DE102021131308A1 - Cell contacting system and method for manufacturing a cell contacting system - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zellkontaktierungssystem (100) für eine elektrochemische Vorrichtung (200), die mehrere elektrochemische Zellen aufweist, wobei das Zellkontaktierungssystem (100) Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Zellverbindern (110) zum elektrisch leitenden Verbinden von einer Vielzahl von elektrochemischen Zellen (210); eine Vielzahl von Kontaktierungsdrähte zum Kontaktieren der Zellverbinder zum Spannungsabgriff der elektrochemischen Zellen (210); eine Halteeinrichtung (130) aus einem dreidimensionalen einstückigen Kunststofffolienformteil zum Halten der Vielzahl von Zellverbindern (110) und der Vielzahl von Kontaktierungsdrähte (120).Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems (100).The present invention relates to a cell contacting system (100) for an electrochemical device (200) which has a plurality of electrochemical cells, the cell contacting system (100) having the following: a large number of cell connectors (110) for the electrically conductive connection of a large number of electrochemical cells ( 210); a plurality of bonding wires for contacting the cell connectors for voltage tapping of the electrochemical cells (210); a holding device (130) made of a three-dimensional one-piece plastic film molding for holding the plurality of cell connectors (110) and the plurality of contacting wires (120). The invention also relates to a method for producing a cell contacting system (100).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung, die mehrere elektrochemische Zellen aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems.The present invention relates to a cell contacting system for an electrochemical device that has a plurality of electrochemical cells. Furthermore, the invention relates to a method for producing a cell contacting system.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Zellkontaktierungssysteme für elektrochemische Vorrichtungen sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Derartige Zellkontaktierungssysteme dienen dazu, das Fließen eines Leistungsstroms mittels Verbinden von mehreren elektrochemischen Zellen zu ermöglichen. Hierzu weisen Zellkontaktierungssysteme eine Vielzahl von Zellverbindern auf. Außerdem weisen Zellkontaktierungssysteme üblicherweise eine Kontaktierungseinrichtung auf, um das Messen und Überwachen physikalischer Messgrößen, wie beispielsweise der Spannung und der Temperatur, der elektrochemischen Vorrichtung zu ermöglichen. Solche Kontaktierungseinrichtungen werden üblicherweise in Form von FPC (Flexible Printed Circuits) verwendet. Dabei wird zur Messung der Zellspannung einer elektrochemischen Zelle ein Kontaktierungspad zum Spannungsabgriff an der Zelle angeordnet. Zum Anordnen und Fixieren der Zellverbinder und der Kontaktierungseinrichtung an der elektrochemischen Vorrichtungwird üblicherweise eine Halteeinrichtung verwendet, die mittels Spritzguss hergestellt ist.Cell contacting systems for electrochemical devices are well known in the prior art. Such cell contacting systems are used to allow a power current to flow by connecting a plurality of electrochemical cells. To this end, cell contacting systems have a large number of cell connectors. In addition, cell contacting systems typically include a contacting device to enable measurement and monitoring of physical variables, such as voltage and temperature, of the electrochemical device. Such contacting devices are usually used in the form of FPC (Flexible Printed Circuits). In order to measure the cell voltage of an electrochemical cell, a contacting pad for voltage tapping is arranged on the cell. For arranging and fixing the cell connectors and the contacting device on the electrochemical device, a holding device which is produced by means of injection molding is usually used.
Die herkömmlichen Zellkontaktierungssysteme sind durch ihren oben beschriebenen Aufbau teuer in ihrer Fertigung. Außerdem sind die bekannten Zellkontaktierungssysteme nicht ausreichend gut für die Anwendung bei größeren elektrochemischen Vorrichtungen mit deutlich mehr als 12, insbesondere 48, elektrochemischen Zellen geeignet.The conventional cell contacting systems are expensive to manufacture due to their structure described above. In addition, the known cell contacting systems are not sufficiently suitable for use in larger electrochemical devices with significantly more than 12, in particular 48, electrochemical cells.
Ausgehend von dem oben aufgeführten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, welche die oben genannten Probleme und Nachteile des Standes der Technik ausräumt. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zellkontaktierungssystem anzugeben, das einen einfachen Aufbau aufweist, günstig herstellbar ist und insbesondere für große elektrochemische Vorrichtungen geeignet ist.Proceeding from the prior art listed above, it is an object of the present invention to specify a device which eliminates the above-mentioned problems and disadvantages of the prior art. In particular, it is an object of the present invention to specify a cell contacting system that has a simple structure, can be produced inexpensively and is particularly suitable for large electrochemical devices.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is achieved with a device according to claim 1 and a method according to claim 12. Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht insbesondere darin, ein Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung anzugeben, die mehrere elektrochemische Zellen aufweist, wobei das Zellkontaktierungssystem Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Zellverbindern zum elektrisch leitenden Verbinden von einer Vielzahl von elektrochemischen Zellen, insbesondere zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals verschiedener elektrochemischen Zellen; eine Vielzahl von Kontaktierungsdrähte zum Kontaktieren der Zellverbinder zum Spannungsabgriff der elektrochemischen Zellen; eine Halteeinrichtung aus einem dreidimensionalen einstückigen Kunststofffolienformteil zum Halten der Vielzahl von Zellverbindern und der Vielzahl von Kontaktierungsdrähte.The solution according to the invention consists in particular in specifying a cell contacting system for an electrochemical device which has a plurality of electrochemical cells, the cell contacting system having the following: a large number of cell connectors for the electrically conductive connection of a large number of electrochemical cells, in particular for the electrically conductive connection of cell terminals of different types electrochemical cells; a plurality of contacting wires for contacting the cell connectors for voltage tapping of the electrochemical cells; a holding device made of a three-dimensional integral plastic film molding for holding the plurality of cell connectors and the plurality of bonding wires.
Bei der elektrochemischen Vorrichtung kann es sich um einen Energiespeicher mit mehreren Energiespeicherzellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen handeln.The electrochemical device can be an energy storage device with a number of energy storage cells, for example lithium-ion cells.
Die Zellverbinder sind vorzugsweise einstückig, können allerdings beispielsweise mehrlagig ausgebildet sein. Die Zellverbinder sind zum Verbinden eines ersten Zellterminals einer ersten elektrochemischen Zelle mit einem zweiten Zellterminal einer zweiten elektrochemischen Zelle ausgebildet. Dabei weist der Zellverbinder einen ersten Kontaktbereich zum Verbinden mit dem ersten Zellterminal und einen zweiten Kontaktbereich zum Verbinden mit dem zweiten Zellterminal auf. Die beiden Kontaktbereiche sind einstückig miteinander verbunden. Zwischen den beiden Kontaktbereichen kann ein Kompensationsbereich angeordnet sein, um eine Bewegung der Kontaktbereiche relativ zueinander zu ermöglichen. The cell connectors are preferably in one piece, but can, for example, be made in several layers. The cell connectors are designed to connect a first cell terminal of a first electrochemical cell to a second cell terminal of a second electrochemical cell. The cell connector has a first contact area for connecting to the first cell terminal and a second contact area for connecting to the second cell terminal. The two contact areas are connected to one another in one piece. A compensation area can be arranged between the two contact areas in order to enable a movement of the contact areas relative to one another.
Die Kontaktierungsdrähte sind aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet und weisen vorzugsweise eine äußere Isolierschicht auf.The bonding wires are formed from an electrically conductive material and preferably have an outer insulating layer.
Die Halteeinrichtung ist als dreidimensionales einstückiges Kunststofffolienformteil aus einer tiefgezogenen Kunststofffolie hergestellt. Beim Tiefziehen ist der Halteeinrichtung eine dreidimensionale Struktur verliehen worden. Bei der Halteeinrichtung handelt es sich insbesondere um einen sogenannten Blister. Insgesamt ist die Halteeinrichtung vorzugsweise zumindest im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und kann eine rechteckige Grundform aufweisen. Die Halteeinrichtung ist dazu ausgebildet, direkt auf die elektrochemischen Zellen bzw. deren Zellterminals gesetzt zu werden. Vorzugsweise weist die Halteeinrichtung eine Länge von mindestens 60 cm, vorzugsweise mindestens 100 cm, besonders bevorzugt von etwa 200 cm auf.The holding device is produced as a three-dimensional, one-piece plastic film molding from a deep-drawn plastic film. The holding device has been given a three-dimensional structure during deep-drawing. The holding device is in particular a so-called blister. Overall, the holding device is preferably at least essentially plate-shaped and can have a rectangular basic shape. The holding device is designed to be placed directly on the electrochemical cells or their cell terminals. The holding device preferably has a length of at least 60 cm, preferably at least 100 cm, particularly preferably about 200 cm.
Der Vorteil das Zellkontaktierungssystem liegt insbesondere darin, dass das Zellkontaktierungssystem besonders einfach und günstig herstellbar ist. Die Verwendung eines Kunststofffolienformteils anstelle eines Spritzgussteils ist einfach und spart Kosten. Insbesondere bei größeren Halteeinrichtungen kann durch den Verzicht auf Spritzgusswerkzeuge kosten gespart werden. Die Verwendung von Kontaktierungsdrähten anstelle eines FPC hat einerseits einen Vorteil darin, dass durch die Kontaktierungsdrähte die Eigenmasse der Kontaktierungseinrichtung besonders gering gehalten werden kann. Hierdurch ist die Kontaktierung im Vibrationsfall weniger anfällig als die übliche Kontaktierung bei Verwendung eines FPC mit Kontaktpad. Außerdem können durch die Kontaktierungsdrähte Kosten eingespart werden.The advantage of the cell contacting system is in particular that the cell contact tion system is particularly easy and inexpensive to produce. Using a plastic sheet molding instead of an injection molding is easy and saves costs. In the case of larger holding devices in particular, costs can be saved by dispensing with injection molding tools. On the one hand, the use of contacting wires instead of an FPC has the advantage that the intrinsic mass of the contacting device can be kept particularly low by the contacting wires. As a result, the contact is less susceptible to vibration than the usual contact when using an FPC with a contact pad. In addition, costs can be saved by the contacting wires.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Halteeinrichtung Positionierungsstrukturen für die Zellverbinder und/oder Führungsstrukturen für die Kontaktierungsdrähte auf.According to an advantageous development of the invention, the holding device has positioning structures for the cell connectors and/or guide structures for the contacting wires.
Die Strukturen werden beim Tiefziehen der Halteeinrichtung eingebracht. Hierdurch ergibt sich eine einfache Möglichkeit, die Zellverbinder und/oder Kontaktierungsdrähte formschlüssig an der Halteeinrichtung zu halten. Die Führungsstrukturen dienen insbesondere auch dazu, die Kontaktierungsdrähte von einem Längsende der Halteeinrichtung entlang der Länge der Halteeinrichtung bis zu dem entsprechenden Zellverbinder zu führen. Hierbei sind zumindest einige der Führungsstrukturen rippenförmig ausgebildet und erstrecken sich parallel zu den Längskanten der Halteeinrichtung.The structures are introduced during deep-drawing of the holding device. This results in a simple possibility of holding the cell connectors and/or contacting wires on the holding device in a form-fitting manner. The guide structures also serve in particular to guide the contacting wires from one longitudinal end of the holding device along the length of the holding device to the corresponding cell connector. At least some of the guide structures are designed in the form of ribs and extend parallel to the longitudinal edges of the holding device.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Halteeinrichtung als Berührungsschutz zum Verdecken der elektrochemischen Zellen ausgebildet ist.An advantageous development of the invention provides that the holding device is designed as a protection against accidental contact to cover the electrochemical cells.
Hierdurch wird verhindert, dass ein Benutzer versehentlich einen der Zellterminals berühren kann. Dabei ist die Halteeinrichtung vorzugsweise derart ausgebildet, dass diese bis auf Positionen, an denen die Zellverbinder an der Halteeinrichtung angeordnet werden, keine Durchgänge aufweist.This prevents a user from accidentally touching one of the cell terminals. The holding device is preferably designed in such a way that it has no passages except for positions at which the cell connectors are arranged on the holding device.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Halteinrichtung eine Dicke bzw. Schichtdicke von 0,5 mm bis 3 mm aufweist. Vorzugsweise weist die Halteeinrichtung eine Dicke von etwa 1,5 mm auf.In a further advantageous development of the invention, the holding device has a thickness or layer thickness of 0.5 mm to 3 mm. The holding device preferably has a thickness of approximately 1.5 mm.
Hierdurch verfügt die Halteeinrichtung über eine ausreichende Stabilität, insbesondere bei größerer Baugröße d.h. Länge.As a result, the holding device has sufficient stability, especially in the case of a larger size, i.e. length.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zellverbinder einen Schweißhaken zum elektrisch leitenden Verbinden mit den Kontaktierungsdrähten aufweisen. Insbesondere weist jeweils ein Zellverbinder einen Schweißhaken zur Verbindung mit jeweils einem Kontaktierungsdraht auf.An advantageous development of the invention provides that the cell connectors have a welding hook for electrically conductive connection to the contacting wires. In particular, each cell connector has a welding hook for connection to a respective contacting wire.
Die Zellverbinder können beispielsweise zumindest im Wesentlichen U-förmig ausgebildet sein, wobei der Schweißhaken dann vorzugsweise an einem der Schenkel angeordnet ist. Der Schweißhaken ermöglicht eine besonders schnelle Befestigung eines Kontaktierungsdrahts an dem Schweißhaken.The cell connectors can, for example, be at least essentially U-shaped, with the welding hook then preferably being arranged on one of the legs. The welding hook enables a contacting wire to be attached to the welding hook particularly quickly.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Kontaktierungsdrähte als Kupferlackdrähte ausgebildet.In an advantageous development of the invention, the contacting wires are in the form of enamelled copper wires.
Die Kupferlackdrähte sind besonders günstig und gut verfügbar. Vorzugsweise weisen die Kontaktierungsdrähte, insbesondere unabhängig von ihrem Material, einen Durchmesser zwischen 0,3 mm bis 0,6 mm, vorzugsweise von etwa 0,4 mm, auf.Enamelled copper wires are particularly cheap and readily available. The contacting wires preferably have a diameter of between 0.3 mm and 0.6 mm, preferably approximately 0.4 mm, in particular independently of their material.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die Kontaktierungsdrähte Kontaktierungsschlaufen zum elektrisch leitenden Verbinden mit den Zellverbindern auf. According to an advantageous development of the invention, the contacting wires have contacting loops for electrically conductive connection to the cell connectors.
Insbesondere weist jeweils ein Kontaktierungsdraht eine Kontaktierungsschlaufe zur Verbindung mit jeweils einem Zellverbinder auf.In particular, each contacting wire has a contacting loop for connection to a respective cell connector.
Insbesondere in Kombination mit den Schweißhaken der Zellverbinder kann ein sicheres Halten des Kontaktierungsdrahts an den Zellverbindern gewährleistet werden. Ferner ist das Verbinden mittels Schweißhaken und Kontaktierungsdraht mit Kontaktierungsschlaufe schnell durchführbar.In particular in combination with the welding hooks of the cell connectors, it is possible to ensure that the contacting wire is held securely on the cell connectors. Furthermore, the connection by means of welding hooks and contacting wire with a contacting loop can be carried out quickly.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Kontaktierungsdrähte nach außen geführt und außen in einem gemeinsamen Verbinder zum direkten Verbinden mit einem Batteriemanagementsystem oder einem Zellüberwachungskreis angeordnet.In a further advantageous development of the invention, the contacting wires are routed to the outside and arranged outside in a common connector for direct connection to a battery management system or a cell monitoring circuit.
Außen bedeutet hierbei außerhalb des Querschnitts der Halteeinrichtung in Draufsicht auf die Halteeinrichtung. Bei dem Batteriemanagementsystem handelt es sich um ein Battery Management System (BMS), bei dem Zellüberwachungskreis handelt es sich um einen Cell Supervision Circuit (CSC). Hierdurch ist eine einfache Anbindung an ein Überwachungssystem möglich. Der Stecker eines FPC ist im Vibrationsfall oftmals vielen Biegewechsel ausgesetzt, was zum Ausfall der Schnittstelle führen kann. Durch ein geeignetes Führen der Kontaktierungsdrähte nach außen und ein geeignetes Anordnen in einem gemeinsamen Verbinder kann dies verhindert werden.Outside here means outside of the cross section of the holding device in a top view of the holding device. The battery management system is a Battery Management System (BMS), and the cell monitoring circuit is a Cell Supervision Circuit (CSC). This enables a simple connection to a monitoring system. In the event of vibration, the connector of an FPC is often exposed to many bending cycles, which can lead to failure of the interface. This can be prevented by suitably guiding the contacting wires outwards and suitably arranging them in a common connector.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der gemeinsame Verbinder als Schneidklemmverbinder ausgebildet.In an advantageous development of the invention, the common connector is designed as an insulation displacement connector.
Hierdurch entfällt die Kabelkonvektion. Insbesondere in Kombination mit Kupferlackdrähten wird ein einfaches, robustes und günstiges System geschaffen.This eliminates cable convection. A simple, robust and inexpensive system is created, especially in combination with enameled copper wires.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Zellkontaktierungssystem mindestens einen Temperaturfühler auf, wobei der Temperaturfühler Schweißhaken zum Verbinden mit den entsprechenden Kontaktierungsdrähten aufweist.According to an advantageous development of the invention, the cell contacting system has at least one temperature sensor, the temperature sensor having welding hooks for connecting to the corresponding contacting wires.
Die Temperaturfühler sind vorzugsweise an den Zellverbindern angeordnet. Hierbei können die Positionierungsstrukturen, die zum Positionieren des entsprechenden Zellverbinders dienen, gleichzeitig auch zum Positionieren des Temperaturfühlers verwendet werden. Besonders bevorzugt ist der Temperaturfühler bei einem U-förmigen Zellverbinder an dem Schenkel angeordnet, der nicht mit einem Kontaktierungsdraht verbunden ist.The temperature sensors are preferably arranged on the cell connectors. In this case, the positioning structures, which are used to position the corresponding cell connector, can also be used to position the temperature sensor at the same time. In the case of a U-shaped cell connector, the temperature sensor is particularly preferably arranged on the leg that is not connected to a contacting wire.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Zellkontaktierungssystem eine Isolierfolie zum Schützen und Fixieren der Kontaktierungsdrähte an der Halteeinrichtung aufweist, wobei die Halteeinrichtung eine Vielzahl von Befestigungsstrukturen zum Befestigen der Isolierfolie an der Halteeinrichtung aufweist.An advantageous development of the invention provides that the cell contacting system has an insulating film for protecting and fixing the contacting wires on the holding device, the holding device having a multiplicity of fastening structures for fastening the insulating film to the holding device.
Beispielsweise kann die Isolierfolie an die Befestigungsstruktur geschweißt oder geklebt werden.For example, the insulating film can be welded or glued to the attachment structure.
Ferner wird die Aufgabe mittels eines Verfahrens zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Tiefziehen einer Kunststofffolie zum Ausbilden einer Halteeinrichtung; Anordnen einer Vielzahl von Zellverbindern an der Halteeinrichtung; Anordnen einer Vielzahl von Kontaktierungsdrähte zum Kontaktieren der Zellverbinder zum Spannungsabgriff der elektrochemischen Zellen an der Halteeinrichtung; und elektrisch leitendes Verbinden der Kontaktierungsdrähte mit den Zellverbindern.Furthermore, the object is achieved by means of a method for producing a cell contacting system, the method having the following steps: deep-drawing a plastic film to form a holding device; placing a plurality of cell connectors on the fixture; arranging a multiplicity of contacting wires for contacting the cell connectors for voltage tapping of the electrochemical cells on the holding device; and electrically conductively connecting the bonding wires to the cell connectors.
Da es sich bei dem im Verfahren herstellbaren Zellkontaktierungssystem um eines der bereits beschriebenen Zellkontaktierungssysteme halten kann, sind hier sämtliche einzelne Aspekte und Vorteile der einzelnen Zellkontaktierungssysteme übertragbar. Insbesondere ist das Verfahren zum Herstellen besonders einfach und günstig und ist besonders geeignet, um lange Zellkontaktierungssysteme herzustellen. Diese Zellkontaktierungssysteme können eine Länge von größer als 60 cm, vorzugsweise größer als 100 cm und besonders bevorzugt von etwa 200 cm aufweisen.Since the cell contacting system that can be produced in the method can be one of the cell contacting systems already described, all individual aspects and advantages of the individual cell contacting systems can be transferred here. In particular, the manufacturing method is particularly simple and inexpensive and is particularly suitable for manufacturing long cell contacting systems. These cell contacting systems can have a length of more than 60 cm, preferably more than 100 cm and particularly preferably about 200 cm.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird beim elektrisch leitenden Verbinden der Kontaktierungsdrähte mit den Zellverbindern eine Kontaktierungsschlaufe eines Kontaktierungsdrahts an einen Schweißhaken geschweißt.According to an advantageous development of the invention, a contacting loop of a contacting wire is welded to a welding hook during the electrically conductive connection of the contacting wires to the cell connectors.
Allgemein ist das Zellkontaktierungssystem in seiner Dimensionierung abhängig von der Gesamtspannung der elektrochemischen Vorrichtung bzw. des Batteriemoduls. Bisher wurde üblicherweise die Modulspannung unter 60 V gemäß der Niederspannungsrichtlinie gehalten. Mit dem Fortschreiten des Cell-to-System Ansatzes im Verbau von Batteriesystemen und der hiermit verbundenen Reduktion der volumetrischen Energiedichte wird dies in der Zukunft kaum noch praktikabel sein. Daher kann das erfindungsgemäße Zellkontaktierungssystem insbesondere zu einer 48s1p Verschaltung verwendet werden. Hierbei weist es eine Länge von etwa 2 Meter auf und die elektrochemische Vorrichtung erzielt eine Nominalspannung von etwa 175,2 V. Eine 5s Verschaltung der 48s1 p-Verschaltung entspricht einem 800V System. Diesbezüglich wären selbstverständlich auch Parallel-Verschaltungen, wie beispielsweise eine 24s2p-Verschaltung, möglich.In general, the dimensioning of the cell contacting system depends on the total voltage of the electrochemical device or the battery module. Until now, the module voltage was usually kept below 60 V in accordance with the low-voltage directive. With the progress of the cell-to-system approach in the installation of battery systems and the associated reduction in volumetric energy density, this will hardly be practicable in the future. The cell contacting system according to the invention can therefore be used in particular for a 48s1p interconnection. It has a length of about 2 meters and the electrochemical device achieves a nominal voltage of about 175.2 V. A 5s connection of the 48s1 p-connection corresponds to an 800V system. In this regard, parallel interconnections, such as a 24s2p interconnection, would of course also be possible.
Figurenlistecharacter list
Die oben beschriebenen, unterschiedlichen und beispielhaften Merkmale können erfindungsgemäß miteinander kombiniert werden, soweit dies technisch sinnvoll und geeignet ist. Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und anhand der Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Zellkontaktierungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung; -
2 eine vergrößerte schematische Detailansicht des in1 gezeigten Zellkontaktierungssystems ohne Darstellung einer Isolierfolie; und -
3 eine schematische Darstellung eines Zellverbinders gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
1 a schematic representation of a cell contacting system according to the present invention; -
2 an enlarged schematic detail view of the in1 shown cell contacting system without showing an insulating film; and -
3 a schematic representation of a cell connector according to the present invention.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNGEXEMPLARY EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Das Zellkontaktierungssystem 100 weist eine Halteeinrichtung 130 auf, die aus einem einstückigen dreidimensionalen Kunststofffolienformteil ausgebildet ist. Die Halteeinrichtung 100 weist hierbei mehrere Strukturen auf, die dazu dienen, Elemente an der Halteeinrichtung 100 anzuordnen. Zur Verdeutlichung des Unterschieds zum Stand der Technik ist die obere Hälfte des Zellkontaktierungssystems 100 schematisch mit einem FPC dargestellt. In der Realität ist die obere Hälfte jedoch gleich wie die untere Hälfte aufgebaut.The
Wie in der
In einem unteren Bereich des Zellkontaktierungssystems 100 sind eine Vielzahl von Zellverbinder 110 dargestellt, die das Zellkontaktierungssystem 100 aufweist, um eine Vielzahl von elektrochemischen Zellen 210 miteinander zu verbinden. Dabei verbinden die Zellverbinder 110 einen ersten Zellterminal einer ersten elektrochemischen Zelle 210 mit einem zweiten Zellterminal einer zweiten elektrochemischen Zelle 210. Ferner sind auch ein oder mehrere Temperaturfühler 150 angeordnet, um eine Temperaturüberwachung der elektrochemischen Vorrichtung 200 bzw. deren elektrochemischen Zellen 210 zu ermöglichen.In a lower area of the
Mit den Zellverbindern 110 und den Temperaturfühlern 150 ist eine Kontaktierungseinrichtung in Form von einem Kontaktierungsdraht 120 elektrisch leitend verbunden, wobei die Kontaktierungsdrähte 120 in der
Die Bauteile Zellverbinder 110, Temperaturfühler 150 und Kontaktierungsdraht 120 sind hierbei die vorab allgemeiner als Elemente bezeichneten Bauteile.The
Die Halteeinrichtung 130 weist wie unter
Die Positionierungsstrukturen 131 dienen dazu, die Zellverbinder 110 auf der Halteeinrichtung 130 zu positionieren d.h. ihre Position formschlüssig festzulegen. Wie in der
Die Führungsstrukturen 132 dienen dazu, die Kontaktierungsdrähte 120 zu führen. Dabei sind zumindest einige der Führungsstrukturen 132 als parallel zu der Länge der Halteeinrichtung 130 verlaufende Rippen ausgebildet, zwischen denen die Kontaktierungsdrähte 120 entlang der Länge der Halteeinrichtung 130 angeordnet werden können.The
Ferner sind die Befestigungsstrukturen 133 primär dazu ausgebildet, um eine Befestigungsmöglichkeit, insbesondere Befestigungsfläche, für die Isolierfolie 160 zu bieten. Die Isolierfolie 160 kann hierbei beispielsweise mittels Kleben oder Schweißen auf die Befestigungsstruktur 133 aufgebracht werden.Furthermore, the
Es versteht sich von selbst, dass die Funktionselemente Positionierungsstruktur 131, Führungsstruktur 132 und Befestigungsstruktur 133 keine getrennten Funktionselemente sein müssen. Vielmehr kann ein Funktionselement beispielsweise gleichzeitig als Befestigungsstruktur 133 und Führungsstruktur 132 ausgebildet sein.It goes without saying that the functional
In der
Der Zellverbinder 110 weist zwei Bohrungen 110d auf, um diesen an der Halteeinrichtung 130 formschlüssig anordnen zu können. Dabei ist eine exemplarisch eine der beiden Bohrungen 110d als Rundloch- und eine der beiden Bohrungen 110d als Langlochbohrung ausgebildet.The
Der Zellverbinder 110 ist zumindest im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und weist zwei Schenkel auf. An einem vorderen Ende eines der Schenkel weist der Zellverbinder 110 einen Schweißhaken 111 auf. Der Schweißhaken 111 ist ein nach oben gebogener Haken und dient dazu, wie in der
Auch der Temperaturfühler 150 weist einen Schweißhaken 151 auf. Insbesondere weist der Temperaturfühler 150 zwei Schweißhaken 151 auf, um den Temperaturfühler 150 mit zwei Kontaktierungsdrähten 120 verbinden zu können.The
Es versteht sich, dass bei der vorliegenden Erfindung ein Zusammenhang zwischen einerseits Merkmalen besteht, die im Zusammenhang mit Verfahrensschritten beschrieben wurden, sowie andererseits Merkmalen, die im Zusammenhang mit entsprechenden Vorrichtungen beschrieben wurden. Somit sind beschriebene Verfahrensmerkmale auch als zur Erfindung gehörige Vorrichtungsmerkmale - und umgekehrt - anzusehen, selbst wenn dies nicht explizit erwähnt wurde.It goes without saying that in the case of the present invention there is a relationship between, on the one hand, features that have been described in connection with method steps and, on the other hand, features that have been described in connection with corresponding devices. Thus, method features described are also to be regarded as device features belonging to the invention—and vice versa—even if this was not explicitly mentioned.
Es ist festzuhalten, dass die unter Bezug auf einzelne Ausführungsformen bzw. -varianten beschriebenen Merkmale der Erfindung, wie beispielsweise Art und Ausgestaltung der einzelnen Komponenten sowie deren genaue Dimensionierung und räumliche Anordnung auch bei anderen Ausführungsformen vorhanden sein können, außer wenn es anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet. Von derartigen, in Kombination beschriebenen Merkmalen einzelner Ausführungsformen müssen außerdem nichtnotwendigerweise alle Merkmale in einer betreffenden Ausführungsform realisiert sein.It should be noted that the features of the invention described with reference to individual embodiments or variants, such as the type and design of the individual components and their exact dimensioning and spatial arrangement, can also be present in other embodiments, unless otherwise stated or is automatically prohibited for technical reasons. In addition, of such features of individual embodiments described in combination, not all features necessarily have to be implemented in a relevant embodiment.
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Zellkontaktierungssystem cell contacting system
- 110110
- Zellverbindercell connector
- 110a110a
- erster Kontaktbereichfirst contact area
- 110b110b
- zweiter Kontaktbereichsecond contact area
- 110c110c
- Kompensationsbereichcompensation area
- 110d110d
- Bohrung drilling
- 111111
- Schweißhaken welding hook
- 120120
- Kontaktierungsdrahtbonding wire
- 121121
- Kontaktierungsschlaufe contact loop
- 130130
- Halteeinrichtungholding device
- 131131
- Positionierungsstrukturpositioning structure
- 132132
- Führungsstrukturmanagement structure
- 133133
- Befestigungsstruktur mounting structure
- 140140
- gemeinsamer Verbinder common connector
- 150150
- Temperaturfühlertemperature sensor
- 151151
- Schweißhaken welding hook
- 160160
- Isolierfolie insulating film
- 200200
- elektrochemische Vorrichtungelectrochemical device
- 210210
- elektrochemische Zelleelectrochemical cell
Claims (13)
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DE102021131308.2A DE102021131308A1 (en) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | Cell contacting system and method for manufacturing a cell contacting system |
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Publications (1)
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ID=86316864
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102013010329A1 (en) | 2013-06-20 | 2014-07-31 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Measuring tap for measuring voltage of cells in vehicle battery for e.g. electric car, has common housing receiving combination of poles and/or pole connectors of vehicle battery, and electrically conducting contact tongue |
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-
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- 2021-11-29 DE DE102021131308.2A patent/DE102021131308A1/en active Pending
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