DE102016206846B4

DE102016206846B4 - Connection device, high-voltage battery and motor vehicle

Info

Publication number: DE102016206846B4
Application number: DE102016206846.6A
Authority: DE
Inventors: Sascha Staudenmaier
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2022-07-14
Anticipated expiration: 2036-04-23
Also published as: DE102016206846A1

Abstract

Verbindungseinrichtung zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen wenigstens einem ersten, eine Mehrzahl von Batteriezellen (20) aufweisenden Batteriemodul (10) einer Hochvoltbatterie und wenigstens einem zweiten, eine Mehrzahl von Batteriezellen (20) aufweisenden Batteriemodul (12) der Hochvoltbatterie, mit einem Unterteil (22), welches einen in einem Gehäuse (24) angeordneten ersten elektrischen Leiter (28) aufweist, und mit einem Oberteil (14), welches einen in einem weiteren Gehäuse (16) angeordneten zweiten elektrischen Leiter (18) aufweist, wobei durch das jeweilige Gehäuse (16, 24) ein Berührschutz für den jeweiligen elektrischen Leiter (18, 28) bereitgestellt ist,und mit wenigstens einer Schraube (36) zum elektrisch leitenden Verbinden des ersten elektrischen Leiters (28) mit dem zweiten elektrischen Leiter (18),dadurch gekennzeichnet, dassdurch Anziehen der wenigstens einen Schraube (36) eine Bodenfläche (44) des elektrischen Leiters (18) des Oberteils (14) mit einer Oberseite (46) des elektrischen Leiters (28) des Unterteils (22) in Anlage bringbar ist.Connecting device for producing an electrically conductive connection between at least a first battery module (10) of a high-voltage battery, having a plurality of battery cells (20) and at least a second battery module (12) of the high-voltage battery, having a plurality of battery cells (20), with a lower part ( 22) having a first electrical conductor (28) arranged in a housing (24), and having an upper part (14) which has a second electrical conductor (18) arranged in a further housing (16), with the respective Housing (16, 24) protection against accidental contact is provided for the respective electrical conductor (18, 28), and with at least one screw (36) for electrically conductively connecting the first electrical conductor (28) to the second electrical conductor (18), thereby characterized in that by tightening the at least one screw (36) a bottom surface (44) of the electrical conductor (18) of the upper part (14) can be brought into contact with an upper side (46) of the electrical conductor (28) of the lower part (22).

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen wenigstens einem ersten, eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweisenden Batteriemodul einer Hochvoltbatterie und wenigstens einem zweiten, eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweisenden Batteriemodul der Hochvoltbatterie. Die Verbindungseinrichtung umfasst ein Unterteil, welches einen in einem Gehäuse angeordneten ersten elektrischen Leiter aufweist. Ein Oberteil der Verbindungseinrichtung weist einen in einem weiteren Gehäuse angeordneten zweiten elektrischen Leiter auf. Durch das jeweilige Gehäuse ist ein Berührschutz für den jeweiligen elektrischen Leiter bereitgestellt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Hochvoltbatterie und ein Kraftfahrzeug mit einer Hochvoltbatterie.The invention relates to a connecting device for producing an electrically conductive connection between at least a first battery module of a high-voltage battery having a plurality of battery cells and at least a second battery module of the high-voltage battery having a plurality of battery cells. The connecting device comprises a lower part which has a first electrical conductor arranged in a housing. An upper part of the connecting device has a second electrical conductor arranged in a further housing. The respective housing provides protection against accidental contact for the respective electrical conductor. Furthermore, the invention relates to a high-voltage battery and a motor vehicle with a high-voltage battery.

Bei Hochvoltbatterien, wie sie etwa in Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen zum Einsatz kommen, kann es erforderlich sein, eine elektrisch leitende Verbindung, also eine elektrische Hochvolt-Last-Verbindung zwischen wenigstens zwei Batteriemodulen herzustellen. Bereits die einzelnen Batteriemodule (und insbesondere die durch das elektrisch leitende Verbinden der Batteriemodule bereitgestellte Hochvoltbatterie) können eine Spannung von mehr als 60 Volt, insbesondere von mehr als 100 Volt, aufweisen. Als Hochvolt-Batteriemodul beziehungsweise Hochvoltbatterie soll vorliegend ein Batteriemodul beziehungsweise eine Batterie verstanden werden, deren Nennspannung größer ist als 60 V. Um die Hochvoltbatterie später einfach warten zu können, und auch um Anforderungen bezüglich eines Berührschutzes zu genügen, ist die elektrische Verbindung zwischen den wenigstens zwei Batteriemodulen bevorzugt berührgeschützt auszuführen.In the case of high-voltage batteries, such as those used in electric vehicles or hybrid vehicles, it may be necessary to establish an electrically conductive connection, that is to say an electrical high-voltage load connection, between at least two battery modules. Even the individual battery modules (and in particular the high-voltage battery provided by the electrically conductive connection of the battery modules) can have a voltage of more than 60 volts, in particular more than 100 volts. A high-voltage battery module or high-voltage battery is to be understood here as a battery module or battery whose nominal voltage is greater than 60 V. In order to be able to easily service the high-voltage battery later and also to meet requirements for protection against accidental contact, the electrical connection between the at least two battery modules should preferably be protected against accidental contact.

Die DE 10 2014 012 320 B3 beschreibt eine Batterie, bei welcher zwei Batteriemodule mittels eines Hochvoltkabels elektrisch in Reihe geschaltet sind. Hierbei wird mittels einer Schraube ein elektrisch leitender Kontakt zwischen einem durch eine Stromschiene des Batteriemoduls gebildeten Pol und einem elektrischen Kontaktelement des Hochvoltkabels hergestellt.the DE 10 2014 012 320 B3 describes a battery in which two battery modules are electrically connected in series using a high-voltage cable. In this case, an electrically conductive contact between a pole formed by a busbar of the battery module and an electrical contact element of the high-voltage cable is produced by means of a screw.

Die US 2012/0164489 A1 beschreibt eine Leistungsquelle mit zwei Batterieblöcken, welche jeweils eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweisen. Mittels eines Servicesteckers können die beiden Batterieblöcke elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Hierfür wird der Servicestecker in eine Steckdose eingesteckt, welche an einem äußeren Gehäuse angeordnet ist, in welchem sich die beiden Batterieblöcke befinden. Durch Herausnehmen des Servicesteckers aus der Steckdose wird die elektrisch leitende Verbindung unterbrochen. Zwei metallische Anschlüsse des Servicesteckers sind in einem Steckerkörper aus elektrisch isolierendem Plastikmaterial angeordnet.the US 2012/0164489 A1 describes a power source with two battery packs, each having a plurality of battery cells. The two battery blocks can be electrically connected to one another using a service connector. For this purpose, the service plug is plugged into a socket which is arranged on an outer housing in which the two battery blocks are located. The electrically conductive connection is interrupted by removing the service plug from the socket. Two metallic terminals of the service connector are arranged in a connector body made of electrically insulating plastic material.

Des Weiteren beschreibt die US 2014/0162497 A1 einen Sicherheitsstecker zum Unterbrechen einer Stromversorgung in einer Hochvoltbatterie. Das Herausziehen des Sicherheitssteckers unterbricht die Stromversorgung.Furthermore, the US 2014/0162497 A1 a safety plug for interrupting a power supply in a high-voltage battery. Pulling out the safety plug interrupts the power supply.

Ein weiterer Sicherheitsstecker zum Unterbrechen einer elektrisch leitenden Verbindung in einer Hochvoltbatterie durch Herausziehen des Sicherheitssteckers ist in der JP 2004007920 A beschrieben.Another safety plug for interrupting an electrically conductive connection in a high-voltage battery by pulling out the safety plug is in JP 2004007920 A described.

Als nachteilig an derartigen Steckverbindungen ist der Umstand anzusehen, dass eine Steckverbindung im Hinblick auf die Strombelastbarkeit an ihre Grenzen stößt, wenn diese in einer Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen soll. Wenn beispielsweise eine Strombelastbarkeit von 1200 Ampere sichergestellt werden soll, so kann ein Durchmesser eines elektrischen Leiters der Steckverbindung 14 Millimeter betragen. Bei einer derartigen Steckverbindung ist es wiederum vergleichsweise aufwendig, einen Berührschutz sicherzustellen.A disadvantage of such plug connections is the fact that a plug connection reaches its limits in terms of current carrying capacity when it is to be used in a high-voltage battery for a motor vehicle. If, for example, a current-carrying capacity of 1200 amperes is to be ensured, the diameter of an electrical conductor of the plug-in connection can be 14 millimeters. In the case of a plug-in connection of this type, it is in turn comparatively expensive to ensure protection against accidental contact.

Des Weiteren führt eine elektrische Steckverbindung prinzipbedingt zu einem vergleichsweise hohen Übergangswiderstand. Dies führt wiederum zu einer Wärmefreisetzung an der Verbindungsstelle, und die Wärme muss auf geeignete Weise abgeführt werden. Darüber hinaus kann ein hoher Übergangswiderstand zu einem Ausfall eines Elektronikbauteils wie etwa eines Zellmodulcontrollers führen, dessen Messanschlüsse an die mittels des Steckverbinders elektrisch miteinander verbundenen Komponenten angeschlossen sind. Wenn jedoch ein solches Elektronikbauteil an seinen Messeingängen mit einer Spannungsdifferenz von mehr als -0,4 Volt belastet wird, so kann dies zu einem Ausfall des Elektronikbauteils führen.Furthermore, an electrical plug-in connection, due to the principle involved, leads to a comparatively high contact resistance. This in turn leads to a release of heat at the joint and the heat must be dissipated in a suitable way. In addition, a high contact resistance can lead to the failure of an electronic component, such as a cell module controller, whose measurement connections are connected to the components that are electrically connected to one another by means of the plug connector. However, if such an electronic component is subjected to a voltage difference of more than -0.4 volts at its measurement inputs, this can lead to a failure of the electronic component.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Verbindungseinrichtung der eingangs genannten Art, eine Hochvoltbatterie mit einer solchen Verbindungseinrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Hochvoltbatterie zu schaffen.The object of the present invention is therefore to create an improved connection device of the type mentioned at the outset, a high-voltage battery with such a connection device and a motor vehicle with such a high-voltage battery.

Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Hochvoltbatterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a connecting device having the features of patent claim 1, a high-voltage battery having the features of patent claim 9 and a motor vehicle having the features of patent claim 10. Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the dependent patent claims.

Die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung dient dem Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen wenigstens einem ersten Batteriemodul einer Hochvoltbatterie und wenigstens einem zweiten Batteriemodul der Hochvoltbatterie. Jedes Batteriemodul weist eine Mehrzahl von Batteriezellen auf. Ein Unterteil der Verbindungseinrichtung weist einen in einem Gehäuse angeordneten ersten elektrischen Leiter auf. Ein Oberteil der Verbindungseinrichtung weist einen in einem weiteren Gehäuse angeordneten zweiten elektrischen Leiter auf. Durch das jeweilige Gehäuse ist ein Berührschutz für den jeweiligen elektrischen Leiter bereitgestellt. Die Verbindungseinrichtung weist wenigstens eine Schraube zum elektrisch leitenden Verbinden des ersten elektrischen Leiters mit dem zweiten elektrischen Leiter auf. Durch das Vorsehen einer Schraubverbindung zum elektrisch leitenden Verbinden des ersten elektrischen Leiters mit dem zweiten elektrischen Leiter lässt sich ein besonders geringer Übergangswiderstand an einer Verbindungsstelle des ersten elektrischen Leiters mit dem zweiten elektrischen Leiter sicherstellen.The connection device according to the invention serves to establish an electrically conductive connection between at least one first battery module of a high-voltage battery and at least one second battery module of the high-voltage battery. Each battery module has a plurality of battery cells. A lower part of the connecting device has a first electrical conductor arranged in a housing. An upper part of the connecting device has a second electrical conductor arranged in a further housing. Protection against accidental contact for the respective electrical conductor is provided by the respective housing. The connecting device has at least one screw for the electrically conductive connection of the first electrical conductor to the second electrical conductor. By providing a screw connection for the electrically conductive connection of the first electrical conductor to the second electrical conductor, a particularly low contact resistance can be ensured at a connection point of the first electrical conductor to the second electrical conductor.

Hierbei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass durch Anziehen der wenigstens einen Schraube eine Bodenfläche des elektrischen Leiters des Oberteils mit einer Oberseite des elektrischen Leiters des Unterteils in Anlage gebracht werden kann. Insbesondere durch Ausbilden von ebenen Flächen als die Bodenfläche und die Oberseite kann ein inniges Anliegen der beiden elektrischen Leiter aneinander und somit ein besonders geringer Übergangswiderstand durch das Anziehen der wenigstens einen Schraube erreicht werden.It has been shown to be advantageous here that a bottom surface of the electrical conductor of the upper part can be brought into contact with a top side of the electrical conductor of the lower part by tightening the at least one screw. In particular, by forming flat surfaces as the bottom surface and the top side, the two electrical conductors can be in close contact with one another and thus a particularly low contact resistance can be achieved by tightening the at least one screw.

Des Weiteren lässt sich der Leitungsquerschnitt des ersten elektrischen Leiters einerseits und des zweiten elektrischen Leiters andererseits besonders gut auf die von der Auslegung der Batteriemodule und der Hochvoltbatterie abhängige Strombelastbarkeit abstimmen. Demgemäß kann die Verbindungseinrichtung auch zwei oder mehr Schrauben aufweisen, um entsprechend große beziehungsweise entsprechend große Leitungsquerschnitte aufweisende elektrische Leiter miteinander zu verbinden. Die berührgeschützte Schraubverbindung ist somit besonders einfach für beliebig hohe Ströme skalierbar beziehungsweise erweiterbar. Es ist also eine verbesserte Verbindungseinrichtung bereitgestellt.Furthermore, the line cross-section of the first electrical conductor on the one hand and of the second electrical conductor on the other hand can be matched particularly well to the current carrying capacity, which depends on the design of the battery modules and the high-voltage battery. Accordingly, the connecting device can also have two or more screws in order to connect electrical conductors to one another that are correspondingly large or have correspondingly large line cross sections. The touch-protected screw connection can therefore be scaled or expanded particularly easily for any high currents. An improved connection device is thus provided.

Beispielsweise kann der erste elektrische Leiter mittels zweier Schrauben mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden sein, um eine Strombelastbarkeit der Verbindungseinrichtung von 1200 Ampere sicherzustellen. Soll eine noch höhere Strombelastbarkeit sichergestellt werden, so lässt sich ein entsprechend größerer erster elektrischer Leiter mittels drei oder auch noch mehr Schrauben mit einem ebenfalls größeren zweiten elektrischen Leiter verbinden. Soll die Verbindungseinrichtung hingegen für eine geringere Strombelastbarkeit beziehungsweise Stromstärke ausgelegt werden, so kann eine einzige Schraube ausreichend sein, um ein Anliegen des (entsprechend kleiner dimensionierten) ersten elektrischen Leiters an dem zweiten elektrischen Leiter und somit das Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den beiden elektrischen Leitern mittels der Schraube sicherzustellen.For example, the first electrical conductor can be connected to the second electrical conductor by means of two screws in order to ensure a current carrying capacity of the connecting device of 1200 amperes. If an even higher current-carrying capacity is to be ensured, a correspondingly larger first electrical conductor can be connected to a likewise larger second electrical conductor by means of three or even more screws. If, on the other hand, the connecting device is to be designed for a lower current-carrying capacity or amperage, a single screw can be sufficient to ensure that the first electrical conductor (which has correspondingly smaller dimensions) rests against the second electrical conductor and thus establish an electrically conductive connection between the two electrical conductors Secure the ladders with the screw.

Durch das Vorsehen des Berührschutzes kommt es beim Herstellen der elektrisch leitenden Verbindung nicht zum Arbeiten unter Spannung, und die Schraubverbindung zwischen dem ersten elektrischen Leiter und dem zweiten elektrischen Leiter kann mittels eines normalen, also nicht berührgeschützt ausgeführten Werkzeugs hergestellt werden. Auch eine Demontage, also ein Unterbrechen der elektrisch leitenden Verbindung durch Lösen der wenigstens einen Schraube, kann beispielsweise in einer Werkstatt von einem normalen Hochvolt-Techniker ohne Schutzhandschuhe und ohne berührgeschütztes Werkzeug vorgenommen werden. Es ist somit eine einfache Reparaturmöglichkeit der Hochvoltbatterie gegeben, und Anforderungen hinsichtlich des Berührschutzes auf der Ebene der Batteriemodule der Hochvoltbatterie sind erfüllt.By providing protection against accidental contact, working under voltage does not occur when establishing the electrically conductive connection, and the screw connection between the first electrical conductor and the second electrical conductor can be produced using a normal tool, ie a tool that is not designed to be protected against accidental contact. Dismantling, ie interrupting the electrically conductive connection by loosening the at least one screw, can also be carried out in a workshop, for example, by a normal high-voltage technician without protective gloves and without a tool that is protected against accidental contact. It is therefore possible to repair the high-voltage battery easily, and requirements with regard to protection against accidental contact at the level of the battery modules of the high-voltage battery are met.

Bevorzugt verhindert der Berührschutz ein Berühren des jeweiligen elektrischen Leiters des Oberteils und des Unterteils mit einem Normfinger, welcher einen Durchmesser von 12,5 mm aufweist (Schutzart IP 2X). Mit anderen Worten sind also die jeweiligen Gehäuse so gestaltet, dass sich mit dem Normfinger die jeweiligen elektrischen Leiter beziehungsweise bei Herstellung der Schraube aus einem elektrisch leitfähigen Material die wenigstens eine Schraube nicht mit dem Normfinger nicht berühren lassen.The contact protection preferably prevents the respective electrical conductor of the upper part and the lower part from being touched with a standard finger which has a diameter of 12.5 mm (protection class IP 2X). In other words, the respective housings are designed in such a way that the respective electrical conductors or, if the screw is made from an electrically conductive material, the at least one screw cannot be touched with the standard finger.

Bevorzugt ist die wenigstens eine Schraube in einer Durchtrittsöffnung angeordnet, welche in dem elektrischen Leiter des Oberteils ausgebildet ist. Dann ist nämlich die Schraube besonders gut von oben zugänglich. Zudem lässt sich bei der Montage, bei welcher sich das Oberteil oberhalb des Unterteils befindet, die Schwerkraft ausnutzen, um die Schraube in eine Schrauböffnung einzubringen, welche in dem elektrischen Leiter des Unterteils ausgebildet ist.The at least one screw is preferably arranged in a passage opening which is formed in the electrical conductor of the upper part. Then the screw is particularly easy to access from above. In addition, during assembly, in which the upper part is located above the lower part, gravity can be used to introduce the screw into a screw opening which is formed in the electrical conductor of the lower part.

Vorzugsweise ist durch das Gehäuse des Oberteils ein Berührschutz für einen Schaft der wenigstens einen Schraube bereitgestellt. Dann kann eine kostengünstige Schraube aus einem elektrisch leitfähigen Material verwendet werden, und dennoch ist die Schraube berührgeschützt, insbesondere vor Berührung mit dem Normfinger geschützt.A contact protection for a shank of the at least one screw is preferably provided by the housing of the upper part. Then an inexpensive screw made of an electrically conductive material can be used, and yet the screw is protected against accidental contact, esp Specially protected against contact with the standard finger.

Ein Kopf der wenigstens einen Schraube kann von einem aus einem elektrisch isolierenden Material gebildeten Halteteil gehalten sein, welches ein Mitnahmeprofil für ein Schraubwerkzeug aufweist. Dann kann mit einem einfachen, nicht berührgeschützten Schraubwerkzeug ein Drehmoment auf das Halteteil aufgebracht werden, welches wiederum das Verbinden des ersten elektrischen Leiters mit dem zweiten elektrischen Leiter mittels der wenigstens einen Schraube bewirkt. Denn über das Halteteil wird das von dem Schraubwerkzeug aufgebrachte Drehmoment auf die wenigstens eine Schraube übertragen.A head of the at least one screw can be held by a holding part which is made of an electrically insulating material and has a driving profile for a screwing tool. A torque can then be applied to the holding part with a simple, non-contact-protected screwing tool, which in turn causes the first electrical conductor to be connected to the second electrical conductor by means of the at least one screw. This is because the torque applied by the screwing tool is transmitted to the at least one screw via the holding part.

Eine besonders gute Kraftübertragung lässt sich sicherstellen, wenn der Kopf der wenigstens einen Schraube formschlüssig mit dem Halteteil verbunden ist.A particularly good power transmission can be ensured if the head of the at least one screw is positively connected to the holding part.

Durch das Halteteil oder Isolierteil mit dem oberen Werkzeugeingriff beziehungsweise mit dem Mitnahmeprofil kann insbesondere ein Berührschutz für den Kopf der wenigstens einen Schraube bereitgestellt sein. Beispielsweise kann das Halteteil den Kopf umhüllen und so eine Berührung des Kopfs der Schraube, insbesondere eine Berührung mit dem Normfinger, verhindern.The holding part or insulating part with the upper tool grip or with the carrier profile can in particular provide protection against accidental contact for the head of the at least one screw. For example, the holding part can enclose the head and thus prevent contact with the head of the screw, in particular contact with the standard finger.

Bevorzugt weist die Verbindungseinrichtung wenigstens ein Führungselement auf, welches beim Verbinden des Oberteils mit dem Unterteil mit wenigstens einem korrespondierenden Führungselement zusammenwirkt. So lässt sich bereits vor einem Anziehen der wenigstens einen Schraube das Oberteil definiert so zu dem Unterteil ausrichten, dass in dem ersten elektrischen Leiter und in dem zweiten elektrischen Leiter vorgesehene Öffnungen für die wenigstens eine Schraube miteinander fluchten. Dies vereinfacht die Montage der Verbindungseinrichtung und das Herstellen der elektrisch leitenden Verbindung.The connecting device preferably has at least one guide element which interacts with at least one corresponding guide element when the upper part is connected to the lower part. Thus, before the at least one screw is tightened, the upper part can be aligned in a defined manner relative to the lower part such that openings provided in the first electrical conductor and in the second electrical conductor for the at least one screw are aligned with one another. This simplifies the assembly of the connecting device and the establishment of the electrically conductive connection.

Durch das wenigstens eine Führungselement kann ein Berührschutz für einen Schaft der wenigstens einen Schraube bereitgestellt sein. Beispielsweise können als Wände ausgebildete Führungselemente jeweilige Bereiche eines der elektrischen Leiter voneinander abgrenzen, in welchem jeweils eine Schraube angeordnet ist. Diese Wände können dann in entsprechende Aussparungen eingeführt werden, durch welche die korrespondierenden Führungselemente bereitgestellt sind. So sorgen die Wände für ein vereinfachtes Zusammenbauen des Unterteils und des Oberteils miteinander, und sie stellen den Berührschutz bereit.A contact protection for a shank of the at least one screw can be provided by the at least one guide element. For example, guide elements designed as walls can delimit respective areas of one of the electrical conductors from one another, in each of which a screw is arranged. These walls can then be inserted into corresponding recesses through which the corresponding guide elements are provided. In this way, the walls ensure simplified assembly of the lower part and the upper part with one another and they provide protection against accidental contact.

Zusätzlich oder alternativ kann das wenigstens eine korrespondierende Führungselement zumindest bereichsweise durch einen der elektrischen Leiter und/oder durch eines der Gehäuse gebildet sein. Beispielsweise können in dem elektrischen Leiter und/oder in dem Gehäuse durch Aussparungen, Schlitze, Nuten oder dergleichen korrespondierende Führungselemente ausgebildet sein, in welchen entsprechende Vorsprünge oder Wände geführt sind, wenn das Oberteil mit dem Unterteil verbunden wird. So lässt sich insbesondere eine besonders exakte Ausrichtung der beiden elektrischen Leiter relativ zueinander beim Verbinden des Oberteils mit dem Unterteil sicherstellen.Additionally or alternatively, the at least one corresponding guide element can be formed at least in regions by one of the electrical conductors and/or by one of the housings. For example, corresponding guide elements can be formed in the electrical conductor and/or in the housing by recesses, slots, grooves or the like, in which corresponding projections or walls are guided when the upper part is connected to the lower part. In particular, a particularly precise alignment of the two electrical conductors relative to one another can be ensured when connecting the upper part to the lower part.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die wenigstens eine Schraube aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist. Dann braucht für die Schraube kein Berührschutz vorgesehen zu werden.It has also been shown to be advantageous if the at least one screw is formed from an electrically insulating material. Then no touch protection needs to be provided for the screw.

Insbesondere wenn die Schraube aus einem Keramikmaterial gebildet ist, lässt sich durch Anziehen der Schraube eine besonders innige Verbindung des ersten elektrischen Leiters mit dem zweiten elektrischen Leiter erreichen. Eine derartige Schraube kann nämlich stärker angezogen werden als dies beim Anziehen der Schraube durch ein am Kopf der Schraube gehaltenes Halteteil aus Kunststoff der Fall ist, welches ein Mitnahmeprofil für ein Schraubwerkzeug aufweist. Es lässt sich somit auch ein harter Schraubfall realisieren, welcher einem besonders geringen Übergangswiderstand zwischen dem ersten elektrischen Leiter und dem zweiten elektrischen Leiter zuträglich ist.In particular when the screw is made of a ceramic material, a particularly intimate connection of the first electrical conductor to the second electrical conductor can be achieved by tightening the screw. A screw of this type can namely be tightened more than is the case when the screw is tightened by a holding part made of plastic which is held on the head of the screw and has a carrier profile for a screwing tool. A hard screwing operation can thus also be implemented, which is conducive to a particularly low contact resistance between the first electrical conductor and the second electrical conductor.

Bevorzugt ist das Oberteil an dem wenigstens einen ersten Batteriemodul angeordnet und das Unterteil an dem wenigstens einen zweiten Batteriemodul. Hierbei sind die jeweiligen elektrischen Leiter mit den jeweiligen Batteriezellen der Batteriemodule elektrisch leitend verbunden.The upper part is preferably arranged on the at least one first battery module and the lower part on the at least one second battery module. In this case, the respective electrical conductors are electrically conductively connected to the respective battery cells of the battery modules.

Die erfindungsgemäße Hochvoltbatterie weist wenigstens eine erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung auf. Die Verbindungseinrichtung stellt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen wenigstens einem ersten Batteriemodul und wenigstens einem zweiten Batteriemodul der Hochvoltbatterie her, wobei die Batteriemodule jeweils eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweisen.The high-voltage battery according to the invention has at least one connection device according to the invention. The connecting device establishes an electrically conductive connection between at least one first battery module and at least one second battery module of the high-voltage battery, the battery modules each having a plurality of battery cells.

Eine derartige Hochvoltbatterie kann insbesondere als elektrischer Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug ausgebildet sein, etwa für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, bei welchem die Hochvoltbatterie elektrische Energie für einen Antrieb des Kraftfahrzeugs bereitstellt.Such a high-voltage battery can be designed in particular as an electrical energy store for a motor vehicle, for example for an electric vehicle or a hybrid vehicle, in which the high-voltage battery provides electrical energy for driving the motor vehicle.

Dementsprechend weist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug wenigstens eine erfindungsgemäße Hochvoitbatterie auf. Die für die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Hochvoltbatterie und für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.Accordingly, the motor vehicle according to the invention has at least one high-voltage battery according to the invention. The advantages and preferred embodiments described for the connecting device according to the invention also apply to the high-voltage battery according to the invention and to the motor vehicle according to the invention.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind somit auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the leave invention. Embodiments are therefore also to be regarded as included and disclosed by the invention which are not explicitly shown or explained in the figures, but which result from the explained embodiments and can be generated by means of separate combinations of features. Therefore, versions and combinations of features are also to be regarded as disclosed which do not have all the features of an originally formulated independent claim.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 eine teilweise geschnittene stirnseitige Ansicht eines Oberteils einer Verbindungseinrichtung, mittels welcher sich Batteriemodule einer Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug elektrisch leitend miteinander verbinden lassen;
2 in einer teilweise geschnittenen stirnseitigen Ansicht das Unterteil der Verbindungseinrichtung;
3 eine Ansicht von unten auf das Oberteil gemäß 1;
4 eine Ansicht von oben auf das Unterteil gemäß 2;
5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Oberteils gemäß 1;
6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Unterteils gemäß 2;
7 eine Ansicht von oben auf das Oberteil, aus welcher eine mögliche Variante eines Werkzeugeingriffs von an Schrauben der Verbindungseinrichtung angeordneten Halteteilen beziehungsweise Isolierteilen ersichtlich ist;
8 in einer Seitenansicht und in einer Draufsicht einen Normfinger;
9 die Verbindung der elektrischen Leiter des Oberteils und des Unterteils miteinander mittels einer Schraube;
10 den Berührschutz des elektrischen Leiters des Unterteils;
11 eine Variante des Oberteils, bei welcher die Schrauben aus einem Keramikmaterial gebildet sind, in einer teilweise geschnittenen stirnseitigen Ansicht;
12 das Oberteil gemäß 11 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht;
13 das Oberteil gemäß 11 in einer Draufsicht von oben; und
14 die Verbindung des elektrischen Leiters des Oberteils gemäß 11 mit dem elektrischen Leiter des Unterteils gemäß 2.

Further advantages, features and details of the invention result from the claims, the following description of preferred embodiments and with reference to the drawings. show:

1 a partially sectioned end view of an upper part of a connecting device, by means of which battery modules of a high-voltage battery for a motor vehicle can be connected to one another in an electrically conductive manner;
2 in a partially sectioned end view, the lower part of the connecting device;
3 a view from below of the upper part according to 1 ;
4 a top view of the base according to FIG 2 ;
5 according to a partially sectioned side view of the upper part 1 ;
6 a partially sectioned side view of the base according to 2 ;
7 a view from above of the upper part, from which a possible variant of a tool engagement of arranged on screws of the connecting device holding parts or insulating parts can be seen;
8th a standard finger in a side view and in a plan view;
9 the connection of the electrical conductors of the upper part and the lower part to each other by means of a screw;
10 the touch protection of the electrical conductor of the lower part;
11 a variant of the upper part, in which the screws are formed from a ceramic material, in a partially sectioned end view;
12 the upper part according to 11 in a partially sectioned side view;
13 the upper part according to 11 in a plan view from above; and
14 the connection of the electrical conductor of the upper part according to 11 with the electrical conductor of the base according to 2 .

Von einer Verbindungseinrichtung zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen Batteriemodulen 10, 12 (vergleiche 2) einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs ist in 1 in einer Seitenansicht ein Oberteil 14 gezeigt. Das Oberteil 14 umfasst ein Gehäuse 16, welches aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, gebildet ist. In dem Gehäuse 16 ist ein elektrischer Leiter 18 beziehungsweise ein Kontaktteil angeordnet. Der elektrische Leiter 18 ist mit dem ersten Batteriemodul 10 elektrisch leitend verbunden. Das erste Batteriemodul 10 umfasst eine Mehrzahl einzelner Batteriezellen 20, welche beispielsweise als Lithium-Ionen-Batteriezellen ausgebildet sein können.From a connecting device for establishing an electrically conductive connection between battery modules 10, 12 (cf 2 ) of a high-voltage battery of a motor vehicle is in 1 an upper part 14 is shown in a side view. The upper part 14 comprises a housing 16 which is made of an electrically insulating material, for example a plastic material. An electrical conductor 18 or a contact part is arranged in the housing 16 . The electrical conductor 18 is electrically conductively connected to the first battery module 10 . The first battery module 10 includes a plurality of individual battery cells 20, which can be designed as lithium-ion battery cells, for example.

Die Verbindungseinrichtung umfasst des Weiteren ein Unterteil 22, welches schematisch und in einer stirnseitigen Ansicht in 2 gezeigt ist. Auch das Unterteil 22 weist ein Gehäuse 24 aus einem elektrisch nicht leitenden Material, beispielsweise aus einem Kunststoff, auf. Unterseitig ist das Gehäuse 24 durch einen Boden 26 verschlossen, auf welchem ein elektrischer Leiter 28 des Unterteils 22 angeordnet ist. Der elektrische Leiter 28 ist mit den Batteriezellen 20 des zweiten Batteriemoduls 12 elektrisch leitend verbunden. Durch Verbinden der elektrischen Leiter 18, 28 miteinander kann somit eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Batteriemodulen 10, 12 hergestellt werden.The connecting device also includes a lower part 22, which is shown schematically and in an end view in 2 is shown. The lower part 22 also has a housing 24 made of an electrically non-conductive material, for example a plastic. The housing 24 is closed on the underside by a base 26 on which an electrical conductor 28 of the lower part 22 is arranged. The electrical conductor 28 is electrically conductively connected to the battery cells 20 of the second battery module 12 . By connecting the electrical conductors 18, 28 to one another, an electrically conductive connection between the battery modules 10, 12 can thus be produced.

Das Unterteil 22 kann beispielsweise an einen Boden des Batteriemoduls 12 geschraubt werden. Des Weiteren können die elektrischen Anschlüsse des Unterteils 22 auch mit mehr als einem Batteriemodul 12 verbunden werden. Beispielsweise über ein Loch in einem Deckel des Batteriemoduls 12 ist das Unterteil 22 von oben zugänglich. Das Unterteil 22 kann also durch das Loch im Deckel nach oben schauen. Das offene beziehungsweise von oben zugängliche Unterteil 22 ist jedoch berührgeschützt, insbesondere nach der Schutzart IPXXB. Entsprechend ist eine Berührung von elektrischen Strom führenden Teilen des Unterteils 22 mit einem Normfinger 30 (vergleiche 8) ausgeschlossen, welcher einen Durchmesser 32 von mehr als 12 mm, insbesondere einen Durchmesser 32 von 12,5 mm, und eine Länge 34 von 80 mm aufweisen kann. Folglich ist auch eine Berührung des elektrischen Leiters 28 mit einem menschlichen Finger verhindert.The lower part 22 can be screwed to a base of the battery module 12, for example. Furthermore, the electrical connections of the lower part 22 can also be connected to more than one battery module 12 . The lower part 22 is accessible from above, for example via a hole in a cover of the battery module 12 . The base 22 can thus look up through the hole in the lid. The open or accessible from above base 22, however Touch-protected, especially according to protection class IPXXB. Correspondingly, touching electrically current-carrying parts of the lower part 22 with a standard finger 30 (cf 8th ) excluded, which may have a diameter 32 of more than 12 mm, in particular a diameter 32 of 12.5 mm, and a length 34 of 80 mm. Consequently, touching the electrical conductor 28 with a human finger is also prevented.

In analoger Weise können weder der elektrische Leiter 18 des Oberteils 14 noch eine Schraube 36, deren Schaft 38 durch eine in dem elektrischen Leiter 18 ausgebildete Durchtrittsöffnung 40 hindurchtritt, mit dem Normfinger 30 berührt werden. Auch das Oberteil 14 ist somit berührgeschützt ausgebildet, bevorzugt nach IPXXB.Similarly, neither the electrical conductor 18 of the upper part 14 nor a screw 36 whose shank 38 passes through a passage opening 40 formed in the electrical conductor 18 can be touched with the standard finger 30 . The upper part 14 is thus designed to be protected against accidental contact, preferably according to IPXXB.

Wenn das Batteriemodul 10 oder ein Paket, welches eine Mehrzahl solcher Batteriemodule 10 umfasst, fertiggestellt ist, können beispielsweise zwei flexible Anschlussleitungen des Oberteils 14 mit den entsprechenden Batteriemodulen 10 verbunden werden. Auch hier kann überall ein Berührschutz hergestellt werden. Anschließend kann das erste Batteriemodul 10 auf das zweite Batteriemodul 12 montiert werden.When the battery module 10 or a pack that includes a plurality of such battery modules 10 is completed, two flexible connection lines of the upper part 14 can be connected to the corresponding battery modules 10, for example. Here, too, protection against accidental contact can be produced anywhere. Then the first battery module 10 can be mounted on the second battery module 12 .

In dem elektrischen Leiter 28 des Unterteils 22 ist ein Sackloch 42 mit einem Gewinde ausgebildet, in welches der Schaft 38 der Schraube 36 eingeschraubt werden kann. Über die mit dem Sackloch 42 fluchtende Durchtrittsöffnung 40, beziehungsweise durch dieses gemeinsame Loch, kann also berührgeschützt das elektrische Oberteil 14 auf das Unterteil 22 geschraubt werden. Dadurch gelangt eine Bodenfläche 44 des elektrischen Leiters 18 des Oberteils 14 mit einer Oberseite 46 des elektrischen Leiters 28 des Unterteils 22 in eine innige, flächige Anlage.A blind hole 42 with a thread is formed in the electrical conductor 28 of the lower part 22, into which the shank 38 of the screw 36 can be screwed. The electrical upper part 14 can thus be screwed onto the lower part 22 so that it is protected against accidental contact via the passage opening 40 aligned with the blind hole 42 or through this common hole. As a result, a bottom surface 44 of the electrical conductor 18 of the upper part 14 comes into intimate, planar contact with an upper side 46 of the electrical conductor 28 of the lower part 22 .

Bei der in 1 gezeigten Variante des Oberteils 14 ist ein Kopf 48 der Schraube 36 von einem Halteteil 50 formschlüssig umgriffen beziehungsweise gehalten. Das Halteteil 50, welches vorliegend aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet und somit als Isolierteil ausgebildet ist, weist ein als Werkzeugeingriff dienendes Mitnahmeprofil 52 auf. Über eine Öffnung, welche in einem Deckelteil 54 des Gehäuses 16 des Oberteils 14 ausgebildet ist, ist das Mitnahmeprofil 52 für ein entsprechendes Schraubwerkzeug zugänglich. Das Halteteil 50 kann auch, wie in 1 beispielhaft gezeigt, durch die in dem Deckelteil 54 ausgebildete Öffnung hindurchtreten und so von außerhalb des Gehäuses 16 für das Schraubwerkzeug zugänglich sein.At the in 1 shown variant of the upper part 14 is a head 48 of the screw 36 of a holding part 50 surrounded or held in a form-fitting manner. The holding part 50, which in the present case is formed from an electrically insulating material and is therefore designed as an insulating part, has a driver profile 52 serving as a tool engagement. The driving profile 52 is accessible for a corresponding screwing tool via an opening which is formed in a cover part 54 of the housing 16 of the upper part 14 . The holding part 50 can also, as in 1 shown by way of example, pass through the opening formed in the cover part 54 and thus be accessible from outside the housing 16 for the screwing tool.

Aus der stirnseitigen Ansicht des Unterteils 22 in 2 geht des Weiteren hervor, dass Wände 56 des Gehäuses 24 Versteifungsstrukturen 58 etwa in Form von Rippen oder dergleichen aufweisen können, um die Stabilität des Gehäuses 24 zu erhöhen. Die Wände 56 fassen den elektrischen Leiter 28 des Unterteils 22 seitlich, also in eine Querrichtung desselben ein und liegen hierbei an Außenseiten des elektrischen Leiters 28 an.From the front view of the lower part 22 in 2 also shows that walls 56 of the housing 24 can have stiffening structures 58 , for example in the form of ribs or the like, in order to increase the stability of the housing 24 . The walls 56 enclose the electrical conductor 28 of the lower part 22 laterally, that is to say in a transverse direction thereof, and are in contact with the outer sides of the electrical conductor 28 .

Aus der Ansicht auf das Oberteil 14 von unten in 3 ist ersichtlich, dass in dem elektrischen Leiter 18 des Oberteils 14 zwei Durchtrittsöffnungen ausgebildet sind, durch welche der jeweilige Schaft 38 von zwei Schrauben 36 hindurchtritt. Bereiche des elektrischen Leiters 18, in welchen sich die Durchtrittsöffnungen für die Schrauben 36 befinden, sind durch Wände 60 beziehungsweise Trennwände voneinander abgegrenzt. Durch diese Wände 60 sind zugleich Führungselemente bereitgestellt, welche ein Verbinden des Oberteils 14 mit dem Unterteil 22 durch Zusammenstecken dieser beiden Komponenten der Verbindungseinrichtung erleichtern. Die Wände 60, welche als Querwände ausgebildet sind, stellen des Weiteren einen Berührschutz bereit. Mit anderen Worten verhindern die Wände 60, dass der Schaft 38 der jeweiligen Schraube mit dem Normfinger 30 berührt werden kann. Ein Abstand 62 zwischen den Wänden 60 ist nämlich geringer als der Durchmesser 32 des Normfingers 30 (vergleiche 8).From the view of the upper part 14 from below in 3 It can be seen that two passage openings are formed in the electrical conductor 18 of the upper part 14, through which the respective shank 38 of two screws 36 passes. Areas of the electrical conductor 18 in which the passage openings for the screws 36 are located are delimited from one another by walls 60 or partitions. At the same time, guide elements are provided by these walls 60, which make it easier to connect the upper part 14 to the lower part 22 by plugging these two components of the connecting device together. The walls 60, which are designed as transverse walls, also provide protection against accidental contact. In other words, the walls 60 prevent the shank 38 of the respective screw from being able to be touched with the standard finger 30 . A distance 62 between the walls 60 is namely smaller than the diameter 32 of the standard finger 30 (cf 8th ).

Aus der Ansicht auf das Unterteil 22 von oben in 4 ist ersichtlich, dass in dem elektrischen Leiter 28 des Unterteils 22 und in den Wänden 56 des Gehäuses 24 Ausnehmungen in Form von Schlitzen 64 ausgebildet sind, deren Breite mit der Breite der Wände 60 korrespondiert. Entsprechend können beim Verbinden des Oberteils 14 mit dem Unterteil 22 die Wände 60 in die Schlitze 64 eingeführt werden (vergleiche 5 und 6). Des Weiteren ist ein Abstand 66 in die Querrichtung zwischen den Wänden 56 des Gehäuses 24 des Unterteils 22 derart bemessen, dass mittels des Normfingers 30 der elektrische Leiter 28 nicht berührt werden kann (vergleiche 10).From the view of the lower part 22 from above in 4 It can be seen that recesses in the form of slots 64 are formed in the electrical conductor 28 of the lower part 22 and in the walls 56 of the housing 24, the width of which corresponds to the width of the walls 60. Similarly, when the top 14 is joined to the bottom 22, the walls 60 can be inserted into the slots 64 (see Figs 5 and 6 ). Furthermore, a distance 66 in the transverse direction between the walls 56 of the housing 24 of the lower part 22 is dimensioned such that the standard finger 30 cannot touch the electrical conductor 28 (cf 10 ).

Aus 5 ist ersichtlich, dass der Abstand 62 zwischen den Wänden 60 des Oberteils 14 so bemessen ist, dass ein Berühren der Schäfte 38 der jeweiligen Schrauben 36 mit dem Normfinger 30 verhindert ist. Des Weiteren kann auch der elektrische Leiter 18 des Oberteils 14 mit dem Normfinger 30 nicht berührt werden.Out of 5 It can be seen that the distance 62 between the walls 60 of the upper part 14 is dimensioned in such a way that the shanks 38 of the respective screws 36 are prevented from being touched by the standard finger 30 . Furthermore, the electrical conductor 18 of the upper part 14 cannot be touched with the standard finger 30 either.

Aus 6 ist entnehmbar, dass auch Stirnwände 68 des Gehäuses 24 des Unterteils 22 mit einer Rippe 70 oder dergleichen Versteifungsstruktur versehen sein können, um die Stabilität des Gehäuses 24 zu verbessern. Des Weiteren geht aus einer Zusammenschau der 5 mit der 6 hervor, dass durch das Einführen der Wände 60 in die Schlitze 64 dafür gesorgt wird, dass die Schäfte 38 der Schrauben 36 mit den Sacklöchern 42 fluchten, welche in dem elektrischen Leiter 28 des Unterteils 22 ausgebildet sind.Out of 6 It can be seen that end walls 68 of the housing 24 of the lower part 22 can also be provided with a rib 70 or a similar stiffening structure in order to improve the stability of the housing 24 . Furthermore, from a synopsis of the 5 with the 6 shows that by inserting the walls 60 in the Slots 64 are used to align the shanks 38 of the screws 36 with the blind holes 42 formed in the electrical conductor 28 of the base 22.

In 7 ist ein beispielhaftes, sternförmiges Mitnahmeprofil 52 der Halteteile 50 gezeigt, welche insbesondere aus Kunststoff gebildet sein können.In 7 an exemplary, star-shaped carrier profile 52 of the holding parts 50 is shown, which can be made of plastic in particular.

9 veranschaulicht die elektrische Kontaktierung des elektrischen Leiters 18 beziehungsweise des oberen Kontaktteils des Oberteils 14 mit dem elektrischen Leiter 28 beziehungsweise mit dem unteren Kontaktteil des Unterteils 22. Entsprechend sorgt das Anziehen der Schraube 36 dafür, dass die Bodenfläche 44 an der Oberseite 46 flächig anliegt. Die miteinander in Anlage gebrachten Flächen der elektrischen Leiter 18, 28 stellen die gewünschte Stromtragfähigkeit der Verbindungseinrichtung sicher. Die Schraube 36 ist bei der in 1 bis 9 gezeigten Variante der Verbindungseinrichtung aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet, und das Anziehen der jeweiligen Schraube 36 erfolgt über das Halteteil 50. Jedoch wird der (mögliche) Stromfluss über die Schrauben 36 bei der Auslegung der elektrischen Leiter 18, 28 auf die gewünschte Stromtragfähigkeit der Verbindungseinrichtung nicht berücksichtigt. 9 illustrates the electrical contacting of the electrical conductor 18 or the upper contact part of the upper part 14 with the electrical conductor 28 or with the lower contact part of the lower part 22. Accordingly, tightening the screw 36 ensures that the bottom surface 44 lies flat against the top 46. The surfaces of the electrical conductors 18, 28 brought into contact with one another ensure the desired current-carrying capacity of the connecting device. The screw 36 is at the in 1 until 9 shown variant of the connecting device is made of an electrically conductive material, and the respective screw 36 is tightened via the holding part 50. However, the (possible) current flow via the screws 36 is adjusted to the desired current-carrying capacity of the connecting device when the electrical conductors 18, 28 are designed not considered.

Je nachdem, für welche Stromstärke beziehungsweise für welche Stromtragfähigkeit die Verbindungseinrichtung ausgelegt werden soll, können größere beziehungsweise kleinere elektrische Leiter 18, 28 und entsprechend weniger oder mehr als die vorliegend beispielhaft gezeigten zwei Schrauben 36 zum Herstellen der elektrischen Kontaktierung verwendet werden. Die Gehäuse 16, 24 und die elektrischen Leiter 18, 28 können hierfür einfach in senkrecht zur Querrichtung verlaufenden Längsrichtung des Oberteils 14 beziehungsweise des Unterteils 22 verlängert werden. Durch größere elektrische Leiter 18, 28 ist ein entsprechend größerer Leitungsquerschnitt bereitgestellt, aus welchem sich die Stromtragfähigkeit ergibt.Depending on the amperage or current-carrying capacity for which the connecting device is to be designed, larger or smaller electrical conductors 18, 28 and correspondingly fewer or more than the two screws 36 shown here as an example can be used to establish the electrical contact. For this purpose, the housings 16, 24 and the electrical conductors 18, 28 can easily be lengthened in the longitudinal direction of the upper part 14 or the lower part 22, which runs perpendicular to the transverse direction. Larger electrical conductors 18, 28 provide a correspondingly larger line cross section, from which the current-carrying capacity results.

Wenn beispielsweise der elektrische Leiter 18 drei Durchtrittsöffnungen 40 für drei Schrauben 36 aufweist und demgemäß der elektrische Leiter 28 drei Sacklöcher 42, so können die drei Schrauben zum elektrisch leitenden Verbinden der elektrischen Leiter 18, 28 miteinander verwendet werden. Es weisen dann die elektrischen Leiter 18, 28 einen größeren Leitungsquerschnitt und somit eine höhere Stromtragfähigkeit auf. Es kann also einerseits stets der Berührschutz der elektrischen Strom führenden Komponenten sowohl des Oberteils 14 als auch des Unterteils 22 sichergestellt werden, und dennoch kann die Verbindungseinrichtung einfach für beliebig hohe Ströme skaliert beziehungsweise erweitert werden. Mit anderen Worten kann entsprechend dem Strom die Schraubverbindung beliebig erweitert werden, ohne dass die grundlegenden Berührschutzeigenschaften der Schraubverbindung verloren gehen.If, for example, the electrical conductor 18 has three passage openings 40 for three screws 36 and accordingly the electrical conductor 28 has three blind holes 42, the three screws can be used to electrically conductively connect the electrical conductors 18, 28 to one another. The electrical conductors 18, 28 then have a larger line cross-section and thus a higher current-carrying capacity. On the one hand, therefore, protection against accidental contact with the electrical current-carrying components of both the upper part 14 and the lower part 22 can always be ensured, and the connecting device can nevertheless be easily scaled or expanded for currents of any magnitude. In other words, the screw connection can be expanded as desired according to the current without the basic contact protection properties of the screw connection being lost.

10 zeigt die Berührsicherheit beziehungsweise den Berührschutz nach IPXXB, also die Fingersicherheit, beispielhaft für das Unterteil 22. Vorliegend sind jedoch alle elektrischen Kontaktstellen sowohl des Oberteils 14 als auch des Unterteils 22 berührsicher nach IPXXB ausgebildet. 10 shows the touch safety or the touch protection according to IPXXB, ie the finger safety, as an example for the lower part 22. In the present case, however, all electrical contact points of both the upper part 14 and the lower part 22 are designed to be touch-proof according to IPXXB.

11 zeigt eine Variante des Oberteils 14, bei welcher die Schrauben 36 aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sind, beispielsweise aus einem Keramikmaterial. Entsprechend ist ein Mitnahmeprofil 72 im Kopf 48 der Schraube 36 ausgebildet. Das Mitnahmeprofil 72 ist über eine Durchtrittsöffnung 74 zugänglich, welche im Deckelteil 54 des Gehäuses 16 des Oberteils 14 ausgebildet ist. Selbst wenn der Schaft 38 der jeweiligen Schraube 36 noch nicht in die Durchtrittsöffnung 40 eingeschraubt ist, welche in dem elektrischen Leiter 18 des Oberteils 14 gemäß 11 ausgebildet ist, ist eine Berührung des elektrischen Leiters 18 mit dem Normfinger 30 über die Durchtrittsöffnung 74 ausgeschlossen. 11 Figure 12 shows a variant of the upper part 14 in which the screws 36 are formed from an electrically insulating material, for example a ceramic material. A carrier profile 72 is correspondingly formed in the head 48 of the screw 36 . The carrier profile 72 is accessible via a passage opening 74 which is formed in the cover part 54 of the housing 16 of the upper part 14 . Even if the shank 38 of the respective screw 36 is not yet screwed into the passage opening 40 which is in the electrical conductor 18 of the upper part 14 according to 11 is formed, contact between the electrical conductor 18 and the standard finger 30 via the passage opening 74 is ruled out.

12 veranschaulicht bei der Variante des Oberteils 14 gemäß 11 das Einschrauben der Schrauben 36 in die Durchtrittsöffnungen 40, welche in dem elektrischen Leiter 18 ausgebildet sind. Des Weiteren ist auch bei dieser Variante die Ausbildung der Wände 60, welche als Führungselemente beim Verbinden des Oberteils 14 mit dem Unterteil 22 dienen, derart, wie dies mit Bezug auf die in 1 bis 7 gezeigte Variante der Verbindungseinrichtung beschrieben ist. 12 illustrated in the variant of the upper part 14 according to FIG 11 screwing the screws 36 into the through openings 40 formed in the electrical conductor 18. Furthermore, in this variant too, the formation of the walls 60, which serve as guide elements when connecting the upper part 14 to the lower part 22, is such as is shown with reference to FIG 1 until 7 shown variant of the connecting device is described.

13 zeigt das Oberteil 14 gemäß 11 in einer Draufsicht von oben, aus welcher eine beispielhaft sternförmige Gestalt der Mitnahmeprofile 72 der Schrauben 36 ersichtlich ist. 13 shows the upper part 14 according to FIG 11 in a plan view from above, from which an exemplary star-shaped shape of the driving profiles 72 of the screws 36 can be seen.

14 zeigt die elektrische Kontaktierung des elektrischen Leiters 18 des Oberteils 14 gemäß 11 mit dem elektrischen Leiter 28 des Unterteils 22 gemäß der in 1 bis 7 gezeigten Variante der Verbindungseinrichtung. Auch bei der Verwendung der Keramikschrauben kann entsprechend des Stromes die Schraubverbindung beliebig erweitert werden, ohne dass die grundlegenden Berührschutzeigenschaften der Schraubverbindung verloren gehen. Bei dieser Variante ist jedoch die jeweilige Schraube 36 selber nicht leitend. Die elektrische Kontaktierung und die Dekontaktierung können also mit einem beliebigen, nicht isolierten Schraubwerkzeug vorgenommen werden, welches in das Mitnahmeprofil 72 der jeweiligen Schraube 36 eingreift. Jedoch können die aus dem Keramikmaterial gebildeten Schrauben 36 besonders fest angezogen werden. Es lässt sich daher ein härterer Schraubfall realisieren, als dies beim Anziehen der Schrauben 36 mittels des aus dem Kunststoff gebildeten Halteteils 50 bei der in 1 bis 7 gezeigten Variante der Verbindungseinrichtung möglich ist. 14 shows the electrical contacting of the electrical conductor 18 of the upper part 14 according to FIG 11 with the electrical conductor 28 of the lower part 22 according to the in 1 until 7 shown variant of the connecting device. Even when using ceramic screws, the screw connection can be expanded as required according to the current without losing the basic contact protection properties of the screw connection. In this variant, however, the respective screw 36 itself is not conductive. The electrical contacting and decontacting can thus be carried out with any non-insulated screwing tool which engages in the driving profile 72 of the respective screw 36 . However, the screws 36 formed of the ceramic material can be particularly strong be attracted. It is therefore possible to realize a harder screwing operation than when tightening the screws 36 by means of the holding part 50 formed from the plastic in the case of the in 1 until 7 shown variant of the connecting device is possible.

Sowohl in 9 als auch in 14 ist aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit von dem Oberteil 14 lediglich der elektrische Leiter 18 gezeigt.As well in 9 as well as in 14 only the electrical conductor 18 of the upper part 14 is shown for reasons of better clarity.

Durch die vorliegend beschriebene Verbindungseinrichtung ist eine elektrische Schraubverbindung für hohe Ströme mit vollständigem und technisch nicht aufhebbarem Berührschutz bereitgestellt.The connection device described here provides an electrical screw connection for high currents with complete and technically non-removable protection against accidental contact.

Claims

Connecting device for producing an electrically conductive connection between at least a first battery module (10) of a high-voltage battery, having a plurality of battery cells (20) and at least a second battery module (12) of the high-voltage battery, having a plurality of battery cells (20), with a lower part ( 22) which has a first electrical conductor (28) arranged in a housing (24), and an upper part (14) which has a second electrical conductor (18) arranged in a further housing (16), with the respective Housing (16, 24) protection against accidental contact is provided for the respective electrical conductor (18, 28), and with at least one screw (36) for electrically conductively connecting the first electrical conductor (28) to the second electrical conductor (18), thereby characterized in that by tightening the at least one screw (36) a bottom surface (44) of the electrical conductor (18) of the upper part ( 14) can be brought into contact with an upper side (46) of the electrical conductor (28) of the lower part (22).

connecting device claim 1 , characterized in that the contact protection prevents the respective electrical conductor (18, 28) of the upper part (14) and the lower part (22) from being touched with a standard finger (30) which has a diameter (32) of 12.5 mm.

connecting device claim 1 or 2 , characterized in that the at least one screw (36) is arranged in a passage opening (40) which is formed in the electrical conductor (18) of the upper part (14).

Connecting device according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that a head (48) of the at least one screw (36) is held by a holding part (50) formed from an electrically insulating material and having a driving profile (52) for a screwing tool.

Connecting device according to one of Claims 1 until 4 characterized by at least one guide element (60) which cooperates with at least one corresponding guide element (64) when the upper part (14) is connected to the lower part (22).

connecting device claim 5 , characterized in that the at least one guide element (60) provides protection against accidental contact for a shank (38) of the at least one screw (36) and/or the at least one corresponding guide element (64) is at least partially protected by one of the electrical conductors (28 ) and/or by one of the housings (16, 24).

Connecting device according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the at least one screw (36) is formed from an electrically insulating material.

Connecting device according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that by tightening the at least one screw (36) the bottom surface (44) of the electrical conductor (18) of the at least one first battery module (10) arranged upper part (14) with the top (46) of the electrical conductor ( 28) of the lower part (22) arranged on the at least one second battery module (12) can be brought into contact.

High-voltage battery in which at least one connecting device according to one of Claims 1 until 8th an electrically conductive connection is established between at least a first battery module (10) of the high-voltage battery having a plurality of battery cells (20) and at least a second battery module (12) of the high-voltage battery having a plurality of battery cells (20).

Motor vehicle with at least one high-voltage battery claim 9 .