DE102022116707A1

DE102022116707A1 - Cell connector for an energy storage and energy storage

Info

Publication number: DE102022116707A1
Application number: DE102022116707.0A
Authority: DE
Inventors: Ingo Weber; Tejas Harish Navsariwala; Markus Kohler; Mateusz Kurpiel; Artur Dick; Kian Mahdjour; Silke Abreder; Artur Schütz; David Jäger; Bernhard Lutz
Original assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG; Diehl Advanced Mobility GmbH
Current assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG; Diehl Advanced Mobility GmbH
Priority date: 2022-06-10
Filing date: 2022-07-05
Publication date: 2023-12-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zellverbinder (11a) für einen Energiespeicher (3) zur elektrischen Kontaktierung eines ersten Polkontakts (22a) einer ersten Energiespeicherzelle (2a) und eines zweiten Polkontakts (22b) einer zweiten Energiespeicherzelle (2b) des Energiespeichers (3), insbesondere eines Energiespeichers für ein Fahrzeug, umfassend einen elektrisch leitenden Grundkörper (110), vorzugsweise aus einem aus einem Flachmaterial mit gleichbleibender Schichtdicke, insbesondere aus Blech, mit einer ersten Kontaktfläche (112a), die zur elektrischen Kontaktierung des ersten Polkontakts (22a) sowie einer zweiten Kontaktfläche (112b), die zur elektrischen Kontaktierung des zweiten Polkontakts (22b) dient. Erfindungsgemäß ist der Grundkörper (110) in einem Teilbereich (110a) mit einer die Oberfläche des Zellverbinders (11a) vergrößernden Temperierstruktur (12) versehen, vorzugsweise umspritzt.The present invention relates to a cell connector (11a) for an energy storage device (3) for electrically contacting a first pole contact (22a) of a first energy storage cell (2a) and a second pole contact (22b) of a second energy storage cell (2b) of the energy storage device (3), in particular an energy storage device for a vehicle, comprising an electrically conductive base body (110), preferably made of a flat material with a constant layer thickness, in particular made of sheet metal, with a first contact surface (112a) which is used for electrically contacting the first pole contact (22a) and a second Contact surface (112b), which is used for electrical contacting of the second pole contact (22b). According to the invention, the base body (110) is provided, preferably encapsulated, in a partial area (110a) with a temperature control structure (12) which enlarges the surface of the cell connector (11a).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zellverbinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 2 sowie einen Energiespeicher, insbesondere einen Energiespeicher für den Automotive-Bereich gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 22 unter Verwendung eines Zellverbinders.The present invention relates to a cell connector according to the preamble of claim 1 and claim 2 and an energy storage device, in particular an energy storage device for the automotive sector according to the preamble of claim 22 using a cell connector.

Technologischer HintergrundTechnological background

Zentraler Punkt in der Entwicklung von elektrisch angetriebenen Fortbewegungsmitteln, z. B. Elektrofahrzeugen, ist der Energiespeicher. Hierzu werden Energiespeicher mit einer hohen Leistungs- und Energiedichte benötigt. Energiespeicher bestehen regelmäßig aus einer Mehrzahl von einzelnen Energiespeicherzellen (z. B. Lithium-Ionen-Batteriezellen), die untereinander elektrisch verbunden sind. Energiespeicher benötigen in der Regel ein Temperaturmanagement, um ihren Betrieb in einem optimierten Temperaturbereich zu gewährleisten. Die Energiespeicherzellen haben üblicherweise einen engen Arbeitstemperaturbereich (z. B. zwischen +15 °C und +45 °C). Die funktionale Sicherheit, Lebensdauer und Zyklenfestigkeit der Energiespeicherzelle und damit auch die funktionale Sicherheit des gesamten Energiespeichers hängen wesentlich davon ab, dass die Energiespeicherzelle diesen Bereich nicht verlässt. Übersteigt die Temperatur eine kritische Marke, kommt es zum sogenannten „Thermal Runaway“. Beim Thermal Runaway wird eine unaufhaltsame Kettenreaktion in Gang gesetzt. Dabei steigt die Temperatur innerhalb von Millisekunden extrem an und die in der Energiespeicherzelle gespeicherte Energie wird schlagartig freigesetzt. So können Temperaturen bis zu über 1000 °C entstehen. Der Inhalt des Energiespeichers wird gasförmig und es kommt zu einem Brand, der mit herkömmlichen Mitteln schwierig zu löschen ist. Die Gefahr eines Thermal Runaway beginnt ab einer bestimmten Temperatur (z. B. 60 °C) und wird ab einer weiteren Temperaturschwelle (z. B. 100 °C) extrem kritisch. Infolgedessen wird bei Energiespeichern, insbesondere Energiespeichern für Elektrofahrzeuge, ein Energiespeichermanagementsystem eingesetzt, mit dem nicht nur das Lade- und Entladeverhalten der Energiespeicherzellen gesteuert bzw. geregelt wird, sondern auch Maßnahmen in Bezug auf das Temperaturmanagement sowie Notfallmanagement im Falle eines Thermal Runaways getroffen werden. Um bei einem thermischen Durchgehen ein gezieltes Austreten von Gasen zu gewährleisten, können die gasdicht versiegelten Energiespeicherzellen Entgasungsöffnungen aufweisen. Die Entgasungsöffnungen können beispielsweise als Sollbruchstellen ausgeführt sein, die ab einem bestimmten Innendruck Gase aus dem Inneren der Energiespeicherzelle an die Umgebung entweichen lassen. Die austretenden Gase können Elektrolyte enthalten, die mit Wasser zu Flusssäure reagieren können. Um die Gefahr für umliegende Bauteile und/oder Personen zu reduzieren, müssen solche Gase kontrolliert und gezielt abgeführt werden.Central point in the development of electrically powered means of transport, e.g. B. electric vehicles, is the energy storage. For this purpose, energy storage devices with a high power and energy density are required. Energy storage usually consists of a plurality of individual energy storage cells (e.g. lithium-ion battery cells) that are electrically connected to each other. Energy storage systems usually require temperature management to ensure their operation in an optimized temperature range. The energy storage cells usually have a narrow working temperature range (e.g. between +15 °C and +45 °C). The functional safety, service life and cycle stability of the energy storage cell and thus also the functional safety of the entire energy storage system depend significantly on the energy storage cell not leaving this area. If the temperature exceeds a critical level, a so-called “thermal runaway” occurs. The Thermal Runaway sets off an unstoppable chain reaction. The temperature rises extremely within milliseconds and the energy stored in the energy storage cell is suddenly released. This can result in temperatures of up to over 1000 °C. The contents of the energy storage unit become gaseous and a fire occurs that is difficult to extinguish using conventional means. The risk of thermal runaway begins at a certain temperature (e.g. 60 °C) and becomes extremely critical above a further temperature threshold (e.g. 100 °C). As a result, in energy storage, in particular energy storage for electric vehicles, an energy storage management system is used, with which not only the charging and discharging behavior of the energy storage cells is controlled or regulated, but also measures are taken with regard to temperature management and emergency management in the event of a thermal runaway. In order to ensure a targeted escape of gases in the event of a thermal runaway, the gas-tight sealed energy storage cells can have degassing openings. The degassing openings can, for example, be designed as predetermined breaking points, which allow gases from the interior of the energy storage cell to escape into the environment above a certain internal pressure. The escaping gases may contain electrolytes that can react with water to form hydrofluoric acid. In order to reduce the risk to surrounding components and/or people, such gases must be controlled and systematically removed.

Zur elektrischen Verbindung der Energiespeicherzellen weisen Energiespeicher sogenannte Zellverbinder auf, die je nach Schaltungstyp zwei oder mehrere Pole von zwei oder mehreren Energiespeicherzellen elektrisch miteinander verbinden. Bei einer Reihenschaltung wird beispielsweise jeweils die Anode einer Energiespeicherzelle mit der Kathode einer anderen Energiespeicherzelle verbunden. Um den Ladezustand jeder Energiespeicherzelle überwachen und regeln zu können, kann jeder Zellverbinder elektrisch mit der Steuer- und/oder Regelungselektronik des Energiespeichers verbunden sein. Dadurch kann die Zellspannung jeder einzelnen Energiespeicherzelle gemessen und über die Zellspannung der Ladezustand der jeweiligen Energiespeicherzelle abgeleitet werden. Des Weiteren können auch Sensoren, z. B. Temperatursensoren zur Überwachung der Oberflächentemperatur der Energiespeicherzellen, vorgesehen sein, welche mit der Steuer- und/oder Regelungselektronik verbunden sind. Die Steuer- und/oder Regelungselektronik befindet sich bei bisherigen Lösungen in einer eigenständigen Baugruppe.To electrically connect the energy storage cells, energy storage devices have so-called cell connectors, which, depending on the circuit type, electrically connect two or more poles of two or more energy storage cells to one another. In a series connection, for example, the anode of one energy storage cell is connected to the cathode of another energy storage cell. In order to be able to monitor and regulate the charge status of each energy storage cell, each cell connector can be electrically connected to the control and/or regulation electronics of the energy storage device. This allows the cell voltage of each individual energy storage cell to be measured and the state of charge of the respective energy storage cell to be derived via the cell voltage. Furthermore, sensors, e.g. B. temperature sensors for monitoring the surface temperature of the energy storage cells, which are connected to the control and / or regulation electronics. In previous solutions, the control and/or regulation electronics are located in an independent assembly.

Druckschriftlicher Stand der TechnikPrinted state of the art

Die DE 10 2007 063 178 A1 offenbart eine Batterie mit einer Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie. Die Batterie umfasst eine Mehrzahl von miteinander verschalteten Einzelzellen. Die Wärmeleitplatte weist Bohrungen und/oder Einschnitte im Bereich der Pole der Einzelzellen auf, durch welche die Pole der Einzelzellen hinein- bzw. hinausragen. Die Wärmeleitplatte ist zwischen den Einzelzellen und auf den Polen aufgesetzten Kontaktierungselementen angeordnet. Als Kontaktierungselemente sind zur elektrischen Verbindung der Pole der Einzelzellen polweise angeordnete elektrische Zellverbinder und/oder eine Zellverbinderplatine vorgesehen. Ferner können sich an der Oberseite der Wärmeleitplatte elastische Elemente und/oder Kontaktierungselemente befinden. Diese Folge dieser einzelnen Schichten muss bei der Montage über Schrauben mit den Einzelzellen verspannt werden. Die Montage ist demzufolge aufwendig.The DE 10 2007 063 178 A1 discloses a battery with a heat-conducting plate for temperature control of the battery. The battery comprises a plurality of individual cells connected to one another. The heat-conducting plate has holes and/or incisions in the area of the poles of the individual cells, through which the poles of the individual cells protrude in and out. The heat-conducting plate is arranged between the individual cells and contacting elements placed on the poles. Electrical cell connectors arranged pole by pole and/or a cell connector board are provided as contacting elements for electrically connecting the poles of the individual cells. Furthermore, elastic elements and/or contacting elements can be located on the top of the heat-conducting plate. This sequence of these individual layers must be clamped to the individual cells using screws during assembly. The assembly is therefore complex.

Die DE 10 2009 046 385 A1 offenbart eine Batterie mit einem Entgasungssystem. Das Entgasungssystem befindet sich auf der den Polen der Batteriezellen gegenüberliegenden Seite. Dort befindet sich hierzu eine eigens hierfür vorgesehene Grundplatte mit Durchlässen für Entgasungsöffnungen sowie einem Sammelbecken zum Auffangen der Gase aus den Batteriezellen.The DE 10 2009 046 385 A1 discloses a battery with a degassing system. The degassing system is located on the side opposite the poles of the battery cells. There is a specially designed base plate with passages for degassing openings and a collecting basin for collecting the gases from the battery cells.

Die DE 10 2012 219 784 A1 offenbart ein Batteriemodul, das einen Gaskanal, eine Leiterplatte und ein Batteriemodulgehäuse, welches eine Vielzahl von Batteriezellen aufnimmt, aufweist. Der Gaskanal wird durch ein U-Profil mit Durchgangsöffnungen zu den Entgasungsöffnungen der Batteriezellen sowie eine das U-Profil auf der den Entgasungsöffnungen abgewandten Seite verschließende Leiterplatte gebildet. Die Leiterplatte bildet somit eine Wand des Gaskanals und kann direkt in Berührung mit dem Gas kommen, wenn Gas aus einer Gasaustrittsöffnung einer Batteriezelle austritt. Bei der Montage wird die Leiterplatte direkt an den Stromschienen befestigt. Das U-Profil ist nicht direkt mit den Stromschienen verbunden. Der Nachteil dieser Anordnung ist, dass austretendes Gas die ungeschützte Platine zerstören kann. Eine Steuerung und/oder Regelung des Batteriemoduls ist in diesem Fall nicht mehr gewährleistet. Weiterhin ist keine aktive Temperierung der Batteriezellenoberfläche oder der Zellverbinder vorgesehen.The DE 10 2012 219 784 A1 discloses a battery module that includes a gas channel, a circuit board, and a battery module housing that accommodates a plurality of battery cells. The gas channel is formed by a U-profile with through openings to the degassing openings of the battery cells and a circuit board closing the U-profile on the side facing away from the degassing openings. The circuit board thus forms a wall of the gas channel and can come into direct contact with the gas when gas emerges from a gas outlet opening of a battery cell. During assembly, the circuit board is attached directly to the busbars. The U-profile is not directly connected to the busbars. The disadvantage of this arrangement is that escaping gas can destroy the unprotected circuit board. In this case, control and/or regulation of the battery module is no longer guaranteed. Furthermore, no active temperature control of the battery cell surface or the cell connector is provided.

Die EP 3 316 384 A1 offenbart eine Platinenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es ist eine starre Platine für eine Steuer- und/oder Regelungselektronik vorgesehen, an der direkt Zellverbinder zum Verbinden der Energiespeicherzellen flächig aufgebracht sind. Durch diese direkte Verbindung der Zellverbinder mit der Steuer- und/oder Regelungselektronik findet eine direkte Wärmeübertragung von den elektrischen Anschlüssen der Energiespeicherzellen zur Steuer- und/oder Regelungselektronik statt. Eine solche Anordnung führt zu unvermeidbaren Messabweichungen bei der Spannungs- und Temperaturmessung. Ferner ist eine C-förmige, flexible, ein Temperatursensorelement tragende Leiterplatte an der starren Platine fixiert. Die flexible Leiterplatte erstreckt sich durch eine schlitzförmige Durchgangsöffnung in der starren Platine hindurch. Die Konstruktion ist, sowohl was die Herstellung der Einzelteile anbelangt als auch was die Endmontage anbelangt, aufwendig und kostspielig.The EP 3 316 384 A1 discloses a circuit board arrangement according to the preamble of claim 1. A rigid circuit board is provided for control and/or regulation electronics, on which cell connectors for connecting the energy storage cells are directly applied. This direct connection of the cell connectors to the control and/or regulation electronics results in a direct heat transfer from the electrical connections of the energy storage cells to the control and/or regulation electronics. Such an arrangement leads to unavoidable measurement deviations when measuring voltage and temperature. Furthermore, a C-shaped, flexible circuit board carrying a temperature sensor element is fixed to the rigid circuit board. The flexible circuit board extends through a slot-shaped through opening in the rigid circuit board. The construction is complex and expensive, both in terms of the production of the individual parts and the final assembly.

Aufgabe der vorliegenden ErfindungObject of the present invention

Die Aufgabe der vorstehenden Erfindung besteht darin, einen Zellverbinder für einen Energiespeicher mit einer verbesserten Temperierung bereitzustellen.The object of the above invention is to provide a cell connector for an energy storage device with improved temperature control.

Lösung der AufgabeSolution to the task

Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 und des Anspruchs 2 sowie des Anspruchs 22 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.The above task is solved by the entire teaching of claim 1 and claim 2 as well as claim 22. Appropriate embodiments of the invention are claimed in the subclaims.

Die Erfindung betrifft einen Zellverbinder für einen Energiespeicher zur elektrischen Kontaktierung eines ersten Polkontakts einer ersten Energiespeicherzelle und eines zweiten Polkontakts einer zweiten Energiespeicherzelle des Energiespeichers, insbesondere eines Energiespeichers für ein Fahrzeug, umfassend einen elektrisch leitenden Grundkörper, vorzugsweise aus einem Flachmaterial mit gleichbleibender Schichtdicke, insbesondere aus Blech, mit einer ersten Kontaktfläche, die zur elektrischen Kontaktierung des ersten Polkontakts sowie einer zweiten Kontaktfläche, die zur elektrischen Kontaktierung des zweiten Polkontakts dient. Erfindungsgemäß ist der Grundkörper in einem Teilbereich mit einer die Oberfläche des Zellverbinders vergrößernden Temperierstruktur versehen, vorzugsweise umspritzt. Dadurch wird eine besonders gute Temperierung des Zellverbinders gewährleistet.The invention relates to a cell connector for an energy storage device for electrically contacting a first pole contact of a first energy storage cell and a second pole contact of a second energy storage cell of the energy storage device, in particular an energy storage device for a vehicle, comprising an electrically conductive base body, preferably made of a flat material with a constant layer thickness, in particular Sheet metal, with a first contact surface, which is used for electrical contacting of the first pole contact and a second contact surface, which is used for electrical contacting of the second pole contact. According to the invention, the base body is provided in a partial area with a temperature control structure which enlarges the surface of the cell connector, preferably overmolded. This ensures particularly good temperature control of the cell connector.

Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Zellverbinder für einen Energiespeicher zur elektrischen Kontaktierung eines Polkontakts einer ersten oder letzten Energiespeicherzelle des Energiespeichers, insbesondere eines Energiespeichers für ein Fahrzeug, umfassend einen elektrisch leitenden Grundkörper, vorzugsweise aus einem Flachmaterial mit gleichbleibender Schichtdicke, insbesondere aus Blech, mit einer Kontaktfläche, die zur elektrischen Kontaktierung des Polkontakts dient, sowie einen Stromabgriff. Erfindungsgemäß ist der Grundkörper in einem Teilbereich mit einer die Oberfläche des Zellverbinders vergrößernden Temperierstruktur versehen, vorzugsweise umspritzt. Dadurch wird eine besonders gute Temperierung des Zellverbinders gewährleistet.The invention further relates to a cell connector for an energy storage device for electrically contacting a pole contact of a first or last energy storage cell of the energy storage device, in particular an energy storage device for a vehicle, comprising an electrically conductive base body, preferably made of a flat material with a constant layer thickness, in particular made of sheet metal, with a Contact surface, which is used for electrical contacting of the pole contact, as well as a current tap. According to the invention, the base body is provided in a partial area with a temperature control structure which enlarges the surface of the cell connector, preferably overmolded. This ensures particularly good temperature control of the cell connector.

Vorteilhafterweise kann der Grundkörper eine erste Seite sowie eine zweite Seite aufweisen und sich die Temperierstruktur entlang der gesamten Länge der ersten Seite erstrecken. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft, sofern der Zellverbinder keinen Stromabgriff aufweist.Advantageously, the base body can have a first side and a second side and the temperature control structure can extend along the entire length of the first side. This configuration is advantageous if the cell connector does not have a power tap.

Zweckmäßigerweise kann der Grundkörper eine erste Seite sowie eine zweite Seite aufweisen und sich die Temperierstruktur lediglich entlang der Länge der ersten Seite im Bereich der ersten Kontaktfläche erstrecken. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft, sofern der Zellverbinder einen Stromabgriff aufweist.The base body can expediently have a first side and a second side and the temperature control structure can only extend along the length of the first side in the area of the first contact surface. This configuration is advantageous if the cell connector has a current tap.

Die erste Seite des Grundkörpers erstreckt sich in Kontaktierungsrichtung der Energiespeicherzellen.The first side of the base body extends in the contacting direction of the energy storage cells.

Ferner können die erste und zweite Kontaktfläche durch mindestens eine Aussparung voneinander getrennt sein. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft, sofern der Zellverbinder keinen Stromabgriff aufweist. Der Zellverbinder kann durch diese Aussparung eine gewisse Elastizität aufweisen. Bei mit Energiespeicherzellen verbundener erster und zweiter Kontaktfläche können damit Relativbewegungen der Energiespeicherzellen zueinander ausgeglichen werden. Weiterhin kann durch die Aussparung der Stromfluss in Richtung des umspritzten Teilbereichs verlagert werden.Furthermore, the first and second contact surfaces can be separated from one another by at least one recess. This configuration is advantageous if the cell connector does not have a power tap. The cell connector can have a certain elasticity due to this recess. At with Energy storage cells connected first and second contact surfaces can thus be compensated for relative movements of the energy storage cells to one another. Furthermore, the current flow can be shifted towards the overmolded partial area through the recess.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann die Temperierstruktur eine Mehrzahl von Temperierrippen, Temperiernoppen, Temperierstiften und/oder Temperierstegen umfassen. In Abhängigkeit des die Temperierstruktur umgebenden Temperierfluids können dadurch eine besonders effektive Temperierung und/oder Strömung des Temperierfluids erzielt werden.In an expedient embodiment, the temperature control structure can comprise a plurality of temperature control ribs, temperature control knobs, temperature control pins and/or temperature control bars. Depending on the temperature control fluid surrounding the temperature control structure, particularly effective temperature control and/or flow of the temperature control fluid can be achieved.

Zweckmäßigerweise können die Temperierrippen, Temperiernoppen, Temperierstifte und/oder Temperierstege hierzu in Reihe zueinander, parallel zueinander und/oder gleich beabstandet zueinander angeordnet sein.For this purpose, the temperature control ribs, temperature control knobs, temperature control pins and/or temperature control webs can expediently be arranged in series with one another, parallel to one another and/or equally spaced from one another.

Dadurch, dass die Temperierstruktur aus einem thermisch leitenden, elektrisch isolierenden Material, insbesondere einem thermisch leitenden, elektrisch isolierenden Kunststoff, besteht, erfolgt eine besonders gute Wärmeübertragung und eine elektrische Isolierung des Zellverbinders.The fact that the temperature control structure consists of a thermally conductive, electrically insulating material, in particular a thermally conductive, electrically insulating plastic, results in particularly good heat transfer and electrical insulation of the cell connector.

Für eine zusätzliche Temperierung der Oberfläche einer Energiespeicherzelle kann ein Kontaktelement mit einer Kontaktfläche zur Kontaktierung der Oberfläche der Energiespeicherzelle vorgesehen sein und das Kontaktelement kann mit der Temperierstruktur verbunden sein.For additional temperature control of the surface of an energy storage cell, a contact element with a contact surface for contacting the surface of the energy storage cell can be provided and the contact element can be connected to the temperature control structure.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Kontaktelement Bestandteil der Temperierstruktur sein.In an advantageous embodiment, the contact element can be part of the temperature control structure.

In einer alternativen Ausgestaltung kann das Kontaktelement eine Kontaktplatte, vorzugsweise aus einem Blech, sein.In an alternative embodiment, the contact element can be a contact plate, preferably made of sheet metal.

Zwischen der Kontaktplatte und dem Grundkörper kann sich ein Spalt befinden, und die Temperierstruktur kann den Grundkörper und die Kontaktplatte im Bereich des Spalts miteinander vereinen. Durch den Spalt können die Kontaktplatte und der Grundkörper elektrisch voneinander getrennt werden.There can be a gap between the contact plate and the base body, and the temperature control structure can unite the base body and the contact plate with one another in the area of the gap. The gap allows the contact plate and the base body to be electrically separated from one another.

Dadurch, dass die erste und/oder zweite Kontaktfläche und die Kontaktfläche des Kontaktelements in einem Höhenversatz zueinander positioniert sind, wird eine thermische und elektrische Kontaktierung der ersten und/oder zweiten Kontaktfläche zu den Polkontakten der Energiespeicherzelle sowie eine thermische Kontaktierung des Kontaktelements zu der Oberfläche der Energiespeicherzelle ermöglicht.Because the first and/or second contact surface and the contact surface of the contact element are positioned at a height offset from one another, thermal and electrical contacting of the first and/or second contact surface to the pole contacts of the energy storage cell and thermal contacting of the contact element to the surface of the energy storage cell are achieved Energy storage cell enables.

Zweckmäßigerweise kann der Höhenversatz durch mindestens eine Abkantung des Kontaktelements gebildet werden.The height offset can expediently be formed by at least one fold of the contact element.

In vorteilhafter Weise kann die mindestens eine Abkantung beidseitig der Temperierstruktur vorgesehen sein.Advantageously, the at least one fold can be provided on both sides of the temperature control structure.

Besonders zweckmäßig sind der Grundkörper und das Kontaktelement Stanzteile oder geschnittene Teile, vorzugsweise Laserschnittteile, aus einem gemeinsamen plattenförmigen Rohling. Dadurch kann der Grundkörper und das Kontaktelement besonders günstig hergestellt werden, ohne dass bei der Herstellung des Kontaktelements ein Verschnitt entsteht.The base body and the contact element are particularly useful as punched parts or cut parts, preferably laser-cut parts, from a common plate-shaped blank. As a result, the base body and the contact element can be manufactured particularly cheaply without any waste being produced during the production of the contact element.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann sich das Kontaktelement bis zu mindestens einer Entgasungsöffnung der ersten und/oder zweiten und/oder letzten Energiespeicherzelle, vorzugsweise bis zu den Entgasungsöffnungen der ersten und zweiten Energiespeicherzelle, erstrecken, vorzugsweise diese zumindest teilweise umschließen.In a further advantageous embodiment, the contact element can extend up to at least one degassing opening of the first and/or second and/or last energy storage cell, preferably up to the degassing openings of the first and second energy storage cells, preferably at least partially enclosing these.

Ferner kann das Kontaktelement durch den Polkontakt eine Energiespeicherzelle teilweise oder vollständig umschließen.Furthermore, the contact element can partially or completely enclose an energy storage cell through the pole contact.

Zweckmäßigerweise kann die Temperierstruktur eine Schnittstelle zu einem thermischen Konditionierungssystem bilden.The temperature control structure can expediently form an interface to a thermal conditioning system.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das thermische Konditionierungssystem mindestens einen Temperierungskanal aufweisen, in der die Temperierstruktur des Zellverbinders positioniert werden kann.In an advantageous embodiment, the thermal conditioning system can have at least one temperature control channel in which the temperature control structure of the cell connector can be positioned.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung kann der elektrisch leitende Grundkörper aus einem, vorzugsweise plättchenförmigen, Flachmaterial mit gleichbleibender Schichtdicke oder aus einem gebogenen Flachmaterial mit gleichbleibender Schichtdicke oder einem Material mit sich verändernder Schichtdicke, insbesondere einem gebogenen Material mit sich verändernder Schichtdicke, bestehen.In a particularly advantageous embodiment, the electrically conductive base body can consist of a, preferably plate-shaped, flat material with a constant layer thickness or of a curved flat material with a constant layer thickness or a material with a changing layer thickness, in particular a curved material with a changing layer thickness.

Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Energiespeicher, insbesondere einen Energiespeicher für ein Fahrzeug, mit einer Mehrzahl von aneinandergereihten Energiespeicherzellen, wobei ein Zellverbinder nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 21 vorgesehen ist.The invention further relates to an energy storage device, in particular an energy storage device for a vehicle, with a plurality of energy storage cells arranged in a row, with a cell connector according to at least one of claims 1 to 21 being provided.

Beschreibung der Erfindung anhand von AusführungsbeispielenDescription of the invention using exemplary embodiments

Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden anhand von Zeichnungsfiguren nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

1a eine Draufsicht auf einen Energiespeicher mit Zellverbindern unter Weglassung einer Temperierstruktur;
1b eine perspektivische Darstellung eines Energiespeichers mit Zellverbindern unter Weglassung einer Temperierstruktur aus 1;
2a eine perspektivische Darstellung eines Zellverbinders aus 1 mit Temperierstruktur;
2b eine perspektivische Darstellung eines anschlussseitigen Zellverbinders aus 1 mit Temperierstruktur;
3a eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung einer Temperierstruktur eines Zellverbinders;
3b eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung einer Temperierstruktur eines Zellverbinders;
3c eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung einer Temperierstruktur eines Zellverbinders;
3d eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung einer Temperierstruktur eines Zellverbinders;
4a eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung eines Zellverbinders;
4b eine Seitenansicht des Zellverbinders nach 4a;
5a eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung eines Zellverbinders;
5b eine Seitenansicht des Zellverbinders nach 5a;
6a eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung eines Zellverbinders; sowie
6b eine perspektivische Darstellung eines Zellverbinders nach 6a ohne Temperierstruktur.

Appropriate embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to drawing figures. Show it:

1a a top view of an energy storage device with cell connectors, omitting a temperature control structure;
1b a perspective view of an energy storage device with cell connectors, omitting a temperature control structure 1 ;
2a a perspective view of a cell connector 1 with temperature control structure;
2 B a perspective view of a connection-side cell connector 1 with temperature control structure;
3a a perspective view of a further embodiment of a temperature control structure of a cell connector;
3b a perspective view of a further embodiment of a temperature control structure of a cell connector;
3c a perspective view of a further embodiment of a temperature control structure of a cell connector;
3d a perspective view of a further embodiment of a temperature control structure of a cell connector;
4a a perspective view of a further embodiment of a cell connector;
4b a side view of the cell connector 4a ;
5a a perspective view of a further embodiment of a cell connector;
5b a side view of the cell connector 5a ;
6a a perspective view of a further embodiment of a cell connector; as well as
6b a perspective view of a cell connector 6a without temperature control structure.

1 zeigt einen Energiespeicher 3 in seiner Gesamtheit. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Batterie z. B. für ein Elektrofahrzeug mit einem elektrischen Antrieb. Der Energiespeicher weist eine Mehrzahl von aneinandergereihten Energiespeicherzellen 2a, 2b, 2z auf. 1 shows an energy storage device 3 in its entirety. This is in particular a battery e.g. B. for an electric vehicle with an electric drive. The energy storage has a plurality of energy storage cells 2a, 2b, 2z arranged in a row.

Die Energiespeicherzellen 2a, 2b, 2z weisen jeweils zwei in 1 von Zellverbindern 11a, 11b verdeckte Polkontakte 22a, 22b auf, nämlich einen Polkontakt 22a für eine Anode sowie einen Polkontakt 22b für eine Kathode. Die Polkontakte 22a, 22b können eine im Wesentlichen ebene Oberfläche aufweisen bzw. als Plättchen ausgebildet sein.The energy storage cells 2a, 2b, 2z each have two in 1 pole contacts 22a, 22b covered by cell connectors 11a, 11b, namely a pole contact 22a for an anode and a pole contact 22b for a cathode. The pole contacts 22a, 22b can have a substantially flat surface or can be designed as a plate.

Weiterhin zeigt 1 eine Steuer- und/oder Regelungselektronik 16, die elektrisch über Verbindungselemente 15 mit den Zellverbindern 11a, 11b verbunden ist.Continues to show 1 a control and/or regulation electronics 16, which is electrically connected to the cell connectors 11a, 11b via connecting elements 15.

Die Zellverbinder 11a, 11b können beispielsweise mit den Polkontakten 22a, 22b verschweißt werden. Ferner können die Zellverbinder 11a, 11b Durchgangsöffnungen 111 aufweisen. Diese können der Positionierung bei der Befestigung der Zellverbinder 11a, 11b mit den Polkontakten 22a, 22b dienen. Zudem können die Durchgangsöffnungen 111 als Revisionsöffnungen dienen. Durch die Durchgangsöffnungen 111 können bei Bedarf beispielsweise Messleitungen an unter den Durchgangsöffnungen befindlichen Gewindebohrungen an den Polkontakten 22a, 22b angebracht werden. Dadurch kann beispielsweise die Kontaktierung der Zellverbinder 11a, 11b mit den Polkontakten 22a, 22b geprüft werden.The cell connectors 11a, 11b can, for example, be welded to the pole contacts 22a, 22b. Furthermore, the cell connectors 11a, 11b can have through openings 111. These can be used for positioning when attaching the cell connectors 11a, 11b to the pole contacts 22a, 22b. In addition, the through openings 111 can serve as inspection openings. If necessary, measuring lines can be attached through the through openings 111 to threaded holes located under the through openings on the pole contacts 22a, 22b. This allows, for example, the contacting of the cell connectors 11a, 11b with the pole contacts 22a, 22b to be checked.

Im Ausführungsbeispiel sind beispielhaft vierzehn Energiespeicherzellen 2a, 2b, 2z dargestellt, die durch die Zellverbinder 11a, 11b in einer Reihenschaltung elektrisch miteinander verbunden sind. Die Energiespeicherzellen 2a, 2b, 2z sind hierzu jeweils gedreht zueinander angeordnet, sodass dem Polkontakt 22a der Anode der Energiespeicherzelle 2a der Polkontakt 22b der Kathode der danebenliegenden Energiespeicherzelle 2b gegenüberliegt bzw. dem Polkontakt 22b der Kathode der Energiespeicherzelle 2b der Polkontakt 22a der Anode der danebenliegenden Energiespeicherzelle 2a gegenüberliegt. Der Polkontakt 22b der Kathode der ersten Energiespeicherzelle 2a ist mit dem endständigen Zellverbinder 11b verbunden. Der Polkontakt 22a der Anode der ersten Energiespeicherzelle 2a ist über den Zellverbinder 11a mit dem Polkontakt 22b der Kathode der danebenliegenden, zweiten Energiespeicherzelle 2b verbunden. Der Polkontakt 22a der Anode der zweiten Energiespeicherzelle 2b ist wiederum über einen Zellverbinder 11a mit dem Polkontakt 22b der Kathode der dritten Energiespeicherzelle verbunden, usw. Der Polkontakt 22a der Anode der letzten Energiespeicherzelle 2z ist mit dem Zellverbinder 11b verbunden. Die Zellverbinder 11b sind dazu vorgesehen, den Energiespeicher 3 elektrisch mit einem nicht dargestellten elektrischen Verbraucher, z. B. dem Elektromotor eines Elektrofahrzeugs, zu verbinden. Die beiden Zellverbinder 11b bilden somit die Energiespeicheranschlüsse, d. h. die Kathode und Anode des gesamten Energiespeichers 3.In the exemplary embodiment, fourteen energy storage cells 2a, 2b, 2z are shown, which are electrically connected to one another in a series connection by the cell connectors 11a, 11b. For this purpose, the energy storage cells 2a, 2b, 2z are each arranged rotated relative to one another, so that the pole contact 22a of the anode of the energy storage cell 2a is opposite the pole contact 22b of the cathode of the adjacent energy storage cell 2b or the pole contact 22b of the cathode of the energy storage cell 2b is opposite the pole contact 22a of the anode of the adjacent one Energy storage cell 2a is opposite. The pole contact 22b of the cathode of the first energy storage cell 2a is connected to the terminal cell connector 11b. The pole contact 22a of the anode of the first energy storage cell 2a is connected via the cell connector 11a to the pole contact 22b of the cathode of the adjacent second energy storage cell 2b. The pole contact 22a of the anode of the second energy storage cell 2b is in turn connected via a cell connector 11a to the pole contact 22b of the cathode of the third energy storage cell, etc. The pole contact 22a of the anode of the last energy storage cell 2z is connected to the cell connector 11b. The cell connectors 11b are intended to electrically connect the energy storage device 3 to an electrical consumer (not shown), e.g. B. the electric motor of an electric vehicle. The two cell connectors 11b thus form the energy storage connections, i.e. H. the cathode and anode of the entire energy storage device 3.

In alternativen Ausgestaltungen eines Energiespeichers 3 kann auch eine andere Anzahl von Energiespeicherzellen vorgesehen sein und/oder die Energiespeicherzellen können parallel geschaltet werden. Hierzu können die Zellverbinder 11a, 11b beispielsweise die elektrischen Anschlüsse 22a der Anoden von zwei oder mehr Energiespeicherzellen bzw. die elektrischen Anschlüsse 22b der Kathoden von zwei oder mehr Energiespeicherzellen miteinander verbinden. Die Energiespeicherzellen können auch gleich orientiert, d. h. nicht gedreht, aneinandergereiht angeordnet sein, sodass die elektrischen Anschlüsse der Kathoden der Energiespeicherzellen des Energiespeichers 3 entlang einer ersten Linie angeordnet sind und die elektrischen Anschlüsse der Anoden der Energiespeicherzellen entlang einer parallel zur ersten Linie verlaufenden zweiten Linie angeordnet sind.In alternative embodiments of an energy storage 3, a different number of energy storage cells can also be provided and/or the energy storage cells can be connected in parallel. For this purpose, the cell connectors 11a, 11b can, for example, connect the electrical connections 22a of the anodes of two or more energy storage cells or the electrical connections 22b of the cathodes of two or more energy storage cells to one another. The energy storage cells can also be arranged in a row in the same orientation, ie not rotated, so that the electrical connections of the cathodes of the energy storage cells of the energy storage 3 are arranged along a first line and the electrical connections of the anodes of the energy storage cells are arranged along a second line running parallel to the first line are.

Die 2a und 2b zeigen Zellverbinder 11a, 11b zur elektrischen Kontaktierung der Polkontakte 22a, 22b der Energiespeicherzellen 2a, 2a, 2z mit einer Temperierstruktur 12. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1a und 1b sind zwei endständige Zellverbinder 11b sowie dreizehn Zellverbinder 11a gezeigt.The 2a and 2 B show cell connectors 11a, 11b for electrically contacting the pole contacts 22a, 22b of the energy storage cells 2a, 2a, 2z with a temperature control structure 12. In the exemplary embodiment according to 1a and 1b Two terminal cell connectors 11b and thirteen cell connectors 11a are shown.

Die Zellverbinder 11a sind dazu vorgesehen, jeweils einen Polkontakt 22a einer Energiespeicherzelle, z. B. 2a, mit einem Polkontakt 22b von einer benachbarten Energiespeicherzelle, z. B. 2b, elektrisch zu verbinden. Die Zellverbinder 11a weisen hierfür einen Grundkörper 110 mit einer ersten Kontaktfläche 112a und einer zweiten Kontaktfläche 112b auf, die jeweils mit einem Polkontakt 22a, 22b verbunden, z. B. verschweißt, werden.The cell connectors 11a are intended to each have a pole contact 22a of an energy storage cell, e.g. B. 2a, with a pole contact 22b from an adjacent energy storage cell, e.g. B. 2b, to be connected electrically. For this purpose, the cell connectors 11a have a base body 110 with a first contact surface 112a and a second contact surface 112b, each of which is connected to a pole contact 22a, 22b, e.g. B. welded.

Die beiden Zellverbinder 11b sind dafür vorgesehen, an der ersten Energiespeicherzelle 2a und der letzten Energiespeicherzelle 2z ein Kontaktierungsmittel zu einem nicht dargestellten elektrischen Verbraucher, z. B. einem Elektromotor eines Elektrofahrzeugs, oder zu einem benachbarten Energiespeicher bereitzustellen. Die Zellverbinder 11b weisen einen Grundkörper 113 mit einer Kontaktfläche 112a auf, die mit dem Polkontakt 22b der Kathode der ersten Energiespeicherzelle 2a bzw. dem Polkontakt 22a der Anode der letzten Energiespeicherzelle 2z verbunden, z. B. verschweißt, ist. Weiterhin weist der Grundkörper 113 einen Stromabgriff 110d auf. Die Stromabgriffe 110d der beiden Zellverbinder 11b bilden damit die Anschlüsse der Anode und Kathode des Energiespeichers 3.The two cell connectors 11b are intended to provide a contacting means on the first energy storage cell 2a and the last energy storage cell 2z to an electrical consumer (not shown), e.g. B. to provide an electric motor of an electric vehicle, or to an adjacent energy storage device. The cell connectors 11b have a base body 113 with a contact surface 112a, which is connected to the pole contact 22b of the cathode of the first energy storage cell 2a or the pole contact 22a of the anode of the last energy storage cell 2z, e.g. B. welded. Furthermore, the base body 113 has a current tap 110d. The current taps 110d of the two cell connectors 11b thus form the connections of the anode and cathode of the energy storage 3.

Die Grundkörper 110, 113 der Zellverbinder 11a, 11b bestehen aus einem elektrisch leitendenden Flachmaterial mit vorzugsweise gleichbleibender Schichtdicke, z. B. einem Blech. Der jeweilige Grundkörper 110, 113 weist eine erste Seite S1, S1' und eine zweite Seite S2, S2' auf und ist jeweils im Bereich der zweiten Seite S2, S2' in einem in den 2a und 2b verdeckten Teilbereich 110a mit einer die Oberfläche des Zellverbinders 11a, 11b vergrößernden Temperierstruktur 12 umspritzt. Die Temperierstruktur 12 weist beispielsweise eine Mehrzahl von zueinander parallel verlaufenden Temperierrippen 124a auf.The base bodies 110, 113 of the cell connectors 11a, 11b consist of an electrically conductive flat material with a preferably constant layer thickness, e.g. B. a sheet of metal. The respective base body 110, 113 has a first side S1, S1' and a second side S2, S2' and is in each case in the area of the second side S2, S2' 2a and 2 B Covered partial area 110a is encapsulated with a temperature control structure 12 which enlarges the surface of the cell connector 11a, 11b. The temperature control structure 12 has, for example, a plurality of temperature control ribs 124a that run parallel to one another.

In einer nicht dargestellten alternativen Ausführung kann der Grundkörper 110, 113 aus einem gebogenen Flachmaterial mit gleichbleibender Schichtdicke oder einem Material mit sich verändernder Schichtdicke bestehen, beispielsweise einem gebogenen Material mit sich verändernder Schichtdicke.In an alternative embodiment, not shown, the base body 110, 113 can consist of a curved flat material with a constant layer thickness or a material with a changing layer thickness, for example a curved material with a changing layer thickness.

Bei der Temperierstruktur 12 handelt es sich vorzugsweise um ein thermisch leitendes, elektrisch isolierendes Material, insbesondere um Kunststoff.The temperature control structure 12 is preferably a thermally conductive, electrically insulating material, in particular plastic.

Bei dem Zellverbinder 11a erstreckt sich die Temperierstruktur 12 entlang der gesamten Länge L1 der ersten Seite S1. Bei dem Zellverbinder 11b erstreckt sich die Temperierstruktur 12 lediglich entlang der Länge L2 der ersten Seite S1' im Bereich der Kontaktfläche 112a.In the case of the cell connector 11a, the temperature control structure 12 extends along the entire length L1 of the first side S1. In the case of the cell connector 11b, the temperature control structure 12 only extends along the length L2 of the first side S1' in the area of the contact surface 112a.

Zwischen den Kontaktflächen 112a, 112b des Zellverbinders 11a kann eine Aussparung 114 vorgesehen sein. Einerseits wird durch diese Aussparung der Stromfluss und die dadurch entstehende Wärme in den von der Temperierstruktur 12 umspritzten Teilbereich 110a verlagert. Andererseits weist der Grundkörper 110 dadurch eine höhere Elastizität auf. Thermische Ausdehnungen oder Relativbewegungen der benachbarten Energiespeicherzellen 2a, 2b, 2z zueinander können dadurch besser ausgeglichen werden.A recess 114 can be provided between the contact surfaces 112a, 112b of the cell connector 11a. On the one hand, this recess shifts the current flow and the resulting heat into the partial area 110a encapsulated by the temperature control structure 12. On the other hand, the base body 110 therefore has a higher elasticity. Thermal expansions or relative movements of the neighboring energy storage cells 2a, 2b, 2z to one another can thereby be better compensated for.

Ferner können die Grundkörper 110, 113 der Zellverbinder 11a, 11b Aussparungen 115, in Form von z. B. halbmondförmigen Durchgangsöffnungen, aufweisen. Diese erhöhen ebenfalls die Elastizität der Grundkörper 110, 113.Furthermore, the base bodies 110, 113 of the cell connectors 11a, 11b can have recesses 115, in the form of z. B. have crescent-shaped through openings. These also increase the elasticity of the base bodies 110, 113.

Die 3a bis 3d zeigen verschiedene Ausgestaltungen der Temperierstruktur 12. Als Temperierstruktur können Temperierwellenstrukturen 124b, Temperiernoppen 124c, Temperierstifte 124d oder Temperierstege 124e vorgesehen sein.The 3a until 3d show various configurations of the temperature control structure 12. Temperature control shaft structures 124b, temperature control knobs 124c, temperature control pins 124d or temperature control webs 124e can be provided as the temperature control structure.

Die 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b zeigen alternative Ausgestaltungen von Zellverbindern 11a, bei denen ein zusätzliches Kontaktelement 121a, 121b, 121c vorgesehen ist, das mit der Oberseite 23 der Energiespeicherzelle über eine Kontaktfläche 122a, 122b, 122c in unmittelbarem Kontakt steht. Dadurch kann eine Temperierung der Energiespeicherzellen 2a, 2b, 2z erfolgen.The 4a , 4b , 5a , 5b , 6a , 6b show alternative embodiments of cell connectors 11a, in which an additional contact element 121a, 121b, 121c is provided, which is in direct contact with the top 23 of the energy storage cell via a contact surface 122a, 122b, 122c. This allows the energy storage cells 2a, 2b, 2z to be tempered.

Das Kontaktelement 121a der Temperierstruktur 12 von 4a und 4b ist hierbei derart um den Endbereich des Grundkörpers 110 gespritzt, dass dessen Kontaktfläche 122a auf der Oberfläche der Energiespeicherzelle aufliegt bzw. die Höhe des Polkontakts 22a, vgl. 4b, überbrückt.The contact element 121a of the temperature control structure 12 from 4a and 4b is here molded around the end region of the base body 110 in such a way that its contact surface 122a rests on the surface of the energy storage cell or the height of the pole contact 22a, cf. 4b , bridged.

5a und 5b sowie die 6a und 6b zeigen zwei weitere alternative Ausgestaltungen von Zellverbindern 11a mit einem Kontaktelement 121b, 121c, beispielsweise einem Kontaktblech. 5a and 5b as well as the 6a and 6b show two further alternative embodiments of cell connectors 11a with a contact element 121b, 121c, for example a contact plate.

Gemäß 5a und 5b ist das Kontaktelement 121b von der Temperierstruktur 12 umspritzt und weist einen Versatz 127a auf. Der Versatz 127a kann im Wesentlichen die gleiche Höhe wie die Polkontakte 22a, 22b bezüglich der Oberseite 23 aufweisen. Dadurch können der Grundkörper 110 und das Kontaktelement 121b z. B. auf einer Ebene miteinander verbunden werden, mit der Folge, dass das Kontaktelement 121b unmittelbar auf der Oberseite der Energiespeicherzellen aufliegt. Zwischen dem Grundkörper 110 und dem Kontaktelement 121b ist ein Spalt 129a vorgesehen, sodass der Grundkörper 110 und das Kontaktelement 121b nicht in direktem Kontakt zueinanderstehen. Der Grundkörper 110 und das Kontaktelement 121b sind über die Temperierstruktur 12 miteinander verbunden. Durch eine elektrisch nicht leitende Temperierstruktur 12 können der Grundkörper 110 und das Kontaktelement 121b, 121c somit elektrisch voneinander isoliert werden. Bei dem Kontaktelement 121b kann es sich um dasselbe Material wie beim Grundkörper 110 handeln.According to 5a and 5b the contact element 121b is encapsulated by the temperature control structure 12 and has an offset 127a. The offset 127a can have essentially the same height as the pole contacts 22a, 22b with respect to the top 23. This allows the base body 110 and the contact element 121b, for example. B. can be connected to one another on one level, with the result that the contact element 121b rests directly on the top of the energy storage cells. A gap 129a is provided between the base body 110 and the contact element 121b, so that the base body 110 and the contact element 121b are not in direct contact with one another. The base body 110 and the contact element 121b are connected to one another via the temperature control structure 12. The base body 110 and the contact element 121b, 121c can thus be electrically insulated from one another by means of an electrically non-conductive temperature control structure 12. The contact element 121b can be the same material as the base body 110.

Die Varianten der 6a und 6b weist einen zusätzlichen Versatz 127b zwischen den beiden Kontaktflächen 112a, 112b auf. Das Kontaktelement 121c erstreckt sich bis zu den Entgasungsöffnungen 21 und umgibt die Polkontakte 22a, 22b der Energiespeicherzellen 2a, 2b. Durch den zusätzlichen Versatz 127b kann die Wärmeleitung zwischen dem Kontaktelement 121c und der Temperierstruktur 12 sowie die mechanische Stabilität des Zellverbinders 11a zusätzlich erhöht werden.The variants of the 6a and 6b has an additional offset 127b between the two contact surfaces 112a, 112b. The contact element 121c extends to the degassing openings 21 and surrounds the pole contacts 22a, 22b of the energy storage cells 2a, 2b. Due to the additional offset 127b, the heat conduction between the contact element 121c and the temperature control structure 12 as well as the mechanical stability of the cell connector 11a can be additionally increased.

Der Versatz 127a, 127b kann beispielsweise durch zwei Abkantungen eines plattenförmigen Rohmaterials, z. B. einem Blech erzeugt werden, wie sich dies aus 6b ergibt, in der die Temperierstruktur aus darstellerischen Gründen weggelassen ist.The offset 127a, 127b can be achieved, for example, by two folds of a plate-shaped raw material, e.g. B. a sheet of metal can be produced, as can be seen from this 6b results in which the temperature control structure is omitted for illustrative reasons.

Der Grundkörper 110 und das Kontaktelement 121b, 121c können vorteilhaft aus einem gemeinsamen plattenförmigen Rohling hergestellt, beispielsweise geschnitten oder gestanzt, werden.The base body 110 and the contact element 121b, 121c can advantageously be made from a common plate-shaped blank, for example cut or punched.

Bei den endseitigen Zellverbindern 11b können ebenso entsprechende Kontaktelemente vorgesehen sein. Die Geometrie des Kontaktelements für einen Zellverbinder 11b kann in einfacher Weise an die Geometrie des Zellverbinder 11b angepasst werden.Corresponding contact elements can also be provided for the end cell connectors 11b. The geometry of the contact element for a cell connector 11b can be easily adapted to the geometry of the cell connector 11b.

Die Zellverbinder 11a, 11b bzw. die Temperierstrukturen 12 können ferner eine Schnittstelle zu einem thermischen Konditionierungssystem, beispielsweise einem nicht dargestellten Temperierungskanal, aufweisen und mit diesem vorzugsweise im Bereich der Temperierstruktur 12 verbunden, beispielsweise verschweißt oder verklebt, sein. Der Temperierungskanal kann für die Verbindung mit einem Zellverbinder 11a, 11b beispielsweise Durchgangsöffnungen aufweisen, in die die Zellverbinder 11a, 11b und/oder die Temperierstruktur 12 eingeführt werden können. Die Schnittstelle zu dem thermischen Konditionierungssystem kann beispielsweise an der Temperierstruktur 12 vorgesehen sein. Die Schnittstelle kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass die Schnittstelle die Durchgangsöffnungen eines Temperierungskanals verschließen kann. Der Temperierungskanal kann beispielsweise dafür vorgesehen sein, ein Temperierfluid, beispielsweise eine Temperierflüssigkeit, aufzunehmen und/oder zu leiten.The cell connectors 11a, 11b or the temperature control structures 12 can also have an interface to a thermal conditioning system, for example a temperature control channel (not shown), and can be connected to it, for example welded or glued, preferably in the area of the temperature control structure 12. For the connection to a cell connector 11a, 11b, the temperature control channel can, for example, have through openings into which the cell connectors 11a, 11b and/or the temperature control structure 12 can be inserted. The interface to the thermal conditioning system can be provided, for example, on the temperature control structure 12. The interface can, for example, be designed in such a way that the interface can close the through openings of a temperature control channel. The temperature control channel can, for example, be intended to receive and/or conduct a temperature control fluid, for example a temperature control liquid.

Alternativ können die Zellverbinder 11a, 11b auch ohne Temperierungskanal genutzt werden. Dabei kann beispielsweise die Umgebungsluft zur Temperierung dienen.Alternatively, the cell connectors 11a, 11b can also be used without a temperature control channel. For example, the ambient air can be used to control the temperature.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST

2a2a: erste Energiespeicherzellefirst energy storage cell
2b2 B: zweite Energiespeicherzellesecond energy storage cell
2z2z: letzte Energiespeicherzellelast energy storage cell
33: Energiespeicher Energy storage
11a11a: ZellverbinderCell connector
11b11b: ZellverbinderCell connector
111111: DurchgangsöffnungPassage opening
110110: GrundkörperBasic body
113113: GrundkörperBasic body
110a110a: TeilbereichSub-area
110d110d: StromabgriffCurrent tap
112a112a: KontaktflächeContact surface
112b112b: KontaktflächeContact surface
1212: TemperierstrukturTempering structure
121a121a: KontaktelementContact element
121b121b: KontaktelementContact element
121c121c: KontaktelementContact element
122a122a: KontaktflächeContact surface
122b122b: KontaktflächeContact surface
122c122c: KontaktflächeContact surface
124a124a: TemperierrippenTempering ribs
124b124b: TemperierwellenstrukturTempering shaft structure
124c124c: TemperiernoppenTempering knobs
124d124d: TemperierstifteTempering pins
124e124e: TemperierstegeTemperature control bars
127a127a: Versatzoffset
127b127b: Versatzoffset
129a129a: Spaltgap
129b129b: Spaltgap
1515: VerbindungselementeFasteners
1616: Steuer- und/oder RegelungselektronikControl and/or regulation electronics
2121: EntgasungsöffnungDegassing opening
22a22a: PolkontaktPole contact
22b22b: PolkontaktPole contact
2323: OberseiteTop

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007063178 A1 [0004]
DE 102009046385 A1 [0005]
DE 102012219784 A1 [0006]
EP 3316384 A1 [0007]

Claims

Cell connector (11a) for an energy storage (3) for electrically contacting a first pole contact (22a) of a first energy storage cell (2a) and a second pole contact (22b) of a second energy storage cell (2b) of the energy storage (3), in particular an energy storage for a vehicle , comprising an electrically conductive base body (110) with a first contact surface (112a), which is used for electrically contacting the first pole contact (22a) and a second contact surface (112b), which is used to electrically contact the second pole contact (22b), characterized in that that the base body (110) is provided, preferably encapsulated, in a partial area (110a) with a temperature control structure (12) which enlarges the surface of the cell connector (11a).

Cell connector (11b) for an energy storage device (3) for electrically contacting a pole contact (22a, 22b) of an energy storage cell (2a, 2z) of the energy storage device (3), in particular an energy storage device for a vehicle, comprising an electrically conductive base body (113) with a Contact surface (112a), which is used for electrical contacting of the pole contact (22a, 22b), and a current tap (110d), characterized in that the base body (113) in a partial area (110a) with a surface that enlarges the cell connector (11b). Temperature control structure (12) is provided, preferably overmolded.

Cell connector (11a). Claim 1 , characterized in that the base body (110) has a first side (S1) and a second side (S2) and the temperature control structure (12) extends along the entire length (L1) of the first side (S1).

Cell connector (11b). Claim 2 , characterized in that the base body (113) has a first side (S1 ') and a second side (S2') and the temperature control structure (12) is only along the length (L2) of the first side (S1) in the area of first contact surface (112a).

Cell connector (11a, 11b) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first side (S1, S1') of the base body (110, 113) extends in the contacting direction of the energy storage cells (2a, 2b, 2z).

Cell connector (11a) according to at least one of the Claims 1 , 3 or 5 , characterized in that the first and second contact surfaces (112a, 112b) are separated from one another by at least one recess (114).

Cell connector (11a, 11b) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the temperature control structure (12) has a plurality of temperature control ribs (124a), in particular corrugated temperature control ribs (124b), temperature control knobs (124c), temperature control pins (124d) and/or temperature control bars ( 124e).

Cell connector (11a, 11b). Claim 7 , characterized in that the tempering ribs (124a), tempering knobs (124c), tempering pins (124d) and/or tempering webs (124e) are arranged in series with one another, parallel to one another and/or equidistant from one another.

Cell connector (11a, 11b) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the temperature control structure (12) consists of a thermally conductive, electrically insulating material, in particular a thermally conductive, electrically insulating plastic.

Cell connector (11a, 11b) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a contact element (121a, 121b, 121c) with a contact surface (122a, 122b, 122c) for contacting the surface of the energy storage cell (2a, 2b, 2z) is provided is and the contact element (121a, 121b, 121c) is connected to the temperature control structure (12).

Cell connector (11a, 11b). Claim 10 , characterized in that the contact element (121a) is part of the temperature control structure (12).

Cell connector (11a, 11b). Claim 10 , characterized in that the contact element (121b, 121c) is a contact plate, preferably made of sheet metal.

Cell connector (11a, 11b). Claim 10 or 12 , characterized in that there is a gap (129a, 129b) between the contact element (121b, 121c) and the base body (110, 113), and the temperature control structure (12) the base body (110, 113) and the contact element (121b, 121c) combined with each other in the area of the gap (129a, 129b).

Cell connector (11a, 11b) according to at least one of Claims 10 until 13 , characterized in that the first and/or second contact surface (112a, 112b) and the contact surface (122a, 122b, 122c) of the contact element (121a, 121b, 121c) are positioned at a height offset from one another.

Cell connector (11a, 11b) according to at least one of Claims 10 or 12 until 14 , characterized in that the height offset is formed by at least one fold (127a, 127b) of the contact element (121b, 121c).

Cell connector (11a, 11b). Claim 15 , characterized in that the at least one fold (127a, 127b) is provided on both sides of the temperature control structure.

Cell connector (11a, 11b) according to at least one of Claims 10 or 12 until 15 , characterized in that the base body (110, 113) and the contact element (122b, 122c) are stamped parts or cut parts, preferably laser-cut parts, from a common plate-shaped blank.

Cell connector (11a, 11b) according to at least one of Claims 10 until 17 , characterized in that the contact element (122a, 122b, 122c) extends up to at least one degassing opening (21) of the first and/or second and/or last energy storage cell (2a, 2b, 2z), preferably up to the degassing openings (21) the first and second energy storage cells (2a, 2b, 2z), preferably at least partially enclosing them.

Cell connector (11a, 11b) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the temperature control structure (12) forms an interface to a thermal conditioning system.

Cell connector (11a, 11b). Claim 19 , characterized in that the thermal conditioning system has at least one temperature control channel in which the temperature control structure (12) of the cell connector (11a, 11b) is positioned.

Cell connector (11a, 11b) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the electrically conductive base body (110, 113) consists of a, preferably plate-shaped, flat material with a constant layer thickness or a curved flat material with a constant layer thickness or a material with a changing layer thickness , in particular a curved material with changing layer thickness.

Energy storage (3), in particular energy storage for a vehicle, with a plurality of energy storage cells (2a, 2b, 2z) arranged in a row, characterized in that a cell connector (11a, 11b) according to at least one of Claims 1 until 21 is provided.