DE102017201739A1 - Anordnung und Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Zellmodulen sowie Batterie mit einer solchen Anordnung - Google Patents

Anordnung und Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Zellmodulen sowie Batterie mit einer solchen Anordnung Download PDF

Info

Publication number
DE102017201739A1
DE102017201739A1 DE102017201739.2A DE102017201739A DE102017201739A1 DE 102017201739 A1 DE102017201739 A1 DE 102017201739A1 DE 102017201739 A DE102017201739 A DE 102017201739A DE 102017201739 A1 DE102017201739 A1 DE 102017201739A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contacting
battery
electrode terminal
copper
aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102017201739.2A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102017201739B4 (de
Inventor
Karsten Mausolf
Markus Willgeroth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102017201739.2A priority Critical patent/DE102017201739B4/de
Priority to CN201810106124.6A priority patent/CN108390004B/zh
Publication of DE102017201739A1 publication Critical patent/DE102017201739A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102017201739B4 publication Critical patent/DE102017201739B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft u.a. eine Anordnung zur elektrischen Kontaktierung von Batteriemodulen (1) einer Batterie (3) mittels zumindest eines elektrischen Verbinders (7), welcher einstückig ausgebildet ist und einenends einen Kontaktierungsabschnitt (8) zur Kontaktierung eines negativen Elektrodenanschlusses (5) eines Batteriemoduls (1) und anderenends einen Kontaktierungsabschnitt (9) zur Kontaktierung eines positiven Elektrodenanschlusses (6) eines anderen Batteriemoduls (1) aufweist, wobei die Elektrodenanschlüsse (5, 6) der Batteriemodule (1) aus Kupfer, aus einer Kupferlegierung, aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung bestehen. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der elektrische Verbinder (7) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht und die Kontaktierungsabschnitte (8, 9) desselben jeweils stoffschlüssig mit dem zugeordneten Elektrodenanschluss (5, 6) der Batteriemodule (1) verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Zellmodulen einer Batterie mittels zumindest eines elektrischen Verbinders nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 12 der Erfindung. Gemäß Anspruch 11 der Erfindung betrifft dieselbe ferner eine Batterie mit einer solchen Anordnung.
  • Die US 2011/0104566 A1 beschreibt ein wiederaufladbares elektrisches Speicherelement in Form einer Sekundärzelle, hier als Sekundärbatterie bezeichnet, mit einer in einem Gehäuse angeordneten Elektrodenanordnung und mit Stromsammelplatten an den jeweiligen Enden der Elektrodenanordnung, die eine positive und eine negative Elektrode ausbilden. Außerhalb des Gehäuses gehen die positive und negative Elektrode in je einen Niet über, welcher mit je einer Sammelschiene durch Reibrührschweißen oder durch Laserstrahlschweißen stoffschlüssig verbunden ist. Dabei wird Reibrührschweißen für Fügepartner eingesetzt, welche aus unterschiedlichen Werkstoffen, wie Aluminium und Kupfer, bestehen, wogegen Laserstrahlschweißen für werkstoffeinheitliche Fügepartner, wie Aluminium oder Kupfer, eingesetzt wird. Die DE 10 2009 047 490 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Kontaktstift und einem Querverbinder an Batteriezellen eines Batterie-Packs. Auch hier wird vorgeschlagen, Fügepartner mit artgleichen Werkstoffen (Aluminium bzw. Kupfer) durch Laserstrahlschweißen untereinander zu verbinden. Um auch Fügepartner aus unterschiedlichen Werkstoffen nach besagtem stoffschlüssigen Fügeverfahren untereinander verbinden zu können, wird vorgeschlagen, den Querverbinder mit einer Beschichtung aus dem Werkstoff des Kontaktstiftes zu versehen.
  • Es ist allgemein bekannt, einzelne Batteriezellen zu einem sogenannten Batteriemodul in einem Modulgehäuse zusammenzufassen und dieselben mittels Sammelschienen, auch als Verbinder bezeichnet, untereinander elektrisch zu verbinden, woraus ein negativer und ein positiver Elektrodenanschluss des Batteriemoduls resultieren. Durch elektrische Verbindung einer Mehrzahl derartiger Batteriemodule ist beispielsweise eine als Traktionsbatterie für Elektrofahrzeuge verwendbare HV-Batterie (HV = Hochvolt) herstellbar. Die elektrische Verbindung zwischen besagten Batteriemodulen wird unter Verwendung elektrischer Verbinder erzielt, die ihrerseits unter Vermittlung von Steckkontakten oder Adapterbauteilen aus Kupfer mit dem Batteriemodul verbunden werden. Hieraus resultiert sicherlich eine dauerstabile elektrische Verbindung zwischen den Batteriemodulen, welche jedoch relativ kostenintensiv ist, insbesondere auch im Hinblick auf eine Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe, wie Aluminium und Kupfer, für die Ausbildung der Elektrodenanschlüsse der Batteriemodule. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur elektrischen Kontaktierung von Zellmodulen einer Batterie zu schaffen, welche bei Gewährleistung einer dauerstabilen elektrischen Verbindung aufwandsreduziert ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Batterie mit einer solchen Anordnung zur Verfügung zu stellen. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein geeignetes Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Zellmodulen einer Batterie anzugeben.
  • Ausgehend von einer Anordnung zur elektrischen Kontaktierung von Batteriemodulen einer Batterie mittels zumindest eines elektrischen Verbinders, welcher einstückig ausgebildet ist und einenends einen Kontaktierungsabschnitt zur Kontaktierung eines negativen Elektrodenanschlusses eines Batteriemoduls und anderenends einen Kontaktierungsabschnitt zur Kontaktierung eines positiven Elektrodenanschlusses eines anderen Batteriemoduls aufweist, wobei die Elektrodenanschlüsse der Zellmodule aus Kupfer, aus einer Kupferlegierung, aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung bestehen, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass der elektrische Verbinder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht und die Kontaktierungsabschnitte desselben jeweils stoffschlüssig mit dem zugeordneten Elektrodenanschluss der Batteriemodule verbunden sind.
  • Durch diese Maßnahme ist mit geringem Material- und Kostenaufwand eine dauerstabile elektrische Verbindung zwischen einem elektrischen Verbinder und einem Elektrodenanschluss eines Batteriemoduls geschaffen, die auch einen vollautomatischen Fügeprozess ermöglicht.
  • Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Danach ist vorgesehen, dass der Kontaktierungsabschnitt des Verbinders, der einen Elektrodenanschluss eines Batteriemoduls aus Kupfer oder einer Kupferlegierung kontaktiert, zusätzlich eine Beschichtung aus Kupfer oder einer Kupferlegierung aufweist. Dies hat den Vorteil, dass die Fügestellen der Fügepartner aus artgleichen Werkstoffen, nämlich Aluminium oder Kupfer bestehen, woraus eine besonders innige Fügeverbindung resultiert. Bevorzugt ist die besagte Beschichtung durch Plattieren oder galvanisch auf den betreffenden Kontaktierungsabschnitt aufgebracht. Unter Plattieren versteht der Fachmann ein mechanisches Aufbringen einer Metallauflage, hier Kupfer oder eine Kupferlegierung, auf ein Grundmaterial, hier Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung. Demgegenüber werden bei einem galvanischen Aufbringen einer Metallschicht auf besagtes Grundmaterial in einem elektrolytischen Bad mittels elektrischem Strom Metallionen von einer sogenannten Verbrauchselektrode abgelöst und auf einem als Kathode fungierenden Werkstück abgelagert. Weiter bevorzugt sind die Kontaktierungsabschnitte des Verbinders jeweils durch Laserstrahlschweißen mit dem zugeordneten Elektrodenanschluss der Batteriemodule verbunden. Bei dem Laserstrahlschweißen, auch als Laserschweißen bezeichnet, erfolgt die Energiezufuhr zum Schweißen über einen Laserstrahl, welcher bei hohen Schweißgeschwindigkeiten schmale Schweißnahtformen bei minimiertem thermischen Verzug der Fügepartner ermöglicht. Je Kontaktierungsabschnitt ist zumindest eine Fügestelle stoffschlüssiger Art vorgesehen. Bevorzugt jedoch sind zwei dezentral und zueinander beabstandet angeordnete Fügestellen stoffschlüssiger Art vorgesehen. Um z.B. im Reparaturfall oder auch als Notfalllösung eine nicht stoffschlüssige Fügeverbindung zu ermöglichen, kann je Kontaktierungsabschnitt eine erste Durchgangsbohrung vorgesehen sein, die bevorzugt zwischen den besagten zwei dezentral und zueinander beabstandet angeordneten Fügestellen angeordnet ist. Die erste Durchgangsbohrung korrespondiert dabei mit einer zweiten Durchgangsbohrung im zugeordneten Elektrodenanschluss und in einem den Elektrodenanschluss tragenden oder abstützenden Gehäuseabschnitt eines Modulgehäuses des Batteriemoduls. Die zweite Durchgangsbohrung kann dann beispielsweise in einer im besagten Gehäuseabschnitt ausgebildeten Aufnahmetasche für eine Einlegemutter enden, welcher eine die erste Durchgangsbohrung und die zweite Durchgangsbohrung durchsetzende Befestigungsschraube zugeordnet oder zuordenbar ist. Alternativ kann die zweite Durchgangsbohrung auch ein Innengewinde für eine die erste Durchgangsbohrung und die zweite Durchgangsbohrung durchsetzende Befestigungsschraube aufweisen oder ausbilden, um eine Fügeverbindung mittels eines mechanischen Befestigungselements zu erzeugen. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf den erwähnten Reparaturfall bzw. auf eine Notfalllösung, sondern erfasst auch eine zur stoffschlüssigen Fügeverbindung zusätzlich vorgesehene Fügeverbindung mittels Befestigungsschraube, um beispielsweise elektrische Messinstrumente lösbar kontaktieren zu können
  • Die Erfindung betrifft auch eine Batterie mit einer Anordnung der vorbeschriebenen Art.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Batteriemodulen einer Batterie mittels elektrischer Verbinder, welche jeweils einstückig ausgebildet sind und einenends einen Kontaktierungsabschnitt zur Kontaktierung eines negativen Elektrodenanschlusses eines Batteriemoduls und anderenends einen Kontaktierungsabschnitt zur Kontaktierung eines positiven Elektrodenanschlusses eines anderen Batteriemoduls aufweisen, wobei die Elektrodenanschlüsse der Batteriemodule aus Kupfer, aus einer Kupferlegierung, aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung bestehen, zeichnet sich dadurch aus, dass zur besagten elektrischen Kontaktierung neben elektrischen Verbindern, die ausschließlich aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen, auch elektrische Verbinder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zur Montage bereitgestellt werden, die im Hinblick auf einen Elektrodenanschluss aus Kupfer oder einer Kupferlegierung im Bereich des zugeordneten Kontaktierungsabschnitts eine Beschichtung aus Kupfer oder einer Kupferlegierung aufweisen, dass in Abhängigkeit des aktuell zu verzeichnenden Werkstoffes der Elektrodenanschlüsse der zu verbindenden Batteriemodule aus den bereitgestellten elektrischen Verbindern ein Verbinder derart ausgewählt wird, dass eine Kontaktierung artgleicher Werkstoffe zwischen den Kontaktierungsabschnitten des Verbinders und dem Elektrodenanschluss des jeweils zugeordneten Batteriemoduls erfolgt, und dass ein jeder Kontaktierungsabschnitt des Verbinders stoffschlüssig, insbesondere durch Laserstrahlschweißen, mit dem Elektrodenanschluss des zugeordneten Batteriemoduls verbunden wird.
  • Dies hat den Vorteil, dass bei einem kostensparenden Einsatz von Aluminium als Grundwerkstoff für einen Grundkörper des elektrischen Verbinders und demgemäß minimierter Masse eine schnelle, gegebenenfalls automatisierte elektrische Kontaktierung zwischen den Verbindern und den Elektrodenanschlüssen der betreffenden Batteriemodule durch insbesondere Laserstrahlschweißen ermöglicht ist. Es können somit bei Beibehaltung der besagten Vorteile nach Belieben sowohl Batteriemodule mit Elektrodenanschlüssen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung als auch aus Kupfer oder einer Kupferlegierung durch Stoffschluss untereinander elektrisch verbunden werden.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:
    • 1 eine mit Batteriemodulen bestückte Unterschale eines Batteriegehäuses, mit elektrischen Verbindern, die zum Fügen zur Verfügung gestellt sind,
    • 2 die Unterschale nach 1, deren Batteriemodule mittels besagter Verbinder untereinander durch Stoffschluss elektrisch verbunden sind, wobei je Kontaktierung eine Fügestelle vorgesehen ist,
    • 3 eine Einzelansicht eines elektrischen Verbinders,
    • 4 eine Detailansicht einer elektrischen Kontaktierung, welche mittels zweier Fügestellen bewirkt ist und überdies vorteilhaft weitergebildet ist, und
    • 5 eine Darstellung bezüglich des technischen Hintergrundes besagter Weiterbildung nach 4.
  • 1 zeigt zunächst eine mit Batteriemodulen 1 bestückte Unterschale 2 eines Batteriegehäuses einer Batterie 3, welche beispielsweise eine als Traktionsbatterie für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, einsetzbare HV-Batterie 3 ist. Ein jedes Batteriemodul 1 besteht im Allgemeinen aus zwei oder mehr Batteriezellen, die in einem Modulgehäuse 4 des Batteriemoduls 1 zusammengefasst und untereinander elektrisch verbunden sind (nicht zeichnerisch dargestellt). Ein jedes Batteriemodul 1 weist einen negativen Elektrodenanschluss 5 und einen positiven Elektrodenanschluss 6 auf. Mittels sogenannter elektrischer Verbinder 7 sind ein negativer Elektrodenanschluss 5 eines Batteriemoduls 1 mit einem positiven Elektrodenanschluss 6 eines anderen Batteriemoduls 1 untereinander elektrisch verbindbar.
  • Die elektrischen Verbinder 7 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel aus einem Profilstab ausgebildet sowie einstückig aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt. Sie weisen beidenends je einen Kontaktierungsabschnitt 8, 9 zur stoffschlüssigen Verbindung derselben mit dem zugeordneten Elektrodenanschluss 5, 6 auf. Der Bereich zwischen den Kontaktierungsabschnitten 8, 9 eines jeden Verbinders 7 weist eine elektrische Isolierung 10 auf, welche bevorzugt aus einem Kunststoff besteht (vgl. 1-3).
  • Die Kontaktierungsabschnitte 8, 9 werden bevorzugt durch Laserstrahlschweißen mit dem jeweils zugeordneten Elektrodenanschluss 5, 6 der Batteriemodule 1 verbunden. 2 zeigt insoweit die gefügten Verbinder 7, wobei hier jeweils eine einzige Fügestelle 11 vorgesehen ist. Im vorliegenden Fall bestehen die Elektrodenanschlüsse 5, 6 der Batteriemodule 1 ebenfalls aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, so dass ein ausreichend fester Fügeverbund zwischen den Fügepartnern gewährleistet werden kann.
  • In der Praxis werden jedoch auch Batteriemodule 1 verbaut, deren Elektrodenanschlüsse 5, 6 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen. Ferner sind auch Batteriemodule 1 bekannt, welche zwei Elektrodenanschlüsse 5, 6 aus voneinander abweichendem Werkstoff aufweisen.
  • Um auch diese Konstellationen berücksichtigen zu können, werden neben elektrischen Verbindern 7, die ausschließlich aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen, ferner auch elektrische Verbinder 7 bereitgestellt, deren Grundkörper aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung im Hinblick auf einen Elektrodenanschluss 5, 6 eines Batteriemoduls 1 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung im Bereich des zugeordneten Kontaktierungsabschnitts 8, 9 eine nicht zeichnerisch dargestellte Beschichtung aus Kupfer oder einer Kupferlegierung aufweist. Die Beschichtung wird, wie oben bereits erwähnt, bevorzugt durch Plattieren oder galvanisch auf den betreffenden Kontaktierungsabschnitt 8, 9 des Verbinders 7 aufgebracht.
  • Das Ausführungsbeispiel der Erfindung nach 4 unterscheidet sich zum vorbeschriebenen zum einen dadurch, dass zwei dezentral und zueinander beabstandet angeordneten Fügestellen 11a, 11b vorgesehen sind. Zum anderen ist im Kontaktierungsabschnitt 8, 9 des Verbinders 7 zwischen den beiden Fügestellen 11a, 11b desselben eine erste, zentrale Durchgangsbohrung 12 ersichtlich. Die erste Durchgangsbohrung 12 korrespondiert mit einer nicht zeichnerisch dargestellten zweiten Durchgangsbohrung im zugeordneten Elektrodenanschluss 5, 6, vorliegend dem positiven Elektrodenanschluss 6, und in einem den besagten Elektrodenanschluss 6 abstützenden Gehäuseabschnitt des Modulgehäuses 4 des Batteriemoduls 1. Die zweite Durchgangsbohrung endet in einer im besagten Gehäuseabschnitt ausgebildeten Aufnahmetasche 13 für eine nicht zeichnerisch dargestellte Einlegemutter.
  • Gesetzt den Fall, es ist beispielsweise in einem Reparaturfall oder als Notfalllösung beabsichtigt oder erforderlich, einen Austausch eines Batteriemoduls 1 vorzunehmen, so ist es gemäß 5 ermöglicht, einen neuen Verbinder 7 mittels eines mechanischen Befestigungselementes, vorliegend einer nicht zeichnerisch dargestellten Befestigungsschraube, mit dem betreffenden Elektrodenanschluss 5, 6 elektrisch leitend zu verbinden. Hierzu wird zunächst der „alte“ Verbinder 7 im Bereich seiner Kontaktierungsabschnitte 8, 9 getrennt, so dass lediglich diese am zugeordneten Elektrodenanschluss 5, 6 verbleiben. Im Anschluss daran wird ein „neuer“ Verbinder 7 mit seinen Kontaktierungsabschnitten 8', 9' auf die ursprünglichen Kontaktierungsabschnitte 8, 9 aufgesetzt und schließlich mittels besagter Befestigungsschrauben mit dem jeweiligen Elektrodenanschluss 5, 6 verschraubt. Hierbei durchdringen die Befestigungsschrauben jeweils die ersten Durchgangsbohrungen 12 der Kontaktierungsabschnitte 8, 8', 9, 9' sowie die korrespondierenden zweiten Durchgangsbohrungen und werden in je eine Einlegemutter eingeschraubt (nicht zeichnerisch dargestellt). Alternativ können die Befestigungsschrauben auch von einer als Gewindebohrung ausgebildeten zweiten Durchgangsbohrung aufgenommen sein. Besagte Einlegemutter ist demnach entbehrlich (nicht zeichnerisch dargestellt).
  • Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf den erwähnten Reparaturfall bzw. auf eine Notfalllösung, sondern erfasst auch eine zur stoffschlüssigen Fügeverbindung zusätzlich vorgesehene Fügeverbindung mittels Befestigungsschraube, um beispielsweise elektrische Messinstrumente lösbar kontaktieren zu können (nicht zeichnerisch dargestellt).
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Batteriemodul
    2
    Unterschale
    3
    Batterie
    4
    Modulgehäuse
    5
    Elektrodenanschluss
    6
    Elektrodenanschluss
    7
    Verbinder
    8
    Kontaktierungsabschnitt
    8'
    Kontaktierungsabschnitt
    9
    Kontaktierungsabschnitt
    9'
    Kontaktierungsabschnitt
    10
    Isolierung
    11
    Fügestelle
    11a
    Fügestelle
    11b
    Fügestelle
    12
    Durchgangsbohrung
    13
    Aufnahmetasche
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2011/0104566 A1 [0002]
    • DE 102009047490 A1 [0002]

Claims (12)

  1. Anordnung zur elektrischen Kontaktierung von Batteriemodulen (1) einer Batterie (3) mittels zumindest eines elektrischen Verbinders (7), welcher einstückig ausgebildet ist und einenends einen Kontaktierungsabschnitt (8) zur Kontaktierung eines negativen Elektrodenanschlusses (5) eines Batteriemoduls (1) und anderenends einen Kontaktierungsabschnitt (9) zur Kontaktierung eines positiven Elektrodenanschlusses (6) eines anderen Batteriemoduls (1) aufweist, wobei die Elektrodenanschlüsse (5, 6) der Batteriemodule (1) aus Kupfer, aus einer Kupferlegierung, aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Verbinder (7) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht und die Kontaktierungsabschnitte (8, 9) desselben jeweils stoffschlüssig mit dem zugeordneten Elektrodenanschluss (5, 6) der Batteriemodule (1) verbunden sind.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsabschnitt (8, 9) des Verbinders (7), der einen Elektrodenanschluss (5, 6) eines Batteriemoduls (1) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung kontaktiert, zusätzlich eine Beschichtung aus Kupfer oder einer Kupferlegierung aufweist.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung durch Plattieren oder galvanisch auf den betreffenden Kontaktierungsabschnitt (8, 9) aufgebracht ist.
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsabschnitte (8, 9) des Verbinders (7) jeweils durch Laserstrahlschweißen mit dem zugeordneten Elektrodenanschluss (5, 6) der Batteriemodule (1) verbunden sind.
  5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass je Kontaktierungsabschnitt (8, 9) zwei Fügestellen (11a, 11b) vorgesehen sind.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass je Kontaktierungsabschnitt (8, 9) eine erste Durchgangsbohrung (12) vorgesehen ist.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Durchgangsbohrung (12) zwischen zwei dezentral und zueinander beabstandet angeordneten Fügestellen (11a, 11b) vorgesehen ist.
  8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Durchgangsbohrung (12) mit einer zweiten Durchgangsbohrung im zugeordneten Elektrodenanschluss (5, 6) und in einem den Elektrodenanschluss (5, 6) tragenden oder abstützenden Gehäuseabschnitt eines Modulgehäuses (4) des Batteriemoduls (1) korrespondiert.
  9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Durchgangsbohrung in einer im besagten Gehäuseabschnitt ausgebildeten Aufnahmetasche (13) für eine Einlegemutter endet, welcher eine die erste Durchgangsbohrung (12) und die zweite Durchgangsbohrung durchsetzende Befestigungsschraube zugeordnet oder zuordenbar ist.
  10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Durchgangsbohrung ein Innengewinde für eine die erste Durchgangsbohrung (12) und die zweite Durchgangsbohrung durchsetzende Befestigungsschraube aufweist oder ausbildet.
  11. Batterie (3) mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
  12. Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Batteriemodulen (1) einer Batterie (3) mittels elektrischer Verbinder (7), welche jeweils einstückig ausgebildet sind und einenends einen Kontaktierungsabschnitt (8) zur Kontaktierung eines negativen Elektrodenanschlusses (5) eines Batteriemoduls (1) und anderenends einen Kontaktierungsabschnitt (9) zur Kontaktierung eines positiven Elektrodenanschlusses (6) eines anderen Batteriemoduls (1) aufweisen, wobei die Elektrodenanschlüsse (5, 6) der Batteriemodule (1) aus Kupfer, aus einer Kupferlegierung, aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass zur besagten elektrischen Kontaktierung neben elektrischen Verbindern (7), die ausschließlich aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen, auch elektrische Verbinder (7) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zur Montage bereitgestellt werden, die im Hinblick auf einen Elektrodenanschluss (5, 6) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung im Bereich des zugeordneten Kontaktierungsabschnitts (8, 9) eine Beschichtung aus Kupfer oder einer Kupferlegierung aufweisen, dass in Abhängigkeit des aktuell zu verzeichnenden Werkstoffes der Elektrodenanschlüsse (5, 6) aus den bereitgestellten elektrischen Verbindern (7) ein Verbinder (7) derart ausgewählt wird, dass eine Kontaktierung artgleicher Werkstoffe zwischen den Kontaktierungsabschnitten (8, 9) des Verbinders (1) und dem Elektrodenanschluss (5, 6) des jeweils zugeordneten Batteriemoduls (1) erfolgt, und dass ein jeder Kontaktierungsabschnitt (8, 9) des Verbinders (7) stoffschlüssig mit dem Elektrodenanschluss (5, 6) des zugeordneten Batteriemoduls (1) verbunden wird.
DE102017201739.2A 2017-02-03 2017-02-03 Anordnung und Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Zellmodulen sowie Batterie mit einer solchen Anordnung Active DE102017201739B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017201739.2A DE102017201739B4 (de) 2017-02-03 2017-02-03 Anordnung und Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Zellmodulen sowie Batterie mit einer solchen Anordnung
CN201810106124.6A CN108390004B (zh) 2017-02-03 2018-02-02 用于单格模块的电气接触的组件和方法以及带有这样的组件的电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017201739.2A DE102017201739B4 (de) 2017-02-03 2017-02-03 Anordnung und Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Zellmodulen sowie Batterie mit einer solchen Anordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017201739A1 true DE102017201739A1 (de) 2018-08-09
DE102017201739B4 DE102017201739B4 (de) 2021-02-25

Family

ID=62909918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017201739.2A Active DE102017201739B4 (de) 2017-02-03 2017-02-03 Anordnung und Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Zellmodulen sowie Batterie mit einer solchen Anordnung

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN108390004B (de)
DE (1) DE102017201739B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018104083B4 (de) 2017-03-01 2022-08-18 GM Global Technology Operations LLC Leichtgewichtige Sammelschiene für Anwendungen in Hochspannungsbatterien und Verfahren zur Bildung einer solchen Sammelschiene

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110104566A1 (en) 2009-10-30 2011-05-05 Sang-Won Byun Terminal unit for secondary battery and method of manufacturing the same
DE102009047490A1 (de) 2009-12-04 2011-06-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung
WO2013176914A1 (en) 2012-05-21 2013-11-28 Tyco Electronics Corporation Bimetal buss bar assembly
JP2014229564A (ja) 2013-05-24 2014-12-08 株式会社豊田自動織機 蓄電装置モジュール

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101478092A (zh) * 2008-09-28 2009-07-08 崔纪康 导电排及其制造方法
CN102110798B (zh) * 2009-12-28 2015-04-08 三星Sdi株式会社 电池模块
JP5847377B2 (ja) * 2009-12-28 2016-01-20 三洋電機株式会社 電源装置及びこれを備える車両
US20110293994A1 (en) * 2010-05-27 2011-12-01 Gm Global Technology Operations Llc. Battery pack assembly using clad electrical connections
KR102184367B1 (ko) * 2014-01-28 2020-11-30 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 및 이차전지모듈

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110104566A1 (en) 2009-10-30 2011-05-05 Sang-Won Byun Terminal unit for secondary battery and method of manufacturing the same
DE102009047490A1 (de) 2009-12-04 2011-06-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung
WO2013176914A1 (en) 2012-05-21 2013-11-28 Tyco Electronics Corporation Bimetal buss bar assembly
JP2014229564A (ja) 2013-05-24 2014-12-08 株式会社豊田自動織機 蓄電装置モジュール

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018104083B4 (de) 2017-03-01 2022-08-18 GM Global Technology Operations LLC Leichtgewichtige Sammelschiene für Anwendungen in Hochspannungsbatterien und Verfahren zur Bildung einer solchen Sammelschiene

Also Published As

Publication number Publication date
CN108390004A (zh) 2018-08-10
CN108390004B (zh) 2022-02-11
DE102017201739B4 (de) 2021-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009050315B4 (de) Verbindungsvorrichtung, elektrochemische Vorrichtung und Verfahren zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals von elektrochemischen Zellen einer elektrochemischen Vorrichtung
EP2612403A2 (de) Elektrische komponente
DE102007009569A1 (de) Anschlusseinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102012216475A1 (de) Überlappschweißung von Zellverbindern an Batteriezellen
DE102015007615A1 (de) Verbindungselement zur elektrischen Verschaltung von Einzelzellen, Zellblock und elektrische Batterie
DE102010002939A1 (de) Elektrischer Energiespeicher für Fahrzeuge
DE102019129688A1 (de) Temperatursensoreinheit für eine elektrochemische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer elektrochemischen Vorrichtung
DE102021102316B4 (de) Verfahren zur Aufbereitung einer Batterie
DE102017201739A1 (de) Anordnung und Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Zellmodulen sowie Batterie mit einer solchen Anordnung
DE10134143A1 (de) System zur Verschaltung von Schwachstromkomponenten mit Zellen in Hochleitstungsstromquellen
EP4348745A1 (de) Rundzelle, batteriemodul und fahrzeug
DE102011109211A1 (de) Verbindungselement zur elektrisch leitfähigen Kontaktierung
DE102010041369A1 (de) Verdrahtungselement, Leistungsverteiler und Fahrzeugbatterie
DE102015110308A1 (de) Akkupack für ein Elektrohandwerkzeuggerät
DE102004049185A1 (de) Kondensator und Kondensatormodul
DE102010000842A1 (de) Batterie, Batteriesystem und Verfahren zur Verbindung einer Mehrzahl von Batterien
EP0715365B1 (de) Akkumulatorenbatterie
DE102011121485A1 (de) Verbindungselement zum Verbinden von Polen von Batteriezellen einer Batterie und Batterie
DE102022103508B4 (de) Zellkontaktiersystem
DE102022004058B3 (de) Zellverbinder zum elektrischen Kontaktieren eines ersten Pols einer ersten Batteriezelle mit einem zweiten Pol einer zweiten Batteriezelle sowie Batterieanordnung
DE102017125588A1 (de) Verbindungstechnik für Polkontakte von Batterien
DE102016222083A1 (de) Batteriemodul, Deckelelement eines Batteriemoduls, Verfahren zur Herstellung derselben und Batterie
DE102015122213A1 (de) Batterieanordnung
DE102017206606A1 (de) Batteriemodul, Verfahren zu dessen Herstellung und Batterie
DE102022004087A1 (de) Batteriemodul für einen elektrischen Energiespeicher, elektrischer Energiespeicher sowie Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002200000

Ipc: H01M0050500000

R020 Patent grant now final