DE102018102005A1 - Contacting device for equipped with electrical poles energy storage cells with a circuit board - Google Patents

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Florian Pegler
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Abstract

Kontaktierungsvorrichtung für mit elektrischen Polen ausgestattete Energiespeicherzellen mit mindestens einer Leiterplatte, die für jeden der Pole ein Kontaktelement trägt, über das eine Kontaktierung des Pols erfolgt, wobei das Kontaktelement eine Vielzahl von elektrisch leitenden Federkontakten aufweist, die jeweils an beiden Enden mit einer Federkraftaufnahme elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Federkontakte sich in Kontakt mit dem elektrischen Pol der Energiezelle tordieren, um die elektrische Kontaktierung herzustellen.Contacting device for equipped with electrical poles energy storage cells with at least one circuit board which carries a contact element for each of the poles, via which a contact of the pole, wherein the contact element comprises a plurality of electrically conductive spring contacts, each electrically conductive at both ends with a spring force are connected, wherein the spring contacts twist in contact with the electrical pole of the power cell to make the electrical contact.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktierungsvorrichtung für mit elektrischen Polen ausgestattete Energiespeicherzellen mit mindestens einer Leiterplatte.The present invention relates to a contacting device for equipped with electrical poles energy storage cells with at least one circuit board.

Eine gattungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung dient dazu, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einer Leiterplatte und dem elektrischen Pol einer Batteriespeicherzelle herzustellen. Bei der elektrisch leitenden Verbindung ist es wichtig, dass eine definierte Verbindung zwischen Pol und Leiterplatte vorliegt, deren physikalische und elektrische Parameter definierbar sind. Die definierte Verbindung erlaubt es, bestimmte elektrische Eigenschaften wie beispielsweise Widerstand und maximale Stromleitfähigkeit ebenso wie physikalische Parameter, wie beispielsweise Wärmeentwicklung für die Kontaktierung, einzuhalten, um eine Überlastung der Kontaktierung zu verhindern.A generic contacting device serves to produce an electrically conductive connection between a printed circuit board and the electrical pole of a battery storage cell. In the case of the electrically conductive connection, it is important for there to be a defined connection between the pole and the printed circuit board whose physical and electrical parameters can be defined. The defined connection makes it possible to comply with certain electrical properties, such as resistance and maximum current conductivity, as well as physical parameters, such as heat generation for contacting, in order to prevent overloading of the contacting.

Aus DE 10 2011 109 211 A1 ist ein Verbindungselement zur elektrisch leitfähigen Kontaktierung eines Polkontakts einer elektrochemischen Zelle bekannt geworden. Das bekannt gewordene Verbindungselement weist ein Ringsegment in Form eines offenen Rings auf, der zur Ausbildung einer radial nach innen gerichteten Kraft zur kraftschlüssigen Verbindung mit dem Polkontakt ausgebildet ist. Das bekannte Verbindungselement besitzt in seiner Längsrichtung vorstehende zungenförmige Laschen, die einerseits als Federn an dem Pol der Batterie anliegen und andererseits zur Kontaktierung der Leiterplatte vorgesehen sind.Out DE 10 2011 109 211 A1 a connection element for the electrically conductive contacting of a pole contact of an electrochemical cell has become known. The now known connecting element has a ring segment in the form of an open ring, which is designed to form a radially inwardly directed force for frictional connection with the pole contact. The known connecting element has in its longitudinal direction projecting tongue-shaped tabs, which rest on the one hand as springs on the pole of the battery and on the other hand are provided for contacting the circuit board.

Aus DE 10 2014 212 143 A1 ist eine Kontaktierungsvorrichtung zur Kontaktierung einer Energiespeicherzelle bekannt geworden. Hierbei ist vorgesehen, dass für die Leiterplatine eine Klippverbindung vorgesehen ist, mit der diese über eine Kontaktierungsscheibe gegen den zu kontaktierenden Batteriepol gedrückt wird. Die Kontaktierungsvorrichtung ist für eine zylindrische Speicherzelle, mit Polen auf gegenüberliegenden Stirnseiten ausgelegt.Out DE 10 2014 212 143 A1 a contacting device for contacting an energy storage cell has become known. In this case, it is provided that a clip connection is provided for the printed circuit board with which it is pressed against the battery pole to be contacted via a contacting disk. The contacting device is designed for a cylindrical memory cell, with poles on opposite end faces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Kontaktierungsvorrichtung bereitzustellen, die mit einfachen Mitteln eine definierte elektrische Kontaktierung zwischen einer Leiterplatte und einem Pol einer Energiespeicherzelle schafft.The invention has for its object to provide a contacting device that creates a simple means a defined electrical contact between a circuit board and a pole of an energy storage cell.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe über eine Kontaktierungsvorrichtung mit den Mitteln aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche.According to the invention the object is achieved via a contacting device with the means of claim 1. Advantageous embodiments form the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung ist vorgesehen und bestimmt, um mit elektrischen Polen ausgestattete Energiespeicherzellen mit einer Leiterplatte zu verbinden. Die Leiterplatte trägt für jeden der Pole ein Kontaktelement, über das die elektrische Kontaktierung des Pols erfolgt. Das Kontaktelement weist eine Vielzahl von elektrisch leitenden Federkontakten auf. Jeder der Federkontakte ist bevorzugt stabförmig ausgebildet und an beiden Enden mit einer Federkraftaufnahme elektrisch leitend verbunden. Die elektrische Verbindung erfolgt also von dem Pol über die Federkontakte und die Federkraftaufnahme, die schließlich einen elektrisch leitenden Kontakt mit einer Leiterbahn der Leiterplatte besitzt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Federkontakte sich in Kontakt mit dem elektrischen Pol der Energiespeicherzelle tordieren, um die elektrische Kontaktierung herzustellen. Mit dem Tordieren der Federkontakte werden diese mechanisch aus ihrer Ruhelage heraus gespannt, die tordierten Federkontakte sind mechanisch gegen eine auslenkende Kraft gespannt und liegen in ihrem gespannten Zustand an dem Pol an, um eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen. Der Aufbau der Kontaktierungsvorrichtung ist überaus vorteilhaft, da die tordierten Federkontakte mit einer definierten Kraft auf dem Pol aufliegen, was zu einer bestimmten elektrischen Verbindung der Leiterplatte mit dem Pol führt. Über die tordierten Federkontakte, können auch Ungenauigkeiten und Maßabweichungen in dem Pol ausgeglichen werden. Auch wird durch die Torsion und die damit verbundene Bewegung ein Kontaktbereich gereinigt. Die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung eignet sich insbesondere für prismatische Zellen, deren Pole für das Laserschweißen mit einem Leistungsverbinder vorbereitet sind. Im Stand der Technik wurden prismatische Zellen bisher üblicherweise geschraubt oder geschweißt, wobei insbesondere das letztere Verfahren den Nachteil hat, dass keine nicht zerstörungsfreie Trennung vom Leistungsverbinder möglich ist. Zudem eignet sich die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung auch besonders für Lithium-Ionen-Batterien. Durch die Vielzahl von Federkontakten besteht nur ein kleiner Übergangswiderstand, wodurch es zu einer geringen Wärmeentwicklung an der Kontaktiervorrichtung kommt. Gerade für Lithium-Ionen-Batterien ist aber eine Wärmeentwicklung eine kritische Größe, so dass die geringe Wärmeentwicklung der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung einen besonderen Vorteil darstellt.The contacting device according to the invention is provided and intended to connect equipped with electrical poles energy storage cells with a circuit board. The circuit board carries a contact element for each of the poles, via which the electrical contacting of the pole takes place. The contact element has a plurality of electrically conductive spring contacts. Each of the spring contacts is preferably rod-shaped and electrically conductively connected at both ends with a spring force receiving. The electrical connection thus takes place from the pole via the spring contacts and the spring force absorption, which finally has an electrically conductive contact with a conductor track of the printed circuit board. According to the invention it is now provided that the spring contacts twist in contact with the electrical pole of the energy storage cell to produce the electrical contact. By twisting the spring contacts they are mechanically stretched out of their rest position, the twisted spring contacts are mechanically stretched against a deflecting force and are in their tensioned state at the pole to make an electrically conductive connection. The structure of the contacting device is extremely advantageous because the twisted spring contacts rest with a defined force on the pole, resulting in a specific electrical connection of the circuit board to the pole. Via the twisted spring contacts, inaccuracies and deviations in the pole can be compensated. Also, a contact area is cleaned by the torsion and the associated movement. The contacting device according to the invention is particularly suitable for prismatic cells whose poles are prepared for laser welding with a power connector. In the prior art prismatic cells have traditionally been screwed or welded, in particular the latter method has the disadvantage that no non-destructive separation from the power connector is possible. In addition, the contacting device according to the invention is also particularly suitable for lithium-ion batteries. Due to the large number of spring contacts, there is only a small contact resistance, which leads to a low heat development at the contacting device. But especially for lithium-ion batteries heat generation is a critical factor, so that the low heat development of the contactor according to the invention represents a particular advantage.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Federkontakte in dem Kontaktelement angeordnet, ohne dass sie eine elektrisch leitende Verbindung untereinander besitzen. Eine elektrisch leitende Verbindung der Federkontakte besteht durch die Federkraftaufnahmen oder an der Leiterplatte, nicht aber in dem stabförmigen Bereich zwischen den gelagerten Enden der Federkontakte. Hierdurch entsteht eine elektrische Parallelschaltung der Federkontakte, in der jeder einzelne Federkontakt unter mechanischer Spannung tordiert an dem elektrischen Pol anliegt. Der fehlende Kontakt der Federkontakte untereinander kann beispielsweise durch eine parallele Anordnung zwischen den Federkraftaufnahmen besonders gut hergestellt werden. Die Federkontakte sind bevorzugt beabstandet von der Leiterplatte frei, ohne Berührung mit der Leiterplatte an den Federkraftaufnahmen angeordnet, so dass die Federkontakte durch ihre Torsion nicht mit der Leiterplatte oder einem anderen Bauelement der Leiterplatte in Berührung kommen können. Die Federkontakte sind frei in dem Kontaktelement gelagert.In a preferred embodiment, the spring contacts are arranged in the contact element, without having an electrically conductive connection with each other. An electrically conductive connection of the spring contacts consists of the spring force receptacles or on the circuit board, but not in the rod-shaped region between the mounted ends of the spring contacts. This creates an electrical parallel connection of the spring contacts, in which each individual spring contact is twisted under mechanical tension on the electrical pole is applied. The lack of contact of the spring contacts with each other can be made particularly well, for example, by a parallel arrangement between the spring force receptacles. The spring contacts are preferably spaced from the circuit board freely arranged without contact with the circuit board to the spring force receptacles, so that the spring contacts can not come into contact with the circuit board or other component of the circuit board by their torsion. The spring contacts are freely stored in the contact element.

In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt jeder der Federkontakte mindestens eine elektrische Kontaktfläche, die bei einer Torsion des Federkontakts in einen flächigen Kontakt mit dem Pol gelangt. Durch das Aufsetzen des Kontaktelements auf den Batteriepol tordiert der Federkontakt so, dass dieser mit seiner Kontaktfläche auf den Pol gedreht wird und flächig auf dem Pol aufliegt.In a preferred embodiment, each of the spring contacts has at least one electrical contact surface which, in the event of a torsion of the spring contact, comes into flat contact with the pole. By placing the contact element on the battery post the spring contact twisted so that it is rotated with its contact surface on the pole and rests flat on the pole.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist, dass das Kontaktelement als ein SMD-Element (Surface Mounted Device) auf die Leiterplatte montiert sein kann. Der Vorteil bei der Verwendung eines SMD-Elements liegt darin, dass das gesamte Kontaktelement besonders einfach auf der Leiterplatte montiert und mit dieser für die elektrische Kontaktierung auch verbaut werden kann. Alternativ ist auch eine Pressverbindung möglich, bei der auf der Kontaktiervorrichtung vorgesehene Vorsprünge in Ausnehmungen der Leiterplatte gepresst werden.A particular advantage of the embodiment according to the invention is that the contact element can be mounted as an SMD element (Surface Mounted Device) on the printed circuit board. The advantage of using an SMD element is that the entire contact element can be mounted particularly easily on the printed circuit board and can also be installed therewith for electrical contacting. Alternatively, a press connection is also possible, in which projections provided on the contacting device are pressed into recesses in the printed circuit board.

In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzen die Federkontakte jeweils eine elektrische Kontaktfläche von mindestens 0,2 mm2. Im tordierten Zustand liegt die elektrische Kontaktfläche flächig auf dem Pol auf und steht für die elektrische Verbindung zur Verfügung.In a preferred embodiment, the spring contacts each have an electrical contact area of at least 0.2 mm 2 . In the twisted state, the electrical contact surface lies flat on the pole and is available for the electrical connection.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Federkontakte unter einem Winkel geneigt in dem Kontaktelement angeordnet und drehen sich bei Herstellung der Kontaktierung um einen Winkel von bis zu 90 Grad, bis ihre elektrische Kontaktfläche ganz oder teilweise auf dem Pol aufliegt.In a preferred embodiment, the spring contacts are arranged at an angle inclined in the contact element and rotate when making the contact by an angle of up to 90 degrees until their electrical contact surface rests completely or partially on the pole.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind in dem Kontaktelement alle Federkontakte parallel zueinander und mit der gleichen Neigung angeordnet. Durch diese Anordnung entsteht bei einer hergestellten elektrischen Kontaktierung eine gleichmäßige Auflagefläche.In a preferred embodiment, all the spring contacts are arranged parallel to each other and with the same inclination in the contact element. This arrangement results in a manufactured electrical contact a uniform contact surface.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvorrichtung besteht darin, dass sämtliche Federkontakte für eine Leistungselektronik an der Leiterplatte parallel geschaltet werden können. Mit der Parallelschaltung addieren sich die Stromstärken der einzelnen Federkontakte und können in der Leitungselektronik verarbeitet werden. Für eine Messelektronik, die mit einer geringeren Stromstärke arbeiten kann, ist bevorzugt vorgesehen, dass ein oder mehrere Federkontakte für die Messelektronik parallel geschaltet sind. Durch eine entsprechende Verschaltung der Federkontakte insbesondere im Bereich der Federkraftaufnahme ist es möglich, die Federkontakte der Leistungselektronik und/oder der Messelektronik zuzuordnen. Im Hinblick auf die Leistungs- und Messelektronik können einzelne oder mehrere Federkontakte auch für beide Zwecke verwendet werden. So ist eine sogenannte Vier-Punkt-Messung möglich, bei der eine oder mehrere der Federkontakte für die Spannungsmessung verwendet werden. Hierzu wird eine bereits vorhandene Leistungs- und Messübertragung getrennt, wodurch die Spannungsmessung bei großen Strömen mit besserer Genauigkeit erfolgt.A particular advantage of the contacting device according to the invention is that all spring contacts for power electronics can be connected in parallel to the printed circuit board. With the parallel connection, the current intensities of the individual spring contacts add up and can be processed in the line electronics. For a measuring electronics, which can work with a lower current, it is preferably provided that one or more spring contacts for the measuring electronics are connected in parallel. By a corresponding interconnection of the spring contacts, in particular in the region of the spring force absorption, it is possible to assign the spring contacts of the power electronics and / or the measuring electronics. With regard to the power and measurement electronics, single or multiple spring contacts can also be used for both purposes. So a so-called four-point measurement is possible, in which one or more of the spring contacts are used for the voltage measurement. For this purpose, an already existing power and measurement transmission is separated, whereby the voltage measurement is carried out at high currents with better accuracy.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird die Leiterplatte mit einer Befestigungsvorrichtung gehalten. Die Leiterplatte ist in der Befestigungsvorrichtung angeordnet, wobei im montierten Zustand eine Anpresskraft über die Leiterplatte auf die Federkontakte aufgebracht wird. Die Federkontakte weisen bevorzugt eine Legierung aus Beryllium-Kupfer auf. Auch können die Federkontakte vergoldet und/oder verzinnt sein.In a preferred embodiment, the circuit board is held with a fastening device. The printed circuit board is arranged in the fastening device, wherein in the mounted state, a contact pressure force is applied to the spring contacts via the printed circuit board. The spring contacts preferably comprise an alloy of beryllium copper. Also, the spring contacts can be gold plated and / or tinned.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Kontaktelement mit einer Vielzahl von parallel angeordneten Federkontakten,
  • 2 mehrere Energiespeicherzellen, die über eine mit Kontaktelementen versehene Leiterplatte (Transparent) verbunden sind,
  • 3 eine Ansicht von der Seite von einem einen Pol kontaktierenden Kontaktelement und
  • 4 eine Ansicht von der Seite zu einer Pressverbindung mit Vorsprüngen und Öffnungen in der Leiterplatte.
A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail below. Show it:
  • 1 a contact element having a multiplicity of parallel spring contacts,
  • 2 a plurality of energy storage cells which are connected via a printed circuit board provided with contact elements (transparent),
  • 3 a view from the side of a pole contacting contact element and
  • 4 a view from the side to a press connection with protrusions and openings in the circuit board.

1 zeigt ein Kontaktelement 10, das zehn parallel zueinander angeordnete Federkontakte 12 besitzt. Die Anzahl der Federkontakte 12 in einem Kontaktelement richtet sich nach den physikalischen und elektrischen Anforderungen an den elektrischen Kontakt. Die Federkontakte 12 sind an ihren Enden jeweils mit einer Federkraftaufnahme 14a, 14b verbunden. Auf der Federkraftaufnahme 14a, 14b sitzen die Lötkontakte 16a, 16b, über die eine elektrisch leitende Verbindung mit der Leiterplatte besteht (nicht dargestellt in 1). 1 shows a contact element 10 , the ten parallel spring contacts 12 has. The number of spring contacts 12 in a contact element depends on the physical and electrical requirements of the electrical contact. The spring contacts 12 are each at their ends with a spring force absorption 14a . 14b connected. On the spring force receptacle 14a . 14b sit the solder contacts 16a . 16b , via which there is an electrically conductive connection to the printed circuit board (not shown in FIG 1 ).

Die Federkontakte 12 verlaufen frei zwischen den Federkraftaufnahmen 14a,b und können sich auch gegenüber der Leiterplatte drehen. Federkontakte 12 und die beiden Federkraftaufnahmen 16a, 16b sind beispielsweise als ein einstückiges Stanzteil ausgebildet, bei dem die freigestanzten Federkontakte gedreht sind. Auf ihrer dem Pol 20 zugewandten Seite stehen die Federkontakte 12 über die Federkraftaufnahmen 14a, 14b vor, so dass jeder der Federkontakte 12 mit dem Pol 20 der Batterie in Berührung kommt. Die Federkraftaufnahme dient als elektrisch leitendes Element, das die Lötkontakte 16a, 16b zur Verbindung mit der Leiterplatte trägt, wie nachfolgend noch beschrieben wird. Die Federkontakte 12 selbst sind stabförmig, mit zwei einander gegenüberliegenden Flachseiten ausgebildet, die elektrische Kontaktflächen bilden. Von den elektrischen Kontaktflächen sind die Enden, mit denen die Federkontakte 12 an die Federkraftaufnahmen 14a, 14b angebunden sind, dünner als im Zentrum der Federkontakte ausgebildet, damit der tordierte Federkontakt sich nicht von der Federkraftaufnahme löst oder bricht. Der Federkontakt 12 ist zudem geneigt in dem Kontaktelement 10 angeordnet, dies bedeutet, dass dieser bei einem Aufsetzen des Kontaktelements 10 auf den Pol20 in eine horizontale Position gedreht wird. Ohne externe Krafteinwirkung sind die parallel zueinander angeordneten Federkontakte 12 ungefähr um 45°gegenüber der durch die Federkraftaufnahmen 14a, 14b aufgespannte Ebene geneigt. Bezogen auf ein Ziffernblatt einer Uhr bedeutet dies, dass sich die Federkontakte 12 ungefähr von halb drei bis halb acht erstrecken. Sitzt das Kontaktelement auf dem Pol 20, so erstrecken sich die Federkontakte 12 von drei Uhr bis neun Uhr. Die flach an den Batteriepol angedrückten Federkontakte 12 berühren einander nicht, sondern liegen beabstandet voneinander auf dem Pol 20 auf.The spring contacts 12 run freely between the spring force receptacles 14a, b and can also rotate relative to the circuit board. spring contacts 12 and the two spring force receptacles 16a . 16b For example, are formed as a one-piece stamped part, in which the punched-out spring contacts are rotated. On her the pole 20 facing side are the spring contacts 12 via the spring force receptacles 14a . 14b before, so that each of the spring contacts 12 with the pole 20 the battery comes into contact. The spring force absorption serves as an electrically conductive element that the solder contacts 16a . 16b carries for connection to the circuit board, as will be described below. The spring contacts 12 themselves are rod-shaped, formed with two opposite flat sides, which form electrical contact surfaces. Of the electrical contact surfaces are the ends with which the spring contacts 12 to the spring force receptacles 14a . 14b are connected, thinner than in the center of the spring contacts formed so that the twisted spring contact does not break or break from the spring force absorption. The spring contact 12 is also inclined in the contact element 10 arranged, this means that this at a touchdown of the contact element 10 on the Pol20 is rotated in a horizontal position. Without external force, the spring contacts are arranged parallel to each other 12 about 45 ° from the spring force 14a . 14b inclined plane inclined. Relative to a clock face of a watch, this means that the spring contacts 12 extend from about half past two to half past seven. Sits the contact element on the pole 20 , so the spring contacts extend 12 from three o'clock to nine o'clock. The flat against the battery pole pressed spring contacts 12 do not touch each other, but are spaced from each other on the pole 20 on.

2 zeigt eine Energiespeicherzelle 18. Die Energiespeicherzelle 18 besitzt als prismatische Zelle einen quaderförmigen Körper, der an einer seiner Flachseite grenzend zu einer benachbarten Energiespeicherzelle angeordnet sein kann. Die Energiespeicherzelle 18 besitzt ein Paar von Batteriepolen 20, die auf der gleichen Seite aus der Energiespeicherzelle 18 für eine Kontaktierung vorstehen. Eine nicht dargestellte Leiterplatte wird auf der Oberseite 24 mit den Kontaktelementen verbunden. Die Kontaktelemente 10 sitzen als Surface Mounted Devices (SMD) auf der Leiterplatte und sind über die Lötkontakte 16a, 16b mit der Leiterplatte und deren Leiterbahnen (nicht dargestellt) verbunden. Die Leiterplatte wird mit einer Anpresskraft gegen die Energiespeicherzelle 18 gedrückt, wodurch die Federkontakte 12 gegen den Batteriepol 20 gedrückt werden. Zusätzlich oder alternativ können die Lötkontakte 16 auch kraft- und/oder formschlüssig mit der Leiterplatte verbunden werden. Hierzu können, wie beispielsweise in 4 dargestellt, auch Einpressverbindungen zwischen Vorsprüngen 17 auf den Lötkontakten 16 und einer Leiterplatte 22' mit passenden Öffnungen 23 bestehen. Alternativ sind die Lötkontakte 16 über eine Lötstelle 19 mit der Leiterplatte 22' verbunden. In 4 sind die Federkontakte 12 zur besseren Übersicht nicht durch die Lötkontakte 16 verdeckt dargestellt. 2 shows an energy storage cell 18 , The energy storage cell 18 has as a prismatic cell a cuboid body, which may be disposed on one of its flat side adjacent to an adjacent energy storage cell. The energy storage cell 18 has a pair of battery poles 20 on the same page from the energy storage cell 18 protrude for a contact. An unillustrated circuit board is on top 24 connected to the contact elements. The contact elements 10 sit as Surface Mounted Devices (SMD) on the circuit board and are above the solder contacts 16a . 16b connected to the circuit board and its interconnects (not shown). The printed circuit board is pressed against the energy storage cell with a contact force 18 pressed, causing the spring contacts 12 against the battery pole 20 be pressed. Additionally or alternatively, the solder contacts 16 also positively and / or positively connected to the circuit board. For this purpose, such as in 4 shown, also press-in connections between protrusions 17 on the solder contacts 16 and a circuit board 22 ' with matching openings 23 consist. Alternatively, the solder contacts 16 over a solder joint 19 with the circuit board 22 ' connected. In 4 are the spring contacts 12 not for clarity through the solder contacts 16 concealed.

3 zeigt in einer Ansicht von der Seite den Zellkontakt 26, der auf der Energiespeicherzelle 18 angeordnet ist. Der Zellkontakt 26 besteht aus einer flachen Metallscheibe, die durch das Kontaktelement 10 kontaktiert wird und die den Abschluss des Batteriepols 20 bildet. Hierbei gelangen die Federkontakte 12 in flächigem Kontakt mit dem Zellkontakt 26. Das Kontaktelement 10 wird über die Leiterplatte 22 gegen den Zellkontakt 26 gepresst. 3 shows in a view from the side of the cell contact 26 who is on the energy storage cell 18 is arranged. The cell contact 26 consists of a flat metal disc passing through the contact element 10 is contacted and the conclusion of the battery 20 forms. This will get the spring contacts 12 in surface contact with the cell contact 26 , The contact element 10 is over the circuit board 22 against cell contact 26 pressed.

Beim Anpressen des Kontakts an den Batteriepol mit seinem Zellkontakt 26 werden die Federkontakte verdreht. Diese Torsionskraft darf sich nicht oder nur teilweise auf die Lötkontakte 16a, 16b übertragen. Die Federkontakte 12 sind zwischen den einander gegenüberliegenden Federkraftaufnahmen angeordnet, wobei die Federkontakte 12 sich auf einer zur Leiterplatte 22 und zum Lötkontakt 16 weisenden Seite frei bewegen können.When pressing the contact to the battery pole with its cell contact 26 the spring contacts are twisted. This torsional force must not or only partially on the solder contacts 16a . 16b transfer. The spring contacts 12 are arranged between the opposing spring force receptacles, wherein the spring contacts 12 on one to the PCB 22 and to the soldering contact 16 moving side can move freely.

Soll das Kontaktelement 10 beispielsweise einen Dauerstrom von 100 A übertragen werden, so muss bei zehn Kontakten jeder der Federkontakte einen Strom von 10 A übertragen. Ein Flächenkontakt mit einer Fläche beispielsweise von 0,5 mm2 reicht hier bereits aus. Die beschriebene Kontaktiervorrichtung eignet sich besonders für Fahrzeuge, insbesondere für Flurförderzeuge, bei denen eine Lithium- Batterie als Traktionsbatterie eingesetzt wird. Der Einsatz für Flurförderzeuge eignet sich besonders, da die vorgespannten Federkontakte auch bei Erschütterungen eine elektrische Verbindung sicherstellen.If the contact element 10 For example, if a continuous current of 100 A is transmitted, then with ten contacts each of the spring contacts must transmit a current of 10 A. A surface contact with an area, for example, of 0.5 mm 2 is already sufficient here. The contacting device described is particularly suitable for vehicles, in particular for industrial trucks, in which a lithium battery is used as a traction battery. The use for industrial trucks is particularly suitable because the prestressed spring contacts ensure an electrical connection even in the event of vibrations.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Kontaktelementcontact element
1212
Federkontaktespring contacts
14a,b14a, b
FederkraftaufnahmeSpring receptor
16a,b16a, b
Lötkontaktesolder contacts
1717
Vorsprüngeprojections
1818
EnergiespeicherzelleEnergy storage cell
2020
Batteriepolenbattery terminals
22, 22'22, 22 '
Leiterplattecircuit board
2323
Öffnungenopenings
2424
Kontaktelementcontact element
2626
Zellkontaktcell contact

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011109211 A1 [0003]DE 102011109211 A1 [0003]
  • DE 102014212143 A1 [0004]DE 102014212143 A1 [0004]

Claims (15)

Kontaktierungsvorrichtung für mit elektrischen Polen ausgestattete Energiespeicherzellen (18) mit mindestens einer Leiterplatte (22), die für jeden der Pole ein Kontaktelement (10) trägt, über das eine elektrische Kontaktierung des Pols erfolgt, wobei das Kontaktelement (10) eine Vielzahl von elektrisch leitenden Federkontakten (12) aufweist, die jeweils an beiden Enden mit einer Federkraftaufnahme (14a, 14b) elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Federkontakte (12) sich in Kontakt mit dem elektrischen Pol der Energiezelle tordieren, um die elektrische Kontaktierung herzustellen.Contacting device for electrical poles equipped with energy storage cells (18) having at least one circuit board (22) carrying a contact element (10) for each of the poles, via which an electrical contact of the pole takes place, wherein the contact element (10) has a plurality of electrically conductive Spring contacts (12) which are electrically conductively connected at both ends with a spring force receptacle (14a, 14b), wherein the spring contacts (12) twist in contact with the electrical pole of the power cell to make the electrical contact. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkontakte stabförmig ausgebildet sind.Contacting device according to Claim 1 , characterized in that the spring contacts are rod-shaped. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraftaufnahmen und die Federkontakte einstückig ausgebildet sind.Contacting device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the spring force receptacles and the spring contacts are integrally formed. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Federkontakten (12) keinen Kontakt untereinander haben.Contacting device according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the plurality of spring contacts (12) have no contact with each other. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkontakte (12) parallel zu einander angeordnet sind.Contacting device according to Claim 4 , characterized in that the spring contacts (12) are arranged parallel to each other. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Federkontakten (12) auf zwei Federkraftaufnahmen angeordnet ist, die jeweils über ein elektrisch leitendes Abstandselement von der Leiterplatte (22) für eine freie Torsion der Federkontakte (12) beabstandet gelagert sind.Contacting device according to one of Claims 1 to 5 characterized in that the plurality of spring contacts (12) is arranged on two spring force receptacles, which are each mounted via an electrically conductive spacer of the circuit board (22) for a free twist of the spring contacts (12) spaced. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Federkontakte (12) eine elektrische Kontaktfläche aufweist, die bei einer Torsion in flächigen Kontakt mit dem Pol gelangt.Contacting device according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that each of the spring contacts (12) has an electrical contact surface, which comes in a contact with the pole in a twisted contact. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (10) als ein SMD-Element auf die Leiterplatte (22) montiert ist.Contacting device according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the contact element (10) is mounted as an SMD element on the printed circuit board (22). Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Energiespeicherzellen (18a, 18b) eine quaderförmige Gestalt mit einem Paar von Polen auf einer der Quaderseiten besitzt.Contacting device according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that each of the energy storage cells (18a, 18b) has a parallelepiped shape with a pair of poles on one of the parallelepiped sides. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Federkontakte (12) eine elektrische Kontaktfläche von mindestens 0,2 mm2 aufweist.Contacting device according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that each of the spring contacts (12) has an electrical contact area of at least 0.2 mm 2 . Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Federkontakte (12) sich bei einer Torsion um bis zu 90° dreht, damit seine Kontaktfläche unter Kraft auf dem Pol aufliegt.Contacting device according to one of Claims 1 to 10 , characterized in that each of the spring contacts (12) rotates at a twist by up to 90 °, so that its contact surface rests force on the pole. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Federkontakte (12) für eine Leistungselektronik an der Leiterplatte (22) parallel geschaltet sind.Contacting device according to one of Claims 1 to 11 , characterized in that all spring contacts (12) for a power electronics on the circuit board (22) are connected in parallel. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass, eine oder mehrere Federkontakte (12) für eine Messelektronik an der Leiterplatte (22) parallel geschaltet sind.Contacting device according to one of Claims 1 to 12 , characterized in that, one or more spring contacts (12) for a measuring electronics on the circuit board (22) are connected in parallel. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (22) in einer Befestigungsvorrichtung angeordnet ist, die im montierten Zustand eine Anpresskraft über die Leiterplatte (22) auf die Federkontakte (12) aufbringt.Contacting device according to one of Claims 1 to 13 , characterized in that the circuit board (22) is arranged in a fastening device which applies a contact pressure force on the printed circuit board (22) on the spring contacts (12) in the mounted state. Kontaktierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkontakte (12) eine Beryllium-Kupfer Legierung aufweisen und/oder vergoldet oder verzinnt sind.Contacting device according to one of Claims 1 to 14 , characterized in that the spring contacts (12) have a beryllium-copper alloy and / or gold-plated or tinned.
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