DE102021113215A1

DE102021113215A1 - Cell connector with a small area and manufacturing process

Info

Publication number: DE102021113215A1
Application number: DE102021113215.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Ullrich; Andreas Klaffki; Manuel Winkler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-05-21
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2022-11-24

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zellverbinder zum elektrischen Verbinden von zwei oder mehr geometriegleichen Batteriezellen, aufweisend eine Serienschaltungs-Leitungsgeometrie zum elektrischen Verbinden eines ersten Batteriepols einer der Batteriezellen mit einem zweiten, ungleichartigen Batteriepol einer anderen der Batteriezellen, wobei die Serienschaltungs-Leitungsgeometrie in einem oder beiden Polanschlussbereichen zur Verbindung mit dem ersten und/oder zweiten Batteriepol einen abgeflachten Anschlussquerschnitt aufweist.The invention relates to a cell connector for electrically connecting two or more battery cells with the same geometry, having a series connection line geometry for electrically connecting a first battery pole of one of the battery cells to a second, dissimilar battery pole of another of the battery cells, the series connection line geometry in one or both pole connection areas has a flattened connection cross-section for connection to the first and/or second battery pole.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zellverbinder zum elektrischen Verbinden von zwei oder mehr geometriegleichen Batteriezellen, einen Hochvoltspeicher mit einer Vielzahl von Batteriezellen, die mittels wenigstens eines solchen Zellverbinders verbunden sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Zellverbinders.The invention relates to a cell connector for electrically connecting two or more battery cells with the same geometry, a high-voltage storage device with a large number of battery cells which are connected by means of at least one such cell connector, and a method for producing such a cell connector.

In verschiedenen batterieelektrisch (BEV) und plugin-hybrid (PHEV) angetriebenen Kraftfahrzeugen sind als Traktionsbatterien Hochvoltspeicher mit Rundzellen verbaut. Häufig werden dabei die einzelnen Batteriezellen über Bond-Drähte, oder Ribbon-Bonds oder flache, verhältnismäßig großflächige Zellverbinderbleche miteinander verbunden. Die Erfindung ist nachfolgend primär im Kontext von Rundzellen-Hochvoltspeichern beschrieben, aber auch unabhängig von diesem Anwendungsbeispiel bei anderen Hochvoltspeichern mit beispielsweise Pouch- oder prismatischen Zellen.High-voltage storage systems with round cells are installed as traction batteries in various battery-electric (BEV) and plugin-hybrid (PHEV) vehicles. The individual battery cells are often connected to one another via bond wires or ribbon bonds or flat, relatively large-area cell connector plates. The invention is described below primarily in the context of round cell high-voltage storage devices, but also independently of this application example in other high-voltage storage devices with, for example, pouch or prismatic cells.

Bei der Verwendung größerer Zellen kommt das Verbindungsverfahren des Bonding an technische Grenzen, da größere Leitungsquerschnitte benötigt werden als mit Bondinggeeigneten Drähten erreichbar.When using larger cells, the bonding process reaches its technical limits, since larger cable cross-sections are required than can be achieved with wires suitable for bonding.

Ein möglicher Zwischenschritt ist das Ribbon-Bonding. Werden noch größere Leitungsquerschnitte benötigt, werden die Zellen typischerweise mittels aufgeschweißten, flachen und breiten Zellverbindern kontaktiert. Wegen der benötigten Leitungsquerschnitte werden die Zellverbinder immer breiter und bedecken immer größere Bereiche der Zelloberfläche.A possible intermediate step is ribbon bonding. If even larger cable cross-sections are required, the cells are typically contacted using welded-on, flat and wide cell connectors. Because of the cross-sections required for the lines, the cell connectors are becoming ever wider and cover ever larger areas of the cell surface.

In vielen Hochvoltspeicher-Konzepten müssen die Zellen allerdings von oben mit Klebstoff oder Vergussmasse benetzt werden. Breite Zellverbinder führen dazu, dass der Klebstoff/Verguss nur schwierig aufgebracht werden kann, da ein Großteil der zu benetzenden Zelloberfläche nicht mehr zugänglich ist.In many high-voltage storage concepts, however, the cells have to be wetted with adhesive or potting compound from above. Wide cell connectors mean that the adhesive/potting can only be applied with difficulty, since a large part of the cell surface to be wetted is no longer accessible.

Andererseits kann ein benötigter Leitungsquerschnitt auch durch die Verwendung einer höheren Materialstärke des Zellverwenders erreicht werden. Dann ist aber typischerweise - insbesondere wegen der hohen Materialstärke - die Schweißbarkeit der Polanschlüsse der Zellverbinder nicht mehr ohne weiteres gewährleistet.On the other hand, a required line cross-section can also be achieved by using a greater material thickness of the cell user. But then typically - especially because of the high material thickness - the weldability of the pole connections of the cell connectors is no longer easily guaranteed.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Zellverbinder zum elektrischen Verbinden von zwei oder mehr geometriegleichen Batteriezellen zu verbessern.Against this background, it is an object of the invention to improve a cell connector for electrically connecting two or more battery cells with the same geometry.

Jeder der unabhängigen Ansprüche bestimmt mit seinen Merkmalen einen Gegenstand, der diese Aufgabe löst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.Each of the independent claims defines, with its features, an object that solves this problem. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.

Gemäß einem Aspekt wird offenbart ein Zellverbinder zum elektrischen Verbinden von zwei oder mehr geometriegleichen Batteriezellen. Der Zellverbinder weist wenigstens eine Serienschaltungs-Leitungsgeometrie zum elektrischen Verbinden eines ersten Batteriepols einer der Batteriezellen mit einem zweiten, ungleichartigen Batteriepol einer anderen der Batteriezellen auf.According to one aspect, a cell connector for electrically connecting two or more battery cells with the same geometry is disclosed. The cell connector has at least one series circuit line geometry for electrically connecting a first battery pole of one of the battery cells to a second, dissimilar battery pole of another of the battery cells.

Die Serienschaltungs-Leitungsgeometrie weist in einem oder beiden oder allen Polanschlussbereichen des Zellverbinders zur Verbindung mit dem ersten und/oder zweiten und/oder allen Batteriepol/en einen abgeflachten Anschlussquerschnitt auf.The series connection line geometry has a flattened connection cross section in one or both or all pole connection areas of the cell connector for connection to the first and/or second and/or all battery pole(s).

Dadurch kann ein ausreichender Leitungsquerschnitt für die Leitung einer hohen, benötigten elektrischen Leistung mit einer guten Verschweißbarkeit und/oder einem geringen Überstand des Zellverbinders über die (Pol-)Hocherstreckung der Batteriezellen und/oder einer geringen Projektionsfläche des Zellverbinders senkrecht zu einer Haupthochsachse bzw. Hauptlängsachse der Batteriezellen kombiniert werden: die Zellverbinder können also problemlos gefertigt werden, stellen aber gleichzeitig kein Hindernis für ein zusätzliches Verkleben bzw. Vergießen des Hochvoltspeichers, sprich seiner Batteriezellen, dar.As a result, a sufficient line cross-section for the line of a high, required electrical power with good weldability and/or a small protrusion of the cell connector beyond the (pole) vertical extension of the battery cells and/or a small projection surface of the cell connector perpendicular to a main vertical axis or main longitudinal axis of the battery cells are combined: the cell connectors can therefore be manufactured without any problems, but at the same time do not represent an obstacle to additional gluing or encapsulation of the high-voltage storage device, i.e. its battery cells.

Der Zellverbinder kann durch die Abflachung verschweißt werden, auch wenn er in einem Leitungsbereich mit einem verhältnismäßig hohen (nicht ohne weiteres verschweißbaren) Maß bezüglich einer Haupthochachse der Batteriezelle (bzw. Hauptlängsachse, wenn die Batteriezelle eine zylindrische Rundzelle ist) ausgeführt ist.The cell connector can be welded through the flattening, even if it is designed in a line area with a relatively high dimension (not easily weldable) with respect to a main vertical axis of the battery cell (or main longitudinal axis if the battery cell is a cylindrical round cell).

Gemäß einer Ausführung kann also ein Zellverbinder mit einem runden bzw. quadratischen oder fast-quadratisch rechteckigen Querschnitt auch dann verwendet werden, wenn der benötigte Leitungsquerschnitt verhältnismäßig hoch ist. Unter fast-quadratisch ist vorliegend ein rechteckiger Querschnitt zu verstehen, bei dem der größere Kantenabstand des Querschnitts nicht mehr als doppelt so groß ist wie der kleinere Kartenabstand des Querschnitts, insbesondere nicht mehr als anderthalb Mal so groß.According to one embodiment, a cell connector with a round or square or almost square rectangular cross section can also be used when the required line cross section is relatively large. In the present context, almost square is to be understood as meaning a rectangular cross section in which the larger edge distance of the cross section is no more than twice the smaller card distance of the cross section, in particular no more than one and a half times as large.

Der bei modernen Fahrzeugbatterien benötigte Leitungsquerschnitt kann damit ohne die Verwendung (groß-)flächiger Zellverbinder erreicht werden, auch wenn eine große Anzahl von Batteriezellen seriell verschaltet wird.The cable cross-section required for modern vehicle batteries can thus be achieved without the use of (large) surface cell connectors, even if a large number of battery cells are connected in series.

Der Anschlussquerschnitt ist insbesondere verglichen mit, sprich im Verhältnis zu, einem Leitungsquerschnitt in einem Leitungsbereich abgeflacht. Die Abflachung kann gemäß unterschiedlichen Ausführungen dadurch erreicht werden, dass der Anschlussquerschnitt verprägt, gestaucht, geplättet und/oder gebogen wird/ist. Die Auswahl des geeigneten Umform- und/oder Span-Verfahrens kann nach den Anforderungen der Fertigbarkeit und des spezifisch vorgesehenen Einsatzfalls des Zellverbinder als getroffen werden.In particular, the connection cross section is flattened compared to, ie in relation to, a line cross section in a line area. According to different embodiments, the flattening can be achieved in that the connection cross section is/is stamped, compressed, flattened and/or bent. The selection of the appropriate forming and/or chipping process can be made according to the requirements of manufacturability and the specifically intended application of the cell connector.

Unter einem Zellverbinder mit einem abgeflachten Anschlussquerschnitt ist vorliegend insbesondere ein Zellverbinder zu verstehen, dessen Anschlussquerschnitt mit dem bereits abgeflachten Anschlussquerschnitt an den zu verbindenden Zellen angeordnet und dort mit den vorgesehenen Polen verbunden, insbesondere verschweißt, wird. Die Abflachung erleichtert die Montage und kann sogar mit dem Übergang zwischen dem Anschlussquerschnitt und dem Leitungsquerschnitt als Positionierhilfe dienen.A cell connector with a flattened connection cross section is to be understood here in particular as a cell connector whose connection cross section is arranged with the already flattened connection cross section on the cells to be connected and is connected there to the intended poles, in particular welded. The flattening facilitates assembly and can even serve as a positioning aid with the transition between the connection cross-section and the cable cross-section.

Unter einer Leitungsgeometrie ist insbesondere die körperliche Gestalt des Zellverbinder oder eines Teils des Zellverbinders zur Herstellung einer bestimmten Verschaltung zwischen wenigstens zwei Batteriezellen zu verstehen, sprich insbesondere ein Querschnittsverlauf entlang einer Längserstreckung oder auch die Kontur des stromführenden Materials. Unter einer Serienschaltungs-Leitungsgeometrie ist daher insbesondere ein Querschnittsverlauf entlang einer Längserstreckung einer Verbindung zwischen zwei seriell verschalteten Batteriezellen zu verstehen. Unter einer Parallelschaltungs-Leitungsgeometrie insbesondere ein Querschnittsverlauf entlang einer Längserstreckung einer Verbindung zwischen zwei parallel verschalteten Batteriezellen zu verstehen.A line geometry is to be understood in particular as the physical shape of the cell connector or part of the cell connector for producing a specific connection between at least two battery cells, i.e. in particular a cross-sectional course along a longitudinal extension or the contour of the current-carrying material. A series-connected line geometry is therefore to be understood in particular as a cross-sectional profile along a longitudinal extension of a connection between two series-connected battery cells. A line geometry connected in parallel should be understood to mean, in particular, a cross-sectional profile along a longitudinal extent of a connection between two battery cells connected in parallel.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird offenbart ein Hochvoltspeicher mit einer Vielzahl von Batteriezellen, die mittels Zellverbindern elektrisch miteinander verbunden sind, wobei wenigstens einer, insbesondere mehrere oder alle, der Zellverbinder gemäß einer Ausführung der Erfindung ausgebildet ist.According to a further aspect, a high-voltage storage device is disclosed with a multiplicity of battery cells which are electrically connected to one another by means of cell connectors, with at least one, in particular several or all of the cell connectors being designed according to an embodiment of the invention.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Zellverbinders gemäß einer Ausführung der Erfindung wobei, insbesondere mittels eines Folgeverbundwerkzeugs, die Leitungsgeometrie aus einem Blechhalbzeug geschnitten, gestanzt und/oder anders getrennt und anschließend der wenigstens eine Anschlussbereich abgeflacht, insbesondere verprägt, gestaucht, geplättet und/oder gebogen, wird.According to a further aspect, a method for producing a cell connector according to an embodiment of the invention is disclosed, in which, in particular by means of a progressive tool, the line geometry is cut, stamped and/or otherwise separated from a sheet metal semi-finished product and then the at least one connection area is flattened, in particular embossed, compressed, flattened and / or bent, is.

Unter einem Folgeverbundwerkzeug ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass die Herstellung des Zellverbindung aus dem Blechhalbzeug in einer Aufspannung erfolgt. Beispielsweise können zylinderförmige Werkzeuge vorgesehen sein, die an dem vorbei geführten Blechhalbzeug abrollen. Dabei kann beispielsweise ein erstes zylinderförmiges Werkzeug mittels umlaufender Schneidkanten die serielle und gegebenenfalls parallele Leitungskontur der Leitungsgeometrie einbringen, und ein zweites zylinderförmiges Werkzeug mittels umlaufender Prägeflächen die Anschlussquerschnitte in den vorgesehenen Anschlussbereichen abflachen, im Beispiel also verprägen.In the present case, a progressive tool is to be understood in particular as meaning that the production of the cell connection from the semi-finished sheet metal product takes place in one clamping. For example, cylindrical tools can be provided that roll on the semi-finished sheet metal product being guided past. A first cylindrical tool can, for example, introduce the serial and possibly parallel line contour of the line geometry by means of circumferential cutting edges, and a second cylindrical tool can flatten the connection cross-sections in the intended connection areas by means of circumferential embossing surfaces, i.e. embossing in the example.

Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass der Zuschnitt der Leitungskontur und das Abflachen der Anschlussquerschnitte mit einem einzigen zylinderförmigen Werkzeug eingebracht wird. Natürlich muss die Herstellung auch nicht zwingend durch das kontinuierliche Abrollen des zylinderförmigen Werkzeuges am Blechhalbzeug erfolgen. Ein sequenzielles Stanzen mit einem Verprägen ist gemäß einer Ausführung ebenso möglich, wenn die Werkzeuggeometrie entsprechend ausgebildet ist.For example, it can also be provided that the line contour is cut to size and the connection cross-sections are flattened using a single cylindrical tool. Of course, the production does not necessarily have to take place through the continuous rolling of the cylindrical tool on the semi-finished sheet metal product. According to one embodiment, sequential punching with embossing is also possible if the tool geometry is designed accordingly.

Der Erfindung liegt unter anderem die Überlegung zugrunde, dass bei bekannten, großflächigen Blech-Zellverbinder beispielsweise ein Zellverbinder mit 1mm Dicke und 15mm Breite erforderlich wäre, um einen Querschnitt von ~15mm² zu erreichen. In diesem Erläuterung Beispiel ist die Dicke von 1mm als Grenze der Schweißbarkeit im Anwendungskontext definiert. Eine Überlegung der Erfindung ist nun, die Dicke des Zellverbinders zu erhöhen und die Breite zu verringern, beispielsweise auf 5mm x 3mm oder 4mm x 4mm. Für solche Querschnitte kann gemäß unterschiedlichen Ausführungen der Zellverbinder auf Basis eines Drahthalbzeugs, wie insbesondere einem Runddraht oder einem Vierkantdraht, hergestellt werden; oder aber aus einem Blechhalbzeug mit einer höheren Wandstärke.The invention is based, among other things, on the consideration that with known, large-area sheet metal cell connectors, for example, a cell connector with a thickness of 1 mm and a width of 15 mm would be required in order to achieve a cross section of ~15 mm ² . In this explanation example, the thickness of 1mm is defined as the limit of weldability in the application context. A consideration of the invention is now to increase the thickness of the cell connector and reduce the width, for example to 5mm×3mm or 4mm×4mm. For such cross-sections, the cell connector can be produced on the basis of a wire semi-finished product, such as in particular a round wire or a square wire, according to different designs; or from a semi-finished sheet metal product with a greater wall thickness.

Unabhängig vom Ausgangs-Halbzeug ist für die Schweißbarkeit erforderlich, bei der Herstellung die Enden (also die Polanschlussbereiche) des Zellverbinder-Rohlings wieder auf eine schweißbare Dicke (von hier 1 mm) zu bringen, sprich abzuflachen, auf einen Anschlussquerschnitt. Dies kann durch Standardherstellverfahren (z.B. Biegen, Stauchen, Plätten, usw.) erfolgen.Irrespective of the starting semi-finished product, it is necessary for weldability to bring the ends (i.e. the pole connection areas) of the cell connector blank back to a weldable thickness (from here 1 mm) during production, i.e. flatten them to a connection cross-section. This can be done using standard manufacturing processes (e.g. bending, upsetting, flattening, etc.).

Die Erfindung basiert entsprechend unter anderem auf der Idee, in einem zwischen Zellbereich des Zellverbinder eine globale, hohe Materialstärke des Halbzeugs auszunutzen, um einen großen Leitungsquerschnitt mit einer geringen, flächenmäßigen Erstreckung zu verbinden; wohingegen an den Verbindungsstellen zu den Zellen, sprich in den Polanschlussbereichen eine reduzierte Materialstärke eingebracht wird. Dazu werden die Zellverbinder im Bereich der Kontaktierung beispielsweise verprägt.Accordingly, the invention is based, inter alia, on the idea of using a global, high material thickness of the semi-finished product in a cell region of the cell connector in order to connect a large line cross-section with a small area-related extent; whereas at the connection points to the cells, i.e. in the pole connection areas, a reduced material thickness is used. For this purpose, the cell connectors are embossed in the contact area, for example.

Damit kann der Zielkonflikt zwischen der Zugänglichkeit der Zelle und der Schweißbarkeit des Zellkontaktiersystems aufgelöst werden: Ein relativ dicker Zellverbinder wird an den Enden verprägt, um eine gute Schweißbarkeit zu gewährleisten. Die Vorteile umfassen insbesondere eine Reduktion des Materialeinsatzes, der benötigten Anzahl von Bauteilen (z.B. ein s/p-Zellverbinder statt z.B. zwei s-Zellverbinder und ein p-Zellverbinder) sowie ggf. eine bessere Ausnutzung des Bauraums und eine bessere Zugänglichkeit der Zelloberfläche und Zellzwischenräume, z.B. für notwendigen Auftrag von Klebstoff- oder Vergussmasse.This resolves the conflict of objectives between the accessibility of the cell and the weldability of the cell contact system: A relatively thick cell connector is stamped at the ends to ensure good weldability. The advantages include in particular a reduction in the use of materials, the required number of components (e.g. one s/p cell connector instead of, for example, two s-cell connectors and one p-cell connector) and possibly better utilization of the installation space and better accessibility to the cell surface and cell spaces , eg for the necessary application of adhesive or casting compound.

Mit der Erfindung können bei einer Ausführung aus Drahthalbzeug gemäß unterschiedlichen Ausführungen realisiert werden: Einzelne Zellverbinder für s-Verbindung (Serielle Verschaltung), hergestellt aus Rund- oder Vierkantdraht z.B. über Standard-Fertigungsprozesse Biegen, Stauchen, Plätten, Lochen und Stanzen. Die p-Verbindung (Parallele Verschaltung) erfolgt dann z.B. über dünne Bond-Drähte. Die Bond-Drähte können individuell nach Bedarf gesetzt werden. Damit können wenige, einfache Zellverbinder-Geometrien ausreichen, um unterschiedlichste s- und p- Verschaltungen einfach zu realisieren, bei gelichzeitig reduziertem Bauraumbedarf. Auch Sensing-Elemente wie z.B. Spannungsabgriffe oder Temperatursensoren können an derartigen Parallelverbindern vorgesehen sein.With the invention, in a design made of semi-finished wire, different designs can be implemented: Individual cell connectors for s-connection (serial connection), made from round or square wire, e.g. using standard manufacturing processes such as bending, compressing, flattening, punching and stamping. The p-connection (parallel connection) is then made using thin bonding wires, for example. The bonding wires can be set individually as required. This means that a few, simple cell connector geometries can be sufficient to easily implement a wide variety of s- and p-connections, while at the same time requiring less installation space. Sensing elements such as voltage taps or temperature sensors can also be provided on such parallel connectors.

Mit der Erfindung können bei einer Ausführung aus Blechhalbzeug gemäß unterschiedlichen Ausführungen realisiert werden: aus einem einzigen Bauteil mit geringer Gesamtfläche ausgeschnittene s/p-Verbindungen, die aufgrund der verhältnismäßig großen Wandstärke des verwendeten Blechhalbzeugs einen quadratischen oder fast-quadratischen Querschnitt aufweisen können und damit eine geringe Gesamtfläche, betrachtet in einer senkrechten Projektion auf die Hochachse bzw. Längsachse der Batteriezellen.With the invention, in a design made of semi-finished sheet metal, various designs can be implemented: s/p connections cut out of a single component with a small total area, which, due to the relatively large wall thickness of the semi-finished sheet metal used, can have a square or almost square cross-section and thus a small total area, viewed in a vertical projection onto the vertical axis or longitudinal axis of the battery cells.

Sowohl die Ausführungen auf Basis eines Drahthalbzeugs als auch diejenigen auf Basis eines Blechhalbzeugs ermöglichen ein deutlich weniger behindertes Verkleben oder Vergießen der Batteriezellen, insbesondere verglichen mit den bekannten Lösungen.Both the versions based on a wire semi-finished product and those based on a sheet metal semi-finished product allow the battery cells to be glued or potted in a significantly less hindered manner, in particular compared to the known solutions.

Gemäß einer Ausführung weisen der Anschlussquerschnitt und der Leitungsquerschnitt eine vergleichbar, insbesondere gleich, große Querschnittsfläche auf. Damit kann trotz der Abflachung auch im Anschlussbereich eine elektrische Leistung geleitet werden, für deren Leitung der Leitungsquerschnitt ausgelegt, insbesondere dimensioniert, ist.According to one embodiment, the connection cross section and the line cross section have a comparable, in particular the same, large cross-sectional area. Despite the flattening, electrical power can thus also be conducted in the connection area, for the conduction of which the line cross section is designed, in particular dimensioned.

Gemäß einer Ausführung entsprechen die Querschnittsfläche des Anschlussquerschnitts und die Querschnittsfläche des Leitungsquerschnitts jeweils einer Nenn-Querschnittsfläche der Serienschaltungs-Leitungsgeometrie. Dadurch kann ein Zellverbinder realisiert werden, der eine optimierte Hocherstreckung mit einem minimierten Gewicht und einem minimierten Materialverbrauch kombiniert.According to one embodiment, the cross-sectional area of the connection cross-section and the cross-sectional area of the line cross-section each correspond to a nominal cross-sectional area of the series-connected line geometry. As a result, a cell connector can be realized that combines optimized vertical extension with minimized weight and minimized material consumption.

Gemäß einer Ausführung weist die Serienschaltungs-Leitungsgeometrie auch in einem Übergangsbereich zwischen dem abgeflachten Anschlussquerschnitt und dem Leitungsquerschnitt eine Querschnittsfläche auf, die zumindest einer Nenn-Querschnittsfläche entspricht. Indem bei der geometrischen Gestaltung und/oder der fertigungstechnischen Umsetzung der Abflachung darauf Rücksicht genommen wird, können Gewicht/Materialeinsatz des Zellverbinders optimal ausgelegt werden.According to one embodiment, the series-connected line geometry also has a cross-sectional area in a transition area between the flattened connection cross-section and the line cross-section, which corresponds at least to a nominal cross-sectional area. By taking this into account in the geometric design and/or the manufacturing implementation of the flattening, the weight/material use of the cell connector can be optimally designed.

Gemäß einer Ausführung weist der Leitungsquerschnitt in dem Leitungsbereich eine Form einer Ellipse, insbesondere eines Kreises, auf. Dies ermöglicht ein gutes Verhältnis einer durch den Leistungsquerschnitt leitbaren Nennleistung zum Materialaufwand.According to one embodiment, the line cross section in the line area has the shape of an ellipse, in particular a circle. This enables a good ratio of the nominal power, which can be conducted through the power cross-section, to the cost of materials.

Gemäß einer Ausführung weist der Leitungsquerschnitt in dem Leitungsbereich eine rechteckige, insbesondere quadratische, Form auf. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung des Zellverbinders, insbesondere einen Zuschnitt des Zellverbinders aus einem Blechhalbzeug. Ferner sind damit komplexere Leitungsgeometrien mit kombinierten, seriell und parallel verbindenden Zellverbindern aus einem einzigen Halbzeug, ggfs. auch einstückig ausgebildet, möglich.According to one embodiment, the line cross-section in the line area has a rectangular, in particular square, shape. This enables the cell connector to be produced easily, in particular to cut the cell connector from a semi-finished sheet metal product. Furthermore, more complex line geometries are possible with combined serial and parallel connecting cell connectors made from a single semi-finished product, possibly also designed in one piece.

Gemäß einer Ausführung ist der Zellverbinder aus einem Draht-Halbzeug hergestellt, insbesondere mit einem größeren, insbesondere kreisrunden, Querschnitt als bei Bonding-Drähten typischerweise möglich. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung kleinteiliger serieller Zellverbinder für stärkere Leistungen als durch Standard-Bonding-Verfahren, beispielsweise zwischen zwei ungleichartigen Polen zweier seriell zu verschaltender Batteriezellen (sprich zwischen einem Pluspol einer ersten und einem Minuspol einer zweiten Batterie).According to one embodiment, the cell connector is made from a wire semi-finished product, in particular with a larger, in particular circular, cross-section than is typically possible with bonding wires. This makes it easy to produce small-scale serial cell connectors for more power than standard bonding processes, for example between two dissimilar poles of two battery cells to be connected in series (i.e. between a positive pole of a first battery and a negative pole of a second battery).

Gemäß einer Ausführung ist der Zellverbinder aus einem Blech-Halbzeug hergestellt. Das ermöglich eine einfache Herstellung in hohen Stückzahlen.According to one embodiment, the cell connector is made from a semi-finished sheet metal product. This enables simple production in large quantities.

Gemäß einer Ausführung weist der Zellverbinder wenigstens zwei Serienschaltungs-Leitungsgeometrie zum Verschalten unterschiedlicher Batteriezellpaare sowie wenigstens eine Parallelschaltungs-Leitungsgeometrie auf, die die wenigstens zwei Serienschaltungs-Leitungsgeometrien elektrisch verbindet.According to one embodiment, the cell connector has at least two series connection line geometries for connecting different batteries riezellpaare and at least one parallel circuit line geometry that electrically connects the at least two series circuit line geometries.

Gemäß einer Ausführung ist die Parallelschaltungs-Leitungsgeometrie mit einem Bondingdraht ausgebildet. Damit können sehr einfach bauende s-Zellverbinder auf einfache Weise parallel-verbunden werden.According to one embodiment, the parallel connection line geometry is formed with a bonding wire. This means that very simple s-cell connectors can be connected in parallel in a simple manner.

Gemäß einer Ausführung sind die Parallelschaltungs-Leitungsgeometrie und die Serienschaltungs-Leitungsgeometrien in einem einzigen Bauteil, insbesondere Blechzuschnitt, ausgebildet. Damit kann eine einteilige Ausführung verschiedener s/p-Zellverbindertypen einfach hergestellt werden.According to one embodiment, the parallel-connection line geometry and the series-connection line geometries are formed in a single component, in particular a sheet metal blank. A one-piece design of various s/p cell connector types can thus be easily produced.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren:

1 zeigt in verschiedenen Seiten- und Schnittansichten einen Zellverbinder gemäß einer beispielhaften Ausführung der Erfindung.
2 zeigt in verschiedenen Schrägansichten einen Hochvoltspeicher mit mehreren Zellverbindern gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführung der Erfindung.
3 zeigt schematisch einen Hochvoltspeicher mit mehreren Zellverbindern gemäß einer dritten beispielhaften Ausführung der Erfindung.
4 zeigt schematisch einen Hochvoltspeicher mit mehreren Zellverbindern gemäß einer vierten beispielhaften Ausführung der Erfindung.

Further advantages and possible applications of the invention result from the following description in connection with the figures:

1 shows a cell connector according to an exemplary embodiment of the invention in various side and sectional views.
2 shows a high-voltage storage device with a plurality of cell connectors according to a second exemplary embodiment of the invention in various oblique views.
3 shows schematically a high-voltage battery with multiple cell connectors according to a third exemplary embodiment of the invention.
4 shows schematically a high-voltage battery with multiple cell connectors according to a fourth exemplary embodiment of the invention.

In 1 ist ein Zellverbinder 100 zum elektrischen Verbinden von zwei geometriegleichen Batteriezellen 2.1 und 2.2 dargestellt, die jeweils einen ersten Pol 3.1 bzw. 3.2 und einen zweiten Batteriepol 4.1 bzw. 4.2 aufweisen. Die Batteriezellen 2 sind in 1 nur schematisch mit Strichlinien angedeutet).In 1 a cell connector 100 for electrically connecting two geometrically identical battery cells 2.1 and 2.2 is shown, each having a first pole 3.1 or 3.2 and a second battery pole 4.1 or 4.2. The battery cells 2 are in 1 only indicated schematically with dashed lines).

Der Zellverbinder 100 weist eine Leitungsgeometrie 110, hier eine Serienschaltungs-Leitungsgeometrie 112 zum elektrischen Verbinden des ersten Batteriepols 3.1 einer der Batteriezellen 2.1 mit dem zweiten, ungleichartigen Batteriepol 4.2 einer anderen der Batteriezellen 2.2.The cell connector 100 has a line geometry 110, here a series circuit line geometry 112 for electrically connecting the first battery pole 3.1 of one of the battery cells 2.1 to the second, dissimilar battery pole 4.2 of another battery cell 2.2.

Die Serienschaltungs-Leitungsgeometrie 112 in beiden Polanschlussbereichen 114 und 116 zur Verbindung mit dem ersten Batteriepol 3.1 bzw. zweiten Batteriepol 4.2 weist einen abgeflachten Anschlussquerschnitt 120 auf, wie insbesondere dem Schnitt B - B in 1 zu entnehmen ist. Die Abflachung ist hier verprägt, kann aber natürlich auch gestaucht, geplättet, gebogen oder anders geeignet eingebracht sein.The series connection line geometry 112 in both pole connection areas 114 and 116 for connection to the first battery pole 3.1 or second battery pole 4.2 has a flattened connection cross section 120, as in particular the section BB in 1 can be seen. The flattening is embossed here, but of course it can also be compressed, flattened, bent or introduced in some other suitable way.

Anders als der abgeflachte Anschlussquerschnitt 120 mit seiner ausgeprägt nicht-quadratisch rechteckigen Form (z_120 << y_120) weist ein Leitungsquerschnitt 140 in einem Leitungsbereich 118 eine quadratische Form auf (z_140 = y_140), vgl. Schnittansichten A - A und C - C.In contrast to the flattened connection cross section 120 with its pronounced non-square rectangular shape (z_120 << y_120), a line cross section 140 in a line area 118 has a square shape (z_140 = y_140), see sectional views A - A and C - C.

Durch diese Querschnittsänderung über eine Längserstreckung des Zellverbinders kann dieser in den Anschlussbereichen 114 und 115 mit einer ausreichend niedrigen Wandstärke z_120 für ein problemloses Verschweißen ausgebildet sein, während der Zellverbinder zwischen den Zellen, also in einem Leitungsbereich 118, durch das geringe Quermaß y_140 des Leitungsquerschnitts 140 die Zugänglichkeit der Zellmäntel etc. nicht nennenswert behindert.Due to this change in cross section over a longitudinal extension of the cell connector, it can be designed with a sufficiently low wall thickness z_120 for problem-free welding in the connection areas 114 and 115, while the cell connector between the cells, i.e. in a line area 118, due to the small transverse dimension y_140 of the line cross section 140 the accessibility of the cell coats etc. is not significantly impeded.

Der Anschlussquerschnitt 120 und der Leitungsquerschnitt 140 weisen eine ungefähr gleich große Querschnittsfläche auf, sodass zumindest annähernd gilt: A_120 = A_140. Damit ist sichergestellt, dass trotz der Abflachung auch in den Anschlussbereichen 114 und 115 eine vorgesehene Leistung geleitet werden kann. Alternativ kann der Zellverbinder bezüglich seiner elektrischen Leitfähigkeit auf den Anschlussquerschnitt 120 ausgelegt werden, sodass dann der Leitungsquerschnitt 140 in dieser Hinsicht überdimensioniert wäre.The connection cross-section 120 and the line cross-section 140 have approximately the same cross-sectional area, so that the following applies at least approximately: A_120=A_140. This ensures that, despite the flattening, an intended power can also be conducted in the connection areas 114 and 115 . Alternatively, the cell connector can be designed for the connection cross-section 120 with regard to its electrical conductivity, so that the line cross-section 140 would then be oversized in this regard.

Im Ausführungsbeispiels entspricht aber die Querschnittsfläche A_120 der Anschlussquerschnitte 120 und die Querschnittsfläche A_140 des Leitungsquerschnitts 140 einer Nenn-Querschnittsfläche A_N der Serienschaltungs-Leitungsgeometrie 112 entspricht.In the exemplary embodiment, however, the cross-sectional area A_120 of the connection cross-sections 120 and the cross-sectional area A_140 of the line cross-section 140 correspond to a nominal cross-sectional area A_N of the series-connected line geometry 112 .

Dadurch kann ein Zellverbinder realisiert werden, der eine optimierte Hocherstreckung z mit einer optimierten Quererstreckung y (stellverstretend für einen Flächenverbrauch senkrecht zu der Hauptachse der Batteriezellen) kombiniert.As a result, a cell connector can be realized that combines an optimized vertical extension z with an optimized transverse extension y (representative of an area consumption perpendicular to the main axis of the battery cells).

Fertigungsbedingt weist im Ausführungsbeispiel die Serienschaltungs-Leitungsgeometrie 112 in Übergangsbereichen 116 und 117, jeweils zwischen dem abgeflachten Anschlussbereich 114 bzw. 115 einerseits und andererseits dem Leitungsquerschnitt 118, eine Querschnittsfläche A_130 auf, die ebenfalls zumindest annähernd der Nenn-Querschnittsfläche A_N entspricht (vgl. Schnittansichten A - A und D - D). Dies kann durch eine dieses Ziel berücksichtigende Gestaltung des Abflachungsprozesses bei der Fertigung erreicht werden, beispielsweise durch eine bestimmte Werkzeugform, bestimmte Angriffswinkel beim Umformen, oder ein bestimmtes Geschwindigkeitsprofil beim Umformen.Due to manufacturing reasons, in the exemplary embodiment, the series connection line geometry 112 has a cross-sectional area A_130 in the transition areas 116 and 117, between the flattened connection area 114 or 115 on the one hand and the line cross-section 118 on the other hand, which also corresponds at least approximately to the nominal cross-sectional area A_N (cf. sectional views A - A and D - D). This can be achieved by designing the flattening process during production that takes this goal into account, for example by a specific tool shape, specific attack angles during forming, or a specific speed profile during forming.

In 2 ist ein Ausschnitt eines Rundzell-Hochvoltspeichers 20 mit einer Vielzahl von Batteriezellen 2 in einer ersten Schrägansicht und einer zweiten, näheren Schrägansicht entlang der Schnittlinie E - E dargestellt. Die Batteriezellen 2 sind in jeder Batteriezellen-Ebene hexagonal gepackt. Jede der Batteriezellen 2 weist einen ersten Pol 3 und einen ungleichartigen Pol 4 auf, wobei die beiden Pole 3 und 4 jeweils auf der gleichen Deckseite der zylindrischen Batteriezelle 2 ringförmig umlaufend angeordnet sind. Der erste Pol 3 ist jeweils radial außerhalb des zweiten Pols 4 angeordnet.In 2 a section of a round cell high-voltage storage device 20 with a multiplicity of battery cells 2 is shown in a first oblique view and a second, more detailed oblique view along the section line EE. The battery cells 2 are packed hexagonally in each battery cell level. Each of the battery cells 2 has a first pole 3 and a dissimilar pole 4 , with the two poles 3 and 4 each being arranged in a ring on the same top side of the cylindrical battery cell 2 . The first pole 3 is arranged radially outside of the second pole 4 in each case.

Für eine serielle Verbindung zweier Batteriezellen 2 muss daher der innere Polring 4 der einen Batteriezelle mit dem äußeren Polring 3 der anderen Batteriezelle verbunden werden.For a serial connection of two battery cells 2, the inner pole ring 4 of one battery cell must therefore be connected to the outer pole ring 3 of the other battery cell.

Dafür ist im Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Zellverbindern 200 gemäß einer Ausführung der Erfindung vorgesehen. Jeder der Zellverbinder 200 weist ein Leitungsbereich 218 mit einem Leitungsquerschnitt A_240 sowie an beiden seiner längsaxialen Enden einen Anschlussbereich 214 bzw. 215 mit einem abgeflachten Anschlussquerschnitt A_220 auf. Zwischen dem Leitungsbereich 218 und jedem der Anschlussbereiche 214 bzw. 215 ist jeweils ein Übergangsbereich 216 bzw. 217 angeordnet. Dessen Querschnitt ergibt sich auch in diesem Ausführungsbeispiel aus der Fertigung der Abflachung und ist so ausgerichtet, dass auch der Übergangsquerschnitt A_230 nicht nennenswert kleiner ist als eine Nennquerschnittsfläche, die zur Übertragung der vorgesehenen elektrischen Leistungen ausreichend ist.For this purpose, a multiplicity of cell connectors 200 according to an embodiment of the invention are provided in the exemplary embodiment. Each of the cell connectors 200 has a line area 218 with a line cross section A_240 and on both of its longitudinal axial ends a connection area 214 or 215 with a flattened connection cross section A_220. A transition area 216 or 217 is arranged between the line area 218 and each of the connection areas 214 or 215, respectively. In this exemplary embodiment, its cross section also results from the production of the flattening and is aligned in such a way that the transition cross section A_230 is also not significantly smaller than a nominal cross-sectional area that is sufficient for the transmission of the electrical power provided.

Der Zellverbinder 20 bildet damit eine Leitungsgeometrie aus, die hier als reine Serienschaltung-Leitungsgeometrie 212 ausgebildet ist.The cell connector 20 thus forms a line geometry that is embodied here as a pure line geometry 212 connected in series.

Im Ausführungsbeispiel weisen die Anschlussbereiche 214 und 215 jeweils eine Form eines Kreisringsegments auf, dessen Radius demjenigen der Form des entsprechenden Polanschlusses 3 bzw. 4 entspricht, um eine optimale Verbindungsfläche zu erreichen und ein Überlappen des Zellverbinders hin zu dem anderen Pol der Batteriezelle und einen damit verbundenen Kurzschluss zu vermeiden.In the exemplary embodiment, the connection areas 214 and 215 each have the shape of a circular ring segment, the radius of which corresponds to that of the shape of the corresponding pole connection 3 or 4, in order to achieve an optimal connection surface and overlapping of the cell connector to the other pole of the battery cell and one therewith associated short circuit to avoid.

Die Zellverbinder 200 sind jeweils aus einem Vierkant-Draht-Halbzeug mit einem quadratischen und größeren Querschnitt hergestellt, als bei Serienfertigungs-Bondingdrähten möglich ist. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung der kleinteiligen serieller Zellverbinder für stärkere Leistungen als bei Standard-Bonding-Verfahren.The cell connectors 200 are each made from a square wire semi-finished product with a square and larger cross section than is possible with series production bonding wires. This enables the small-scale serial cell connectors to be easily manufactured for higher performance than standard bonding processes.

Um zusätzlich im Hochvoltspeicher 20 des Ausführungsbeispiels eine Parallelschaltung der Batteriezellen zu ermöglichen, sind im Sinne einer Parallelschaltung-Leitungsgeometrie 213 herkömmliche Bondingdraht-Verbindungen vorgesehen.In order to additionally enable parallel connection of the battery cells in the high-voltage storage device 20 of the exemplary embodiment, conventional bonding wire connections are provided in the sense of a parallel connection line geometry 213 .

In 3 ist ein Ausschnitt eines Rundzell-Hochvoltspeichers 30 mit einer Vielzahl von Batteriezellen 2 in einer schematischen Draufsicht dargestellt, sowie mit einer Seitenansicht F - F auf eine Serienschaltungs-Leitungsgeometrie 312 eines s/p-Zellverbinders 300, der in dem Ausschnitt des Hochvoltspeichers 30 dargestellt ist. Die hexagonale Zellpackung des Hochvoltspeichers 30 entspricht zumindest im Wesentlichen derjenigen des Hochvoltspeichers 20 aus 2.In 3 a detail of a round cell high-voltage storage device 30 with a multiplicity of battery cells 2 is shown in a schematic plan view, as well as with a side view F - F of a series circuit line geometry 312 of an s/p cell connector 300, which is shown in the detail of the high-voltage storage device 30 . The hexagonal cell packing of the high-voltage storage device 30 corresponds at least essentially to that of the high-voltage storage device 20 2 .

Die verwendeten Rundzellen 2 weisen allerdings eine andere Polkonfiguration auf: radial zentral an der einen Deckelseite der zylindrischen Zellen 2 ist einer der Pole 4 angeordnet, radial außerhalb davon ringförmig der andere, ungleichartige Pol 3. Der innere Pol 4 ist im Verhältnis zu dem äußeren, umlaufenden Pol 3 erhaben, d.h. mit einer größeren Z-Erstreckung entlang einer Längsachse der zylindrischen Zellen 2 ausgebildet.However, the round cells 2 used have a different pole configuration: one of the poles 4 is arranged radially centrally on the one cover side of the cylindrical cells 2, and the other, dissimilar pole 3 is arranged radially outside of it in a ring shape. The inner pole 4 is in relation to the outer, circumferential pole 3 raised, i.e. formed with a larger Z-extension along a longitudinal axis of the cylindrical cells 2.

Anders als der Zellverbinder 200 aus 2 ist der Zellverbinder 300 gemäß 3 aus einem Blech-Halbzeug hergestellt. Der Zellverbinder 300 weist eine Leitungsgeometrie 310 mit mehreren Serienschaltungs-Leitungsgeometrien 312 und einer Parallelschaltung-Leistungsgeometrie 313 auf, die die Leitungsgeometrien 312 miteinander elektrisch verbindet.Unlike the cell connector 200 from 2 is the cell connector 300 according to FIG 3 made from a semi-finished sheet metal product. The cell connector 300 has a line geometry 310 with a plurality of line geometries 312 connected in series and a power geometry 313 connected in parallel, which electrically connects the line geometries 312 to one another.

Die Hauptlängsachsen der Serienschaltungs-Leitungsgeometrien 312 einerseits und andererseits der Parallelschaltungs-Leitungsgeometrie 313 sind rechtwinklig zueinander angeordnet. Die benachbarten Serienschaltungs-Leitungsgeometrien 312 sind entlang der Hauptlängsachse alternierend versetzt zueinander angeordnet. Damit kann ein geeigneter Abgriff der hexagonal versetzten Pole erfolgen, in dem mit jeder Serienschaltungs-Leitungsgeometrie 312 jeweils zwei Zellen auf der Längsachse miteinander seriell verschaltet werden (d.h. aus nicht direkt benachbarten Zellreihen, sondern aus den beiden Zellreihen, die an einer dazwischen liegenden Zellreihe angeordnet sind).The main longitudinal axes of the series-connected line geometry 312 on the one hand and the parallel-connected line geometry 313 on the other hand are arranged at right angles to one another. The adjacent series circuit line geometries 312 are arranged alternately offset from one another along the main longitudinal axis. This allows the hexagonally offset poles to be picked up appropriately by connecting two cells in series on the longitudinal axis with each series connection line geometry 312 (i.e. from cell rows that are not directly adjacent, but from the two cell rows that are arranged on a cell row in between are).

Die Parallelschaltungs-Leitungsgeometrie 313 und die Serienschaltungs-Leitungsgeometrien 312 des dargestellten Zellverbinders 30 sind in einem einzigen Bauteil ausgebildet, hier in einem Blechzuschnitt.The parallel connection line geometry 313 and the series connection line geometries 312 of the illustrated cell connector 30 are formed in a single component, here in a sheet metal blank.

Bei jeder der Serienschaltungs-Leitungsgeometrien 312 ist an dem einen Ende ein Anschlussbereich 314 mit einem abgeflachten Querschnitt A_320 angeordnet, während in einem Leitungsbereich 318 der Leitungsgeometrie 312 ein nicht abgeflachter, quadratischer Querschnitt A_340 angeordnet ist. Dies ist insbesondere der Seitenansicht F - F zu entnehmen.In each of the series circuit line geometries 312, a connection area 314 with a flattened cross section A_320 is arranged at one end, while in a line area 318 of the line geometry 312 a non-flattened, square cross-section A_340 is arranged. This can be seen in particular from the side view F - F.

Mit dieser Konfiguration kann eine Montage des Zellverbinders 300 erfolgen, die entlang der Hauptlängsachse der Batteriezellen 2 Bauraum einspart, weil an deren prominentesten Punkt - dem erhabenen Pol 4 - der abgeflachte Querschnitt A_320 des Anschlussbereich 314 platziert ist.With this configuration, the cell connector 300 can be assembled, which saves installation space along the main longitudinal axis of the battery cells 2 because the flattened cross section A_320 of the connection area 314 is placed at their most prominent point—the raised pole 4.

In 4 ist ein Ausschnitt eines Hochvoltspeichers 40 dargestellt, der sich von dem Hochvoltspeicher 30 aus 3 insbesondere durch die verwendeten Zellverbinder 400 unterscheidet.In 4 a section of a high-voltage storage device 40 is shown, which extends from the high-voltage storage device 30 3 differs in particular by the cell connector 400 used.

Eine Leitungsgeometrie 410 des Zellverbinders 40 ist dazu geeignet, die Batteriezellen 2 benachbarter Zellreihen miteinander seriell zu verschalten. Dazu stehen die Hauptlängsachsen der Serienschaltungs-Leitungsgeometrien 412 nicht rechtwinklig, sondern in einem schrägen Winkel, zu einer Parallelschaltungs-Leitungsgeometrie 413 des Zellverbinders 40.A line geometry 410 of the cell connector 40 is suitable for connecting the battery cells 2 of adjacent cell rows to one another in series. For this purpose, the main longitudinal axes of the series circuit line geometries 412 are not at right angles, but at an oblique angle, to a parallel circuit line geometry 413 of the cell connector 40.

Prinzipiell entspricht die Querschnittsführung der Serienschaltungs-Leitungsgeometrien 412 derjenigen der Serienschaltungs-Leitungsgeometrien 312 aus 3 - vgl. insbesondere die Seitenansicht G - G.In principle, the cross-section of the series-connected line geometries 412 corresponds to that of the series-connected line geometries 312 3 - cf. in particular the side view G - G.

Nachfolgend wird beschrieben, wie gemäß einem beispielhaften Verfahren die Zellverbinder aus 3 oder 4 hergestellt werden können.The following describes how the cell connectors are made according to an exemplary method 3 or 4 can be produced.

Aus einem Blechhalbzeug geeigneter Wandstärke (insbesondere entsprechend der Breite der Serienschaltungs-Leitungsgeometrie im Leitungsbereich) wird mittels eines Folgeverbundwerkzeugs die Leitungsgeometrie aus einem Blechhalbzeug gestanzt. Anschließend wird der Anschlussbereich jeder Serienschaltungs-Leitungsgeometrie 312 bzw. 412 verprägt.The line geometry is punched out of a sheet metal semi-finished product from a sheet metal semi-finished product with a suitable wall thickness (in particular corresponding to the width of the series connection line geometry in the line area) using a progressive composite tool. The connection area of each series-connected line geometry 312 or 412 is then embossed.

Dazu erfolgt die Herstellung des Zellverbindung aus dem Blechhalbzeug in einer Aufspannung. Hierzu ist ein zylinderförmiges Werkzeug vorgesehen, das an dem vorbei geführten Blechhalbzeug abrollt. Dabei bringt ein erstes zylinderförmiges Werkzeug mittels umlaufender Schneidkanten die seriellen Leitungskonturen 312 bzw. 412 und die parallelen Leitungskonturen 313 bzw. 413 der Leitungsgeometrie 310 bzw. 410 ein, und ein zweites zylinderförmiges Werkzeug flacht mittels umlaufender Prägeflächen die Anschlussbereiche 314 und 414 auf den vorgesehenen Anschlussquerschnitt A_320 bzw. A_420 ab.For this purpose, the cell connection is made from the sheet metal semi-finished product in one clamping. A cylindrical tool is provided for this purpose, which rolls on the semi-finished sheet metal product guided past. A first cylindrical tool uses circumferential cutting edges to create the serial line contours 312 or 412 and the parallel line contours 313 or 413 of the line geometry 310 or 410, and a second cylindrical tool uses circumferential embossing surfaces to flatten the connection areas 314 and 414 to the intended connection cross-section A_320 or A_420 from.

Bezugszeichenlistereference list

22: Batteriezelle, hier zylindrische RundzelleBattery cell, here cylindrical round cell
33: erster Batteriepolfirst battery pole
44: zweiter, ungleichartiger Batteriepolsecond, dissimilar battery pole
10, 20, 30, 4010, 20, 30, 40: Hochvoltspeicher nach unterschiedlichen Ausführungen High-voltage storage according to different designs
100, 200, 300, 400100, 200, 300, 400: Zellverbindercell connector
110, 210, 310, 410110, 210, 310, 410: Leitungsgeometrieline geometry
112, 212, 312, 412112, 212, 312, 412: Serienschaltungs-LeitungsgeometrieSeries circuit line geometry
213, 313, 413213, 313, 413: Parallelschaltungs-LeitungsgeometrieParallel circuit line geometry
114,214,314,414114,214,314,414: Anschlussbereichconnection area
115, 215115, 215: Anschlussbereichconnection area
116, 117116, 117: Übergangsbereichtransition area
216,217216,217: Übergangsbereichtransition area
118,218,318,418118,218,318,418: Leitungsbereichline area
120120: abgeflachter Querschnittflattened cross-section
130130: Übergangsquerschnitttransition section
140140: Leitungsquerschnitt cable cross-section
AA: QuerschnittsflächeCross sectional area
A_NON: Nenn-Querschnittsflächenominal cross-sectional area
ze.g: Erstreckung in Längs-/Hochrichtung der BatteriezellenExtension in the longitudinal/vertical direction of the battery cells
yy: Erstreckung in Querrichtung zur Längsachse der BatteriezellenExtension in the transverse direction to the longitudinal axis of the battery cells

Claims

Cell connector (100, 200, 300, 400) for electrically connecting two or more battery cells (2) with the same geometry, having a series connection line geometry (112, 212, 312, 412) for electrically connecting a first battery pole (3) to one of the battery cells a second, dissimilar battery pole (4) of another of the battery cells, characterized in that the series connection line geometry in one or both pole connection areas (114, 115; 214, 215; 314, 414) for connection to the first and/or second battery pole has a flattened connection cross section (120).

Cell connector according to claim 1 , characterized in that the connection cross section is flattened compared to a line cross section (140) in a line area (118, 218, 318, 418).

Cell connector according to one of the preceding claims, characterized in that the connection cross section and the line cross section have a comparable, in particular the same, large cross-sectional area (A_N).

Cell connector according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional area of the connection cross-section and the cross-sectional area of the line cross-section corresponds to a nominal cross-sectional area (A_N) of the series-connected line geometry.

Cell connector according to one of the preceding claims, characterized in that the series connection line geometry in a transition region (116, 117, 216, 217) between the flattened connection cross section and the line cross section has a cross-sectional area which corresponds to at least a nominal cross-sectional area (A_N).

Cell connector according to one of the preceding claims, characterized in that the line cross-section in the line area has the shape of an ellipse, in particular a circle.

Cell connector according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the line cross-section in the line area has a rectangular, in particular square, shape.

Cell connector according to one of the preceding claims, characterized in that the cell connector is made from a wire semi-finished product.

Cell connector according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the cell connector is made of a semi-finished sheet metal product.

Cell connector according to one of the preceding claims, characterized in that the cell connector has at least two series circuit line geometries for connecting different battery cell pairs and at least one parallel circuit line geometry (213, 313, 413) which electrically connects the at least two series circuit line geometries.

Cell connector according to claim 10 , characterized in that the parallel circuit line geometry is formed with a bonding wire.

Cell connector according to claim 10 , characterized in that the parallel-connection line geometry and the series-connection line geometries are formed in a single component, in particular a sheet metal blank.

High-voltage storage device (10, 20, 30, 40) with a large number of battery cells which are electrically connected to one another by means of cell connectors (100, 200, 300, 400), characterized in that at least one of the cell connectors is designed according to one of the preceding claims.

Method for producing a high-voltage storage device (10, 20, 30, 40) according to Claim 13 , characterized in that, in particular by means of a progressive die, the line geometry (110, 210, 310, 410) is stamped from a semi-finished sheet metal product and then the at least one connection region (114, 115; 214, 215; 314, 414) is flattened.