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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Zellverbinder für ein Batteriemodul, insbesondere einen Zellverbinder für ein Batteriemodul für Wasserstoff-, Hybrid- oder Elektrofahrzeuge. Die vorliegende Offenbarung betrifft weiter ein Batteriemodul mit mehreren Batteriezellen, beispielweise Li-Ionen Zellen oder Li-basierte Zellen. Das Batteriemodul kann beispielweise ein Hochvoltspeicher sein.
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Stand der Technik
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Batteriemodule werden insbesondere in Elektrofahrzeugen als Hochvoltspeicher eingesetzt. Ein Batteriemodul umfasst mehrere Batteriezellen, die in Reihe oder parallelgeschaltet sind. Mehrere Batteriemodule können zu einem Energiespeicher zusammengeschaltet werden. Durch die steigenden Anforderungen an die Reichweite umfassen heutige Batteriemodule sehr viele Batteriezellen, so dass ein Batteriemodul eine hohe Energiedichte aufweist. Die vielen Batteriezellen bzw. die hohe Energiedichte innerhalb eines Batteriemoduls erfordern insbesondere durch die Verwendung von Li-Ionen Zellen eine hohe Sicherheit bei der Herstellung, dem Transport und der späteren Verwendung. Um diese Sicherheit zu gewährleisten, sind Batteriemodule oder auch daraus zusammengesetzte Energiespeicher grundsätzlich mit Batteriemanagementsystemen ausgestattet. Eine weitere Sicherheitsfunktion kann durch eine Sicherung, insbesondere eine Schmelzsicherung, bereitgestellt werden, die im Falle einer Überlastung schmilzt. Im Falle eines Kurzschlusses in einer der Batteriezellen des Batteriemoduls kann es durch den erhöhten Stromfluss zu einer starken Erwärmung der Batteriezelle kommen. Dies kann zu einer thermischen Überlastung und somit zu einer Überhitzung des Batteriemoduls aufgrund eines sich selbst verstärkenden wärmeproduzierenden Prozesses führen. Batteriemodule sind daher mit einer oder mehreren Sicherungen ausgestattet, um den elektrischen Stromkreis zuverlässig und schnell zu unterbrechen, falls unerwartet hohe Ströme auftreten. Die Sicherung ist so bemessen, dass sie bei Strömen, die üblicherweise im Kurzschlussfall oder einem Überlastfall auftreten, schmilzt, wodurch sicherheitskritische Zustände, beispielsweise ein Brand oder eine Explosion, verhindert werden. Im Folgenden wird die Sicherung oder Schmelzsicherung auch als Zellverbinder bezeichnet, da die Sicherung üblicherweise zwischen zwei Zellterminals von benachbarten Batteriezellen eingesetzt wird.
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Die Verbindung zwischen dem Zellverbinder und wenigstens einem Zellterminal der Batteriezelle erfordert besonders bei einer Verwendung in einem Fahrzeug eine stabile elektrische aber auch stabile mechanische Verbindung, da insbesondere in Fahrzeugen Schockbelastungen und Vibrationen auftreten.
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Um einfache Verbindungsverfahren zwischen dem Zellverbinder und den Zellterminals der Batteriezelle, beispielsweise Schmelzschweißen, Laserschweißen, Löten oder Clinchen, anwenden zu können, muss der Zellverbinder, Schockbelastungen und Vibrationen ausgleichen beziehungsweise ausreichend dämpfen und gleichzeitig einen zuverlässigen elektrischen Kontakt gewährleisten. Sonst kann es im Betrieb zur Schädigung an den Zellterminals oder an dem Zellverbinder kommen. Alternativ könnte der Zellverbinder mit der Sicherungsfunktion sicher an den Zellterminals verschraubt werden, was jedoch aufwändig ist und neben zusätzlichen Arbeitsschritten und zusätzlichen Befestigungselementen auch zusätzlichen Bauraum erfordert. Für ein Verschrauben sind hohe Drehmomente erforderlich, die auch zu einer Beschädigung der Zellterminals der Batteriezelle führen können.
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Herkömmliche Schmelzsicherungen, die beispielweise in einem Batteriemodul eines Wasserstoff-, Hybrid- oder Elektrofahrzeuges zum Einsatz kommen, weisen typischerweise einen mit Sand gefüllten Keramikkörper auf, wobei sich an beiden Enden der Sicherung ein Schraubterminal befindet, die aufwändig mit den Zellterminals der Batteriezelle oder anderen Kontaktterminals des Batteriemoduls verbunden werden müssen. Um beispielsweise einen Elektrolytaustritt aus der Batteriezelle zu vermeiden, weisen die Zellterminals der Batteriezelle Dichtungen auf. Diese Dichtungen können nur sehr eingeschränkt mechanischen Kräften standhalten und haben bei Schockbelastungen und Vibrationen einen hohen Verschleiß. Außerdem erfordern derartige diskrete Sicherungen einen hohen Bauraumbedarf und haben ein hohes Gewicht. Letztlich sind diskrete Sicherungen häufig mit einem Kupferterminal ausgestattet, wodurch beim Anschluss an die Zellterminals der Batteriezelle Materialübergänge zwischen verschiedenen Materialen nicht zu vermeiden sind.
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US 10 297 419 B2 beschreibt eine mehrteilige Schmelzsicherung mit zwei Terminals und mehreren beabstandeten Elementen, die zwischen den Terminals angeordnet sind und einen Sicherungsbereich darstellen. Die einzelnen Elemente werden separat aus Metallplatten ausgestanzt und müssen über ein Fügeverfahren verbunden werden. Die Terminals weisen Verbindungslöcher auf, die für eine Verschraubung mit den Zellterminals der Batterie vorgesehen sind.
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Die herkömmlichen Schmelzsicherungen oder Zellverbinder können Verschiebungen oder Verspannungen zwischen dem Zellverbinder und den Zellterminals der Batterie nicht ausreichend ausgleichen oder dämpfen. Daher muss bisher die Verbindung zwischen den Zellterminals der Batteriezelle und dem Zellverbinder verschraubt werden. Wie oben erläutert, sind beim Verschrauben hohe Drehmomente notwendig, wodurch die Zellterminals beschädigt werden können. Weiter können durch eine nicht ausreichende Dämpfung der Schmelzsicherungen die Dichtungen an den Zellterminals beschädigt werden. Besonders durch das hohe Gewicht der herkömmlichen Schmelzsicherungen führt eine Schockbelastung, zum Beispiel bei einer Bordsteinüberfahrt, zu einem hohen Kräfteeintrag auf die Verbindung zwischen den Zellterminals und der Schmelzsicherung. Durch die Mehrteiligkeit und Montage der Zellverbinder mit Sicherungsfunktion ist das Fertigungs- bzw. Montageverfahren äußerst aufwendig. Einfachere Verbindungsverfahren zwischen dem Zellverbinder mit Sicherungsfunktion und den Zellterminals sind nicht möglich. Außerdem lassen sich derartige Schmelzsicherungen nicht integrieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Zellverbinder anzugeben, der sicherheitskritische Zustände in einem Batteriemodul vermeidet, beispielweise ein Feuer in der Zelle im Kurzschlussfall oder ein Elektrolytaustritt aus der Zelle. Weiter soll der erfindungsgemäße Zellverbinder Bewegungen aufgrund von mechanischer Beanspruchung oder thermischer Ausdehnung zwischen zwei Batteriezellen sicher ausgleichen und eine Beschädigung aufgrund von Schockbeanspruchung und/oder Vibrationen verhindern oder zumindest reduzieren. Der Zellverbinder soll einfach und kostengünstig herstellbar sein und eine bauraumneutrale Integration in ein Batteriemodul sowie die effektive Verbindung von Batteriezellen eines Batteriemoduls ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst der Zellverbinder zur Verbindung von Zellterminals mindestens ein aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildetes Verbindungelement.
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Das Verbindungelement umfasst zwei Anschlussbereiche und einen zwischen den Anschlussbereichen angeordneten Sicherungsbereich, wobei der Sicherungsbereich einen Bereich mit einem reduzierten Querschnitt aufweist. Weiter ist mindestens einen Kompensationsbereich zwischen wenigstens einem der Anschlussbereiche und dem Sicherungsbereich angeordnet, wobei der Sicherungsbereich örtlich von dem mindestens einen Kompensationsbereich entkoppelt ist.
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Über die Anschlussbereiche kann jeweils ein Zellterminal von zwei benachbarten Zellen eines Batteriemoduls mit dem Zellverbinder elektrisch verbunden werden, wobei die elektrische Verbindung bei Überschreiten einer definierten Stromstärke gelöst wird, da der Zellverbinder im Bereich des reduzierten Querschnitts schmilzt und somit den Stromfluss unterbricht.
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Die Ausgestaltung des Zellverbinders ermöglicht einen platzsparenden Einbau in ein Batteriemodul, ohne dass weiterer Bauraum erforderlich ist. Durch den reduzierten Querschnitt des Zellverbinders kann der Strom bzw. die Stromstärke, bei der der Sicherungsbereich aufschmilzt, präzise eingestellt werden. Ebenso kann durch die Größe und/oder Position des reduzierten Querschnitts im Sicherungsbereich definiert werden, wo der Sicherungsbereich beim Auslösen der Sicherung durchtrennt wird.
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Der Zellverbinder weist einen Kompensationsbereich auf, wobei der Kompensationsbereich zwischen wenigstens einem der Anschlussbereiche und dem Sicherungsbereich angeordnet ist. Durch den Kompensationsbereich kann die mechanische Beanspruchung, die beispielweise bei Verwendung des Zellverbinders in einem Batteriemodul in einem Fahrzeug durch beispielweise Schockbelastung und Vibrationen, die bei der Fahrt auftreten können, ausgeglichen werden.
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Des Weiteren kann eine mechanische Beanspruchung des Zellverbinders bzw. der Verbindungen zu den Zellterminals beispielweise durch ein Durchbiegen des Batteriemoduls entstehen, zum Beispiel bei einer Bordsteinüberfahrt oder auch durch das Eigengewicht des Batteriemoduls. Ebenso kann durch den wenigstens einen Kompensationsbereich eine thermische Ausdehnung der beteiligten Elemente ausgeglichen werden, die beispielsweise durch Erwärmung des Batteriemoduls entstehen kann. Dadurch kann die mechanische Beanspruchung zwischen den jeweiligen Anschlussbereichen des Zellverbinders und den Zellterminals der Batteriezellen reduziert bzw. gedämpft werden. Dies ermöglicht den Einsatz von einfachen Verbindungsverfahren zwischen den Anschlussbereichen des Zellverbinders und den Zellterminals der Batteriezellen des Batteriemoduls, wie zum Beispiel Schmelzschweißen, Laserschweißen, Löten oder Clinchen. Damit kann ein aufwändiges Verschrauben oder Vernieten vermieden werden.
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Der Kompensationsbereich kann dabei nur zwischen einem der Anschlussbereiche und dem Sicherungsbereich ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Kompensationsbereich jeweils zwischen den Anschlussbereichen und dem Sicherungsbereich vorhanden, um somit den Ausgleichseffekt zu verbessein. Die beiden Kompensationsbereiche können gleichartig ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, die beiden Kompensationsbereiche unterschiedlich zu gestalten, um verschiedene Belastungen abzufangen, bzw. um den Zellverbinder an bauliche Gegebenheiten des Batteriemoduls und der Batteriezellen anzupassen.
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Durch die örtliche Entkopplung des Sicherungsbereichs vom Kompensationsbereich können Belastungen, die beispielsweise während des Betriebs durch Vibrationen beim Fahren entstehen, vom Kompensationsbereich derart aufgenommen werden, ohne dass der Sicherungsbereich durch diese Belastungen geschädigt wird. Vorzugweise ist der Sicherungsbereich und der Kompensationsbereich derart voneinander beabstandet und/oder entkoppelt, dass eine Überlagerung der mechanischen Belastung mit der elektrisch thermischen Belastung an derselben Position im Zellverbinder bzw. im Sicherungsbereich oder im Kompensationsbereich vermieden wird. Dies führt zu einer Verbesserung der Lebensdauer. Weiter kann eine Fehltrennung im Sicherungsbereich, die durch die mechanische Belastung, die beispielweise bei der Bordsteinüberfahrt entstehen könnte, vermieden werden. Außerdem wird eine Vorschädigung des Sicherungsbereichs durch mechanische Belastungen über die Lebensdauer des Zellverbinders vermieden oder zumindest reduziert. Durch die örtliche Trennung des Kompensationsbereichs vom Sicherungsbereich wird erreicht, dass der Sicherungsbereich gleiche oder zumindest ähnliche Auslösebedingungen aufgrund von elektrisch thermischer Belastung über die Lebensdauer des Zellverbinders aufweist.
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Der Sicherungsbereich ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass die maximale thermische bzw. elektrische Belastung im bzw. am geringsten Querschnitt des Sicherungsbereichs auftritt und die größte mechanische Belastung im oder am Kompensationsbereich entsteht.
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Der Zellverbinder gemäß dieser Offenbarung kann folgende bevorzugte Merkmale allein oder in Kombination aufweisen.
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Vorzugweise weist der Sicherungsbereich des Zellverbinders ein in der Ebene gekrümmtes Profil auf, das vorzugsweise in einer S-Form oder Z-Form ausgeprägt ist. Durch das gekrümmte Profil kann der Bereich des Zellverbinders, in dem die Sicherung auslöst bzw. aufschmilzt, und die Auslösebedingung, beispielweise die Stromstärke, ab der die Sicherung auslöst, definiert werden. Außerdem stellt das gekrümmte Profil eine weitere Elastizität bereit, um Belastungen aufzufangen und auszugleichen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Verbindungselement aus Metall ausgebildet bzw. hergestellt, um eine erforderliche elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten. Vorzugsweise ist das Metall Kupfer, Aluminium oder eine geeignete Legierung davon, vorzugweise eine Leichtmetalllegierung, um das gewünschte Gewicht, die elektrische Leitfähigkeit und/oder Federsteifigkeit des Materials zu erhalten. Dabei wird vorzugsweise Kupferblech, Aluminiumblech oder ein Blech mit einer geeigneten Legierung verwendet. Dadurch kann das Verbindungselement einfacher durch ein Trennverfahren wie beispielweise Stanzen oder Laserschneiden hergestellt werden. Des Weiteren führt die Verwendung von Aluminium oder einer Leichtmetalllegierung zu einer weiteren Reduktion des Gewichts des Zellverbinders, was zu einer geringeren Kräfteeinwirkung zwischen den Anschlussbereichen des Zellverbinders und den Zellterminals der Batteriezellen bei Schockbeanspruchung führt.
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Vorzugweise ist das mindestens eine Verbindungselement einstückig aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet.
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Dadurch dass der Zellverbinder einstückig ausgebildet ist, kann dieser einfach und kostengünstig gefertigt werden. Die einstückige Herstellung des Zellverbinders vermeidet weiter Materialübergänge innerhalb des Zellverbinders.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Sicherungsbereich des Zellverbinders Aussparungen auf, die von wenigstens einer Seite in den Sicherungsbereich hineinragen, um den Bereich mit dem reduzierten Querschnitt zu bilden. Durch die Aussparungen kann der Bereich des Zellverbinders, in dem die Sicherung auslöst, und die Auslösebedingung, beispielweise die Stromstärke, ab der die Sicherung auslöst, definiert werden. Außerdem lassen sich mechanische Schutzelemente in den Aussparungen platzieren, die auch als Abstützelemente dienen können.
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Vorzugweise umfasst der Zellverbinder zwei oder mehrere Verbindungselemente oder wird aus mehreren Verbindungselementen bzw. mehreren Lagen gebildet, wobei die zwei oder mehreren Verbindungselemente im Wesentlichen gleichförmig ausgebildet sind. Durch die Anordnung von zwei oder mehreren Verbindungselementen kann der Widerstand des Zellverbinders und die Auslösebedingung des Zellverbinders, beispielweise die Stromstärke, an den Anwendungsfall angepasst werden.
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Vorzugweise ist mindestens ein Kompensationsbereich der einen oder mehreren Verbindungselemente von einer Fläche des Verbindungselements ausgehend nach oben und/oder unten gebogen. Die Biegung kann dabei beispielsweise wellenförmig, rund oder eckig ausgeprägt sein. Der eine oder die mehreren Kompensationsbereiche können auch mehrfache Biegungen bzw. Wellen, beispielweise in Form einer Ziehharmonika, aufweisen. Durch die Anzahl und die Richtung der Biegungen kann die Kompensationsstärke an den Anwendungsfall bzw. an Einsatzbereiche des Zellverbinders angepasst werden.
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Vorzugsweise ist der mindestens eine Kompensationsbereich des Zellverbinders vom Sicherungsbereich beabstandet.
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Vorzugsweise ist ein Kompensationsbereich als U-Schlag und der Sicherungsbereich als S-Schlag ausgebildet ist, wobei die Krümmung des U-Schlags vorzugsweise senkrecht zur Krümmung des S-schlags ausgerichtet ist.
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Dadurch wird erreicht, dass eine Überlagerung der mechanischen Belastung mit der elektrisch thermischen Belastung an derselben Position bzw. im Sicherungsbereich oder im Kompensationsbereich vermieden wird. Dies führt beispielweise zu einer Verbesserung der Lebensdauer im Sicherungsbereich. Damit kann eine Fehltrennung, die nur durch die mechanische Belastung entstehen könnte, vermieden werden. Durch die Ausbildung des Kompensationsbereiches als U-Schlag und des Sicherungsbereiches als S-Schlag/oder Z-Schlag tritt die maximale thermische bzw. elektrische Belastung im oder am geringsten Querschnitt des Sicherungsbereichs auf und die größte mechanische Belastung im Boden des U des U-Schlags des wenigstens einen Kompensationsbereichs.
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Wenn der Sicherungsbereich ein Loch aufweist, tritt die maximale thermische bzw. elektrische Belastung am Rand des Lochs auf.
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Beispielsweise kann der Zellverbinder ein oberes Verbindungselement und ein unteres Verbindungselement umfassen. Durch die zwei Verbindungselemente dieser Ausführungsform kann der Zellverbinder an die Anwendung beispielweise in einem Batteriemodul von beispielweise einem Fahrzeug angepasst werden. Vorzugweise ist in diesem Beispiel das Verbindungselement in mindestens einem Kompensationsbereich des oberen Verbindungselements nach oben gebogen und/oder in mindestens einem Kompensationsbereich des oberen Verbindungselements nach unten gebogen. Vorzugweise ist ebenfalls das Verbindungselement in mindestens einem Kompensationsbereich des unteren Verbindungselements nach unten gebogen und/oder in mindestens einem Kompensationsbereich des unteren Verbindungselements nach oben gebogen. Durch die Anzahl und die Richtung der Biegung der Kompensationsbereiche kann die mechanische Beanspruchung, die beispielweise bei Verwendung in einem Fahrzeug bei der Fahrt entsteht, ausgeglichen werden. Ebenso können thermische Ausdehnungen ausgeglichen werden, die beispielsweise durch Erwärmung des Batteriemoduls entstehen können. Durch die Anzahl und die Richtung der Biegung des Kompensationselements kann die dämpfende Wirkung des mindestens einen Kompensationselements an die Beanspruchung angepasst werden.
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Vorzugweise umfasst der Zellverbinder ein Strukturverstärkungselement, das wenigstens den Sicherungsbereich der einen oder mehreren Verbindungselemente wenigstens teilweise umschließt. Das Strukturverstärkungselement ist vorzugweise aus einem isolierenden Material ausgebildet. Durch das Strukturverstärkungselement kann der Sicherungsbereich elektrisch von den übrigen Komponenten des Batteriemoduls abgeschirmt und/oder sichergestellt werden, dass potenzielle Lichtbögen an gewünschten Stellen auftreten bzw. von bestimmten anderen Bereichen abgeschirmt werden. Das ist beispielweise beim Auslösen der Sicherung durch Schmelzen eines Teils des Sicherungsbereichs vorteilhaft.
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Vorzugweise ist das wenigstens eine Verbindungselement mit dem Strukturverstärkungselement vernietet, verstemmt oder verschraubt. Dabei bezeichnet Verstemmen in der Mechanik das Herstellen einer kraft- und formschlüssigen Verbindung zwischen zwei einzelnen Werkstücken durch plastisches Verformen. Diese Verformung von zumindest einem der Teil des Strukturverstärkungselements und/oder des wenigstens einen Verbindungselements erfolgt in einer Weise, dass sich das Strukturverstärkungselement mit dem wenigstens einen Verbindungselement unlösbar ineinander verkeilen. Die Nieten zum Vernieten, die Schrauben zum Verschrauben oder das Material, das beim Verstemmen plastisch verformt wird, kann aus einem leitenden oder isolierenden Material sein.
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Durch das Vernieten, das Verstemmen oder Verschrauben kann das Strukturverstärkungselement fest mit dem wenigstens einen Verbindungselement verbunden werden und somit auch mechanische Belastungen aufnehmen und diese somit vom Sicherungsbereich isolieren oder die mechanische Belastungen auf dem Sicherungsbereich reduzieren. Das Verbindungselement kann mit dem Strukturverstärkungselement auch stoffschlüssig, bspw. mittels einer Punktschweißverbindung verbunden werden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann das Strukturverstärkungselement, das wenigstens ein Verbindungselement umklammern oder einschließen, oder es kann jeweils ein Strukturverstärkungselement von beiden Seiten des wenigstens einen Verbindungselements angebracht werden, so dass das Verbindungselement wenigstens im Sicherungsbereich von unten und oben bedeckt ist. Dadurch kann beispielweise das wenigstens eine Verbindungselement nach außen elektrisch abgeschirmt werden, um beispielsweise Bauteile des Batteriemoduls zu schützen oder um mechanische Belastungen von dem Sicherungsbereich des Zellverbinders abzuwenden, damit der Sicherungsbereich während der Betriebsdauer nicht aufgrund von mechanischer Belastung auslöst und/oder vorgeschädigt wird.
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Vorzugsweise greift das Strukturverstärkungselement in die Aussparungen des Sicherungsbereichs ein und/oder stützt den reduzierten Querschnitt des Sicherungsbereichs ab, damit beispielsweise eine stabile Verbindung zwischen Strukturverstärkungselement und dem mindestens einen Zellverbinder entsteht.
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Vorzugsweise weist das Strukturverstärkungselement mindestens eine Rippe auf, die in das Profil oder die Aussparung des Sicherungsbereichs der einen oder mehreren Verbindungselemente eingreift. Vorzugsweise weist die Rippe eine Höhe auf, die höher als die Dicke, des wenigstens einen Verbindungselements ist. Beispielsweise kann die Rippe des Strukturverstärkungselements in die Form des gekrümmten Profils des wenigstens einen Verbindungselements eingreifen und zusätzlich zum Vernieten, Verstemmen oder Verschrauben mit dem wenigstens einen Verbindungselement verbunden werden. Durch den Eingriff der Rippe des Strukturverstärkungselements in die Form des gekrümmten Profils kann ggf. auch auf ein zusätzliches Vernieten, Verstemmen oder Verschrauben verzichtet werden. Die Rippe kann mit dem Strukturverstärkungselement bespielweise formschlüssig verbunden werden, oder die Rippe und das Strukturverstärkungselement sind einstückig aus demselben Material gefertigt. Beispielsweise ist die Rippe aus einem isolierenden Material ausgebildet. Das Strukturverstärkungselement kann im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Es ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet.
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Vorzugweise sind die eine oder die mehreren Rippen derart angeordnet, dass damit Lichtbögen beim Auslösen des Zellverbinders zwischen dem aufgeschmolzenen Verbindungselement vermieden werden. Vorzugweise ist der Rippenbereich so angeordnet, dass der Lichtbogen, falls er entsteht, im Bereich der Rippe auftritt und von dieser Rippe an einem Übergreifen zum anderen Teil des Verbindungselements verhindert wird oder die Rippe ist so platziert, dass die Luftstrecke des Lichtbogens verlängert wird und die Löschung bzw. Erlöschung des Lichtbogens schneller erfolgt und/oder gegebenenfalls an einer unkritischen Stelle auftritt. Dabei ist die gewünschte Position, an der der Lichtbogen auftreten soll, vorzugweise so gewählt, dass beispielsweise kein weiteres Bauteil von dem Batteriemodul beschädigt wird.
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Vorzugweise weist der Sicherungsbereich wenigstens ein Loch auf, um die Fläche des reduzierten Querschnitts einzustellen. Damit kann beispielweise die Auslösebedingung des Zellverbinders exakt eingestellt werden und/oder der Bereich oder die Position, an dem der Zellverbinder auslösen soll, eingestellt werden. Da der Sicherungsbereich einen reduzierten Querschnitt mit einem gekrümmten Profil aufweist, kann durch das Loch in diesem Bereich der reduzierte Querschnitt weiter reduziert werden. Der gekrümmte Bereich bzw. das S- oder Z-Profil bilden somit einen schmalen Steg im mittleren Abschnitt des Sicherungsbereichs. Der Steg bildet den reduzierten Querschnitt und/oder ist als gekrümmtes Profil ausgebildet. Der Zellverbinder schmilzt im Auslösefall in Bereich des Steges auf. Das Loch kann vorzugsweise im mittleren Bereich des Steges platziert sein.
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Vorzugweise weist das Strukturverstärkungselement wenigstens eine Öffnung auf. Dadurch kann ein Sicherungszustand überwacht werden. Diese Öffnung ist vorzugsweise im Bereich des Lochs des Sicherungsabschnitts angeordnet, um eine einfache visuelle Überprüfung des Zellverbinders vorzunehmen.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Zellverbinder in das Batteriemodul integriert. Das Batteriemodul kann beispielweise in einem Fahrzeug zum Einsatz kommen. Vorzugsweise ist das Batteriemodul ein Hochvoltspeicher. Dabei kann das Batteriemodul die folgenden Merkmale allein oder in Kombination aufweisen:
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Vorzugweise umfasst das Batteriemodul eine Vielzahl von Batteriezellen, wobei jede Batteriezelle zwei Zellterminals aufweist, wobei zwei Zellterminals von benachbarten Batteriezellen über den erfindungsgemäßen Zellverbinder elektrisch miteinander verbunden sind. Die Batteriezellen sind vorzugsweise als prismatische Zellen oder als Rundzellen ausgebildet.
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Mittels des erfindungsgemäßen Zellverbinders kann die elektrische Verbindung zwischen der Vielzahl von Batteriezellen bei einem Kurzschluss gelöst werden. Durch die Eigenschaften des Zellverbinders mit Sicherungsfunktion, insbesondere durch den einen oder mehreren Kompensationsbereiche des Zellverbinders wird die mechanische Beanspruchung der Verbindung zwischen den zwei Zellterminals von benachbarten Batteriezellen und des Zellverbinders reduziert.
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Die mehreren Batteriezellen können innerhalb des Batteriemoduls in einer ersten Zellreihe und einer zweiten Zellreihe angeordnet sein. Dabei sind vorzugweise die beiden Zellterminals an den beiden benachbarten Enden der ersten Zellreihe und der zweiten Zellreihe miteinander elektrisch verbunden. Damit kann beispielweise die gewünschte Kapazität des Batteriemoduls in einem modularen Aufbau erzielt werden. Der erfindungsgemäße Zellverbinder ist vorzugsweise so angeordnet, dass bei einem Auslösen des Zellverbinders die Anzahl der miteinander verschalteten Batteriezellen halbiert wird.
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Vorzugsweise sind die Zellterminals der Batteriezellen aus dem gleichen Material wie das eine oder die mehreren Verbindungselemente hergestellt. Dadurch können die Zellterminals und das Verbindungselement einfacher, beispielsweise durch Schmelzschweißen, Löten, Schweißen oder Laserschweißen miteinander verbunden werden und es werden Materialübergänge zwischen verschiedenen Materialien vermieden. Des Weiteren führt dies zu einem geringen Widerstand bei der Übertragung von Strom von einem Zellterminal auf die eine oder die mehreren Verbindungselemente.
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Vorzugsweise sind Anschlussbereiche des wenigstens einen Verbindungselements mit jeweils einem Zellterminal der Batteriezellen mittels Laserschweißen verbunden. Dadurch kann eine exakte Verbindung mit punktgenauem Energieeintrag gewährleistet werden und beispielsweise ein geringerer Wärmeeinfluss erzielt werden, was zu einer minimalen Änderung des Gefüges führt und es können lunkerfreie Schweißnähte hergestellt werden. Dadurch kann der Zeitaufwand für eventuelle Nacharbeiten deutlich reduziert werden oder es kann gänzlich auf Nacharbeit verzichtet werden.
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Vorzugsweise umfasst das Batteriemodul ein Batteriemodulgehäuse, eine Batteriemodulabdeckung und ein Zellkontaktierungsmodul, wobei der oben beschriebene Zellverbinder Teil des Zellkontaktierungsmoduls ist bzw. in das Zellkontaktierungsmodul integriert ist. Durch das Batteriemodulgehäuse und die Batteriemodulabdeckung kann das Batteriemodul gegen äußere Krafteinwirkung geschützt werden.
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Vorzugweise ist der Zellverbinder im Zellkontaktierungsmodul derart angeordnet, dass dieser keinen zusätzlichen Bauraum in dem Batteriemodul benötigt. Vorzugweise sind die Zellterminals der einzelnen Zellen über einen Zellkontaktierungsmodul verbunden, um beispielsweise die Anzahl der Arbeitsschritte bei der Montage zu reduzieren. Das Zellkontaktierungsmodul kann somit die Reihen- oder Parallelschaltung der im Batteriemodul verbauten Batteriezellen herstellen und gleichzeitig den Sicherungsbereich im Zellverbinder aufweisen und mechanische Belastungen im Kompensationsbereich aufnehmen. Dabei ist der Sicherungsbereich des Zellverbinders von dem Kompensationsbereich des Zellverbinders mechanisch entkoppelt.
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Dadurch können Beschädigungen, die während der Nutzungsdauer beispielsweise durch Vibrationen durch die Fahrt entstehen, im Sicherungsbereich des Zellverbinders reduziert werden. Das Zellkontaktierungsmodul und auch der Zellverbinder weisen eine im Wesentlichen flache Bauform aus. Das Zellkontaktierungsmodul wird von oben in das Batteriemodulgehäuse mit den darin befindlichen Batteriezellen eingesetzt und vom oberen Rand des Batteriemodulgehäuses umschlossen.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Batteriemoduls;
- 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des geöffneten Batteriemoduls;
- 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Batteriemoduls mit einem abgehobenen Zellkontaktierungsmodul und einer ersten und einer zweiten Batteriezellenreihe;
- 4 zeigt ein Zellkontaktierungsmodul;
- 5 zeigt einen Ausschnitt A des Zellkontaktierungsmoduls aus 4, die eine Anordnung des Zellverbinders im Zellkontaktierungsmodul darstellt;
- 6 zeigt perspektivisch eine Ausführungsform des Zellverbinders;
- 7 zeigt eine perspektivische Explosionszeichnung gemäß einer weiteren Ausführungsform des Zellverbinders,
- 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des montierten Zellverbinders gemäß 7 von oben;
- 9 zeigt eine perspektivische Ansicht der montierten Ausführungsform des Zellverbinders gemäß 7 von unten.
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Ausführungsform der Offenbarung
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Im Folgenden werden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt eine perspektivische Außenansicht des Batteriemoduls 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das beispielsweise in einem Fahrzeug verwendet werden kann. Das Batteriemodul 1 kann beispielweise ein Hochvoltspeicher eines Elektrofahrzeugs sein. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Batteriemodul 1 umfasst ein Batteriemodulgehäuse 2 und einen Batteriemoduldeckel 3. In dem Batteriemodulgehäuse 2 sind mindestens zwei Batteriezellen 5 (nicht dargestellt) aufgenommen, wobei zwei benachbarte Batteriezellen 5 über jeweils ein Zellterminal 6 über ein Zellverbinder 10 miteinander verbunden sind. Das Batteriemodul 1 weist an einer oder beiden seiner Stirnseiten Anschlussterminals 9 auf.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Batteriemoduls 1 mit abgehobenen Batteriemoduldeckel 3 und einem Batteriemodulgehäuse 2, in dem mindestens zwei Batteriezellen 5 aufgenommen sind. Die Batteriezellen 5 sind (nicht dargestellt) über ein Zellkontaktierungsmodul 4 miteinander verbunden. Dabei sind zwei Batteriezellen 5 mit einem ihrer Zellterminals 6 über ein Zellverbinder 10 miteinander verbunden. Der Zellverbinder 10 ist dabei in das Zellkontaktierungsmodul 4 integriert bzw. Teil des Zellkontaktierungsmoduls 4.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Batteriemoduls 1 mit abgehobenem Zellkontaktierungsmodul 4, mit einer ersten Zellreihe 7 und einer zweiten Zellreihe 8. Die Batteriezellen 5 sind jeweils in der ersten Zellreihe 7 und in der zweite Zellreihe 8 angeordnet. Die Batteriezellen 5 sind vorzugsweise als prismatische Batteriezellen 5 ausgebildet. Die Batteriezellen 5 weisen an ihrer Oberseite jeweils zwei Zellterminals 6 auf. Jede Batteriezelle 5 der ersten Zellreihe 7 ist jeweils neben einer Batteriezelle 5 der zweiten Zellreihe 8 angeordnet. Die erste Zellreihe 7 und die zweite Zellreihe 8 sind in dem Batteriemodulgehäuse 2 aufgenommen. Vorzugsweise überragen die Batteriezellen 5 den oberen Rand des Batteriemodulgehäuses 2.
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4 zeigt ein Zellkontaktierungsmodul 4. 5 zeigt einen beispielhaften Ausschnitt A des Zellkontaktierungsmoduls 4 aus 4. Der Ausschnitt A des Zellkontaktierungsmoduls 4 zeigt, dass ein Zellverbinder 10 jeweils an dem Ende der ersten und zweiten Zellreihe 7, 8 angeordnet ist. D.h. der Zellverbinder 10 verbindet jeweils ein Zellterminal 6 der vordersten Batteriezelle 5 der ersten Zellreihe 7 mit einem Zellterminal 6 der vordersten Batteriezelle 5 der zweiten Zellreihe 8. Dabei sind jeweils die in der Mitte im Batteriemodulgehäuse 2 befindlichen Zellterminals 6 der beiden vordersten Batteriezellen 5 über den Zellverbinder 10 verbunden.
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Gemäß 5 umfasst das Zellkontaktierungsmodul 4 einen Rahmen 53, vorzugsweise aus Kunststoff oder einem isolierenden Material. Das Zellkontaktierungsmodul 4 enthält mehrere Leiterelemente 52 oder Leiterplättchen 52, mit denen die darunter angeordneten Zellterminals 6 der Batteriezelle 5, bspw. mittels Laserschweißen, verbunden werden. Über die Leiterelemente 52 bzw. über Verbindungselemente zwischen den Leiterelementen 52 wird innerhalb des Zellkontaktierungsmoduls 4 die elektrische Verbindung zwischen den Batteriezellen 5 hergestellt, so dass diese in Reihe oder parallelgeschaltet werden können. Das Zellkontaktierungsmodul 4 enthält weiter jeweils einen Sensorleiter 51 für die erste Zellreihe 7 und die zweite Zellreihe 8, mit denen Parameter, wie Spannung oder Temperatur, abgetastet werden können.
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Wie in 5 dargestellt, ist der Zellverbinder 10 in das Zellkontaktierungsmodul 4 integriert und verbindet die vordersten Batteriezelle 5 der ersten Zellreihe 7 mit der vordersten Batteriezelle 5 der zweiten Zellreihe 8. Der Zellverbinder 10 ist somit aus den gleichen Materialen wie die Leiterelemente 52 hergestellt. Der Zellverbinder 10 ist so an dem Rahmen des Zellkontaktierungsmoduls 4 befestigt, dass sie gemeinsam jeweils mit den Leiterelementen 52 mit den darunterliegende Zellterminals 6 der Batteriezellen 5 verbunden werden kann. D.h. während des Verbindungsvorgangs, bspw. mittels Laserschweißen, werden sowohl die Verbindungen zwischen den Batteriezellen 5 als auch die Verbindung zum Zellverbinder 10 hergestellt.
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Das Zellkontaktierungsmodul 4 ist flach ausgebildet und ist auf die beiden Zellreihen 7 und 8 derart aufgesteckt, dass das Zellkontaktierungsmodul 4 die beiden Zellreihen 7 und 8 überdeckt und dass der Rahmen 53 bündig bezüglich der Seitenfläche des Batteriemodulgehäuses 2 mit dem Batteriemodulgehäuse 2 abschließt. Dabei ist der Zellverbinder 10 derart in das Zellkontaktierungsmodul 4 integriert, dass dieser keinen zusätzlichen Bauraum innerhalb des Batteriemodulgehäuses 2 erfordert.
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Das wenigstens eine Leiterelement 52 wird mit jeweils einem Zellterminal 6 verbunden und stellt den Kontakt zur benachbarten Batteriezelle 5 der entsprechenden Zellreihe her. Das Leiterelement 52 ist im Wesentlichen rechteckig ausgebildet und überdeckt wenigstens das Zellterminal 6 bzw. die Batteriezelle 5 in ihre Tiefe. Der Sensorleiter 51 ist mit dem Leiterelement 52 verbunden.
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Der Zellverbinder 10 wird an einer Seite des Zellverbinders 10 mit dem Zellterminal 6 der Batteriezelle 5 aus der ersten Zellreihe 7 bspw. per Laserschweißen kontaktiert. An der anderen Seite des Zellverbinders 10 wird diese mit dem Zellterminal 6 der Batteriezelle 5 der zweiten Zellreihe 8 kontaktiert. Die zwei Batteriezellen 5, die über den Zellverbinder 10 miteinander verbunden werden, liegen nebeneinander.
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6 zeigt eine erste Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht des Zellverbinders 10 für ein Batteriemodul 1. In dieser Ausführungsform ist der Zellverbinder 10 nur einlagig ausgebildet, d.h. der Zellverbinder 10 wird nur aus einem Verbindungselement oder einer Verbindungsschiene 11 gebildet. Der Zellverbinder 10 weist ein Verbindungselement 11 mit einem ersten Anschlussbereich 21 und einem zweiten Anschlussbereich 22 auf. Der erste Anschlussbereich 21 und der zweite Anschlussbereich 22 sind über einen Sicherungsbereich 23 miteinander verbunden. Über den ersten Anschlussbereich 21 und den zweiten Anschlussbereich 22 steht der Zellverbinder 10 jeweils in Kontakt mit einem der Zellterminals 6 der beiden Batteriezellen 5 der ersten Zellreihe 7 und der zweiten Zellreihe 8.
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In der dargestellten Ausführungsform ist zwischen dem ersten Anschlussbereich 21 und dem Sicherungsbereich 23 ein erster Kompensationsbereich 24 und zwischen dem zweiten Anschlussbereich 22 und der anderen Seite des Sicherungsbereichs 23 ist ein zweiter Kompensationsbereich 27 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform sind der erste und zweite Kompensationsbereich 24, 27 gleichartig ausgebildet.
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Der Sicherungsbereich 23 ist somit in der Mitte des Zellverbinders 10 angeordnet. Der Zellverbinder 10 bzw. das Verbindungselement 11 ist als flächiges oder planares Element ausgebildet, welches sich im Wesentlichen nur in eine erste und zweite Richtung in einer horizontalen Ebene erstreckt. Der Sicherungsbereich 23 weist in der horizontalen Ebene ein gekrümmtes Profil auf. Dieses ist als S-Form oder Z-Form ausgebildet. Ferner weist der Sicherungsbereich 23 in der Mitte ein Loch 25 auf. Die Form des Verbindungselements 11 ist flach. Dabei weist das Verbindungselement 11 eine Dicke von wenigen Millimetern im Bereich zwischen 0,5 mm und 2 mm auf, vorzugsweise zwischen 0,6 mm und 1,00 besonders bevorzugt 0.8 mm. Das Verbindungselement 11 erstreckt sich in x-Richtung und in y-Richtung. Dabei erfolgt eine Stauchung entlang der y-Richtung. Die Kompensationsbereiche 24, 27 erstrecken sich in Z-Richtung. Wenn der Ursprung eines Referenzkoordinatensystems in der Mitte des Lochs 25 des Sicherungsbereichs 23 liegt, ist das Verbindungselement 11 spiegelsymmetrisch.
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Der Sicherungsbereich 23 weist eine längere Ausdehnung in y-Richtung als in x-Richtung auf. Weiter umfasst der Sicherungsbereich 23 vier Nietaufnahmen 26. Die Anzahl der Nietaufnahmen ist jedoch nicht auf vier begrenzt. Es können auch nur zwei Nietaufnahmen sein. Diese Nietaufnahmen 26 sind im Sicherungsbereich 23 vorzugsweise symmetrisch um das Loch 25 angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können auch mehrere Löcher vorgesehen sein (nicht gezeigt). Weiter können die Nietaufnahmen 26 auch anders angeordnet und in einer beliebigen anderen Anzahl vorhanden sein (nicht gezeigt).
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Beide Kompensationsbereiche 24, 27 weisen in der vorliegenden Ausführungsform eine nahezu halbrunde Stauchung in die gleiche Richtung (z) nach oben auf. Die halbrunden Stauchungen oder Wellen können aber auch in die gleiche Richtung nach unten oder in entgegengesetzte Richtungen gestaucht sein (nicht gezeigt), um die Kompensationsbereiche 24, 27 an den verfügbaren Bauraum anzupassen. Dabei sind die Kompensationsbereiche 24, 27 um eine Stauchungsachse x entlang der y-Stauchungsrichtung gestaucht. Die Stauchungsachse x liegt senkrecht zu einer Verbindungsrichtung, die in y-Richtung verläuft, wobei der erste Anschlussbereich 21 mit dem zweiten Anschlussbereich 22 über die beiden Kompensationsbereiche 24, 27 und den Sicherungsbereich 23, verbunden ist.
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Der erste Anschlussbereich 21 und der zweite Anschlussbereich 22 sind nahezu rechteckig ausgebildet, wobei die Ausdehnung des Anschlussbereichs 21, 22 in y-Richtung kleiner als die Ausdehnung in x-Richtung ist. Dabei ist eine Seite des ersten Anschlussbereichs 21 und des zweiten Anschlussbereichs 22 bündig zum Sicherungsbereich 23 angeordnet. Die gegenüberliegende Seite des Sicherungsbereichs 23 in y-Richtung wird in x-Richtung von den beiden Anschlussbereichen 21, 22 überragt. Der erste Anschlussbereich 21 und der zweite Anschlussbereich 22 sind identisch, d. h. baugleich oder gleichförmig ausgestaltet. Der erste Anschlussbereich 21 und der zweite Anschlussbereich 22 weisen in der Ebene jeweils eine Aussparung 28 auf der Höhe des Kompensationsbereiches 24, 27 auf. Die Aussparung 28 liegt in einer Verlängerung des jeweiligen Kompensationsbereiches 24, 27 in x-Richtung und dient der vereinfachten Fertigung der jeweiligen Kompensationsbereiche 24, 27.
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Des Weiteren weist der erste Anschlussbereich 21 und der zweite Anschlussbereich 22 in Verbindungsrichtung (y-Richtung) jeweils am äußeren Ende eine weitere Aussparung 29 auf. Die weitere Aussparung 29 des ersten Anschlussbereichs 21 und des zweiten Anschlussbereichs 22 ist im Wesentlichen rechteckig. In die weitere Aussparung 29 des ersten Anschlussbereichs 21 und des zweiten Anschlussbereichs 22 kann, wie in 5 dargestellt, jeweils ein Teil der Sensorleitung 51 bzw. des Rahmens 53 des Zellkontaktierungsmoduls 4 eingefügt werden.
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7 zeigt eine perspektivische Explosionszeichnung gemäß einer weiteren Ausführungsform des Zellverbinders. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des Zellverbinders gemäß 7 von oben. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht des montierten Zellverbinders gemäß 7 von unten.
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In der Ausführungsform gemäß 7 umfasst der Zellverbinder zwei Verbindungselemente 11, 12, wobei das erste Verbindungselement 11 oberhalb des zweiten Verbindungselements 12 angeordnet ist. Die Anzahl der Verbindungselemente 11, 12 kann auch drei oder mehr sein.
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Dabei sind das erste Verbindungselement 11 und das zweite Verbindungselement 12 vor der Einprägung der Kompensationsbereiche 24, 27, 34, 37 identisch, d.h. baugleich oder gleichförmig ausgestaltet. Um das erste Verbindungselement 11 auf das zweite Verbindungselement 12 auflegen zu können, werden die Kompensationsbereiche 34, 37 des zweiten Verbindungselements 12 in eine andere Richtung gebogen als die Kompensationsbereiche 24, 27 des ersten Verbindungselements. Die Kompensationsbereiche 24, 27 des ersten Verbindungselements 11 und die Kompensationsbereiche 34, 37 des zweiten Verbindungselements 12 sind damit jeweils in entgegengesetzte Richtung gebogen und ragen im montierten Zustand, in entgegengesetzte Richtungen, d.h. nach unten und nach oben.
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Das erste Verbindungselement 11 und das zweite Verbindungselement 12 sind dabei derart aufeinander aufgelegt, dass sich das erste Verbindungselement 11 und das zweite Verbindungselement 12 überdecken und vorzugsweise bündig abschließen.
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Das erste Verbindungselement 11 wird in dieser Ausführungsform von einem Strukturverstärkungselement 13 bedeckt. Insbesondere sind das erste Verbindungselement 11 und das zweite Verbindungselement 12 über das Strukturverstärkungselement 13 miteinander verbunden. In der gezeigten Ausführungsform ist das Strukturverstärkungselement 13 oberhalb des ersten Verbindungselements 11 angeordnet. Es kann aber auch von unten an dem zweiten Verbindungselement 12 angebracht werden. D.h. das Strukturverstärkungselement 13 kann auch in der Ausführungsform gemäß 6 angewendet werden.
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Das Strukturverstärkungselement 13 weist eine rechteckige Form auf und deckt im Wesentlichen den Sicherungsbereich 23, 33 ab. Das Strukturverstärkungselement 13 erstreckt sich zwischen den beiden Kompensationsbereichen. Vorzugsweise liegen die Stirnseiten des Strukturverstärkungselements 13 an den nach oben/unten gebogenen Kompensationsbereichen an. Das Strukturverstärkungselement 13 kann wenigstens zwei Rippen 44, eine Öffnung 45 und/oder vier Nietaufnahmen 46 umfassen. Die Öffnung 45 des Strukturverstärkungselements 12 befindet sich im montierten Zustand, wie in 8 gezeigt, über dem Loch 25 des ersten Verbindungselements 11 und über dem Loch 35 des zweiten Verbindungselements 12.
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Das Strukturverstärkungselement 13, das erste Verbindungselement 11 und das zweite Verbindungselement 12 sind über Nieten 14 durch die Nietaufnahmen 46 im Strukturverstärkungselement 13, die Nietaufnahmen 26 im Sicherungsbereich 23 des ersten Verbindungselements 11 und die Nietaufnahmen 36 im Sicherungsbereich 33 des zweiten Verbindungselements 12 miteinander verbunden.
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Das Strukturverstärkungselement 13 überdeckt im montierten Zustand, wie in 8 gezeigt, den Sicherungsbereich 23 des ersten Verbindungselements 11.
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Die beiden Rippen 44 des Strukturverstärkungselements 13 sind als Vorsprünge an der Unterseite des Gehäuses 13 ausgebildet, die jeweils von einem der gegenüberliegenden Seitenränder des Strukturverstärkungselements 13 in die Mitte des Strukturverstärkungselements 13 hineinragen. Die gegenüberliegenden Seitenränder des Strukturverstärkungselements 13 verlaufen im Wesentlichen in y-Richtung. Die Rippen 44 ragen gerade so weit in die Mitte des Strukturverstärkungselements 13 entlang der x-Richtung hinein, dass diese, wie in 9 gezeigt, jeweils in die in der Ebene gekrümmten Form des Sicherungsbereichs 23 des ersten Verbindungselements 11 und in die in der Ebene gekrümmte Form des Sicherungsbereichs 33 des zweiten Verbindungselements 12 von den gegenüberliegenden Seitenrändern des Strukturverstärkungselements 13 eingreifen. Im montierten Zustand enden die Rippen 44 des Strukturverstärkungselements 13 unterhalb des Sicherungsbereichs 33 des zweiten Verbindungselements 12, d.h. die Rippen 44 weisen eine Höhe auf, die höher ist als die Dicke des ersten und/oder zweiten Verbindungselements 11, 12.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Batteriemodul
- 2
- Batteriemodulgehäuse
- 3
- Batteriemodulabdeckung
- 4
- Zellkontaktierungsmodul
- 5
- Zelle
- 6
- Zellterminals
- 7
- erste Zellreihe
- 8
- zweite Zellreihe
- 9
- Anschlussterminals des Batteriemoduls
- 10
- Zellverbinder
- 11
- erstes Verbindungselement
- 12
- zweites Verbdingungselement
- 13
- Strukturverstärkungselement
- 14
- Nieten
- 21
- erster Anschlussbereich der ersten Sicherungsschiene
- 22
- zweiter Anschlussbereich der ersten Sicherungsschiene
- 23
- Sicherungsbereich der ersten Sicherungsschiene
- 24
- erster Kompensationsbereich der ersten Sicherungsschiene
- 25
- Loch im Sicherungsbereich der ersten Sicherungsschiene
- 26
- Nietaufnahme im Strukturverstärkungselement der ersten Sicherungsschiene
- 27
- zweiter Kompensationsbereich der ersten Sicherungsschiene
- 28
- Aussparung des Anschlussbereichs
- 29
- weitere Aussparung des Anschlussbereichs
- 31
- erster Anschlussbereich der zweiten Sicherungsschiene
- 32
- zweiter Anschlussbereich der zweiten Sicherungsschiene
- 33
- Sicherungsbereich der zweiten Sicherungsschiene
- 34
- erster Kompensationsbereich der zweiten Sicherungsschiene
- 35
- Loch im Sicherungsbereich der zweiten Sicherungsschiene
- 36
- Nietaufnahme im Sicherungsbereich der zweiten Sicherungsschiene
- 37
- zweiter Kompensationsbereich der zweiten Sicherungsschiene
- 44
- Rippe des Strukturverstärkungselements
- 45
- Öffnung im Strukturverstärkungselement
- 46
- Nietaufnahme im Strukturverstärkungselement
- 51
- Sensorleiter des Zellkontaktierungsmoduls
- 52
- Leiterelement des Zellkontaktierungsmoduls
- 53
- Rahmen des Zellkontaktierungsmoduls
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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