DE102016222074A1

DE102016222074A1 - Kontaktierungsvorrichtung, Deckelelement, Batteriemodul sowie Verfahren zum Betrieb eines Batteriemoduls

Info

Publication number: DE102016222074A1
Application number: DE102016222074.8A
Authority: DE
Inventors: Markus Kohlberger; Stephan Leuthner; Moritz Kurka
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2018-05-17
Also published as: CN108075094A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsvorrichtung (10) eines Batteriemoduls (12) oder eines Deckelelements (14) eines Batteriemoduls (12). Die Kontaktierungs-vorrichtung (10) weist zwei vorzugsweise relativ zueinander bewegbare Kontakt-elemente (18, 24) auf, welche jeweils mit Spannungsabgriffen (20, 26) einer Batteriezelle (22) elektrisch kontaktierbar sind. Weiter weist die Kontaktierungs-vorrichtung (10) zwei elektrische Anschlüsse (28, 30) auf, welche mit den Kontaktelementen (18, 24) verbindbar sind. Zwischen den beiden elektrischen Anschlüssen (28, 30) ist ein Schaltelement (32) angeordnet, mit dem die beiden elektrischen Anschlüsse (28, 30) elektrisch miteinander verbunden werden können. Gegenstand der Erfindung sind weiter zwei unterschiedliche Arten von Deckel-elementen (12), welche sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass bei ihnen Kontaktelemente (18, 24) vorgesehen sind, welche relativ zueinander bewegbar sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Batteriemodul (12) sowie Verfahren zum Betreiben eines Batteriemoduls (12).

Description

Stand der Technik
Es ist bekannt, Batteriemodule aus mehreren Einzelzellen aufzubauen. Die Einzel-zellen werden hierbei regelmäßig seriell oder parallel miteinander verschaltet. Hierzu werden aus dem Stand der Technik bekannte Zellverbinder unterschiedlicher Art verwendet. Üblich sind beispielsweise Schraubverbindungen oder elektrisch leitfähige Kontaktbrücken.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schlägt vor, eine Kontaktierungsvorrichtung eines Batteriemoduls oder eines Deckelelements eines Batteriemoduls einzuführen, wobei die Kontaktierungsvorrichtung wie folgt beschrieben ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß umfasst die Kontaktierungsvorrichtung des Batteriemoduls einen aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material ausgebildeten Grundkörper. Bei dem Material, aus dem der Grundkörper ausgebildet ist, kann es sich beispielsweise um einen Kunststoff handeln.
Die Kontaktierungsvorrichtung umfasst weiterhin ein aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildetes erstes Kontaktelement, welches zu einer elektrischen Kontaktierung eines ersten Spannungsabgriffs einer Batteriezelle ausgebildet ist, und ein aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildetes zweites Kontaktelement, welches zu einer elektrischen Kontaktierung eines zweiten Spannungsabgriffs der Batteriezelle ausgebildet ist, wobei das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement an dem Grundkörper angeordnet sind. Bei dem elektrisch leitfähigen Material kann es sich insbesondere um ein Metall oder eine Metalllegierung handeln. Die Kontaktelemente können auf unterschiedliche Weise an dem Grundkörper angeordnet sein. Beispielsweise können die Kontaktelemente durch eine Bohrung des Grundkörpers durchgeführt sein, in ein Sackloch eingesteckt oder eingeschraubt sein, oder an einer Unterseite oder einer Seitenwand des Grundkörpers verrastet oder auch anderweitig befestigt sein.
Die Kontaktierungsvorrichtung weist weiter einen ersten elektrisch leitend mit dem ersten Kontaktelement verbindbaren oder verbundenen elektrischen Anschluss und einen zweiten elektrisch leitend mit dem zweiten Kontaktelement verbindbaren oder verbundenen elektrischen Anschluss auf. Eine Verbindung kann beispielsweise mittels eines steckbaren oder anderweitig befestigbaren elektrischen Leiters herstellbar sein. Eine Verbindung kann beispielsweise durch Verlöten eines Leiters oder durch eine unmittelbare elektrische Kontaktierung bestehen. Ferner umfasst die Kontaktierungseinrichtung ein Schaltelement. Das Schaltelement kann beispielsweise ein Transistor sein, vorzugsweise ein MetallOxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor. Das Schaltelement kann auch ein anderer elektrisch gesteuerter Schalter sein wie beispielsweise ein Relais. Das Schaltelement kann auch ein mechanisch gesteuerter Schalter sein.
Erfindungsgemäß ist in einer ersten Anordnung des Schaltelements eine direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem zweiten elektrischen Anschluss ausgebildet. In einer zweiten Anordnung des Schaltelements ist keine direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem zweiten elektrischen Anschluss ausgebildet. Das Schaltelement kann auch dadurch charakterisiert werden, dass es in seiner ersten Anordnung geschlossen und in seiner zweiten Anordnung geöffnet ist.
Eine derartige Kontaktierungsvorrichtung hat den Vorteil, dass mit ihr auf besonders einfache Weise eine mit ihr elektrisch verbundene Batteriezelle überbrückbar ist. Hierzu kann beispielsweise in einem Normalbetriebszustand der Batteriezelle das Schaltelement geöffnet sein, während es in einem Defektzustand der Batteriezelle geschlossen ist, so dass im letzteren Fall die Batteriezelle überbrückt wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das erste Kontaktelement den ersten elektrischen Anschluss ausbildet. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das zweite Kontaktelement den zweiten elektrischen Anschluss ausbildet. Derartige Ausgestaltungen können vorteilhaft sein, da sie besonders einfach konstruierbar sein können und einem geringen Verschleiß unterliegen können.
Bei einer weiteren Ausgestaltung mit besonders vorteilhaften Eigenschaften kann vorgesehen sein, dass das erste Kontaktelement relativ zum zweiten Kontaktelement bewegbar ausgebildet ist, wobei das erste Kontaktelement in einer ersten Position und in einer zweiten Position anordenbar ist. Die beiden Positionen sind hierbei vorzugsweise in Bezug auf den Grundkörper definiert. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die beiden Kontaktelemente dabei aufeinander zu bewegbar und voneinander wegbewegbar sind. Derartige Ausgestaltungen sind besonders vorteilhaft, da mit ihnen der Abstand der beiden Kontaktelemente änderbar ist. Für den Fall, dass die Kontaktierungsvorrichtung an einer Batteriezelle angeordnet ist, kann durch die relative Bewegung der Kontaktelemente erreicht werden, dass eine elektrische Kontaktierung zumindest mit einem der Spannungsabgriffe der Batteriezelle hergestellt und auch unterbrochen werden kann. Hierbei kann eine elektrische Kontaktierung zu dem anderen Spannungsabgriff der Batteriezelle bestehen bleiben. Hierdurch kann beispielsweise eine defekte Batteriezelle vollständig aus einem elektrischen Stromkreis entfernt werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Kontaktierungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Schaltelement und das erste Kontaktelement in der Art regelungstechnisch und/oder mechanisch miteinander verbunden sind, dass das Schaltelement in der ersten Anordnung angeordnet ist und das erste Kontaktelement in der ersten Position angeordnet ist, oder dass das Schaltelement in der zweiten Anordnung angeordnet ist und das erste Kontaktelement in der zweiten Position angeordnet ist. Die Herstellung einer solchen technischen Kopplung von Schaltzustand des Schaltelements und Stellung des ersten Kontaktelements kann den Vorteil haben, dass sie den Betrieb eines Batteriemoduls sicherer macht, da hierdurch beispielsweise eine Überbrückung einer Batteriezelle mit einer elektrischen Entkopplung der Batteriezelle aus dem Batteriemodul einhergehen kann.
Die Kopplung kann hierbei einseitig vorgegeben sein oder beidseitig sein. Unter einseitig kann verstanden werden, dass eine Positionsänderung des ersten Kontaktelements eine Änderung der Anordnung des Schaltelements zur Folge hat, eine Änderung des Schaltzustands des Schaltelements jedoch keine Positions-änderung des ersten Kontaktelements auslöst. Unter einseitig vorgegeben kann auch verstanden werden, dass eine Änderung der Schaltanordnung eine Positionsänderung des ersten Kontaktelements auslöst, eine derartige Abhängigkeit jedoch nicht von einer Positionsänderung des ersten Kontaktelements auf die Schaltanordnung ausgeht. Beidseitig ist die Kopplung wenn eine gegenseitige Abhängigkeit von Schaltanordnung und Position des ersten Kontaktelements besteht. Eine ein- oder beidseitige Kopplung kann auf vielfältige Weise erreicht werden. Beispielsweise kann die Kopplung elektromechanischer Natur sein. In diesem Fall könnte insbesondere eine mechanische Bewegung einen elektrischen Strom oder eine elektrische Spannung auslösen. In diesem Sinne elektromechanischer Natur wäre beispielsweise eine Erkennungseinheit, welche einen Druckknopf aufweist, der bei Ausüben einer Kraft, welche insbesondere durch die Bewegung und Berühren des ersten Kontaktelements hervorgerufen sein kann, bewegt wird und einen leitfähigen Schalter betätigt, welcher einen unterbrochenen Stromkreis schließt und hierdurch das Schaltelement auf elektrischen Weise betätigt. Die Kopplung könnte auch elektromechanischer Natur in dem Sinne sein, dass eine Änderung eines elektrischen Zustands eine mechanische Wirkung nach sich zieht. Die Kopplung kann auch völlig anderer Natur sein. Beispielsweise könnte die Kopplung über eine optische Erkennungseinheit erfolgen, welche die Position des ersten Kontaktelements kontrolliert.
Zur Erhöhung der Lebensdauer der Kontaktierungsvorrichtung und/oder zur Schaffung einer robusten und störungsfrei funktionierenden Kontaktierungsvorrichtung, kann bei einer weiteren Ausgestaltung ferner vorgesehen sein, dass ein die direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem zweiten elektrischen Anschluss ausbildendes elektrisch leitendes Verbindungselement und/oder das Schaltelement zumindest teilweise innerhalb des Grundkörpers ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn das Verbindungselement und/oder das Schaltelement vollständig innerhalb des Grundkörpers ausgebildet sind. Bei derartigen Ausgestaltungen kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper Hohlräume aufweist. In die Hohlräume kann elektrisch leitendes Material eingebracht sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Kontaktierungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass das erste Kontaktelement eine Längsrichtung aufweist und weiterhin ein Federelement aufweist, wobei das Federelement in der Art ausgebildet ist, dass eine zur Kontaktierung des ersten Spannungsabgriffes ausgebildete Kontaktierungsfläche in Richtung der Längsrichtung verschiebbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das zweite Kontaktelement entsprechend ausgebildet ist, wobei eine Kontaktierungsfläche des zweiten Kontaktelements zur Kontaktierung des zweiten Spannungsabgriffs ausgebildet ist. Dies kann den Vorteil haben, dass hierdurch eine elektrische Kontaktierung mit und/oder Trennung von einer an der Kontaktierungsvorrichtung angeordneten Batteriezelle auf eine technisch zuverlässig und einfach ausführbare Weise erfolgen kann. Insbesondere kann infolge einer Federwirkung ein die Stabilität der elektrischen Kontaktierung verbessernder Anpressdruck erzeugbar sein. Als Federelement kann beispielsweise eine Feder nützlich sein, welche eine lineare Kraftwirkung erzeugen kann, vorzugsweise entlang einer Längsrichtung der Feder wie dies beispielsweise bei einer Schraubenfeder der Fall ist. Die Längsrichtung eines Kontaktelements kann beispielsweise dadurch charakterisiert sein, dass sie eine Richtung definiert, entlang derer das Kontaktelement eine maximale Ausdehnung hat oder entlang derer das Kontaktelement eine längste Symmetrieachse aufweist. Die Längsrichtung der Feder kann beispielsweise dadurch charakterisiert sein, dass sie eine Richtung einer Federkraft definiert.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Kontaktierungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass das erste Kontaktelement eine zur Kontaktierung des ersten Spannungs-abgriffes ausgebildete Kontaktierungsfläche aufweist, wobei die Kontaktierungsfläche eine Oberflächenstrukturierung aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Kontaktelement entsprechend ausgebildet sein, wobei eine Kontaktierungsfläche des zweiten Kontaktelements zur Kontaktierung des zweiten Spannungsabgriffs ausgebildet ist. Die Oberflächenstrukturierung kann beispielsweise durch eine Riffelung gebildet sein. Die Verwendung einer eine Oberflächenstrukturierung aufweisenden Kontaktierungsfläche kann vorteilhaft sein, da sie eine besonders zuverlässige elektrische Kontaktierung und Trennung zulässt. Die Verwendung eines stempelähnlichen Kontakts mit einer flächig ausgebildeten Riffelung kann besonders zweckmäßig sein, wenn die Kontaktierungsvorrichtung zur Kontaktierung von Hardcasezellen oder auch Rundzellen bestimmt ist. Die Verwendung eines Kontaktelements in Form einer beidseitig eine flächige Riffelung aufweisenden Klemme kann insbesondere technisch vorteilhaft sein, wenn die Kontaktierungsvorrichtung zur Kontaktierung von Pouchzellen bestimmt ist.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Kontaktierungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass ein Steckkontakt zur elektrischen Verbindung an einen Leistungspfad eines Energiespeichers ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Kontaktierungsvorrichtung eine elektronische Schnittstelle zur elektromechanischen Verbindung an ein Batteriemanagementsystem eines Batteriemoduls umfasst. Weiter kann vorgesehen sein, dass die Kontaktierungsvorrichtung oder ein weiter unten beschriebenes Deckelelement der ersten oder der zweiten Art ein Steuereinheit zur Steuerung einer Batteriezelle oder eines Batteriemoduls umfasst.
Die Erfindung schlägt ferner vor, ein Deckelelement eines Batteriemoduls einer ersten Art einzuführen, wobei das Deckelelement erfindungsgemäß eine Kontaktierungsvorrichtung und ein aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material ausgebildetes Trägerelement umfasst. Das Deckelelement kann daher auch eine Mehrzahl an Kontaktierungsvorrichtungen aufweisen. Das Trägerelement kann beispielsweise plattenförmig ausgebildet sein. Das Trägerelement weist eine zur Aufnahme der Kontaktierungsvorrichtung ausgebildete Aufnahme auf. Die Kontaktierungsvorrichtung kann vorzugsweise wie oben beschrieben erfindungsgemäß ausgebildet sein. Jedenfalls weist die Kontaktierungsvorrichtung einen aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material ausgebildeten Grundkörper auf. Ferner weist die Kontaktierungseinrichtung ein aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildetes erstes Kontaktelement, welches zu einer elektrischen Kontaktierung eines ersten Spannungsabgriffs einer Batteriezelle ausgebildet ist, und ein aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildetes zweites Kontaktelement, welches zu einer elektrischen Kontaktierung eines zweiten Spannungsabgriffs der Batteriezelle ausgebildet ist, auf. Hierbei sind das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement an dem Grundkörper angeordnet. Weiterhin weist die Kontaktierungsvorrichtung einen ersten elektrisch leitend mit dem ersten Kontaktelement verbindbaren oder verbundenen elektrischen Anschluss und einen zweiten elektrisch leitend mit dem zweiten Kontaktelement verbindbaren oder verbundenen elektrischen Anschluss auf. Erfindungsgemäß ist die Kontaktierungsvorrichtung derart in der Aufnahme aufgenommen, dass die Kontaktierungsvorrichtung relativ zum Trägerelement bewegbar ist, wobei die Kontaktierungsvorrichtung in einer ersten Position und in einer zweiten Position anordenbar ist. Die erste und die zweite Position können insbesondere relativ zu einer definierten Stelle der Aufnahme definiert sein.
Ein solches Deckelelement kann besonders nützlich sein, wenn es an einem Batteriemodul, welches aus mehreren Batteriezellen aufgebaut ist, angeordnet ist. Durch die bewegliche in dem Deckelelement eingebaute Mechanik ist es nämlich möglich, einzelne Batteriezellen elektrisch von dem durch diese gebildeten Energiespeicher zu trennen, wenn die einzelnen Zellen nicht mehr zur Energiespeicherung verwendet werden sollen, beispielsweise weil sie sich nicht mehr zur Energiespeicherung eignen. Dies kann beispielsweise geschehen, wenn die betreffende Batteriezelle defekt ist oder eine nutzbare Mindestspeicherkapazität unterschritten hat.
Es ist zu erwarten, dass das erfindungsgemäße Deckelelement von dem Anmeldezeitpunkt aus gesehen zukünftig besonders interessante und umfangreiche Einsatzmöglichkeiten in der Praxis bieten wird. Interessant könnte in Zukunft nämlich insbesondere werden, dass infolge der wachsenden Elektromobilität eine große Anzahl von Energiespeichern verfügbar werden, welche nach einer ersten Verwendung zwar möglicherweise nicht mehr eine für den Antrieb von Elektrofahrzeugen ausreichende Leistungsfähigkeit besitzen, jedoch noch weiter als Zwischenspeicher beispielsweise in Windparks oder Photovoltaikanlagen Verwendung finden können. Derartige Energiespeicher können mithilfe der vorliegenden Erfindung einer erneuten Verwendung zugeführt werden. Dies spart Kosten und schont zugleich die Umwelt.
Soweit erforderlich kann hierzu beispielsweise der zum Antrieb ausgediente Energiespeicher in einem ersten Schritt soweit mechanisch zerlegt werden, dass Batteriemodule übrig bleiben, welche mehrere Batteriezellen aufweisen. Sollten die Batteriezellen durch verschweißte Zellverbinder miteinander verbunden sein, könnten diese in einem nächsten Schritt entfernt werden, beispielsweise durch Abfräsen oder durch Laserschnitt. Sodann könnte ein erfindungsgemäßes Deckelelement der ersten sowie auch der zweiten weiter unten beschriebenen Art auf die mechanisch nicht voneinander getrennten Batteriezellen aufgebracht werden. Durch die Mechanik des erfindungsgemäßen Deckelelements kann sodann eine beliebige neue Verschaltung der Batteriezellen vorgenommen werden. Hierdurch können beispielsweise wie oben beschrieben einzelne Batteriezellen aus dem Batteriemodul elektrisch getrennt werden, während die übrigen Batteriezellen weiterhin Energie liefern oder speichern können. Die Möglichkeit einer flexiblen Neuverschaltung der Batteriezellen kann weiter den Vorteil haben, dass hierdurch vermieden werden kann, dass die Batteriezellen aufwändig mechanisch voneinander getrennt und in anderer Verschaltung teilweise wieder verbunden werden müssen.
Um sicherzustellen, dass die übrigen Batteriezellen noch einen geeigneten elektrischen Stromkreis für eine Energieeinspeisung und/oder eine Energiebereitstellung bilden können, kann beispielsweise weiter vorgesehen sein, dass die Kontaktierungsvorrichtung ein Schaltelement umfasst und dass in einer ersten Anordnung des Schaltelements eine direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem zweiten elektrischen Anschluss ausgebildet ist und in einer zweiten Anordnung des Schaltelements keine direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem zweiten elektrischen Anschluss ausgebildet ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Schaltelement und eine Einheit zur Erfassung der ersten Position der Kontaktierungsvorrichtung und/oder der zweiten Position der Kontaktierungsvorrichtung in der Art regelungstechnisch und/oder mechanisch miteinander verbunden sind, dass das Schaltelement in der ersten Anordnung angeordnet ist und die Kontaktierungsvorrichtung in der ersten Position angeordnet ist, oder dass das Schaltelement in der zweiten Anordnung angeordnet ist und die Kontaktierungsvorrichtung in der zweiten Position angeordnet ist.
Die so erreichte Kopplung des Schaltelements und der Stellung der Kontaktierungsvorrichtung kann insbesondere zu den Vorteilen führen, welche bereits oben im Zusammenhang mit der Kopplung des Schaltelements und des ersten Kontaktelements bei einer Kontaktierungsvorrichtung beschriebenen sind. Insbesondere kann hierdurch eine gewünschte elektrische Überbrückung einer Batteriezelle erreicht werden. Auch in diesem Zusammenhang kann die Kopplung auf unterschiedlichste Weise herstellbar sein und ein- oder beidseitig sein. Insoweit wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Die Erfindung schlägt ferner vor, ein Deckelelement eines Batteriemoduls einer zweiten Art einzuführen, welches erfindungsgemäß ein aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material ausgebildetes Trägerelement umfasst. Weiterhin umfasst das Deckelelement ein aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildetes erstes Kontaktelement, welches zu einer elektrischen Kontaktierung eines ersten Spannungsabgriffs einer Batteriezelle ausgebildet ist, und ein aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildetes zweiten Kontaktelement, welches zu einer elektrischen Kontaktierung eines zweiten Spannungsabgriffs der Batteriezelle ausgebildet ist. Das Trägerelement weist eine erste Aufnahme, in der das erste Kontaktelement aufgenommen ist, und eine zweite Aufnahme, in der das zweite Kontaktelement aufgenommen ist, auf. Erfindungsgemäß ist das erste Kontakt-element in der ersten Aufnahme relativ zu dem zweiten Kontaktelement bewegbar ausgebildet, wobei das erste Kontaktelement in der ersten Aufnahme in einer ersten Position und in einer zweiten Position anordenbar. Das zweite Kontaktelement kann dabei bewegbar oder unbewegbar ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn ein derartiges Deckelelement mehr als eine erste Aufnahme und mehr als eine zweite Aufnahme für jeweils ein erstes und ein zweites Kontaktelement aufweisen.
Ein Deckelelement der so beschriebenen zweiten Art realisiert ebenso wie ein Deckelelement der oben beschriebenen ersten Art eine bewegbare Mechanik. Allerdings wird die Mechanik auf alternative Weise realisiert. Die infolge der Mechanik realisierbaren bereits oben im Zusammenhang mit einem Deckelelement der ersten Art beschriebenen Vorteile gelten in entsprechender Weise auch für ein Deckelelement der hier beschriebenen zweiten Art.
Bei einer Ausgestaltung des Deckelelements der zweiten Art kann vorgesehen sein, dass das erste Kontaktelement einen ersten elektrischen Anschluss ausbildet. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, das zweite Kontaktelement einen zweiten elektrischen Anschluss ausbildet. Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Schaltelement ausgebildet ist, wobei in einer ersten Anordnung des Schaltelements eine direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem zweiten elektrischen Anschluss ausgebildet ist und in einer zweiten Anordnung des Schaltelements keine direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem zweiten elektrischen Anschluss ausgebildet ist. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Schaltelement und das erste Kontaktelement in der Art regelungstechnisch und/oder mechanisch miteinander verbunden sind, dass das Schaltelement in der ersten Anordnung angeordnet ist und das erste Kontaktelement in der ersten Position angeordnet ist, oder dass das Schaltelement in der zweiten Anordnung angeordnet ist und das erste Kontaktelement in der zweiten Position angeordnet ist. Die so erreichte Kopplung der Funktion Schaltelements und der Stellung des ersten Kontaktelements kann zu den bereits oben beschriebenen Vorteilen führen, insbesondere zu einer gewünschten elektrischen Überbrückung einer Batteriezelle.
Zur Erhöhung der Lebensdauer des Deckelelements und/oder zur Schaffung eines robusten und störungsfrei funktionierenden Deckelelements, kann bei einer weiteren Ausgestaltung des Deckelelements der zweiten Art vorgesehen sein, dass ein die direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem zweiten elektrischen Anschluss ausbildendes elektrisch leitendes Verbindungselement und/oder das Schaltelement zumindest teilweise innerhalb des Trägerelements ausgebildet ist.
Die Erfindung schlägt ferner vor, ein Batteriemodul einzuführen, welches erfindungsgemäß eine Mehrzahl an Batteriezellen umfasst. Unter einer Mehrzahl wird an dieser Stelle eine Anzahl von mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehr als drei verstanden. Die Batteriezellen weisen jeweils einen ersten Spannungsabgriff und einen zweiten Spannungsabgriff auf. Weiterhin umfasst das Batteriemodul eine wie oben beschriebene erfindungsgemäße Kontaktierungs-vorrichtung. Alternativ umfasst das Batteriemodul ein oben beschriebenes erfindungsgemäßes Deckelelement der ersten oder der zweiten Art, wobei das Deckelelement eine Kontaktierungsvorrichtung umfasst, welche vorzugsweise erfindungsgemäß ausgebildet ist. Ein derartiges Batteriemodul kann die Vorteile aufweisen, welche bereits im Zusammenhang mit Ausgestaltungen der Kontaktierungsvorrichtung und den Deckelelementen der ersten und zweiten Art weiter oben beschrieben sind. Die dort beschriebenen Vorteile kommen insbesondere in einem Batteriemodul der hier beschriebenen Art zum Tragen, da die technischen Ursachen häufig die Funktionalität des Batteriemoduls als solches positiv beeinflussen können.
Die Erfindung schlägt ferner vor, ein Verfahren zum Betrieb eines Batteriemoduls einzuführen. In einem ersten Schritt wird eine erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung oder ein erfindungsgemäßes Deckelelement der ersten oder zweiten Art wie oben beschrieben bereitgestellt. Außerdem wird in dem ersten Schritt eine Mehrzahl an Batteriezellen, welche jeweils einen ersten Spannungsabgriff und einen zweiten Spannungsabgriff aufweisen, sowie eine Einheit zur Erfassung eines Messwertes einer Batteriezelle bereitgestellt. Der Messwert kann beispielsweise einen Messwert einer Batteriezellen betreffen wie beispielsweise eine Temperatur, ein Ladungszustand, eine verbleibende nutzbare Speicherkapazität, eine Spannung, eine Stromstärke, ein Gasdruck oder eine Feuchtigkeit. Der Messwert kann beispielsweise mittels eines geeigneten Sensors erfasst werden. In einem zweiten Schritt werden dann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Spannungsabgriff einer Batteriezelle und einem ersten Kontaktelement sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem zweiten Spannungsabgriff einer Batteriezelle und einem zweiten Kontaktelement ausgebildet. In einem auf einen nachfolgend genauer beschriebenen dritten Schritt wird sodann in einem vierten Schritt ein Überschreiten des Messwertes über einen Grenzwert des Messwertes erfasst. Der Grenzwert kann beispielsweise einen kritischen Zustand oder einen Defektzustand einer Batteriezelle beschreiben. Hieran schließt ein fünfter Schritt an, welcher weiter unten beschrieben ist.
In einer ersten Variante des Verfahrens wird in dem ersten Schritt eine erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung bereitgestellt. In dem dritten Schritt wird das Schaltelement der Kontaktierungsvorrichtung in der ersten Anordnung angeordnet. In dem fünften Schritt wird das Schaltelement sodann in der zweiten Anordnung angeordnet.
In einer zweiten Variante des Verfahrens wird in dem ersten Schritt ein erfindungs-gemäßes Deckelelement der oben beschriebenen ersten Art bereitgestellt. In dem dritten Schritt wird die Kontaktierungsvorrichtung des Deckelelements in der ersten Position angeordnet. In dem fünften Schritt wird die Kontaktierungsvorrichtung sodann in der zweiten Position angeordnet.
In einer dritten Variante des Verfahrens wird in dem ersten Schritt ein erfindungsgemäßes Deckelelement der oben beschriebenen zweiten Art bereitgestellt. In dem dritten Schritt wird das erste Kontaktelement des Deckelelements in der ersten Position angeordnet. In dem fünften Schritt wird sodann das erste Kontaktelement in der zweiten Position angeordnet.
Die drei erfindungsgemäßen Varianten haben den Vorteil, dass diese Verfahren eine sichere elektrische Trennung einer Batteriezelle von einem Stromnetz und/oder eine Überbrückung einer möglicherweise defekten oder sich in einem kritischen Zustand befindlichen Batteriezelle ermöglichen. Insbesondere teilen diese Verfahren die Vorteile, welche bereits oben im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Ausgestaltungen der Kontaktierungsvorrichtung und der Deckelelemente der ersten und der zweiten Art dargestellt sind.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der unten beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:

1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung, welche mit einer Batteriezelle elektrisch verbunden ist;
2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung in Seitenansicht;
3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung von oben betrachtet;
4 die in 3 gezeigte Kontaktierungsvorrichtung, wobei das erste Kontaktelement im Vergleich zu 3 verschoben angeordnet ist.
5 die Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Deckelelements der ersten Art;
6 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Deckelelements der zweiten Art;
7 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls; und
8 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Elemente auch bei abweichender Gestaltung oder Formgebung regelmäßig übereinstimmende Bezugszah len.
1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 10. Die Kontaktierungsvorrichtung 10 ist mit einer Batteriezelle 22 eines in 1 nicht dargestellten Batteriemoduls 12 elektrisch verbunden. Hierzu weist die Kontaktierungsvorrichtung 10 ein erstes Kontaktelement 18 mit einer Kontaktierungsfläche 40 auf. Die Kontaktierungsfläche 40 des ersten Kontaktelements 18 kontaktiert einen ersten Spannungsabgriff 20 der Batteriezelle 22. Weiter weist die Kontaktierungsvorrichtung 10 ein zweites Kontaktelement 24 auf. Eine Kontaktierungsfläche 40 des zweiten Kontaktelements 24 kontaktiert einen zweiten Spannungsabgriff 26 der Batteriezelle 22. Hierbei sind das erste Kontaktelement 18, das zweite Kontaktelement 24, der erste Spannungsabgriff 20 und der zweite Spannungsabgriff 26 aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt, im hier vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Metall.
Das erste Kontaktelement 18 und beispielsweise das zweite Kontaktelement 24 sind jeweils in ein Sackloch eines aus einem Kunststoff gefertigten, nicht leitfähigen Grundkörper 16 angeordnet. Der Grundkörper 16 hat weiter einen Kanal 11, welcher eine erste Seite 13 des Grundkörpers 16 mit einer zweiten Seite 15 desselben verbindet. An einer Öffnung 17 des an der Seite 13 endenden Kanals 11 ist ein erster elektrischer Anschluss 28 angeordnet. An einer Öffnung 19 des an der Seite 15 endenden Kanals 11 ist ein zweiter elektrischer Anschluss 30 angeordnet. Der erste elektrische Anschluss 28 steht mit dem zweiten elektrischen Anschluss 30 über ein elektrisches Verbindungselement 34 in elektrisch leitfähigen Kontakt. Das elektrische Verbindungselement 34 ist hierbei innerhalb des Kanals 11 geführt und liegt daher vollständig innerhalb des Grundkörpers 16. Das elektrische Verbindungselement 34 umfasst einen ersten elektrischen Leiterabschnitt 51 und einen zweiten elektrischen Leiterabschnitt 53. Zwischen den beiden Leiterabschnitten 51, 53 ist ein Schaltelement 32 angeordnet. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Schaltelement 32 beispielsweise um einen Transistor, welcher über eine an der Öffnung 17 austretenden elektrischen Steuerleitung 29 steuerbar ist.
Der elektrische Anschluss 28 ist weiter über eine innerhalb des Grundkörpers 16 geführte elektrische Leitung 23 mit einem innerhalb des Grundkörpers 16 gelegenen Bereich 21 des ersten Kontaktelements 18 elektrisch verbunden. Entsprechend ist eine Bereich 27 des zweiten Kontaktelements 24 über eine innerhalb des Grundkörpers 16 geführte elektrische Leitung 25 mit dem zweiten elektrischen Anschluss 30 elektrisch verbunden. In einer ersten Anordnung des Schaltelements 32 ist der von dem Schaltelement 32 gebildete Schalter geöffnet und somit ist das erste Kontaktelement 18 mit dem zweiten Kontaktelement 24 nicht unmittelbar über die Kontaktierungsvorrichtung 10 elektrisch verbunden. In einer zweiten Anordnung des Schaltelements 32 ist der von dem Schaltelement gebildete Schalter geschlossen und somit stehen das erste Kontaktelement 18 und das zweite Kontaktelement 24 über die Kontaktierungsvorrichtung 10 in elektrischem Kontakt. Durch Veränderung des Abstandes der Kontaktierungsvorrichtung 10 von der Batteriezelle 22 oder zumindest durch Verändern der Stellung des ersten Kontaktelements 18 und/oder des zweiten Kontaktelements 24 kann ein über die Batteriezelle 22 bestehende elektrische Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss 28 und dem zweiten elektrischen Anschluss 30 getrennt werden.
2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 10 in Seitenansicht. Diese Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere von der in 1 gezeigten Kontaktierungsvorrichtung 10, als hier das elektrische Verbindungselement 34 und das Schaltelement 32 nicht innerhalb des Grundkörpers 16, der in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel keinen Kanal 11 aufweist, angeordnet ist. Hierzu sind das erste Kontaktelement 18 und das zweite Kontaktelement 24 jeweils durch eine Bohrung des Grundkörpers 16 durchgeführt. Die beiden Kontaktelemente 18, 24 weisen jeweils eine flächige Kontaktfläche 40 auf, welche jeweils eine Riffelung bildende Oberflächenstruktur aufweisen. Die Kontaktflächen 40 sind jeweils entlang einer Längsrichtung 36 des jeweiligen Kontaktelements 18, 24 verschiebbar angeordnet.
Weiter greift ein die jeweilige Kontaktfläche 40 aufweisendes unteres Teilelement 31 des jeweiligen Kontaktelements 18, 24 in ein oberes Teilelement 33 des jeweiligen Kontaktelements 18, 24 ein. Ein eine Schraubfeder bildendes Federelement 38 umfasst das untere Teilelement 33. Das Federelement 38 ist oberseitig an dem Grundkörper 16 und unterseitig an einem vorspringenden Bereich des unteren Teilelements 31 abgestützt und befestigt. Im Kräftegleichgewicht hat das jeweilige Kontaktelement somit eine bestimmte Länge. Wird die Kontaktierungsvorrichtung 10 auf die Spannungsabgriffe 20. 26 gedrückt, wird das Federelement 38 gestaucht, so dass ein die elektrische Kontaktierung verbessernder Anpressdruck erzeugt wird.
3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung 10 von oben betrachtet. Die Kontaktierungsvorrichtung 10 weist eine erste langgestreckte Aufnahme 33 zur Aufnahme des ersten Kontaktelements 18 auf. In der Aufnahme 33 ist das erste Kontaktelement 18 verschiebbar entlang einer Richtung 37 und entlang einer entsprechenden Gegenrichtung 37' angeordnet. Das zweite Kontaktelement 24 ist in einer runden Aufnahme 35 passgenau angeordnet, so dass es nicht entlang der Richtung 37 oder entlang der Gegenrichtung 37' bewegbar ist. Im Ergebnis sind das erste Kontaktelement 18 und das zweite Kontaktelement 24 aufeinander zu bewegbar oder voneinander wegbewegbar. Ursächlich hierfür ist eine Bewegung des ersten Kontaktelements 18 entlang der Richtung 37 oder in der entsprechenden entgegensetzten Gegenrichtung 37'. In 3 ist das erste Kontaktelement 18 in einer ersten Position in der Aufnahme 33 angeordnet. In 4 ist das erste Kontaktelement 18 in einer zweiten Position in der Aufnahme 33 angeordnet.
Ferner weist die in 3 und 4 gezeigte Kontaktierungs¬vorrichtung 10 eine Einheit 39 auf, mit der erfassbar ist, wenn das erste Kontaktelement 18 in der ersten Position angeordnet ist und wenn das erste Kontaktelement 18 in der zweiten Position angeordnet ist. Befindet sich das erste Kontaktelement 18 in der ersten Position wie in 3, ist das Schaltelement 32 geöffnet. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Stromfluss ausgelöst, wenn das erste Kontaktelement 18 wie in 4 gezeigt in der zweiten Position angeordnet ist. Dies erfolgt, indem das erste Kontaktelement 18 einen nicht abgebildeten Schalter betätigt. Der Stromfluss fließt zu einem Gate des als Transistor ausgebildeten Schaltelements 32, welches in der Folge schließt. Der Zustand des Schaltelements 32 ist somit an die Position des ersten Kontaktelements 18 gekoppelt.
5 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Deckelelements 14 der ersten Art. Die Abdeckung 41 des Deckelelements 14 ist in 5 nicht explizit gezeigt (vgl. zur Abdeckung 41 7). Das Deckelelement 14 weist ein Trägerelement 42 auf. Das Trägerelement 42 hat in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt vier Aufnahmen 44. In den Aufnahmen 44 ist jeweils eine Kontaktierungsvorrichtung 10 aufgenommen. Diese Kontaktierungsvorrichtungen 10 sind entsprechend der in 2 gezeigten Kontaktierungsvorrichtung 10 ausgebildet. Die Kontaktierungsvorrichtungen 10 sind entlang einer Längserstreckung derselben bewegbar in der jeweiligen Aufnahme 44 gelagert. Hierzu ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine nicht explizit abgebildete, in die jeweilige Aufnahme 44 eingelassene Schiene vorgesehen, auf der die Kontaktierungsvorrichtung 10 verschiebbar ist. Während drei der vier Kontaktierungsvorrichtungen 10 in einer ersten Position in der jeweiligen Aufnahme 44 angeordnet sind, ist eine der vier Kontaktierungsvorrichtungen 10 in einer zweiten Position angeordnet.
Eine Einheit 46 ist eingerichtet, mit der erfassbar ist, ob die Kontaktierungsvorrichtung 10 in der ersten Position oder in der zweiten Position angeordnet ist. Das Schaltelement 32 ist in der Weise über die Einheit 46 an die Position der Kontaktierungsvorrichtung 10 gekoppelt, dass das Schaltelement 32 in der ersten Position geöffnet ist und in der zweiten Position geschlossen ist. Wird das Deckelelement 14 auf vier nebeneinander angeordnete Batteriezellen 22 angeordnet, sind aufgrund der alternierenden Verschaltung benachbarter Kontaktelemente 18, 24 mittels Verbindungsleiter 43 die Batteriezellen 22 in 5 in Reihe geschaltet. Wenn sich die Kontaktierungsvorrichtung 10 in der ersten Position befindet, erfolgt ein Stromfluss durch die jeweilige Batteriezelle 22. Befindet sich die Kontaktierungsvorrichtung 10 in der zweiten Position, erfolgt ein Stromfluss über das sodann geschlossene Schaltelement 32.
6 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Deckelelements 14 der zweiten Art. Während die Verschaltung und der relative Bewegungsspielraum der jeweiligen beiden Kontaktelemente 18, 24 weitgehend dem in 5 gezeigten Deckelelement 14 entspricht, besteht ein entscheidender Unterschied zu 5 insoweit, dass nicht ein Grundkörper 16 einer Kontaktierungsvorrichtung 10 bewegbar in einer Aufnahme 44 gelagert ist, sondern dass das erste Kontaktelement 18 selbst in einer ersten Aufnahme 48 entlang eine Längserstreckung des Deckelelements 14 bewegbar angeordnet ist. Das zweite Kontaktelement 24 ist jeweils passgenau in einer zweiten Aufnahme 50 aufgenommen, welche keine Bewegung entlang der Längserstreckung des Deckelelements 14 zulässt.
7 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls 12. Das Batteriemodul 12 umfasst einen Behälter 45. In dem Behälter 45 sind mehrere Batteriezellen 22 nebeneinander angeordnet. Auf dem Behälter 45 ist ein Deckelelement 14 aufgebracht, welches ausgebildet ist wie in 5 gezeigt. Das Deckelelement 14 umfasst hierbei eine Abdeckung 41, welche den Behälter 45 außenseitig umgreift und über nicht explizit dargestellte Befestigungsmittel an dem Behälter 45 befestigt ist. Innenseitig der Abdeckung 41 ist das Trägerelement 42 höhenverstellbar angeordnet. Zur Verstellung der Höhe ist das Trägerelement 42 über eine Schraubverbindung 49 mit der Abdeckung 41 verbunden. Die Schraubverbindung 49 weist außenseitig ein Griffteil 47 auf, welches manuell betätigbar ist. Durch geeignete Einstellung der Höhe ist eine elektrische Verschaltung der Batteriezellen 22 über das Deckelelement 14 wie bereits oben beschrieben möglich. Die Batteriezellen 22 können elektrisch getrennt werden, indem das Trägerelement 42 nach oben geschraubt wird.
8 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Batteriemoduls 12, beispielsweise zum Betrieb des in 7 gezeigten Batteriemoduls 12.
In einem ersten Schritt 100 wird beispielsweise eine wie oben beschriebene Kontaktierungsvorrichtung 10 oder ein Deckelelement 14 wie zuvor beschrieben bereitgestellt. Weiter wird eine Mehrzahl an Batteriezellen 22, welche jeweils einen ersten Spannungsabgriff 20 und einen zweiten Spannungsabgriff 26 aufweisen, bereitgestellt. Soweit die Batteriezellen 22 untereinander durch Zellverbinder in Kontakt stehen, werden diese zunächst beispielsweise durch Abfräsen oder mittels Laserschnitt von den Spannungsabgriffen 20, 26 der Batteriezellen entfernt. Ferner wird für jede Batteriezelle 22 jeweils ein Temperatursensor bereitgestellt, mit dem mittels eines Temperaturfühlers eine Temperatur der jeweiligen Batteriezelle 22 gemessen werden kann.
In einem zweiten Schritt 102 wird sodann das jeweils erste Kontaktelement 18 der Kontaktierungsvorrichtung 10 oder des Deckelelements 14 mit dem jeweils ersten Spannungsabgriff 20 der Batteriezelle 22 elektrisch verbunden. Entsprechend wird das jeweils zweite Kontaktelement 24 mit dem jeweils zweiten Spannungsabgriff 26 elektrisch verbunden. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem das Deckelelement 14 auf einen Behälter 45 des Batteriemoduls 12 aufgebracht wird.
In einem dritten Schritt 104 werden die Schaltelemente 32 geöffnet. Sofern das erste Kontaktelement 18 bewegbar ist und das Schaltelement 32 in einer der zuvor beschriebenen Weisen an die Position des ersten Kontaktelements 18 gekoppelt ist, kann hierzu genügen, dass das erste Kontaktelement 18 in der im Schritt 102 zur elektrischen Kontaktierung eingestellten Position gehalten wird.
In einem vierten Schritt 106 werden die Temperaturen der jeweiligen Batteriezellen gemessen und mit einer Schwelltemperatur verglichen. Wird eine Temperatur oberhalb der Schwelltemperatur gemessen, wird das Verfahren in einen fünften Schritt 108 übergeleitet.
In dem fünften Schritt wird dasjenige Schaltelement 32 geschlossen, welches der Batteriezelle 22 zugeordnet ist, bei der die überhöhte Temperatur gemessen worden ist. Sofern das erste Kontaktelement 18 bewegbar ist und das Schaltelement 32 in einer der zuvor beschriebenen Weisen an die Position des ersten Kontaktelements 18 gekoppelt ist, kann zur Schließung des Schaltelements 32 das erste Kontaktelement 18 in eine zweite Position bewegt werden, beispielsweise in die in 5 gezeigte zweite Position.

Claims

Kontaktierungsvorrichtung (10) eines Batteriemoduls (12) oder eines Deckelelements (14) eines Batteriemoduls (12) mit aus einem elektrisch nicht leitfähigem Material ausgebildeten Grundkörper (16), und weiterhin mit einem aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildeten ersten Kontaktelement (18), welches zu einer elektrischen Kontaktierung eines ersten Spannungsabgriffs (20) einer Batteriezelle (22) ausgebildet ist, und mit einem aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildeten zweiten Kontaktelement (24), welches zu einer elektrischen Kontaktierung eines zweiten Spannungsabgriffs (26) der Batteriezelle (22) ausgebildet ist, wobei das erste Kontaktelement (18) und das zweite Kontaktelement (24) an dem Grundkörper (16) angeordnet sind, wobei die Kontaktierungsvorrichtung (10) weiterhin einen ersten elektrisch leitend mit dem ersten Kontaktelement (18) verbindbaren oder verbundenen elektrischen Anschluss (28) und einen zweiten elektrisch leitend mit dem zweiten Kontaktelement (24) verbindbaren oder verbundenen elektrischen Anschluss (30) aufweist, und die Kontaktierungsvorrichtung (10) weiterhin ein Schaltelement (32) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Anordnung des Schaltelements (32) eine direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss (28) und dem zweiten elektrischen Anschluss (30) ausgebildet ist und in einer zweiten Anordnung des Schaltelements (32) keine direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss (28) und dem zweiten elektrischen Anschluss (30) ausgebildet ist.
Kontaktierungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement (18) den ersten elektrischen Anschluss (28) ausbildet und/oder dass das zweite Kontaktelement (24) den zweiten elektrischen Anschluss (30) ausbildet.
Kontaktierungsvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement (18) relativ zum zweiten Kontaktelement (24) bewegbar ausgebildet ist, wobei das erste Kontaktelement (18) in einer ersten Position und in einer zweiten Position anordenbar ist.
Kontaktierungsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (32) und das erste Kontaktelement (18) in der Art regelungstechnisch und/oder mechanisch miteinander verbunden sind, dass das Schaltelement (32) in der ersten Anordnung angeordnet ist und das erste Kontaktelement (18) in der ersten Position angeordnet ist, oder dass das Schaltelement (32) in der zweiten Anordnung angeordnet ist und das erste Kontaktelement (18) in der zweiten Position angeordnet ist.
Kontaktierungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein die direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss (28) und dem zweiten elektrischen Anschluss (30) ausbildendes elektrisch leitendes Verbindungselement (34) und/oder das Schaltelement (32) zumindest teilweise innerhalb des Grundkörpers (16) ausgebildet ist.
Kontaktierungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement (18) und/oder das zweite Kontaktelement (24) jeweils eine Längsrichtung (36) aufweisen und weiterhin jeweils ein Federelement (38) aufweisen, wobei das Federelement (38) in der Art ausgebildet ist, dass eine zur Kontaktierung des jeweiligen Spannungsabgriffes (20, 26) ausgebildete Kontaktierungsfläche (40) in Richtung der jeweiligen Längsrichtung (36) verschiebbar ist.
Kontaktierungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement (18) und/oder das zweite Kontaktelement (24) jeweils eine zur Kontaktierung des jeweiligen Spannungsabgriffes (20, 26) ausgebildete Kontaktierungsfläche (40) aufweisen, wobei zumindest eine der Kontaktierungsflächen (40) eine Oberflächenstrukturierung, insbesondere eine Riffelung, aufweisen.
Deckelelement (14) eines Batteriemoduls (12) mit einer Kontaktierungsvorrichtung (10) und einem aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material ausgebildeten Trägerelement (42), welches eine zur Aufnahme der Kontaktierungsvorrichtung (10) ausgebildete Aufnahme (44) aufweist, wobei die Kontaktierungsvorrichtung (10) einen aus einem elektrisch nicht leitfähigem Material ausgebildeten Grundkörper (16) aufweist, und weiterhin ein aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildetes erstes Kontaktelement (18), welches zu einer elektrischen Kontaktierung eines ersten Spannungsabgriffs (20) einer Batteriezelle (22) ausgebildet ist, und ein aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildetes zweites Kontaktelement (24), welches zu einer elektrischen Kontaktierung eines zweiten Spannungsabgriffs (26) der Batteriezelle (22) ausgebildet ist, aufweist, wobei das erste Kontaktelement (18) und das zweite Kontaktelement (24) an dem Grundkörper (16) angeordnet sind, wobei die Kontaktierungsvorrichtung (10) weiterhin einen ersten elektrisch leitend mit dem ersten Kontaktelement (18) verbindbaren oder verbundenen elektrischen Anschluss (28) und einen zweiten elektrisch leitend mit dem zweiten Kontaktelement (24) verbindbaren oder verbundenen elektrischen Anschluss (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsvorrichtung (10) derart in der Aufnahme (44) aufgenommen ist, dass die Kontaktierungsvorrichtung (10) relativ zum Trägerelement (42) bewegbar ist, wobei die Kontaktierungsvorrichtung (10) in einer ersten Position und in einer zweiten Position anordenbar ist.
Deckelelement (14) nach Anspruch 8, wobei die Kontaktierungsvorrichtung (10) ein Schaltelement (32) umfasst und wobei in einer ersten Anordnung des Schaltelements (32) eine direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss (28) und dem zweiten elektrischen Anschluss (30) ausgebildet ist und in einer zweiten Anordnung des Schaltelements (32) keine direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss (28) und dem zweiten elektrischen Anschluss (30) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (32) und eine Einheit (46) zur Erfassung der ersten Position der Kontaktierungsvorrichtung (10) und/oder der zweiten Position der Kontaktierungsvorrichtung (10) in der Art regelungstechnisch und/oder mechanisch miteinander verbunden sind, dass das Schaltelement (32) in der ersten Anordnung angeordnet ist und die Kontaktierungsvorrichtung (10) in der ersten Position angeordnet ist, oder dass das Schaltelement (32) in der zweiten Anordnung angeordnet ist und die Kontaktierungsvorrichtung (10) in der zweiten Position angeordnet ist.
Deckelelement (14) eines Batteriemoduls (12) mit einem aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material ausgebildeten Trägerelement (42), und weiterhin mit einem aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildeten ersten Kontaktelement (18), welches zu einer elektrischen Kontaktierung eines ersten Spannungsabgriffs (20) einer Batteriezelle (22) ausgebildet ist, und mit einem aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildeten zweiten Kontaktelement (24), welches zu einer elektrischen Kontaktierung eines zweiten Spannungsabgriffs (26) der Batteriezelle (22) ausgebildet ist, wobei das Trägerelement (42) eine erste Aufnahme (48), in der das erste Kontaktelement (18) aufgenommen ist, und eine zweite Aufnahme (50), in der das zweite Kontaktelement (24) aufgenommen ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das erste Kontaktelement (18) in der ersten Aufnahme (48) relativ zu dem zweiten Kontaktelement (24) bewegbar ausgebildet ist, wobei das erste Kontaktelement (18) in der ersten Aufnahme (46) in einer ersten Position und in einer zweiten Position anordenbar ist.
Deckelelement (14) nach Anspruch 10, wobei das erste Kontaktelement (18) einen ersten elektrischen Anschluss (28) ausbildet und/oder wobei das zweite Kontaktelement (24) einen zweiten elektrischen Anschluss (30) ausbildet, und wobei weiterhin ein Schaltelement (32) ausgebildet ist, wobei in einer ersten Anordnung des Schaltelements (32) eine direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss (28) und dem zweiten elektrischen Anschluss (30) ausgebildet ist und in einer zweiten Anordnung des Schaltelements (32) keine direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss (28) und dem zweiten elektrischen Anschluss (30) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (32) und das erste Kontaktelement (18) in der Art regelungstechnisch und/oder mechanisch miteinander verbunden sind, dass das Schaltelement (32) in der ersten Anordnung angeordnet ist und das erste Kontaktelement (18) in der ersten Position angeordnet ist, oder dass das Schaltelement (32) in der zweiten Anordnung angeordnet ist und das erste Kontaktelement (18) in der zweiten Position angeordnet ist.
Deckelelement (14) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein die direkte elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss (28) und dem zweiten elektrischen Anschluss (30) ausbildendes elektrisch leitendes Verbindungselement (34) und/oder das Schaltelement (32) zumindest teilweise innerhalb des Trägerelements (42) ausgebildet ist.
Batteriemodul (12) mit einer Mehrzahl an Batteriezellen (22), welche jeweils einen ersten Spannungsabgriff (20) und einen zweiten Spannungsabgriff (26) aufweisen, und mit einer Kontaktierungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder mit einem Deckelelement (14) mit einer Kontaktierungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 12.
Verfahren zum Betrieb eines Batteriemoduls (12), wobei in einem ersten Schritt (100) eine Mehrzahl an Batteriezellen (22), welche jeweils einen ersten Spannungsabgriff (20) und einen zweiten Spannungsabgriff (26) aufweisen, und eine Kontaktierungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bereitgestellt wird, und weiterhin auch eine Einheit (52) zur Erfassung eines Messwertes einer Batteriezelle (22) bereitgestellt wird, und dann in einem zweiten Schritt (102) eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Spannungsabgriff (20) einer Batteriezelle (22) und dem ersten Kontaktelement (18) der Kontaktierungsvorrichtung (10) sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem zweiten Spannungsabgriff (26) einer Batteriezelle (22) und dem zweiten Kontaktelement (24) der Kontaktierungsvorrichtung (10) ausgebildet wird, und dann in einem dritten Schritt (104) das Schaltelement (32) in der ersten Anordnung angeordnet wird, und dann in einem vierten Schritt (106) ein Überschreiten des Messwertes über einen Grenzwert des Messwertes erfasst wird, und dann in einem fünften Schritt (108) das Schaltelement (32) in der zweiten Anordnung angeordnet wird.
Verfahren zum Betrieb eines Batteriemoduls (12), wobei in einem ersten Schritt (100) eine Mehrzahl an Batteriezellen (22), welche jeweils einen ersten Spannungsabgriff (20) und einen zweiten Spannungsabgriff (26) aufweisen, und ein Deckelelement (14) nach einem der Ansprüche 8 bis 9 bereitgestellt wird, und weiterhin auch eine Einheit (52) zur Erfassung eines Messwertes einer Batteriezelle (22) bereitgestellt wird und dann in einem zweiten Schritt (102) eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Spannungsabgriff (20) einer Batteriezelle (22) und dem ersten Kontaktelement (18) der Kontaktierungsvorrichtung (10) des Deckelelements (14) sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem zweiten Spannungsabgriff (26) einer Batteriezelle (22) und dem zweiten Kontaktelement (24) der Kontaktierungsvorrichtung (10) ausgebildet wird, und dann in einem dritten Schritt (104) die Kontaktierungsvorrichtung (10) in der ersten Position angeordnet wird, und dann in einem vierten Schritt (106) ein Überschreiten des Messwertes über einen Grenzwert des Messwertes erfasst wird, und dann in einem fünften Schritt (108) die Kontaktierungsvorrichtung (10) in der zweiten Position angeordnet wird.
Verfahren zum Betrieb eines Batteriemoduls (12), wobei in einem ersten Schritt (100) eine Mehrzahl an Batteriezellen, welche jeweils einen ersten Spannungsabgriff (20) und einen zweiten Spannungsabgriff (26) aufweisen, und ein Deckelelement (14) nach einem der Ansprüche 10 bis 12 bereitgestellt wird, und weiterhin auch eine Einheit (52) zur Erfassung eines Messwertes einer Batteriezelle (22) bereitgestellt wird und dann in einem zweiten Schritt (102) eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Spannungsabgriff (20) einer Batteriezelle (22) und dem ersten Kontaktelement (18) des Deckelelements (14) sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem zweiten Spannungsabgriff (26) einer Batteriezelle (22) und dem zweiten Kontaktelement (24) des Deckelelements (14) ausgebildet wird, und dann in einem dritten Schritt (104) das erste Kontaktelement (18) in der ersten Position angeordnet wird, und dann in einem vierten Schritt (106) ein Überschreiten des Messwertes über einen Grenzwert des Messwertes erfasst wird, und dann in einem fünften Schritt (108) das erste Kontaktelement (18) in der zweiten Position angeordnet wird.