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Die Erfindung betrifft einen Zellverbinder zur formschlüssigen Verbindung mit Strukturschaum in Hochvoltspeichern.
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In der Herstellung von Hochvoltspeichern für Elektrofahrzeuge werden zunächst die einzelnen Zellen in einer Hochvoltspeicherwanne angeordnet. Die Zellen werden mittels Zellverbindern untereinander elektrisch verbunden und verschaltet. Ein Gehäuseoberteil des Hochvoltspeichers wird durch eine Klebeverbindung mit den Zellen des Hochvoltspeichers verbunden. Bei der Klebeverbindung kommt es zu adhäsiven Verbindungen zwischen den Oberflächen der Zellen, den Oberflächen der Zellverbinder, und der Oberflächen des Gehäuseoberteils. Eine solche Verklebung kann durch ein Ausschäumen des Zwischenraums zwischen den Zellen und Zellverbindern und dem Gehäuseoberteil des Hochvoltspeichers erfolgen.
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Allerdings ist die Qualität, also die Stärke der adhäsiven Verbindung, abhängig von der Oberflächenbeschaffenheit der Klebepartner und den Eigenschaften des Klebers. Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Klebeverbindung ist es die Wahl des Materials aus dem das Gehäuseoberteil des Hochvoltspeichers, die Zelloberfläche und die Oberfläche der Zellverbinder auf geeignete Materialien zu beschränken. In einer alternativen Möglichkeit werden die Oberflächen der Klebepartner vorbehandelt. Um eine hohe Klebequalität zu erreichen, dürfen nach der Klebebehandlung keinerlei Verschmutzungen an die Oberflächen der Klebepartner gelangen. Da die Hochvoltspeicherwanne erst bei der Herstellung des Elektrofahrzeuges, mit dem im Elektrofahrzeug eingelassenen Hochvoltoberteil verklebt wird, stellt eine Vorbehandlung eine hohe Anforderung und einen zusätzlichen Aufwand in der Herstellung der Hochvoltspeicher für Elektrofahrzeuge dar.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung einen Hochvoltspeicher bereitzustellen, welcher eine hohe Stabilität aufweist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Hochvoltspeicher gemäß Anspruch 1. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Der Hochvoltspeicher erlaubt, zusätzlich zur adhäsiven Verbindung zwischen den Klebepartnern, eine formschlüssige Verbindung zwischen den Klebepartnern. Hierdurch erhöht sich mittels der Klebeverbindung die zwischen den Klebepartnern vermittelbare Kraft und folglich die Qualität der Verklebung zwischen den Klebepartnern.
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Der Hochvoltspeicher umfasst eine Vielzahl von elektrochemischen Zellen und zumindest einen Zellverbinder. Der Zellverbinder ist zum elektrischen Kontaktieren der Zellen und/oder zum elektrischen Kontaktieren des Hochvoltspeichers ausgebildet. Dies ermöglicht ein Anschließen der Zellen an einen außerhalb des Hochvoltspeichers liegenden elektrischen Kontaktierungspunkt. Weiterhin ermöglicht der Zellverbinder eine Verschaltung der Zellen untereinander. Der Zellverbinder weist zumindest ein Kontaktierungsteil und einen Steg auf. Der Steg ist über das zumindest eine Kontaktierungsteil mit zumindest einer der Zellen elektrisch und mechanisch verbunden. Somit kann ein Strom zwischen zwei Zellen über den Steg und das Kontaktierungsteil fließen. Durch die mechanische Verbindung wird verhindert, dass die elektrische Verbindung durch äußere Einflüsse, wie Bewegungen des Hochvoltspeichers, unterbrochen wird. Zudem erlaubt die mechanische Verbindung zwischen dem Zellverbinder und den Zellen eine Übertragung von mechanischen Kräften zwischen dem Zellverbinder und den Zellen. Weiterhin ist ein Befestigungsabschnitt des Kontaktierungsteils über eine Verbindung mit einem Pol einer Zelle aus der Vielzahl von Zellen des Hochvoltspeichers elektrisch und mechanisch verbunden. Ein Verankerungsabschnitt des Kontaktierungsteils steht von der Zelle ab und überdeckt einen Teil der Zelle.
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Es bildet sich eine Hinterschneidung und/oder ein Hohlraum zwischen dem Verankerungsabschnitt des Kontaktierungsteils und dem vom Kontaktierungsteil überdeckten Teil der Zelle. Der Hochvoltspeicher weist ein Gehäuse mit einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil auf. Die Zellen sind in dem Gehäuse des Hochvoltspeichers so angeordnet, dass die Zellverbinder zwischen den Zellen und dem Gehäuseoberteil angeordnet sind. Beim Ausschäumen des Zwischenraums zwischen den Zellen, dem Zellverbinder und des Gehäuseoberteils des Hochvoltspeichers dringt der Klebeschaum auch in den Zwischenraum zwischen dem Verankerungsabschnitt des Zellverbinders und der Oberfläche der Zelle ein. Nach dem Aushärten des Klebeschaums entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zellverbinder und dem Klebeschaum. Somit ist die Kraftübertragung zwischen Zelle bzw. Zellverbinder und Klebeschaum verbessert, wodurch die Zelle zuverlässig mit dem Gehäuseoberteil des Hochvoltspeichers verbunden ist. Somit wirkt zusätzlich zu der stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Oberflächen der Klebepartner eine formschlüssige Verbindung zur Kraftübertragung.
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In einer Ausführungsform des Hochvoltspeichers weist der Verankerungsabschnitt einen Abschnitt auf, welcher parallel zu einer durch den Verankerungsabschnitt überdeckten Oberfläche der Zelle ausgerichtet ist. Diese Ausrichtung eines Abschnittes des Verankerungsabschnittes erlaubt eine verbesserte Übergabe der Kraft zwischen dem Verankerungsabschnitt und der formschlüssigen Verbindung mit dem Klebeschaum. Dies ist vor allem bei Kräften senkrecht zur Oberfläche der Zelle von Vorteil.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Hochvoltspeichers ist der Befestigungsabschnitt über zumindest eine Schweißverbindung mit dem Pol der Zelle elektrisch und mechanisch verbunden. Eine Schweißverbindung stellt gegenüber anderen Fügemethoden sowohl eine elektrische Verbindung mit einem geringen elektrischen Widerstand als auch eine mechanische Verbindung mit einer hinreichend hohen Belastbarkeit dar. Hierbei weist die Schweißverbindung zumindest einen Schweißpunkt und/oder eine Schweißnaht auf. Der durch die Schweißverbindung mit dem Pol der Zelle verbundene Abschnitt des Kontaktierungsteils bildet den Befestigungsabschnitt. Der Befestigungsabschnitt liegt direkt auf dem Pol der Zelle auf. Hierdurch wird der elektrische Widerstand zwischen dem Kontaktierungsteil und dem Pol der Zelle weiter verringert.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Hochvoltspeichers umfasst die Schweißverbindung zumindest mehrere Schweißpunkte und/oder eine geschlossene Schweißnaht. Mehrere Schweißpunkte und/oder eine Schweißnaht ermöglichen eine Verringerung des elektrischen Widerstandes zwischen dem Pol der Zelle und dem Kontaktierungsteil und steigern die mechanische Belastbarkeit der Verbindung zwischen dem Kontaktierungsteil und der Zelle. Insbesondere kann die geschlossene Schweißnaht kreisförmig ausgestaltet sein. Hierdurch entsteht ein gleichmäßig verteilter Stromfluss vom Pol der Zelle auf das Kontaktierungsteil. Zugleich wird durch die kreisförmige Schweißnaht eine mechanische Belastung zwischen dem Zellverbinder und der Zelle gleichmäßiger verteilt und Lastspitzen verringert. Der durch die Schweißverbindung umschlossene Abschnitt des Kontaktierungsteils bildet den Befestigungsabschnitt.
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Bevorzugt weist der Zellverbinder im unbefestigten Zustand keinen abstehenden und einen Teil der Zelle überdeckenden Verankerungsabschnitt auf. Dies Vereinfacht die Herstellung des Zellverbinders, da nur ein flaches Bauteil gefertigt werden muss. Weiterhin vereinfacht ein flaches Bauteil gegenüber einem gewölbten Bauteil die Lagerung. Zudem vereinfacht ein flaches Bauteil die Handhabung des Zellverbinders während der Herstellung des Hochvoltspeichers. Besonders bevorzugt ist der Zellverbinder derart ausgestaltet, dass bei einem Verschweißen des Befestigungsabschnitts mit der Zelle der Verankerungsabschnitt seine Form so ändert, dass der Verankerungsabschnitt absteht und einen Teil der Zelle überdeckt. Dies führt insbesondere zu den oben aufgelisteten Eigenschaften und Vorteilen einer Ausführungsform der Erfindung. Durch diese Eigenschaften des Zellverbinders werden die Vorteile einer der vorherigen Ausführungsformen mit einer einfachen Herstellung und Handhabung des Zellverbinders kombiniert.
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Besonders bevorzugt ist der Zellverbinder einstückig ausgebildet. Dies verringert die Herstellungskomplexität des Zellverbinders, da der Steg und das Kontaktierungsteil nicht erst miteinander verbunden werden müssen. Durch die einstückige Ausgestaltung des Zellverbinders verringern sich auch dessen Herstellungskosten. Zudem wird der elektrische Widerstand des Zellverbinders verringert, da Übergänge und Verbindungselemente einen größeren elektrischen Widerstand darstellen.
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Bevorzugt weist der Hochvoltspeicher einen weiteren Zellverbinder auf. Hierbei ist das Kontaktierungsteil des Zellverbinders kreisförmig ausgebildet und über eine kreisförmige Schweißnaht mit einem Pol der Zelle elektrisch und mechanisch verbunden. Das weitere Kontaktierungsteil des weiteren Zellverbinders ist teilkreisförmig ausgebildet und ist mit einem weiteren Pol der Zelle über eine teilkreisförmige Schweißnaht elektrisch und mechanisch verbunden. Die teilkreisförmige Ausgestaltung des weiteren Kontaktierungsteils erlaubt es den Steg des Zellverbinders auf gleicher Ebene mit dem Kontaktierungsteil fortzuführen, ohne den weiteren Zellverbinder zu kontaktieren. Liegen der Zellverbinder und der weitere Zellverbinder auf unterschiedlichen Ebenen, würde ein weiteres Kontaktierungsteil in Form eines geschlossenen Kreises unter dem Steg des Zellverbinders liegen. Dies würde eine Demontage des weiteren Zellverbinders erschweren. Folglich erleichtert ein Kontaktierungsteil aufweisend eine teilkreisförmige Ausgestaltung die Demontage des weiteren Zellverbinders und somit die Demontage der Zelle aus dem Hochvoltspeicher. Hierbei ist das Kontaktierungsteil in einer Draufsicht auf die Pole der Zelle innerhalb des weiteren Kontaktierungsteils angeordnet.
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Weiterhin umfasst die Erfindung ein Fahrzeug umfassend einen Hochvoltspeicher nach einem der obigen Ausführungsformen und einen Aufnahmeabschnitt. Insbesondere befindet sich der Aufnahmeabschnitt im Unterboden des Fahrzeuges. Dies erleichtert den Zugang zum Hochvoltspeicher im Aufnahmeabschnitt und verringert den Wartungsaufwand. Hierbei ist der Hochvoltspeicher so angeordnet, dass der zumindest eine Zellverbinder zwischen den Zellen des Hochvoltspeichers und dem Aufnahmeabschnitt angeordnet ist. Der Hohlraum zwischen dem Hochvoltspeicher, dem Aufnahmeabschnitt und dem Gehäuseoberteil ist mit einem Füllmaterial, insbesondere Klebeschaum, ausgefüllt. Weiterhin ist das Füllmaterial zwischen dem Verankerungsabschnitt und den Zellen angeordnet. Dies ermöglicht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zellverbinder und dem Klebeschaum. Weiterhin stellt die formschlüssige Verbindung neben der adhäsiven Verbindung zwischen dem Klebeschaum und dem Zellverbinder eine zusätzliche Möglichkeit zur Kraftübertragung zwischen dem Klebeschaum und dem Zellverbinder dar.
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In einer Ausführungsform bildet ein Klebeschaum zumindest eine formschlüssige Verbindung mit einem Zellverbinder des Hochvoltspeichers in einer ersten Raumrichtung. Die erste Raumrichtung ist eine Hochachse des Fahrzeuges. Durch die Ausrichtung der formschlüssigen Verbindung entlang der Hochachse des Fahrzeuges werden Kräfte entlang der Hochachse vom Verankerungsabschnitt auf den Klebeschaum übertragen. Der Klebeschaum überträgt die Kräfte weiter an das Gehäuseoberteil des Hochvoltspeichers. Eine solche Kraft entlang einer Hochachse des Fahrzeuges, ist die auf die Zellen wirkende Schwerkraft. Hier kann es besonders bei Schwingungen des Hochvoltspeichers und/oder der Zellen zu großen Beschleunigungskräften kommen. Durch die formschlüssige Verbindung zwischen dem Klebeschaum und dem Verankerungsabschnitt wird eine Relativbewegung zwischen dem Verankerungsabschnitt und dem Gehäuseoberteil und somit eine Relativbewegung zwischen den Zellen und dem Gehäuseoberteil verringert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform steht ein Verankerungsabschnitt des Zellverbinders des Hochvoltspeichers von der Zelle ab und überdeckt einen Teil der Zelle. Weiterhin weist der Verankerungsabschnitt einen Abschnitt auf, welcher nicht parallel zur ersten Raumrichtung, insbesondere parallel zu einer zweiten Raumrichtung, ausgerichtet ist. Die zweite Raumrichtung ist parallel zur Längsachse und/oder Querachse des Fahrzeuges ausgerichtet. Somit wird bei gleicher Fläche des Verankerungsabschnitts ein größerer Anteil der Gewichtskraft der Zelle an den Klebeschaum abgegeben.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Hochvoltspeichers nach dem Stand der Technik,
- 2 eine schematische Ansicht eines Hochvoltspeichers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt,
- 3 eine schematische Ansicht einer Rundzelle des Hochvoltspeichers nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht, und
- 4 ein Fahrzeug mit einem Hochvoltspeicher nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Hochvoltspeichers 1 nach dem Stand der Technik. Der Hochvoltspeicher 1 umfasst eine Vielzahl von elektrochemischen Zellen 2. Die Zellen 2 weisen ein Zellgehäuse 2a und zwei ungleichnamige Pole 3a, 3b auf. Mit den Polen 3a, 3b der Zellen 2 sind Zellverbinder 4, 8 verbunden. Die Zellverbinder 4, 8 ermöglichen einen Stromfluss zwischen den Zellen 2 und/oder zu externen, an den Hochvoltspeicher 1 angeschlossenen, Komponenten. Durch die Zellverbinder 4, 8 sind die Zellen 2 miteinander verschaltet und außerhalb des Hochvoltspeichers 1 kontaktierbar. Der Hochvoltspeicher 1 weist ein Gehäuse 7 mit einem Gehäuseoberteil 7a und einem Gehäuseunterteil 7b auf. Die Zellen 2 sind in dem Gehäuse 7 des Hochvoltspeichers 1 so angeordnet, dass die Zellverbinder 4, 8 zwischen den Zellen 2 und dem Gehäuseoberteil 7a angeordnet sind. Die Zellen 2 des Hochvoltspeichers 1 sind über eine Klebeverbindung 6 mit einem Gehäuseoberteil 7 des Hochvoltspeichers 1 verbunden. Hierbei wirkt zwischen dem Klebeschaum 6 und dem Gehäuseoberteil 7a, den Zellen 2 und den Zellverbindern 4, 8 adhäsive Kräfte.
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2 zeigt eine schematische Ansicht eines Hochvoltspeichers 1 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt und 3 eine Draufsicht auf eine Rundzelle des Hochvoltspeichers. Der Aufbau des Hochvoltspeichers 1 ist analog zu 1 und unterscheidet sich insbesondere in den Zellverbindern 4, 8. Die primäre Funktion der Zellverbinder 4, 8 ist ein Anschließen der Zellen 2 an einen außerhalb des Hochvoltspeicher 1 liegenden elektrischen Kontaktierungspunkt sowie eine Verschaltung der Zellen 2 untereinander zu ermöglichen.
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Jeder Zellverbinder 4, 8 weist zumindest ein Kontaktierungsteil 4a, 8a und einen Steg 4b, 8b auf. Der Steg 4b, 8b ist über das zumindest ein Kontaktierungsteil 4a, 8a mit zumindest einer der Zellen 2 elektrisch und mechanisch verbunden. Somit kann ein Strom zwischen zwei Zellen 2 über den Steg 4b, 8b und das Kontaktierungsteil 4a, 8a fließen. Durch die mechanische Verbindung wird verhindert, dass die elektrische Verbindung durch äußere Einflüsse, wie Bewegungen des Hochvoltspeichers 1 unterbrochen wird. Zudem erlaubt die mechanische Verbindung zwischen dem Zellverbinder 4, 8 und einer der Zellen 2 die Übertragung von mechanischen Kräften zwischen dem Zellverbinder 4, 8 und einer der Zellen 2. Weiterhin ist ein Befestigungsabschnitt 4c, 8c des Kontaktierungsteils 4a, 8a über eine Verbindung mit einem Pol 3a, 3b einer Zelle 2 aus der Vielzahl von Zellen 2 des Hochvoltspeichers 1 elektrisch und mechanisch verbunden. Ein Verankerungsabschnitt 4d des Kontaktierungsteils 4a, 8a steht von der Zelle ab und überdeckt einen Teil der Zelle 2.
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Es bildet sich ein Zwischenraum 4e, 8e zwischen dem Verankerungsabschnitt 4d, 8d des Kontaktierungsteils 4a, 8a und dem vom Kontaktierungsteil 4a, 8a überdeckten Teil der Zelle 2. Beim Ausschäumen des Zwischenraums 4e, 8e zwischen den Zellen 2, dem Zellverbinder 4, 8 und des Gehäuseoberteils 7a des Hochvoltspeichers 1 dringt der Klebeschaum 6 auch in den obigen Zwischenraum 4e, 8e zwischen dem Verankerungsabschnitt 4d, 8d des Zellverbinders 4, 8 und der Oberfläche der Zelle 2. Nach dem Aushärten des Klebeschaums 6 entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zellverbinder 4, 8 und dem Gehäuseoberteil 7a des Hochvoltspeichers 1. Über die mechanische Verbindung zwischen dem Zellverbinder 4, 8 und der Zelle 2 ist ebenso die Zelle 2, über den Zellverbinder 4, 8, zusätzlich mit dem Gehäuseoberteil 7a des Hochvoltspeichers 1 verbunden. Somit wirkt zusätzlich zu den adhäsiven Kräften zwischen den Oberflächen der Klebepartner eine formschlüssige Verbindung zur Kraftübertragung. Es ist daher eine Kombination aus stoffschlüssiger Verbindung und formschlüssiger Verbindung gegeben.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Hochvoltspeichers 1 umfasst die Schweißverbindung 5 zumindest mehrere Schweißpunkte 5 und/oder eine geschlossene Schweißnaht 5. Mehrere Schweißpunkte 5 und/oder eine Schweißnaht 5 ermöglichen eine Verringerung des elektrischen Widerstandes zwischen dem Pol 3a, 3b der Zelle 2 und dem Kontaktierungsteil 4a, 8a und steigern die mechanische Belastbarkeit der Verbindung zwischen dem Kontaktierungsteil 4a, 8a und der Zelle 2. Insbesondere kann die geschlossene Schweißnaht 5 kreisförmig oder teilkreisförmig ausgestaltet sein. Hierdurch entsteht ein gleichmäßig verteilter Stromfluss vom Pol 3a, 3b der Zelle 2 auf das Kontaktierungsteil 4a, 8a. Zugleich wird durch die kreisförmige Schweißnaht 5 eine mechanische Belastung zwischen dem Zellverbinder 4, 8 und der Zelle 2 gleichmäßiger verteilt und mechanische Lastspitzen verringert. Der durch die Schweißverbindung 5 umschlossene Abschnitt des Kontaktierungsteils 4a, 8a bildet den Befestigungsabschnitt 4c, 8c.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Zellverbinder 4, 8 einen Steg 4b, 8b und zwei Kontaktierungsbereiche 4a, 8a auf, wobei sich an je einem Ende des Stegs 4b, 8b ein Kontaktierungsbereich 4a, 8a befindet. Jeder Kontaktierungsbereich 4a, 8a wird mit einer anderen Zelle 2 verbunden. Hierbei kontaktieren beide Kontaktierungsbereiche 4a, 8a ungleichnamige Pole 2. Dies ermöglicht einen Stromfluss zwischen den Zellen 2 des Hochvoltspeichers 1.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind aller Zellen 2 des Hochvoltspeichers 1 mit Zellverbindern 4, 8 nach einer der obigen Ausführungsformen miteinander elektrisch und mechanisch verbunden. Dies vergrößert die durch die formschlüssige Verbindung umschlossenen Verankerungsabschnitte 4d, 8d und vergrößert eine zwischen den Verankerungsabschnitten 4d, 8d und dem Klebeschaum 6 übertragbaren Kraft. Somit vergrößert sich die zwischen den Zellen 2 und den Gehäuseoberteilen 7a übertragbare Kraft.
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Bevorzugt ist der Zellverbinder 4, 8 einstückig ausgebildet. Dies verringert die Herstellungskomplexität des Zellverbinders 4, 8, da der Steg 4b, 8b und die Kontaktierungsteile 4a, 8a nicht erst miteinander verbunden werden müssen. Durch die einstückige Ausgestaltung des Zellverbinders 4, 8, verringert sich auch dessen Herstellungskosten. Zudem wird der elektrische Widerstand des Zellverbinders 4, 8 verringert, da Übergänge und Verbindungselemente einen größeren elektrischen Widerstand darstellen.
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Besonders bevorzugt sind die Pole 3a, 3b der Zellen 2 auf unterschiedlichen Niveaus auf der Zelle 2 angeordnet. Dies vereinfacht eine Befestigung der Zellverbinder 4, 8 und verringert die Gefahr des elektrischen Kontakts zwischen den auf den Zellen 2 angebrachten Zellverbindern 4, 8.
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3 zeigt eine schematische Draufsicht einer Rundzelle 2 mit zwei Zellverbindern 4, 8 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Rundzelle 2 ist mit zwei Zellverbindern 4, 8 über je eine Schweißnaht 5 elektrisch und mechanisch verbunden. Das Kontaktierungsteil 4a des einen Zellverbinders 4 ist kreisförmig ausgebildet und über eine kreisförmige Schweißnaht 5 mit einem Pol 3a, 3b der Rundzelle 2 elektrisch und mechanisch verbunden. Das weitere Kontaktierungsteil 8a des weiteren Zellverbinders 8 ist teilkreisförmig ausgebildet und ist mit einem weiteren Pol 3a, 3b der Zelle 2 über eine teilkreisförmige Schweißnaht 5 elektrisch und mechanisch verbunden. Die teilkreisförmige Ausgestaltung des weiteren Kontaktierungsteils 8a erlaubt es den Steg 4b des Zellverbinders 4 auf gleicher Ebene mit dem Kontaktierungsteil 4a fortzuführen, ohne den weiteren Zellverbinder 8 zu Kontaktieren. Liegen der Zellverbinder 4 und der weitere Zellverbinder 8 auf unterschiedlichen Ebenen, würde ein weiteres Kontaktierungsteil 8a in Form eines geschlossenen Kreises unter dem Steg 4b des Zellverbinders 4 liegen. Dies würde eine Demontage des weiteren Zellverbinders 8 erschweren. Folglich erleichtert ein Kontaktierungsteil 4a, aufweisend eine teilkreisförmige Ausgestaltung, die Demontage des weiteren Zellverbinders 8 und somit auf die Demontage der Zelle 2. Hierbei ist das Kontaktierungsteil 4a innerhalb des weiteren Kontaktierungsteils 8a angeordnet.
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An einem Kontaktierungsteil 4a, 8a bildet der unmittelbar an die Schweißnaht 5 angrenzende und der durch die kreisförmige Schweißnaht 5 eingeschlossene Bereich den Befestigungsabschnitt 4c, 8c. Der nicht von der Schweißnaht 5 umschlossene Bereich des einen Kontaktierungsteils 4c, 8c bildet den Verankerungsabschnitt 4d. Am anderen Kontaktierungsteil 4a, 8a bildet der unmittelbar an der Schweißnaht 5 angrenzenden Bereich des Kontaktierungsteils 4a, 8a den Befestigungsabschnitt 4c, 8c. Der nicht unmittelbar an die Schweißnaht 5 angrenzende Bereich des weiteren Kontaktierungsteils 8a bildet den weiteren Verankerungsabschnitt 8d des weiteren Zellverbinders 8.
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In einer alternativen Ausführungsform des Hochvoltspeichers 1, decken die Zellverbinder 4, 8 die Pole 3a, 3b, mit denen die Zellverbinder 4 kontaktiert sind, vollständig ab. Dies verringert den elektrischen Widerstand im Übergang des Stromes zwischen den Polen 3a, 3b der unterschiedlichen Zellen 2 und den Zellverbindern 4.
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4 zeigt ein Fahrzeug 10 mit einem Hochvoltspeicher 1 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrzeug 10 umfasst einen Hochvoltspeicher 1 nach einem der vorherigen Ausführungsbeispiele und einen Aufnahmeabschnitt 11. Insbesondere befindet sich der Aufnahmeabschnitt 11 im Unterboden des Fahrzeuges 10. Dies erleichtert den Zugang zum Hochvoltspeicher 1 im Aufnahmeabschnitt 11 und verringert den Wartungsaufwand. Hierbei ist der Hochvoltspeicher 1 so angeordnet, dass die Zellverbinder 4, 8 des Hochvoltspeichers 1 zwischen den Zellen 2 des Hochvoltspeichers 1 und dem Gehäuseoberteil 7a angeordnet sind. Der Hohlraum 12 zwischen dem Hochvoltspeicher 1 sowie dem Aufnahmeabschnitt 11 und/oder dem Gehäuseoberteil 7a ist mit einem Füllmaterial 13, insbesondere einen Strukturschaum, bevorzugt einem Klebeschaum 6, ausgefüllt. Weiterhin ist das Füllmaterial 13 zwischen dem Verankerungsabschnitt 4d, 8d und den Zellen 2 angeordnet. Dies ermöglicht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zellverbinder 4, 8 und dem Klebeschaum 6. Weiterhin stellt dies, neben den adhäsiven Kräften zwischen dem Klebeschaum 6 und dem Zellverbinder 4, 8, eine zusätzliche Möglichkeit zur Kraftübertragung zwischen dem Klebeschaum 6 und dem Zellverbinder 4, 8 dar.
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In einem Ausführungsbeispiel bildet der Klebeschaum 6 zumindest eine formschlüssige Verbindung mit den Zellverbindern 4, 8 des Hochvoltspeichers 1 in einer ersten Raumrichtung 101. Die erste Raumrichtung 101 ist eine Hochachse des Fahrzeuges 10. Durch die Ausrichtung der formschlüssigen Verbindung entlang der Hochachse des Fahrzeuges 10 werden Kräfte entlang der Hochachse vom Verankerungsabschnitt 4d, 8d auf den Klebeschaum 6 übertragen. Der Klebeschaum 6 überträgt die Kräfte weiter an das Gehäuseoberteil 7a des Hochvoltspeichers 1. Eine solche Kraft entlang einer Hochachse des Fahrzeuges 10, ist die auf die Zellen 2 wirkende Schwerkraft. Hier kann es besonders bei Schwingungen des Hochvoltspeichers 1 und/oder der Zellen 2 zu großen Beschleunigungskräften kommen. Durch die formschlüssige Verbindung zwischen dem Klebeschaum 6 und dem Verankerungsabschnitt 4d, 8d wird eine Relativbewegung zwischen dem Verankerungsabschnitt 4d, 8d und dem Gehäuseoberteil 7 verringert.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel steht ein Verankerungsabschnitt 4d, 8d der Zellverbinder 4, 8 des Hochvoltspeichers 1 von den Zellen 2 ab und überdeckt einen Teil der Zellen 2. Weiterhin weist der Verankerungsabschnitt 4d, 8d einen Abschnitt auf, welcher nicht parallel zur ersten Raumrichtung 101, insbesondere parallel zu einer zweiten Raumrichtung 102,103 ausgerichtet ist. Die zweite Raumrichtung 102, 103 ist parallel zur Längsachse und/oder Querachse des Fahrzeuges 1 ausgerichtet. Somit wird bei gleicher Fläche des Verankerungsabschnitt 4d, 8d ein größerer Anteil der Gewichtskraft der Zelle 2 an den Klebeschaum 6 abgegeben.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Hochvoltspeicher
- 2
- Zelle
- 2a
- Zellgehäuse
- 3a, 3b
- Pol
- 4, 8
- Zellverbinder
- 4a, 8a
- Kontaktierungsteil
- 4b, 8b
- Steg
- 4c, 8c
- Befestigungsabschnitt
- 4d, 8d
- Verankerungsabschnitt
- 4e, 8e
- Zwischenraum
- 5
- Schweißnaht
- 6
- Klebeschaum
- 7
- Gehäuse
- 7a
- Gehäuseoberteil
- 7b
- Gehäuseunterteil
- 10
- Fahrzeug
- 11
- Aufnahmeabschnitt
- 12
- Hohlraum
- 13
- Füllmaterial
