, bei dem der zugehörige Verbindungsbereich eine kleine Verbindungsbereichslänge aufweist und somit der mittlere Kontaktierungsbereich und der zugehörige benachbarte Kontaktierungsbereich einen kleinen Abstand aufweisen, und ein zweites Kontaktierungsbereichspaar, bei dem der zugehörige Verbindungsbereich eine große Verbindungsbereichslänge aufweist und somit der mittlere Kontaktierungsbereich und der zugehörige benachbarte Kontaktierungsbereich einen großen Abstand aufweisen. Der Zellenverbinder 98' weist insgesamt zweimal zwei Kontaktierungsbereichspaare auf. Auf die Einfügung sämtlicher Bezugszeichen wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Die übrigen für das Energiebereitstellungsmodul 86 gemachten Angaben gelten in entsprechender Weise auch für das Energiebereitstellungsmodul 86'.
  • 9 zeigt ein gemäß einer dritten Ausführungsform ausgeführtes Energiebereitstellungsmodul 86'', bei dem ein Zellenverbund 88'' vier Energiebereitstellungszellen 34 aufweist. Demzufolge verfügt ein zugehöriger Zellenverbinder 98'' über vier Verbindungsbereiche 134'' und fünf Kontaktierungsbereiche 132''. In diesem Fall weist der Zellenverbinder 98'' drei mittlere Kontaktierungsbereiche 142'' auf. Jedem dieser mittleren Kontaktierungsbereichen 142'' sind zwei Kontaktierungsbereichspaare zugeordnet, nämlich jeweils ein erstes Kontaktierungsbereichspaar und ein zweites Kontaktierungsbereichspaar. Der Zellenverbinder 98'' weist insgesamt dreimal zwei Kontaktierungsbereichspaare auf. Auf die Einfügung sämtlicher Bezugszeichen wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Die übrigen für das Energiebereitstellungsmodul 86 gemachten Angaben gelten in entsprechender Weise auch für das Energiebereitstellungsmodul 86''.
  • 10 zeigt ein gemäß einer vierten Ausführungsform ausgeführtes Energiebereitstellungsmodul 86''', bei dem ein Zellenverbund 88''' fünf Energiebereitstellungszellen 34 aufweist. Demzufolge verfügt ein zugehöriger Zellenverbinder 98''' über fünf Verbindungsbereiche 134''' und sechs Kontaktierungsbereiche 132'''. In diesem Fall weist der Zellenverbinder 98''' vier mittlere Kontaktierungsbereiche 142''' auf. Jedem dieser mittleren Kontaktierungsbereichen 142''' sind zwei Kontaktierungsbereichspaare zugeordnet, nämlich jeweils ein erstes Kontaktierungsbereichspaar und ein zweites Kontaktierungsbereichspaar. Der Zellenverbinder 98''' weist insgesamt viermal zwei Kontaktierungsbereichspaare auf. Auf die Einfügung sämtlicher Bezugszeichen wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Die übrigen für das Energiebereitstellungsmodul 86 gemachten Angaben gelten in entsprechender Weise auch für das Energiebereitstellungsmodul 86'''.
  • Verallgemeinert lässt sich folgende Gesetzmäßigkeit für den Aufbau eines Zellenverbinders und die damit einhergehende Zusammensetzung eines zugehörigen Zellenverbunds ableiten: weist der Zellenverbinder n Verbindungsbereiche und somit n + 1 Kontaktierungsbereiche auf, so weist der zugehörige Zellenverbund n Energiebereitstellungszellen auf. Der Zellenverbinder weist dabei n – 1 mittlere Kontaktierungsbereiche und demzufolge ebenfalls n – 1-mal zwei Kontaktierungsbereichspaare auf.
  • Dadurch dass der Zellenverbinder einen Kontaktierungsbereich mehr aufweist, als Energiebereitstellungszellen in dem Zellenverbund vorhanden sind, ist zum einen die Grundlage geschaffen, die zu einem Zellenverbund gehörenden Energiebereitstellungszellen miteinander parallel zu verschalten, und zum anderen hintereinander angeordnete Zellenverbunde miteinander elektrisch leitfähig zu verbinden, d.h. seriell zu verschalten. Insgesamt ist es somit möglich, eine Serienschaltung der innerhalb eines Zellenverbunds befindlichen parallel geschalteten Energiebereitstellungszellen zu realisieren.
  • Wie insbesondere den 7 bis 10 zu entnehmen ist, weist ein nach dem neuen Konzept ausgebildeter Zellenverbinder mindestens drei Kontaktierungsbereiche und mindestens zwei Verbindungsbereiche auf. Das bedeutet, dass bei einem solchen Zellenverbinder in Minimalausführung der Zellenverbund zwei Energiebereitstellungszellen aufweist. Ein in dieser Art ausgeführter Zellenverbinder weist einen mittleren Kontaktierungsbereich und zwei endseitige Kontaktierungsbereiche auf, wobei die beiden endseitigen Kontaktierungsbereiche gleichzeitig die beiden benachbarten Kontaktierungsbereiche sind, die über jeweils einen Verbindungsbereich mit dem mittleren Kontaktierungsbereich zum Ausbilden zweier Kontaktierungsbereichspaare verbunden sind.
  • Ein nach dem neuen Konzept aufgebauter Zellenverbinder 98 ist durch Formgebung und/oder Anordnung der Kontaktierungsbereiche 132 zur Realisierung einer Parallelschaltung der zu dem Zellenverbund 88 gehörenden Energiebereitstellungszellen 34 ausgebildet. D.h. durch den Zellenverbinder 98 werden die zu einem Zellenverbund 88 gehörenden Energiebereitstellungszellen 34 derart elektrisch leitfähig miteinander verbunden, dass dadurch eine Parallelschaltung dieser Energiebereitstellungszellen 34 ermöglicht wird. Mit Blick auf die insgesamt zu realisierende Verschaltung der zu dem Zellenverbund 88 gehörenden Energiebereitstellungszellen 34 besteht als weitere Maßnahme das Zellengehäuse 38 der Energiestellungszellen 34 aus einem elektrisch leitfähigen Material, wobei ein Zellenterminal 36a der Energiebereitstellungszelle 34 mit dem Zellengehäuse 38 elektrisch leitfähig verbunden ist.
  • Wie den vorstehenden Ausführungen zu entnehmen ist, ist ein nach dem neuen Konzept aufgebauter Zellenverbinder 98 durch Formgebung und/oder Anordnung der Kontaktierungsbereiche 132 dazu ausgebildet, nach dem neuen Konzept ausgebildete Energiebereitstellungszellen elektrisch leitfähig miteinander zu verbinden, d.h. Energiebereitstellungszellen, die entsprechend der Darstellung in Teilfigur 2a und der zugehörigen Beschreibung ausgeführt sind. Also Energiebereitstellungszellen, bei denen die Zellenterminals innerhalb einer Grundfläche zu beiden Seiten einer Grundflächenlängsachse angeordnet sind und bei denen die Zellenterminals eine Terminallängsausdehnung aufweisen, die länger ist als die Terminalquerausdehnung. Dies bedeutet, dass ein nach dem neuen Konzept aufgebauter Zellenverbinder so ausgebildet ist, dass dessen Kontaktierungsbereiche im montierten Zustand, wenn also die Kontaktierungsbereiche mit den Zellenterminals elektrisch leitfähig verbunden sind, ebenfalls im Wesentlichen parallel zu der zugehörigen Grundflächenlängsachse ausgerichtet sind. Ferner sind die Kontaktierungsbereiche vorzugsweise so ausgebildet, dass diese ebenfalls eine Längsausdehnung haben, die größer als deren Querausdehnung ist.
  • Wie insbesondere den Darstellungen in den 7 und 11 zu entnehmen ist, ist die Verbindungsbereichslänge des dem ersten Kontaktierungsbereichspaar 152 zugeordneten ersten Verbindungsbereichs, nämlich des kurzen Verbindungsbereichs 148 derart bemessen, dass durch das erste Kontaktierungsbereichspaar 152 ein erstes Zellenterminal 36b und ein zweites Zellenterminal 36b elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, wobei das erste Zellenterminal 36b in einer ersten Energiebereitstellungszelle 34 und das zweite Zellenterminal 36b in einer zweiten Energiebereitstellungszelle 34 angeordnet sind, wobei die beiden Energiebereitstellungszellen 34 direkt hintereinander liegend angeordnet sind, und wobei es sich um die beiden Zellenterminals 36b handelt, die in den beiden Teilgrundflächen liegen, die direkt aneinandergrenzen. Ferner ist die Verbindungsbereichslänge des dem zweiten Kontaktierungsbereichspaar 154 zugeordneten zweiten Verbindungsbereichs, nämlich des langen Verbindungsbereichs 150 derart bemessen, dass durch das zweite Kontaktierungsbereichspaar 154 das zweite Zellenterminal 36b und ein drittes Zellenterminal 36a elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, wobei das dritte Zellenterminal 36a in einer dritten Energiebereitstellungszelle 34 angeordnet ist, wobei die zweite Energiebereitstellungszelle 34 und die dritte Energiebereitstellungszelle 34 direkt hintereinander liegend angeordnet sind, und wobei zwischen dem zweiten Zellenterminal 36b und dem dritten Zellenterminal 36a zumindest das andere Zellenterminal 36a der zweiten Energiebereitstellungszelle 34 liegt.
  • Bei dem Zellenverbinder 98 in der Minimalausführung, wie er beispielsweise 3 zu entnehmen ist, gehören die erste und die zweite Energiebereitstellungszelle zu demjenigen Zellenverbund 88, der zu dem Zellenverbinder 98 zugehörig ist. Die dritte Energiebereitstellungszelle gehört dagegen zu einem weiteren Zellenverbund 144. Bei dem weiteren Zellenverbund 144 kann es sich um einen Zellverbund handeln, der einem anderen Zellenverbinder zugehörig ist, oder um einen Zellenverbund handeln, für den die Energiebereitstellungszellen mittels eines Stromabgriffs elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, sprich um beispielsweise den zweiten endseitigen Zellenverbund.
  • Bei einem Zellenverbinder 98', der drei Verbindungsbereiche und vier Kontaktierungsbereiche aufweist, so wie er in 8 dargestellt ist, existieren zwei mittlere Kontaktierungsbereiche 142' mit jeweils zwei zugehörigen Kontaktierungsbereichspaaren. Für einen ersten mittleren Kontaktierungsbereich gehören alle drei Energiebereitstellungszellen zu demjenigen Zellenverbund, der zu dem Zellenverbinder zugehörig ist. Für einen zweiten mittleren Kontaktierungsbereich gehört die erste Energiebereitstellungszelle zu einem weiteren Zellenverbund, während die zweite und auch die dritte Energiebereitstellungszelle zu demjenigen Zellenverbund gehören, der zu dem Zellenverbinder zugehörig ist. Bei dem weiteren Zellenverbund kann es sich um einen Zellverbund handeln, der einem anderen Zellenverbinder zugehörig ist, oder um einen Zellenverbund handeln, für den die Energiebereitstellungszellen mittels eines Stromabgriffs elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind.
  • Bei einem Zellenverbinder 98'', der vier Verbindungsbereiche und fünf Kontaktierungsbereiche aufweist, so wie er in 9 dargestellt ist, existieren drei mittlere Kontaktierungsbereiche 142'' mit jeweils zwei zugehörigen Kontaktierungsbereichspaaren. Für einen ersten mittleren Kontaktierungsbereich und auch einen zweiten mittleren Kontaktierungsbereich gehören jeweils alle drei Energiebereitstellungszellen zu demjenigen Zellenverbund, der zu dem Zellenverbinder zugehörig ist. Für einen dritten mittleren Kontaktierungsbereich gehören die erste und die zweite Energiebereitstellungszelle zu demjenigen Zellenverbund, der zu dem Zellenverbinder zugehörig ist, während die dritte Energiebereitstellungszelle zu einem weiteren Zellenverbund gehört. Bei dem weiteren Zellenverbund kann es sich um einen Zellverbund handeln, der einem anderen Zellenverbinder zugehörig ist, oder um einen Zellenverbund handeln, für den die Energiebereitstellungszellen mittels eines Stromabgriffs elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind.
  • Bei einem Zellenverbinder 98''', der fünf Verbindungsbereiche und sechs Kontaktierungsbereiche aufweist, so wie er in 10 dargestellt ist, existieren vier mittlere Kontaktierungsbereiche 142''' mit jeweils zwei zugehörigen Kontaktierungsbereichspaaren. Für einen ersten, einen zweiten und auch einen dritten mittleren Kontaktierungsbereich gehören jeweils alle drei Energiebereitstellungszellen zu demjenigen Zellenverbund, der zu dem Zellenverbinder zugehörig ist. Für einen vierten mittleren Kontaktierungsbereich gehört die erste Energiebereitstellungszelle zu einem weiteren Zellenverbund, während die zweite und auch die dritte Energiebereitstellungszelle zu demjenigen Zellenverbund gehören, der zu dem Zellenverbinder zugehörig ist. Auch hier kann es sich bei dem weiteren Zellenverbund um einen Zellverbund handeln, der einem anderen Zellenverbinder zugehörig ist, oder für den die Energiebereitstellungszellen mittels eines Stromabgriffs elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind
  • Wie insbesondere der Darstellung in 3 zu entnehmen ist, weist ein nach dem neuen Konzept aufgebauter Zellenverbinder 98 einen ersten endseitigen Kontaktierungsbereich 138 und einen zweiten endseitigen Kontaktierungsbereich 140 auf, wobei der Zellenverbinder 98 durch Formgebung und/oder Anordnung dieser Kontaktierungsbereiche 138, 140 und des zumindest einen mittleren Kontaktierungsbereichs 142 derart ausgebildet ist, dass der erste endseitige Kontaktierungsbereich 138 und der zumindest eine mittlere Kontaktierungsbereiche 142 jeweils mit einem Zellenterminal 36b einer ersten Polarität, beispielsweise einem als Minuspol ausgebildeten Zellenterminal, und der zweite endseitige Kontaktierungsbereich 140 mit einem Zellenterminal 36a einer zweiten Polarität, beispielsweise einem als Pluspol ausgebildeten Zellenterminal, verbunden sind. Dadurch lässt sich zum einen eine Parallelschaltung derjenigen Energiebereitstellungszellen realisieren, die zu demjenigen Zellenverbund gehören, der zu dem Zellenverbinder zugehörig ist. Zum anderen lässt sich dadurch für aufeinanderfolgende Zellenverbunde eine Serienschaltung realisieren. In entsprechender Weise gilt dies auch für die anderen vorstehend beschriebenen Zellenverbinder.
  • Ein nach dem neuen Konzept aufgebauter Zellenverbinder 98 ist durch Formgebung und/oder Anordnung der beiden endseitigen Kontaktierungsbereiche 138, 140 und des zumindest einen mittleren Kontaktierungsbereichs 142 derart ausgebildet, dass der Verbindungsbereich, der zwischen dem ersten endseitigen Kontaktierungsbereich 138 und dem direkt nachfolgenden mittleren Kontaktierungsbereich 142 liegt, eine kleine Verbindungsbereichslänge aufweist, und dass der Verbindungsbereich, der zwischen dem zweiten endseitigen Kontaktierungsbereich 140 und dem direkt vorhergehenden mittleren Kontaktierungsbereich 142 liegt, für einen Zellenverbund mit einer geraden Vielzahl von Energiebereitstellungszellen, so wie in den 3, 7 und 9 dargestellt ist, eine große Verbindungsbereichslänge aufweist, oder für einen Zellenverbund mit einer ungeraden Vielzahl von Energiebereitstellungszellen, so wie er in den 8 und 10 dargestellt ist, eine kleine Verbindungsbereichslänge aufweist.
  • Wie den Darstellungen in den 3 sowie 7 bis 10 ferner zu entnehmen ist, ist ein nach dem neuen Konzept aufgebauter Zellenverbinder 98 durch Formgebung und/oder Abfolge der Kontaktierungsbereiche 132 dazu ausgebildet, dass sich Verbindungsbereiche 148 mit kleiner Verbindungsbereichslänge und Verbindungsbereiche 150 mit großer Verbindungsbereichslänge abwechseln.
  • Ein Zellenverbinder in der Minimalausführung, so wie er beispielsweise in 11, sowie in 3 oder in 7 dargestellt ist, der also drei Kontaktierungsbereiche 132 und zwei Verbindungsbereiche 134 aufweist, ist ferner derart ausgebildet, dass die Verbindungsbereichslänge des dem zweiten Kontaktierungsbereichspaar 154 zugeordneten zweiten Verbindungsbereichs, nämlich des langen Verbindungsbereichs 150, derart bemessen ist, dass zwischen dem zweiten Zellenterminal und dem dritten Zellenterminal lediglich das andere Zellenterminal der zweiten Energiebereitstellungszelle liegt. Wie bereits ausgeführt, weist bei einem derart ausgebildeten Zellenverbinder 98 der zugehörige Zellenverbund 98 zwei Energiebereitstellungszellen 34 auf. Vorzugsweise sind die beiden Energiebereitstellungszellen derart angeordnet, dass das erste Zellenterminal und das zweite Zellenterminal dieselbe Polarität aufweisen. Vorteilhafterwiese entspricht der weitere Zellenverbund 144 von der Anordnung seiner Energiebereitstellungszellen 34 her demjenigen Zellenverbund, der dem Zellenverbinder zugehörig ist. Demzufolge weist das dritte Zellenterminal eine von der Polarität des ersten und des zweiten Zellenterminals abweichende zweite Polarität auf. Vorzugsweise ist der zweite Verbindungsbereich, d.h. der lange Verbindungsbereich 150, dazu ausgebildet, das andere Zellenterminal der zweiten Energiebereitstellungszelle zu überspannen. Dabei wird ein Mindestzwischenraum zwischen dem zweiten Verbindungsbereich und dem anderen Zellenterminal eingehalten. Dadurch sind in einem gewissen Maße stattfindende Relativbewegungen zwischen der ersten und zweiten Energiebereitstellungszelle möglich, ohne dass dabei deren elektrische Kontaktierung beeinträchtig wird.
  • Wie den Darstellungen in den 3 sowie 7 bis 10 zu entnehmen ist, ist der zweite Verbindungsbereich, nämlich der lange Verbindungsbereich 150 dazu ausgebildet ist, für zumindest eine Energiebereitstellungszelle 34 eines ihrer beiden Zellenterminals 36a, 36b zu überspannen. Ein Zellenverbinder 98, der zwei Verbindungsbereiche und drei Kontaktierungsbereiche aufweist, so wie er beispielsweise im den 3, 7 und 11 dargestellt ist, weist lediglich einen zweiten Verbindungsbereich 150 auf. Dieser zweite Verbindungsbereich 150 überspannt ein Zellenterminal einer Energiebereitstellungszelle. Ein Zellenverbinder 98', der drei Verbindungsbereiche und vier Kontaktierungsbereiche aufweist, so wie er in 8 dargestellt ist, weist lediglich einen zweiten Verbindungsbereich 150 auf. Dieser zweite Verbindungsbereich 150 überspannt für zwei Energiebereitstellungszellen jeweils ein Zellenterminal. Ein Zellenverbinder 98'', der vier Verbindungsbereiche und fünf Kontaktierungsbereiche aufweist, weist zwei zweite Verbindungsbereiche 150 auf. Einer dieser beiden zweiten Verbindungsbereiche überspannt ein Zellenterminal einer Energiebereitstellungszelle. Der andere dieser beiden zweiten Verbindungsbereiche überspannt für zwei Energiebereitstellungszellen jeweils ein Zellenterminal. Ein Zellenverbinder 98''', der fünf Verbindungsbereiche und sechs Kontaktierungsbereiche aufweist, weist zwei zweite Verbindungsbereiche 150 auf. Beide zweiten Verbindungsbereiche überspannen jeweils für zwei Energiebereitstellungszellen jeweils ein Zellenterminal.
  • Der nach dem neuen Konzept ausgebildete Zellenverbinder 98 ist zumindest teilumfänglich flexibel ausgebildet. Dadurch ist sichergestellt, dass zwischen einzelnen Energiebereitstellungszellen 34 ggf. auftretende Relativbewegungen nicht zu einer Beschädigung oder Zerstörung der zwischen den Kontaktierungsbereichen und den Zellenterminals bestehenden Verbindungen führen. Zur Realisierung der zumindest teilumfänglich flexiblen Ausbildung weist zumindest einer der Verbindungsbereiche 134 an zumindest einem seiner beiden kontaktierungsbereichseitigen Verbindungsbereichsenden 158 eine Übergangsstruktur 160 aufweist. Wie beispielsweise 6 zu entnehmen ist, weist ein Verbindungsbereich 134 an seinen beiden kontaktierungsbereichsseitigen Verbindungsbereichsenden 158 jeweils eine Übergangsstruktur 160 auf. Vorzugsweise sollen alle Verbindungsbereiche derart ausgebildet sein.
  • Bei dem gemäß dem neuen Konzept ausgebildeten Zellenverbinder 98 soll die Übergangsstruktur 160 elastisch ausgebildet sein. Ferner ist, wie beispielsweise 6 zu entnehmen ist, die Übergangsstruktur 160 derart ausgebildet, dass der Verbindungsbereich 134 und zumindest einer der beiden zu dem zugehörigen Kontaktierungsbereichspaar gehörenden Kontaktierungsbereiche 132 in unterschiedlichen, zueinander parallel verlaufenden Ebenen liegen. Wie 6 ferner zu entnehmen ist, ist die Übergangsstruktur 160 s-förmig ausgebildet bzw. entsprechend gespiegelt s-förmig ausgebildet.
  • Wie insbesondere den Darstellungen in den 3 sowie 7 bis 10, zu entnehmen ist, ist ein nach dem neuen Konzept ausgebildeter Zellenverbinder 98 derart aufgebaut, dass die Kontaktierungsbereiche 132 jeweils eine Kontaktierungsbereichslänge aufweisen, die im Wesentlichen einer Terminallängsausdehnung des mit dem Kontaktierungsbereich 132 jeweils zu verbindenden Zellenterminals 36a, 36b entspricht, und/oder dass die Kontaktierungsbereiche 132 jeweils eine Kontaktierungsbereichsbreite aufweisen, die im Wesentlichen einer Terminalquerausdehnung des mit dem Kontaktierungsbereich 132 jeweils zu verbindenden Zellenterminals 36a, 36b entspricht.
  • Der vorstehend beschriebene, nach dem neuen Konzept ausgebildete Zellenverbinder 98 kann zum Aufbau eines Energiebereitstellungsmoduls verwendet werden, welches wiederum Teil einer in einem Fahrzeug angeordneten Hochvoltversorgungseinheit sein kann. Für den Fall, dass es sich bei den Energiebereitstellungszellen um Energiespeicherzellen handelt, handelt es sich bei der Hochvoltversorgungseinheit um einen Hochvoltspeicher.
  • An dieser Stelle sei erwähnt, dass auch der zweite Stromabgriff 108 zwei Kontaktierungsbereiche 136 und einen Verbindungsbereich 134 aufweist. Der erste Stromabgriff weist dagegen keinen Verbindungsbereich auf, allerdings kann die erste Stromabgriffskomponente 110 einem Kontaktierungsbereich gleich gesetzt werden.
  • Wie beispielsweise der Darstellung in 3 entnommen werden kann, kann das Energiebereitstellungsmodul 86 mittels Schrauben 162 an einer (nicht dargestellten) Modulaufnahme befestigt werden. Besagte Modulaufnahme kann Teil einer in einem Fahrzeug angeordneten Hochvoltversorgungseinheit sein. Wie beispielsweise anhand der Darstellungen in den 3 und 5 zu erkennen ist, verlaufen die Schrauben 162 vorteilhafterweise in (aufgrund der Darstellung nicht einsehbaren) Bohrungen, die in jede der beiden Druckplatten 94a, 94b eingebracht sind. Dadurch kann eine klein bauende Hochvoltversorgungseinheit realisiert werden, die somit eine gute Energiedichte bietet. Was die Darstellung in den 8 bis 10 angeht, so wurde der Einfachheit halber auf die Darstellung entsprechender Schrauben verzichtet, was jedoch keine einschränkende Wirkung haben soll.
  • Unter Berücksichtigung der Einbausituation eines Energiebereitstellungsmoduls 86 in einem Fahrzeug und der Anordnung der Energiebereitstellungszellen 34 innerhalb des Energiebereitstellungsmoduls 86 kann diejenige Grundfläche 56a, in der die beiden Zellenterminals 36a, 36b angeordnet sind, als Deckel bezeichnet werden, wobei die andere Grundfläche 56b dann als Boden bezeichnet werden kann
  • Wie den Darstellungen in den 6 bis 10 zu entnehmen ist, weist ein Energiebereitstellungsmodul 86 ferner eine Anzahl von Isolierelementen 164 auf, von denen jeweils eines zwischen zwei hintereinander liegenden Zellenverbunden 88 angeordnet ist. Dadurch sind die einzelnen Zellenverbunde 88 gegeneinander elektrisch isoliert. Wohingegen die innerhalb eines Zellenverbunds 88 angeordneten Energiebereitstellungszellen 34 über deren Zellengehäuse 38 elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind. Diese Anordnung von Isolierelementen 164 innerhalb eines Energiebereitstellungsmoduls 86 ermöglicht es, bei Verwendung eines entsprechend ausgebildeten Zellenverbinders 98, der jeweils einem Zellenverbund 88 zugeordnet ist, die in einem Energiebereitstellungsmodul 86 enthaltenen Energiebereitstellungszellen 34 nach einem bestimmten Muster in einfacher Art und Weise und ohne großen technischen Aufwand parallel und seriell zu verschalten.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei den Isolierelementen 164 um Kunststofffolien. Somit ist bei guten Isoliereigenschaften das Isolierelement dünn ausgeführt, was dazu führt, dass für das Energiebereitstellungsmodul 86 eine gute Energiedichte erzielt wird. Zudem sollen die Isolierelemente 164 selbstklebend ausgeführt sein, was eine einfache Anbringung eines Isolierelementes 164 an einer endseitigen Energiebereitstellungszelle eines Zellenverbunds 88 ermöglicht. Zum anderen ermöglicht dies eine einfache Montage des Energiebereitstellungsmoduls 86, da die Zellenverbunde 88 vorfixiert werden können.
  • Dadurch dass zwischen den einzelnen zu einem Zellenverbund 88 gehörenden Energiebereitstellungszellen 34 keine Isolierelemente angeordnet sind, bedeutet dies, dass die mit den jeweiligen Zellengehäusen 38 verbundenen Zellenterminals 36a miteinander elektrisch leitend verbunden sind, was eine Parallelschaltung der in einem Zellenverbund 88 enthaltenen Energiebereitstellungszellen 34 ermöglicht.
  • Die in 4 enthaltenen strichlinierten Pfeile, von denen einer mit dem Bezugszeichen 166 gekennzeichnet ist, sollen den Stromfluss innerhalb einzelner bzw. zwischen einzelnen Energiebereitstellungszellen 34, in einem Zellenverbinder 98 und in einem ersten Stromabgriff 106 zeigen.
  • Wie den in den 7 bis 10 enthaltenen Verschaltungsplänen der Energiebereitstellungszellen 34 zu entnehmen ist, sind mit den dort dargestellten Energiebereitstellungsmodulen folgende Verschaltungen der Energiebereitstellungszellen realisiert:
    • – Bei dem in 7 dargestellten Energiebereitstellungsmodul 86 sind sechs Zellenverbunde 88 seriell geschaltet, wobei jeder Zellenverbund 88 zwei parallel geschaltete Energiebereitstellungszellen 34 aufweist. Insgesamt ergibt sich eine Serienschaltung 168 von sechs Parallelschaltungen 170, wobei jede Parallelschaltung 170 aus zwei Energiebereitstellungszellen 34 besteht.
    • – Bei dem in 8 dargestellten Energiebereitstellungsmodul 86' sind vier Zellenverbunde 88' seriell geschaltet, wobei jeder Zellenverbund 88' drei parallel geschaltete Energiebereitstellungszellen 34 aufweist. Insgesamt ergibt sich eine Serienschaltung 168' von vier Parallelschaltungen 170', wobei jede Parallelschaltung 170' aus drei Energiebereitstellungszellen 34 besteht.
    • – Bei dem in 9 dargestellten Energiebereitstellungsmodul 86'' sind drei Zellenverbunde 88'' seriell geschaltet, wobei jeder Zellenverbund 88'' vier parallel geschaltete Energiebereitstellungszellen 34 aufweist. Insgesamt ergibt sich eine Serienschaltung 168'' von drei Parallelschaltungen 170'', wobei jede Parallelschaltung 170'' aus vier Energiebereitstellungszellen 34 besteht.
    • – Bei dem in 10 dargestellten Energiebereitstellungsmodul 86''' sind drei Zellenverbunde 88''' seriell geschaltet, wobei jeder Zellenverbund 88''' fünf parallel geschaltete Energiebereitstellungszellen 34 aufweist. Insgesamt ergibt sich eine Serienschaltung 168''' von drei Parallelschaltungen 170''', wobei jede Parallelschaltung 170''' aus fünf Energiebereitstellungszellen 34 besteht.
  • Bei dem beispielsweise in 7 dargestellten Zellenverbinder 98 handelt es sich quasi um den Zellenverbinder in der Minimalausführung. D.h. ein im Rahmen des neuen Konzepts zum Einsatz kommender Zellenverbinder weist mindestens drei Kontaktierungsbereiche und mindestens zwei Verbindungsbereiche auf. Mit Hilfe des in 7 gezeigten, die Minimalausführung definierenden Zellenverbinder 98 ist es möglich, für ein Energiebereitstellungsmodul 86, eine Serienschaltung von paarweise parallel geschalteten Energiebereitstellungszellen 34 zu realisieren.
  • 12 besteht aus vier Teilfiguren 12a bis 12d. Teilfigur 12a zeigt einen Zellenverbinder 98, wie er beispielsweise 7 zu entnehmen ist. Dieser Zellenverbinder 98 weist drei Kontaktierungsbereiche 132 und zwei Verbindungsbereiche 134 auf. Wie der Darstellung in Teilfigur 12a zu entnehmen ist, haben die beiden Verbindungsbereiche 134 eine unterschiedliche Verbindungsbereichslänge. Wie der Darstellung in Teilfigur 12a weiter zu entnehmen ist, weist jeder der beiden Verbindungsbereiche 134 an seinen beiden kontaktierungsbereichseitigen Verbindungsbereichsenden 158 eine Übergangsstruktur 160 auf, wobei in Teilfigur 12a aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich für einen der beiden Verbindungsbereiche 134 die Bezugszeichen eingetragen sind. Wie der Darstellung zu entnehmen ist, wechseln sich bei einem Zellenverbinder Kontaktierungsbereiche und Verbindungsbereiche ab. Bei einer alternativen Betrachtungsweise kann die Struktur eines Zellenverbinders 98 auch als wellenförmige Struktur aufgefasst werden, bei der die Kontaktierungsbereiche einem Wellental und die Verbindungsbereiche einem Wellenberg entsprechen.
  • Teilfigur 12b zeigt einen Zellenverbinder 98', wie er beispielsweise 8 zu entnehmen ist. Dieser Zellenverbinder 98' weist vier Kontaktierungsbereiche 132' und drei Verbindungsbereiche 134' auf. Wie der Darstellung in Teilfigur 12b zu entnehmen ist, haben die Verbindungsbereiche 134' eine unterschiedliche Verbindungsbereichslänge. Zwei Verbindungsbereiche 134' weisen eine kurze Verbindungsbereichslänge auf und ein Verbindungsbereich 134' weist eine lange Verbindungsbereichslänge auf. Die im Zusammenhang mit dem in Teilfigur 12a dargestellten Zellenverbinder 98 gemachten Ausführungen zu den Übergangsstrukturen 160 und der wellenförmigen Struktur sollen in entsprechender Weise gelten.
  • Teilfigur 12c zeigt einen Zellenverbinder 98'', wie er beispielsweise 9 zu entnehmen ist. Dieser Zellenverbinder 98'' weist fünf Kontaktierungsbereiche 132'' und vier Verbindungsbereiche 134'' auf. Wie der Darstellung in Teilfigur 12c zu entnehmen ist, haben die Verbindungsbereiche 134'' unterschiedliche Verbindungsbereichslängen. Zwei Verbindungsbereiche 134'' weisen eine kurze Verbindungsbereichslänge auf. Ein Verbindungsbereich 134'' weist eine mittlere Verbindungsbereichslänge auf. Ein Verbindungsbereich 134'' weist eine lange Verbindungsbereichslänge auf. Die im Zusammenhang mit dem in Teilfigur 12a dargestellten Zellenverbinder 98 gemachten Ausführungen zu den Übergangsstrukturen 160 und der wellenförmigen Struktur sollen in entsprechender Weise gelten.
  • Teilfigur 12d zeigt einen Zellenverbinder 98''', wie er beispielsweise 10 zu entnehmen ist. Dieser Zellenverbinder 98''' weist sechs Kontaktierungsbereiche 132''' und fünf Verbindungsbereiche 134''' auf. Wie der Darstellung in Teilfigur 12d zu entnehmen ist, haben die Verbindungsbereiche 134''' unterschiedliche Verbindungsbereichslängen. Drei Verbindungsbereiche 134''' weisen eine kurze Verbindungsbereichslänge auf. Zwei Verbindungsbereiche 134''' weisen eine lange Verbindungsbereichslänge auf. Die im Zusammenhang mit dem in Teilfigur 12a dargestellten Zellenverbinder 98 gemachten Ausführungen zu den Übergangsstrukturen 160 und der wellenförmigen Struktur sollen in entsprechender Weise gelten.
  • Vorteilhafterweise ist zwischen jeder der beiden Druckplatten 94a, 94b und dem jeweils direkt an die Druckplatte 94a, 94b angrenzenden Zellenverbund 100, 102 ein Isolierelement angeordnet und/oder ist zwischen dem zumindest einem Zugelement 96a, 96b und den Zellenverbunden 88 ebenfalls ein Isolierelement angeordnet.
  • Ein nach dem neuen Konzept aufgebautes Energiebereitstellungsmodul – und somit auch die in ihm verbauten Zellenverbinder bzw. Energiebereitstellungszellen, und zwar auch in Alleinstellung – können für den Einsatz in Elektro- oder Hybridfahrzeug vorgesehen sein. Und für den Fall, dass die Energiebereitstellungszellen als Energiespeicherzellen ausgebildet sind, sogar auch in einem mittels Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeug.
  • An dieser Stelle sei noch festgehalten, dass in den 8 bis 10 aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Darstellung der Schrauben 114, 162 und des Verbindungselements 128 verzichtet wurde, was jedoch keine einschränkende Wirkung haben soll. Ferner sei darauf hingewiesen, dass die schematische Darstellung in den 8 bis 10, die von derjenigen in der 7 abweicht, und aufgrund derer verschiedene Komponenten in anderer Form dargestellt sind, keine einschränkende Wirkung haben soll.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Energiebereitstellungszelle
    12
    Zellengehäuse
    14
    Entlüftungselement
    16
    Zellenterminal
    18
    Isolierelement
    20
    Grundfläche
    22
    Mantelfläche
    24
    Grundflächenlängsachse
    26
    Grundflächenquerachse
    28
    Teilgrundfläche
    30
    lange Grundflächenseite
    32
    kurze Grundflächenseite
    34
    Energiebereitstellungszelle
    36
    Zellenterminals
    38
    Zellengehäuse
    40
    Elektrodenmaterial
    42
    Stapel
    44
    Schichtstruktur
    46
    Anodenschicht
    48
    Kathodenschicht
    50
    Separatorschicht
    52
    Elektrodenanschluss
    54
    Isolierelement
    56
    Grundfläche
    58
    Mantelfläche
    60
    Grundflächenlängsachse
    62
    Grundflächenlängsausdehnung
    64
    Grundflächenquerachse
    66
    Grundflächenquerausdehnung
    68
    Teilgrundfläche
    70
    lange Grundflächenseite
    72
    kurze Grundflächenseite
    74
    Terminallängsachse
    76
    Terminallängsausdehnung
    78
    Terminalquerachse
    80
    Terminalquerausdehnung
    82
    Entlüftungselement
    84
    Teilbereich
    86
    Energiebereitstellungsmodul
    88
    Zellenverbund
    90
    Stapelrichtung
    92
    Reihe
    94
    Druckplatte
    96
    Zugelement
    98
    Zellenverbinder
    100
    erster endseitiger Zellenverbund
    102
    zweiter endseitiger Zellenverbund
    104
    mittlerer Zellenverbund
    106
    erster Stromabgriff
    108
    zweiter Stromabgriff
    110
    erste Stromabgriffskomponente
    112
    zweite Stromabgriffskomponente
    114
    Schraube
    116
    Durchgangsbohrung
    118
    Schraubengegenstück
    120
    Isolierelement
    122
    Zwischenraum
    124
    erste Stromabgriffskomponente
    126
    zweite Stromabgriffskomponente
    128
    Verbindungselement
    130
    wellenförmiger Bereich
    132
    Kontaktierungsbereich
    134
    Verbindungsbereich
    136
    Anordnungsrichtung
    138
    erster endseitiger Kontaktierungsbereich
    140
    zweiter endseitiger Kontaktierungsbereich
    142
    mittlerer Kontaktierungsbereich
    144
    weiterer Zellenverbund
    146
    Zellenverbinderende
    148
    kurzer Verbindungsbereich
    150
    langer Verbindungsbereich
    152
    erstes Kontaktierungsbereichspaar
    154
    zweites Kontaktierungsbereichspaar
    156
    Zellenstapel
    158
    kontaktierungsbereichseitiges Verbindungsbereichsende
    160
    Übergangsstruktur
    162
    Schraube
    164
    Isolierelement
    166
    strichlinierter Pfeil
    168
    Serienschaltung
    170
    Parallelschaltung

Claims (16)

  1. Energiebereitstellungsmodul mit einer Vielzahl von Zellenverbunden (88), wobei jeder Zellenverbund (88) dieselbe, mindestens zwei betragende, Vielzahl von Energiebereitstellungszellen (34) aufweist, wobei die Energiebereitstellungszellen (34) jeweils ein Zellengehäuse (38) und zwei Zellenterminals (36a, 36b) aufweisen, wobei das Zellengehäuse (38) als prismatischer Körper mit zwei Grundflächen (56a, 56b) und einer zwischen den beiden Grundflächen (56a, 56b) angeordneten Mantelfläche (58) ausgebildet ist, wobei die beiden Grundflächen (56a, 56b) jeweils eine sich in Richtung einer Grundflächenlängsachse (60) erstreckende Grundflächenlängsausdehnung (62) und eine sich in Richtung einer Grundflächenquerachse (64) erstreckende Grundflächenquerausdehnung (66) aufweisen, wobei die Grundflächenlängsausdehnung (62) größer als die Grundflächenquerausdehnung (66) ist, wobei die Grundflächen (56a, 56b) durch die Grundflächenlängsachse (60) jeweils in eine erste Teilgrundfläche (68a) und eine zweite Teilgrundfläche (68b) unterteilt sind, wobei die Zellenterminals (36a, 36b) dergestalt in einer der beiden Grundflächen (56a) angeordnet sind, dass in jeder der beiden Teilgrundflächen (68a, 68b) eines der beiden Zellenterminals (36a, 36b) liegt, zwei Druckplatten (94a, 94b) und zumindest einem Zugelement (96a, 96b), wobei die Zellenverbunde (88) derart hintereinander angeordnet sind, dass die Energiebereitstellungszellen (34) aller Zellenverbunde (88) zu einer eine Stapelrichtung (90) aufweisenden Reihe (92) gestapelt sind, wobei die zu einer Reihe (92) gestapelten Energiebereitstellungszellen (34) zwischen den beiden Druckplatten (94a, 94b) angeordnet und dabei mittels des zumindest einen Zugelements (96a, 96b) miteinander verspannt sind, und zumindest einem Zellenverbinder (98), der einem Zellenverbund (88) zugeordnet ist, wobei der zumindest eine Zellenverbinder (98) Kontaktierungsbereiche (132) und die Kontaktierungsbereiche (132) paarweise verbindende Verbindungsbereiche (134) aufweist, wobei die Kontaktierungsbereiche (132) jeweils zum elektrisch leitfähigen Verbinden mit einem Zellenterminal (36a, 36b) einer der Energiebereitstellungszellen (34) ausgebildet sind, wobei die Kontaktierungsbereiche (132) entlang einer zu der Stapelrichtung (90) parallel verlaufenden Anordnungsrichtung (136) derart hintereinander angeordnet sind, dass sich zwischen einem ersten endseitigen Kontaktierungsbereich (138) und einem zweiten endseitigen Kontaktierungsbereich (140) zumindest ein mittlerer Kontaktierungsbereich (142) befindet, wobei mit dem ersten endseitigen Kontaktierungsbereich (138) und dem zumindest einen mittleren Kontaktierungsbereich (142) die Energiebereitstellungszellen (34) des zugehörigen Zellenverbunds (88) miteinander elektrisch leitfähig verbunden sind, und mit dem zweiten endseitigen Kontaktierungsbereich (140) eine zu einem weiteren Zellenverbund (144) gehörende Energiebereitstellungszelle (34) elektrisch leitfähig verbunden ist.
  2. Energiebereitstellungmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Energiebereitstellungszellen (34) die beiden Zellenterminals (36a, 36b) jeweils eine in Richtung einer Terminallängsachse (74) verlaufende Terminallängsausdehnung (76) und eine in Richtung einer Terminalquerachse (78) verlaufende Terminalquerausdehnung (80) aufweisen, wobei die Terminallängsausdehnung (76) länger als die Terminalquerausdehnung (80) ist, wobei die beiden Zellenterminals (36a, 36b) derart in der Grundfläche (56a) angeordnet sind, dass die Terminallängsachsen (74) beider Zellenterminals (36a, 36b) im Wesentlichen parallel zu der zugehörigen Grundflächenlängsachse (60) ausgerichtet sind.
  3. Energiebereitstellungsmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Energiebereitstellungszellen (34) die beiden Zellenterminals (36a, 36b) derart in der Grundfläche (56a) angeordnet sind, dass sie sich in Bezug auf deren Terminallängsausdehnung (76) im Wesentlichen vollumfänglich überdeckend gegenüberliegen.
  4. Energiebereitstellungsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiebereitstellungsmodul (86) ferner eine Anzahl von Isolierelementen (164) aufweist, von denen jeweils eines zwischen zwei hintereinander liegenden Zellenverbunden (88) angeordnet ist.
  5. Energiebereitstellungsmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierelemente (164) selbstklebend ausgeführt sind.
  6. Energiebereitstellungsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellenverbinder (98) zum miteinander elektrisch leitfähigen Verbinden der zu einem Zellenverbund (88) gehörenden Energiebereitstellungszellen (34), eine Vielzahl von Verbindungsbereichen (134) aufweist, die der Vielzahl der zu dem Zellenverbund (88) gehörenden Energiebereitstellungszellen (34) entspricht, und einen Kontaktierungsbereich (132) mehr aufweist, als er Verbindungsbereiche (134) aufweist.
  7. Energiebereitstellungsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellenverbinder (98) mindestens drei Kontaktierungsbereiche (132) und mindestens zwei Verbindungsbereiche (134) aufweist.
  8. Energiebereitstellungsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine mittlere Kontaktierungsbereich (142) zwischen zwei benachbarten Kontaktierungsbereichen (132) angeordnet und über jeweils einen Verbindungsbereich (134) mit einem der benachbarten Kontaktierungsbereiche (132) zum Ausbilden zweier Kontaktierungsbereichspaare (152, 154) verbunden ist, wobei die beiden Verbindungsbereiche (134) eine unterschiedliche Verbindungsbereichslänge (vl1, vl2) aufweisen, so dass bei einem ersten Kontaktierungsbereichspaar (152) der mittlere Kontaktierungsbereich (142) einen kleinen Abstand zu dem zugehörigen benachbarten Kontaktierungsbereich (132) aufweist, und bei einem zweiten Kontaktierungsbereichspaar (154) der mittlere Kontaktierungsbereich (142) einen großen Abstand zu dem zugehörigen benachbarten Kontaktierungsbereich (132) aufweist, wobei die Verbindungsbereichslänge (vl1) des dem ersten Kontaktierungsbereichspaar (152) zugeordneten ersten Verbindungsbereichs (148) derart bemessen ist, dass durch das erste Kontaktierungsbereichspaar (152) ein erstes Zellenterminal (36) und ein zweites Zellenterminal (36) elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, wobei das erste Zellenterminal (36) in einer ersten Energiebereitstellungszelle (34) und das zweite Zellenterminal (36) in einer zweiten Energiebereitstellungszelle (34) angeordnet sind, wobei die beiden Energiebereitstellungszellen (34) direkt hintereinander liegend angeordnet sind, und wobei es sich um die beiden Zellenterminals (36) handelt, die in den beiden Teilgrundflächen (68) liegen, die direkt aneinandergrenzen, und wobei die Verbindungsbereichslänge (vl2) des dem zweiten Kontaktierungsbereichspaar (154) zugeordneten zweiten Verbindungsbereichs (150) derart bemessen ist, dass durch das zweite Kontaktierungsbereichspaar (154) das zweite Zellenterminal (36) und ein drittes Zellenterminal (36) elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, wobei das dritte Zellenterminal (36) in einer dritten Energiebereitstellungszelle (34) angeordnet ist, wobei die zweite Energiebereitstellungszelle (34) und die dritte Energiebereitstellungszelle (34) direkt hintereinander liegend angeordnet sind, und wobei zwischen dem zweiten Zellenterminal (36) und dem dritten Zellenterminal (36) zumindest das andere Zellenterminal (36) der zweiten Energiebereitstellungszelle (34) liegt.
  9. Energiebereitstellungsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellenverbinder (98) durch Formgebung und/oder Anordnung der beiden endseitigen Kontaktierungsbereiche (138, 140) und des zumindest einen mittleren Kontaktierungsbereichs (142) derart ausgebildet ist, dass der erste endseitige Kontaktierungsbereich (138) und der zumindest eine mittlere Kontaktierungsbereich (142) jeweils mit einem Zellenterminal (36b) einer ersten Polarität und der zweite endseitige Kontaktierungsbereich (140) mit einem Zellenterminal (36a) einer zweiten Polarität verbunden ist.
  10. Energiebereitstellungsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsbereiche (132) jeweils eine Kontaktierungsbereichslänge aufweisen, die im Wesentlichen einer Terminallängsausdehnung (76) des mit dem Kontaktierungsbereich (132) jeweils zu verbindenden Zellenterminals (36) entspricht, und/oder dass die Kontaktierungsbereiche (132) jeweils eine Kontaktierungsbereichsbreite aufweisen, die im Wesentlichen einer Terminalquerausdehnung (80) des mit dem Kontaktierungsbereich (132) jeweils zu verbindenden Zellenterminals (36) entspricht.
  11. Energiebereitstellungsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiebereitstellungsmodul (86) mindestens zwei Zellenverbunde (88) aufweist, wobei das Energiebereitstellungsmodul (86) einen Zellverbinder (98) weniger aufweist, als es Zellenverbunde (88) aufweist.
  12. Energiebereitstellungsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiebereitstellungsmodul (86) einen ersten endseitigen Zellenverbund (100) und einen zweiten endseitigen Zellenverbund (102) aufweist, wobei dem ersten endseitigen Zellenverbund (100) neben einem Zellenverbinder (98) ferner ein erster Stromabgriff (106) zugeordnet ist, wobei dem zweiten endseitigen Zellenverbund (102) lediglich ein zweiter Stromabgriff(108) zugeordnet ist.
  13. Energiebereitstellungsmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden Stromabgriffe (106, 108) aus zwei Stromabgriffskomponenten 110, 112, 124, 126) aufgebaut ist.
  14. Energiebereitstellungsmodul nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden Stromabgriffe (106, 108) mit der zugehörigen Druckplatte (94a, 94b) verbunden ist.
  15. Energiebereitstellungsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromabgriff (108) gemeinsam mit einem Verbindungselement (128), insbesondere einem Modulverbinder, über eine Verschraubung mit der Druckplatte (94b) verbunden sind.
  16. Hochvoltversorgungseinheit enthaltend zumindest ein gemäß einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildetes Energiebereitstellungsmodul (86).
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DE102020103550A1 (de) 2020-02-12 2021-08-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochvoltversorgungseinheit bestehend aus mehreren Hochvoltversorgungsmodulen

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