DE102017112125A1 - Contacting element for a cell contacting system for an electrochemical device and method for producing a cell contacting system for an electrochemical device - Google Patents
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Abstract
Um ein Kontaktierungselement zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Zellverbinder oder einem Stromanschluss eines Stromleitungssystems einer elektrochemischen Vorrichtung einerseits und einer Signalleitung eines Signalleitungssystems der elektrochemischen Vorrichtung andererseits zu schaffen, welches ohne zusätzlichen Korrosionsschutz, insbesondere ohne eine Versiegelung eines Materialübergangs zwischen dem Kontaktierungselement und dem damit zu verbindenden Zellverbinder oder Stromanschluss, auskommt, wird vorgeschlagen, dass das Kontaktierungselement einen stromleitungssystemseitigen Abschnitt aus einem ersten Material und einen signalleitungssystemseitigen Abschnitt aus einem zweiten Material umfasst, wobei das zweite Material von dem ersten Material verschieden ist und wobei der stromleitungssystemseitige Abschnitt und der signalleitungssystemseitige Abschnitt durch Plattierung miteinander verbunden sind. In order to provide a contacting element for producing an electrically conductive connection between a cell connector or a power connection of a power line system of an electrochemical device on the one hand and a signal line of a signal line system of the electrochemical device on the other hand, without additional corrosion protection, in particular without a seal of a material transfer between the contacting element and the It is proposed that the contacting element comprises a power line system side section of a first material and a signal line system side section of a second material, wherein the second material is different from the first material, and wherein the power line system side section and the signal line system side section are joined together by plating.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontaktierungselement zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Zellverbinder oder einem Stromanschluss eines Stromleitungssystems einer elektrochemischen Vorrichtung einerseits und einer Signalleitung eines Signalleitungssystems der elektrochemischen Vorrichtung andererseits.The present invention relates to a contacting element for producing an electrically conductive connection between a cell connector or a power connection of a power line system of an electrochemical device on the one hand and a signal line of a signal line system of the electrochemical device on the other.
Das Signalleitungssystem der elektrochemischen Vorrichtung dient dazu, eine Überwachung der einzelnen elektrochemischen Zellen der elektrochemischen Vorrichtung hinsichtlich physikalischer Messgrößen, wie beispielsweise der Spannung, zu bewerkstelligen. Hierzu werden beispielsweise Potentialunterschiede zwischen verschiedenen Zellverbindern gemessen. Gleichzeitig kann ein Potentialausgleich zwischen den elektrochemischen Zellen erfolgen. Die Signalquellen oder Messstellen sind durch das Signalleitungssystem elektrisch leitend mit einem als Schnittstelle zu einer Überwachungsvorrichtung der elektrochemischen Vorrichtung dienenden Signalleitungsanschluss oder mit einer in die elektrochemische Vorrichtung integrierten Überwachungsvorrichtung verbunden.The signal conducting system of the electrochemical device serves to monitor the individual electrochemical cells of the electrochemical device with respect to physical quantities, such as the voltage. For this purpose, for example, potential differences between different cell connectors are measured. At the same time a potential equalization between the electrochemical cells can take place. The signal sources or measuring points are electrically conductively connected by the signal line system to a signal line connection serving as an interface to a monitoring device of the electrochemical device or to a monitoring device integrated into the electrochemical device.
Bei bekannten Zellkontaktierungssystemen umfasst das Signalleitungssystem einen Kabelbaum, welcher zum Spannungsabgriff dient und eine elektrische Verbindung von den Zellverbindern oder Stromanschlüssen zu dem Signalleitungsanschluss oder zu der Überwachungsvorrichtung bildet. Die Kabelenden des Kabelbaums werden in einer Montageanlage mit den jeweils zugeordneten Zellverbindern oder Stromanschlüssen verschweißt, beispielsweise durch ein Ultraschallschweißverfahren, ein Widerstandsschweißverfahren oder ein Laserschweißverfahren.In known cell contacting systems, the signal line system includes a wiring harness which serves for voltage tapping and forms an electrical connection from the cell connectors or power terminals to the signal line terminal or to the monitoring device. The cable ends of the cable harness are welded in an assembly plant with the respectively associated cell connectors or power connections, for example by an ultrasonic welding method, a resistance welding method or a laser welding method.
Um die Zellverbinder oder Stromanschlüsse sortenrein mit den jeweils zugeordneten Zellterminals der elektrochemischen Zellen verschweißen zu können, sind die Zellverbinder und Stromanschlüsse ebenso wie die Zellterminals aus Aluminium gebildet. Durch die sortenreine Verschweißung wird die Bildung spröder intermetallischer Phasen vermieden, welche sonst bei stromführenden Verbindungen zu höheren Übergangswiderständen führen würden.In order to be able to weld the cell connectors or power connections sorted with the respectively assigned cell terminals of the electrochemical cells, the cell connectors and power connections as well as the cell terminals are made of aluminum. The unmistakable welding avoids the formation of brittle intermetallic phases, which would otherwise lead to higher contact resistances in the case of current-carrying connections.
Die Spannungsabgriffe des Signalleitungssystems sind aus Kupfer gebildet. Da Kupfer in der elektrochemischen Spannungsreihe ein edleres Metall als Aluminium ist, muss der Materialübergang von den Spannungsabgriffen aus Kupfer auf die Zellverbinder oder Stromanschlüsse aus Aluminium versiegelt werden, beispielsweise durch Auftragen eines Lacks, um eine Korrosion im Bereich des Materialübergangs zu verhindern.The voltage taps of the signal line system are formed of copper. Since copper in the electrochemical series is a more noble metal than aluminum, the material transition must be sealed from the copper voltage taps to the aluminum cell connectors or power connectors, for example, by applying a lacquer to prevent corrosion in the area of the material junction.
Insbesondere in der Serienfertigung gestaltet es sich jedoch als schwierig, diese Materialübergangsbereiche, welche auch Hinterschnitte aufweisen können, zuverlässig und vollständig zu versiegeln. Durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten kann es zu einer Beschädigung der Versiegelung im Betrieb der elektrochemischen Vorrichtung kommen. Bei Verwendung von Zwei-Komponenten-Lacken zur Versiegelung bestehen die Nachteile von aufwändiger Dosierung, hohem Ausschuss an den Ausgangsmaterialien und abrasivem Verhalten der Lack-Komponenten.However, in particular in mass production, it is difficult to reliably and completely seal these material transition areas, which may also have undercuts. Different thermal expansion coefficients may damage the seal during operation of the electrochemical device. When using two-component sealants for sealing, there are the disadvantages of time-consuming metering, high output of the starting materials and abrasive behavior of the paint components.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktierungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, welches ohne zusätzlichen Korrosionsschutz, insbesondere ohne eine Versiegelung eines Materialübergangs zwischen dem Kontaktierungselement und dem damit zu verbindenden Zellverbinder oder Stromanschluss, auskommt.The present invention has for its object to provide a contacting element of the type mentioned, which without additional corrosion protection, in particular without a seal of a material transfer between the contacting and the cell connector or power connection to be connected, gets along.
Diese Aufgabe wird bei einem Kontaktierungselement mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kontaktierungselement einen stromleitungssystemseitigen Abschnitt aus einem ersten Material und einen signalleitungssystemseitigen Abschnitt aus einem zweiten Material umfasst, wobei das zweite Material von dem ersten Material verschieden ist und wobei der stromleitungssystemseitige Abschnitt und der signalleitungssystemseitige Abschnitt durch Plattierung miteinander verbunden sind.This object is achieved in a contacting element with the features of the preamble of claim 1 according to the invention that the contacting element comprises a power line side portion of a first material and a signal line system side portion of a second material, wherein the second material is different from the first material and wherein the power line system side portion and the signal line system side portion are connected to each other by plating.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit das Konzept zugrunde, den Materialübergang von der Kontaktstelle zwischen dem Kontaktierungselement und dem Zellverbinder oder dem Stromanschluss weg in das Kontaktierungselement selbst hinein zu verlegen, wo eine stoffschlüssige Verbindung eines stromleitungssystemseitigen Abschnitts des Kontaktierungselements aus dem ersten Material und eines signalleitungssystemseitigen Abschnitts des Kontaktierungselements aus dem zweiten Material vorgesehen ist.The present invention is thus based on the concept of moving the material transition from the contact point between the contacting element and the cell connector or the power connection into the contacting element itself, where a material connection of a power line system side portion of the contacting of the first material and a signal line system side of the Contacting element is provided from the second material.
Das erste Material kann dabei so gewählt werden, dass es stoffschlüssig mit dem Material des Zellverbinders oder des Stromanschlusses verbindbar ist, ohne dass an dem Materialübergang zwischen dem stromleitungssystemseitigen Abschnitt des Kontaktierungselements und dem zugeordneten Zellverbinder oder Stromanschluss ein zusätzlicher Korrosionsschutz erforderlich ist.The first material can be chosen so that it is cohesively connectable to the material of the cell connector or the power connector without additional corrosion protection is required at the material transition between the power line system side portion of the contacting and the associated cell connector or power connector.
Der stromleitungssystemseitige Abschnitt und der signalleitungssystemseitige Abschnitt des Kontaktierungselements können insbesondere durch Walzplattierung, insbesondere durch Kaltwalzplattierung, miteinander verbunden sein.The power line system-side section and the signal line system-side section of the contacting element can be connected to each other in particular by roll-plating, in particular by cold-roll plating.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Material Aluminium umfasst. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the first material comprises aluminum.
Vorzugsweise umfasst das erste Material Aluminium als Hauptbestandteil.Preferably, the first material comprises aluminum as the main component.
Als Hauptbestandteil eines Materials gilt dabei derjenige Bestandteil, welcher den größten Massenanteil an dem betreffenden Material aufweist.The main constituent of a material is that component which has the largest mass fraction of the relevant material.
Das erste Material kann insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung sein.The first material may in particular be aluminum or an aluminum alloy.
Ein Kontaktierungselement mit einem stromleitungssystemseitigen Abschnitt aus einem aluminiumhaltigen ersten Material kann sortenrein mit einem Zellverbinder oder einem Stromanschluss aus einem aluminiumhaltigen Material verbunden, insbesondere verschweißt, werden.A contacting element with a current-carrying-system-side section made of an aluminum-containing first material can be connected in a sorted manner with a cell connector or a power connection made of an aluminum-containing material, in particular welded.
Ferner ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das zweite Material Kupfer umfasst. Kupfer eignet sich besonders zur Herstellung von Crimpverbindungen, wie sie bei der Herstellung von Kabelbäumen mit Steckverbindungen angewandt werden können.Furthermore, it is provided in a preferred embodiment of the invention that the second material comprises copper. Copper is particularly suitable for the production of crimp connections, as they can be used in the manufacture of cable harnesses with connectors.
Insbesondere umfasst das zweite Material Kupfer als Hauptbestandteil.In particular, the second material comprises copper as the main constituent.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das zweite Material Kupfer oder eine Kupferlegierung ist.For example, it can be provided that the second material is copper or a copper alloy.
Ein Kontaktierungselement mit einem signalleitungssystemseitigen Abschnitt aus einem kupferhaltigen zweiten Material kann sortenrein mit einer Signalleitung aus Kupfer verbunden, insbesondere durch Crimpung an derselben festgelegt, werden.A contacting element with a signal line system side portion of a copper-containing second material can be sorted with a signal line made of copper, in particular by crimping fixed to the same, be.
Vorzugsweise umfasst der signalleitungssystemseitige Abschnitt des Kontaktierungselements einen Anschlussbereich, an welchem das Kontaktierungselement elektrisch leitend mit der Signalleitung verbindbar ist.Preferably, the signal line system side portion of the contacting element comprises a connection region, on which the contacting element is electrically conductively connected to the signal line.
Ein solcher Anschlussbereich kann insbesondere ein Crimpelement oder eine Crimpelement-Vorform, aus welcher ein Crimpelement durch einen Crimpvorgang gebildet werden kann, umfassen.Such a connection region may in particular comprise a crimping element or a crimping element preform, from which a crimping element may be formed by a crimping process.
Der stromleitungssystemseitige Abschnitt des Kontaktierungselements umfasst vorzugsweise einen Kontaktbereich, welcher im montierten Zustand des Kontaktierungselements an dem jeweils zugeordneten Zellverbinder oder Stromanschluss anliegt und mit demselben elektrisch leitend, insbesondere stoffschlüssig, verbunden ist.The current-carrying-system-side section of the contacting element preferably comprises a contact region which, in the mounted state of the contacting element, bears against the respectively assigned cell connector or power connection and is electrically conductively connected thereto, in particular materially bonded.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kontaktierungselement einen Verbindungsbereich umfasst, welcher den Anschlussbereich und den Kontaktbereich des Kontaktierungselements miteinander verbindet und vorzugsweise eine Relativbewegung des Anschlussbereichs und des Kontaktbereichs relativ zueinander, beispielsweise im Betrieb der elektrochemischen Vorrichtung und/oder zum Toleranzausgleich bei der Montage des Kontaktierungselements, ermöglicht.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the contacting element comprises a connection region which connects the connection region and the contact region of the contacting element and preferably a relative movement of the connection region and the contact region relative to one another, for example during operation of the electrochemical device and / or tolerance compensation the mounting of the contacting element allows.
Ein solcher Verbindungsbereich ist besonders flexibel, wenn er eine oder mehrere Wellen umfasst.Such a connection region is particularly flexible if it comprises one or more waves.
Eine oder mehrere Wellen des Verbindungsbereichs können insbesondere quer zu einer Längsrichtung des Kontaktierungselements verlaufen.One or more waves of the connection region may in particular run transversely to a longitudinal direction of the contacting element.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der stromleitungssystemseitige Abschnitt und der signalleitungssystemseitige Abschnitt des Kontaktierungselements in dem Verbindungsbereich des Kontaktierungselements miteinander verbunden sind.It is preferably provided that the power line system-side section and the signal line system-side section of the contacting element are connected to one another in the connection region of the contacting element.
Das erfindungsgemäße Kontaktierungselement eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung, die mehrere elektrochemische Zellen und ein Stromleitungssystem umfasst,
wobei das Zellkontaktierungssystem ein Signalleitungssystem mit einer oder mehreren Signalleitungen zum elektrisch leitenden Verbinden jeweils einer Signalquelle mit einem Signalleitungsanschluss oder mit einer Überwachungsvorrichtung des Zellkontaktierungssystems und mindestens ein erfindungsgemäßes Kontaktierungselement umfasst.The contacting element according to the invention is particularly suitable for use in a cell contacting system for an electrochemical device comprising a plurality of electrochemical cells and a power line system,
wherein the Zellkontaktierungssystem comprises a signal line system with one or more signal lines for electrically conductive each connecting a signal source with a signal line terminal or with a monitoring device of Zellkontaktierungssystems and at least one inventive contacting element.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das Zellkontaktierungssystem ein Trägerelement, beispielsweise in Form einer Trägerplatte, umfasst, welches das Signalleitungssystem trägt.It can be provided that the Zellkontaktierungssystem comprises a carrier element, for example in the form of a carrier plate, which carries the signal line system.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Stromleitungssystem ein Bestandteil des Zellkontaktierungssystems ist und dass das Trägerelement das Stromleitungssystem trägt.Furthermore, it can be provided that the power line system is a component of the Zellkontaktierungssystems and that the support member carries the power line system.
Das Stromleitungssystem umfasst einen oder mehrere Zellverbinder zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellpolen verschiedener elektrochemischer Zellen.The power line system includes one or more cell connectors for electrically connecting cell poles of various electrochemical cells.
Das Stromleitungssystem ermöglicht das Fließen eines Leistungsstromes von und zu den elektrochemischen Zellen der elektrochemischen Vorrichtung.The power line system allows a power flow to flow from and to the electrochemical cells of the electrochemical device.
Ein Zellverbinder des Stromleitungssystems kann jedes einteilige oder zusammengesetzte, im Betrieb der elektrochemischen Vorrichtung stromführende Element sein, welches die Zellpole verschiedener elektrochemischer Zellen elektrisch leitend miteinander verbindet.A cell connector of the power line system can be any one-piece or composite, in the Operation of the electrochemical device be current-carrying element, which connects the cell poles of different electrochemical cells in an electrically conductive manner.
Ein solcher Zellverbinder kann beispielsweise aus elektrisch leitend miteinander verbundenen Zellterminals der elektrochemischen Zellen gebildet sein.Such a cell connector can be formed, for example, from electrically interconnected cell terminals of the electrochemical cells.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass ein solcher Zellverbinder ein zusätzlich zu den Zellterminals der miteinander zu verbindenden elektrochemischen Zellen vorgesehenes Element ist, welches die Zellterminals elektrisch leitend miteinander verbindet.Alternatively, it may also be provided that such a cell connector is an element provided in addition to the cell terminals of the electrochemical cells to be connected to one another, which connects the cell terminals to one another in an electrically conductive manner.
Die elektrochemische Vorrichtung ist vorzugsweise als ein Akkumulator, beispielsweise ein Lithium-Ionen-Akkumulator, ausgebildet.The electrochemical device is preferably designed as an accumulator, for example a lithium-ion accumulator.
Die elektrochemische Vorrichtung kann insbesondere als ein Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug ausgebildet sein.The electrochemical device can in particular be designed as an energy store for a motor vehicle.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems für eine elektrochemische Vorrichtung, die mehrere elektrochemische Zellen und ein Stromleitungssystem umfasst, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
- - Herstellen eines Signalleitungssystems mit einer oder mehreren Signalleitungen zum elektrisch leitenden Verbinden jeweils einer Signalquelle mit einem Signalleitungsanschluss oder mit einer Überwachungsvorrichtung des Zellkontaktierungssystems.
- - Producing a signal line system with one or more signal lines for electrically conductive connection of a respective signal source to a signal line connection or with a monitoring device of Zellkontaktierungssystems.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zu schaffen, welches das elektrisch leitende Verbinden einer Signalleitung mit einem Zellverbinder oder einem Stromanschluss des Stromleitungssystems ermöglicht, ohne dass hierfür ein zusätzlicher Korrosionsschutz, insbesondere in Form einer Versiegelung, erforderlich ist.Another object of the present invention is to provide such a method which enables the electrically conductive connection of a signal line to a cell connector or a power connection of the power line system, without the need for additional corrosion protection, in particular in the form of a seal.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems gelöst, welches Folgendes umfasst:
- - Herstellen mindestens eines Kontaktierungselements aus einem flächigen Ausgangsmaterial, welches einen ersten Materialabschnitt aus einem ersten Material zur Bildung eines stromleitungssystemseitigen Abschnitts des Kontaktierungselements und einen zweiten Materialabschnitt aus einem zweiten Material zur Bildung eines signalleitungssystemseitigen Abschnitts des Kontaktierungselements umfasst; und
- - Festlegen einer Signalleitung des Signalleitungssystems an dem signalleitungssystemseitigen Abschnitt des Kontaktierungselements.
- - Producing at least one contacting element of a sheet-like starting material, which comprises a first material portion of a first material for forming a power line system side portion of the contacting element and a second material portion of a second material to form a signal line system side portion of the contacting element; and
- - Specifying a signal line of the signal line system on the signal line system side portion of the contacting element.
Besondere Ausgestaltungen eines solchen Verfahrens sind bereits vorstehend im Zusammenhang mit besonderen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kontaktierungselements und des erfindungsgemäßen Zellkontaktierungssystems erläutert worden.Particular embodiments of such a method have already been explained above in connection with particular embodiments of the contacting element according to the invention and of the cell contacting system according to the invention.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Kontaktierungselement-Vorform aus dem flächigen Ausgangsmaterial herausgetrennt und aus der Kontaktierungselement-Vorform durch Umformvorgänge das Kontaktierungselement gebildet wird.In particular, it can be provided that a contacting element preform is cut out of the flat starting material and the contacting element is formed from the contacting element preform by forming operations.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der stromleitungssystemseitige Abschnitt des Kontaktierungselements stoffschlüssig an einem Zellverbinder oder an einem Stromanschluss des Stromleitungssystems festgelegt wird.Furthermore, it is preferably provided that the power line system-side section of the contacting element is fixed in a material-locking manner to a cell connector or to a power connection of the power line system.
Der signalleitungssystemseitige Abschnitt des erfindungsgemäßen Kontaktierungselements kann insbesondere die Anforderungen an einen Crimpprozess erfüllen.The signal line system side portion of the contacting element according to the invention can meet in particular the requirements of a crimping process.
Der stromleitungssystemseitige Abschnitt des erfindungsgemäßen Kontaktierungselements kann insbesondere die Anforderungen an eine sortenreine Verschweißung mit einen Zellverbinder oder einem Stromanschluss eines Stromleitungssystems einer elektrochemischen Vorrichtung erfüllen.The current-carrying-system-side section of the contacting element according to the invention can fulfill in particular the requirements for a single-type welding with a cell connector or a current connection of a power line system of an electrochemical device.
Der stromleitungssystemseitige Abschnitt des Kontaktierungselements kann insbesondere durch Laserschweißung, Ultraschallschweißung oder Widerstandsschweißung mit dem zugeordneten Zellverbinder oder Stromanschluss verbunden werden.The power line system side portion of the contacting element can be connected in particular by laser welding, ultrasonic welding or resistance welding with the associated cell connector or power connector.
Eine Versiegelung des Materialübergangs von dem ersten Material zu dem zweiten Material an dem Kontaktierungselement ist nicht erforderlich.A sealing of the material transfer from the first material to the second material to the contacting element is not required.
Durch die sortenreine Verschweißung des stromleitungssystemseitigen Abschnitts des Kontaktierungselements mit dem Zellverbinder oder Stromanschluss werden der Ausschussanteil, das Erfordernis für Nacharbeit und das Fehlerrisiko im Verhältnis zu einer Verschweißung verschiedener Materialien deutlich verringert.The unmistakable welding of the power line-system-side section of the contacting element to the cell connector or power connection significantly reduces the scrap content, the requirement for reworking and the risk of errors in relation to a welding of different materials.
Das erste Material des stromleitungssystemseitigen Abschnitts des Kontaktierungselements weist vorzugsweise dieselbe Härte oder eine geringfügig höhere Härte auf als das Material des Zellverbinders oder Stromanschlusses. Hierdurch wird ein erhöhter Verschleiß der für das Verschweißen von Kontaktierungselement und Zellverbinder oder Stromanschluss verwendeten Werkzeuge im Verhältnis zu einer Verschweißung eines härteren Werkstoffs, beispielsweise Kupfer, mit einem weicheren Werkstoff, beispielsweise Aluminium, verhindert.The first material of the power line system side portion of the contacting element preferably has the same hardness or a slightly higher hardness than the material of the cell connector or power connector. This will Increased wear of the tools used for welding of contacting and cell connector or power connector in relation to a welding of a harder material, such as copper, with a softer material, such as aluminum, prevented.
Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Kontaktierungselements kann die elektrisch leitende Verbindung zwischen einer Signalleitung und einem Zellverbinder oder einem Stromanschluss des Stromleitungssystems der elektrochemischen Vorrichtung unter Entfall einer Versiegelung eines Materialübergangs zwischen dem Kontaktierungselement und dem Zellverbinder oder Stromanschluss, mit geringerem Werkzeugverschleiß, kleinerem Ausschussanteil und geringerer Nacharbeit hergestellt werden.By using a contacting element according to the invention, the electrically conductive connection between a signal line and a cell connector or a power connection of the electrochemical device's power line system can be made without sealing a material interface between the contacting element and the cell connector or power connector, with less tool wear, smaller rejects and less rework become.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of an embodiment.
In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung eines Kontaktierungselements zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Zellverbinder oder einem Stromanschluss eines Stromleitungssystems einer elektrochemischen Vorrichtung einerseits und einer Signalleitung eines Signalleitungssystems der elektrochemischen Vorrichtung andererseits; -
2 eine Draufsicht von oben auf das Kontaktierungselement aus1 ; -
3 einen Längsschnitt durch das Kontaktierungselement aus den1 und2 , längs der Linie 3 - 3 in2 ; -
4 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs I aus3 ; -
5 einen Querschnitt durch einen Anschlussbereich des Kontaktierungselements aus den1 bis4 , längs der Linie 5 - 5 in2 ; -
6 eine Ansicht des Kontaktierungselements aus den1 bis 5 , mit der Blickrichtung inRichtung des Pfeiles 6 in2 ; -
7 eine schematische Darstellung eines Herstellungsverfahrens des Kontaktierungselements aus den1 bis 6 , bei welchem solche Kontaktierungselemente aus einem flächigen Ausgangsmaterial herausgetrennt und umgeformt werden; -
8 eine vergrößerte Darstellung desBereichs II aus7 ; -
9 eine Draufsicht auf eine aus dem flächigen Ausgangsmaterial herausgetrennte Kontaktierungselement-Vorform; -
10 einen Längsschnitt durch die Kontaktierungselement-Vorform aus9 , längs der Linie 10 - 10 in9 ; -
11 eine perspektivische Darstellung eines Trägerelements eines Zellkontaktierungssystems für eine elektrochemische Vorrichtung, insbesondere ein Akkumulatormodul, eines an dem Trägerelement gehaltenen Stromleitungssystems, eines an dem Trägerelement gehaltenen Signalleitungssystems und mehrerer Ausführungsformen von Kontaktierungselementen zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Zellverbinder oder einem Stromanschluss des Stromleitungssystems einerseits und einer Signalleitung des Signalleitungssystems andererseits; -
12 eine vergrößerte Darstellung desBereichs III aus11 ; -
13 eine perspektivische Darstellung einer elektrochemischen Vorrichtung mit einem Gehäuse und mehreren darin angeordneten elektrochemischen Zellen, wobei das in11 dargestellte Zellkontaktierungssystem auf das Gehäuse aufsetzbar und mit Zellterminals der elektrochemischen Zellen elektrisch leitend verbindbar ist; und -
14 eine Draufsicht von oben aufdas Zellkontaktierungssystem aus 11 , nachdem ein Abdeckelement auf das Trägerelement aufgesetzt worden ist.
-
1 a perspective view of a contacting element for producing an electrically conductive connection between a cell connector or a power connector of a power line system of an electrochemical device on the one hand and a signal line of a signal line system of the electrochemical device on the other; -
2 a plan view from above of the contacting element1 ; -
3 a longitudinal section through the contacting of the1 and2 , along the line 3 - 3 in2 ; -
4 an enlarged view of the area I from3 ; -
5 a cross section through a connection region of the contacting of the1 to4 , along the line 5 - 5 in2 ; -
6 a view of the contacting of the1 to5 , with the line of sight in the direction of thearrow 6 in2 ; -
7 a schematic representation of a manufacturing method of the contacting of the1 to6 in which such contacting elements are separated out from a flat starting material and reshaped; -
8th an enlarged view of the areaII out7 ; -
9 a plan view of a separate from the sheet-like starting material Kontaktierungselement preform; -
10 a longitudinal section through the contacting element preform9 , along the line 10 - 10 in9 ; -
11 a perspective view of a support member of a Zellkontaktierungssystems for an electrochemical device, in particular an accumulator module, held on the support member power line system, held on the support member signal line system and several embodiments of contacting elements for making an electrically conductive connection between a cell connector or a power connector of the power line system on the one hand and a signal line of the signal line system, on the other hand; -
12 an enlarged view of the areaIII out11 ; -
13 a perspective view of an electrochemical device with a housing and a plurality of electrochemical cells arranged therein, wherein the in11 shown Zellkontaktierungssystem can be placed on the housing and electrically connected to cell terminals of the electrochemical cells; and -
14 a top view of the Zellkontaktierungssystem from11 After a cover has been placed on the support member.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.Identical or functionally equivalent elements are denoted by the same reference numerals in all figures.
Ein in den
Das Trägerelement
Das Trägerelement
Das Trägerelement
Die Zellverbinder
Alternativ hierzu könnte auch vorgesehen sein, dass die Zellterminals
Dabei kann sich beispielsweise ein Zellterminal
Alternativ hierzu kann sich auch ein Kontaktbereich
Ferner ist auch denkbar, dass sich sowohl das Zellterminal
Wie aus
Diese Längsrichtung
Die Durchtrittsöffnungen
An der im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems
Das Abdeckelement
Das Abdeckelement
Vorzugsweise ist das Abdeckelement
Wie aus
Der Randbereich
Wie aus
Auch der Randbereich
Die Durchtrittskanäle
Die Stromanschlüsse
Das Stromleitungssystem
Durch dieses Stromleitungssystem
Dabei verbindet jeder Zellverbinder
Jeweils ein Zellterminal
Mehrere elektrochemische Vorrichtungen
Eine solche Reihenschaltung kann insbesondere dadurch hergestellt werden, dass ein Stromanschluss
Um das Abdeckelement
Die abdeckelementseitigen Rastelemente
Das Trägerelement
Im Außenraum des Zellkontaktierungssystems
Der Signalleitungsanschluss
In diesem Fall ist das komplementär zu dem Signalleitungsanschluss
Der Signalleitungsanschluss
Das Signalleitungssystem
Das Signalleitungssystem
Jeder der Kontaktbereiche
Bei der hier dargestellten Reihenschaltung umfasst jeder Zellverbinder
Bei einer Parallelschaltung kann jeder Zellverbinder
Der Kompensationsbereich
Zu diesem Zweck kann der Kompensationsbereich
Jeder Kontaktbereich
Dabei durchsetzt vorzugsweise der Positionierungsstift
Das Trägerelement
Ein besonders geeignetes Material für das Trägerelement
Mindestens eine Signalleitung
Jedes Kontaktierungselement
Dabei ist durch das Zusammenwirken des trägerelementseitigen Positionierelements
Zumindest ein Kontaktbereich
Vorzugsweise ist die Z-Richtung
Eine mögliche Ausführungsform eines Kontaktierungselements
Das Kontaktierungselement
Das erste Material und das zweite Material sind voneinander verschieden.The first material and the second material are different from each other.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das erste Material, aus welchem der stromleitungssystemseitige Abschnitt
Der signalleitungssystemseitige Abschnitt
Der signalleitungssystemseitige Abschnitt
Ferner umfasst das Kontaktierungselement
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in dem Plattierabschnitt
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Materialstärke
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Summe aus der Materialstärke
Der Kontaktbereich
Das Material des Zellverbinders
Der Verbindungsbereich
Zu diesem Zweck kann der Verformungsbereich
Eine solche Welle
Eine besonders gute Flexibilität des Verformungsbereichs
Der Verbindungsbereich
Wie aus
Die Führungsleisten
Das trägerelementseitige Positionierelement
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Trägerelement
Der Anschlussbereich
Die Signalleitung
In einem abisolierten Endabschnitt der Signalleitung
Dabei kann das Kontaktierungselement
Bei dem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Endabschnitt der Signalleitung
Es kann auch vorgesehen sein, dass Endabschnitte mehrerer Signalleitungen
Im Falle einer Verbindung durch Crimpung werden in diesem Fall die Endabschnitte mehrerer Signalleitungen
Das in
Wie am besten aus dem Querschnitt von
Der Winkel α ist vorzugsweise größer als ungefähr 20° und/oder vorzugsweise kleiner als ungefähr 45°. Der Winkel
Die dem Steg
Wie am besten aus den
Vorzugsweise sind mehrere Nuten
Durch die Nuten
Die Nuten
Mehrere Kontaktierungselemente
Ein geeignetes Ausgangsmaterial
Dabei sind der erste Materialabschnitt
Das flächige Ausgangsmaterial
Von der Coil
Das Folgeverbundwerkzeug umfasst vorzugsweise eine Ausstanzstation, mindestens eine Umformstation und eine Abtrennstation.The progressive compound tool preferably comprises a punching station, at least one forming station and a separating station.
In der Ausstanzstation wird aus dem zugeführten flächigen Ausgangsmaterial
Dabei kann vorgesehen sein, dass in der Längsrichtung des Ausgangsmaterials aufeinanderfolgende Kontaktierungselement-Vorformen
In einer oder mehreren Umformstationen des Folgeverbundwerkzeugs werden die Verbindungsbereiche
In der Abtrennstation des Folgeverbundwerkzeugs werden die in der Längsrichtung des Ausgangsmaterials aufeinanderfolgenden Kontaktierungselemente
Anschließend werden die Anschlussbereiche
In
Diese Darstellung unterschiedlicher Ausführungsformen von Kontaktierungselementen
Grundsätzlich ist es auch möglich, alle diese Kontaktierungselemente
Außerdem können beliebig viele Exemplare jeder beliebigen Ausführungsform der Kontaktierungselemente
Das vorstehend beschriebene Zellkontaktierungssystem
Bei dieser Vormontage werden die Bestandteile des Stromleitungssystems
Die Signalleitungen
Anschließend werden die Signalleitungen
Anschließend werden die Kontaktbereiche
Somit sind alle für die Kontaktierung der elektrochemischen Zellen
Das Trägerelement
Anschließend werden die Zellverbinder
Nach erfolgter Kontaktierung zwischen dem Stromleitungssystem
Hierdurch wird eine Beschädigung des Stromleitungssystems
Die fertig montierte elektrochemische Vorrichtung
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018208340A1 (en) * | 2018-05-28 | 2019-11-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Cell contacting arrangement for an energy storage module |
DE102018221950A1 (en) * | 2018-12-17 | 2020-06-18 | BINDER tecsys GmbH | Method of manufacturing and positioning electrical connectors |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013201556A1 (en) * | 2013-01-30 | 2014-07-31 | Magna Steyr Battery Systems Gmbh & Co Og | Battery system with a contact element |
DE102013207358A1 (en) * | 2013-04-23 | 2014-10-23 | Elringklinger Ag | Cell contacting system for an electrochemical device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014210327A1 (en) * | 2014-06-02 | 2015-12-03 | Robert Bosch Gmbh | Electric cell connector for a battery module |
DE102014116866A1 (en) * | 2014-11-18 | 2016-05-19 | Elringklinger Ag | A method of making an electrically conductive connection between an electrical lead and an electrically conductive member and assembly |
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-
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013201556A1 (en) * | 2013-01-30 | 2014-07-31 | Magna Steyr Battery Systems Gmbh & Co Og | Battery system with a contact element |
DE102013207358A1 (en) * | 2013-04-23 | 2014-10-23 | Elringklinger Ag | Cell contacting system for an electrochemical device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018208340A1 (en) * | 2018-05-28 | 2019-11-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Cell contacting arrangement for an energy storage module |
US11936013B2 (en) | 2018-05-28 | 2024-03-19 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Cell contacting arrangement for an energy storage module |
DE102018221950A1 (en) * | 2018-12-17 | 2020-06-18 | BINDER tecsys GmbH | Method of manufacturing and positioning electrical connectors |
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Publication number | Publication date |
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