EP2399325A1 - Kontaktierungselement - Google Patents

Kontaktierungselement

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Publication number
EP2399325A1
EP2399325A1 EP10706144A EP10706144A EP2399325A1 EP 2399325 A1 EP2399325 A1 EP 2399325A1 EP 10706144 A EP10706144 A EP 10706144A EP 10706144 A EP10706144 A EP 10706144A EP 2399325 A1 EP2399325 A1 EP 2399325A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contacting element
deformation
element according
section
clamping
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10706144A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tim Schäfer
Andreas Gutsch
Walter Lachenmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
Li Tec Battery GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Li Tec Battery GmbH filed Critical Li Tec Battery GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
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    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/11—End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
    • H01R11/28—End pieces consisting of a ferrule or sleeve
    • H01R11/281—End pieces consisting of a ferrule or sleeve for connections to batteries
    • H01R11/288—Interconnections between batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/01—Connections using shape memory materials, e.g. shape memory metal
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
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    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49204—Contact or terminal manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to a contacting element for electrically connecting a contact terminal of an electrical cell and a method for its production. Furthermore, the present invention relates to a battery arrangement with a plurality of electrical cells and a method for assembling such a battery arrangement.
  • the present invention relates to both primary batteries, i. non-rechargeable electrical energy storage, as well as so-called secondary batteries or accumulators that are rechargeable.
  • primary batteries i. non-rechargeable electrical energy storage
  • secondary batteries or accumulators that are rechargeable.
  • the electrical cells and battery arrangements mentioned here are particularly suitable for use in electrically powered motor vehicles.
  • the contacting element according to the invention basically serves to connect a battery cell, either with external units, e.g. Consumers, or to connect multiple electrical cells with each other or for both purposes at the same time.
  • a cover unit for a secondary battery which uses an arrangement of a shape memory material as Aktua- tor for interrupting an electric circuit.
  • a similar circuit breaker unit for an electrochemical cell is known from DE 698 35 613 T2.
  • a current flow through the cell is thereby hinders when the temperature or gas pressure in the cell rises excessively.
  • the object of the present invention is to provide an improved contacting element for the electrical connection of a contact terminal of an electrical cell. It is another object of the present invention to provide an improved battery assembly comprising a contacting element. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a method for producing a contacting element and a battery arrangement.
  • a contacting element for the electrical connection of a contact terminal of an electrical cell, in particular a battery cell comprising a deformation section and at least two clamping edges, which are supported on opposite end portions of the at least one deformation section.
  • the deformation section has the property that it can change its shape, if appropriate while providing a force. This leads to a change in the relative position of the two opposite end portions of the deformation section. Since the two clamping edges are supported on the end sections, their relative position to one another is also caused by a deformation of the deformation section.
  • the deformation section can be changed in such a way that the two clamping edges move towards one another and thus pinching of a clamping edge arranged between two clamping edges.
  • Neten contact terminal in particular an electrode or a cable lug allow.
  • the clamping creates a sufficiently stable connection between the contacting element and the contact connection.
  • the deformation section is preferably made of a shape memory material.
  • Articles made from a shape memory material have the ability to change their shape depending on external factors such as temperature or magnetic field strengths.
  • the deformation section can be converted back into an original shape by means of heat introduction, in which the contacting element makes contact with a contact terminal of an electrical cell.
  • This type of contact making is particularly safe and reliable and further requires no special tool except a heat source.
  • Several contacting units, which are arranged in a battery arrangement can be simultaneously converted back into their original form by activation of a single heat source and thereby produce the contact closure.
  • the contacting element has two clamping edges, wherein a first clamping edge is supported relative to a first end portion of the deformation portion and a second clamping edge is supported relative to a second end portion of the deformation portion.
  • the end portions are arranged on opposite sides of the deformation portion.
  • the deformation section changes its shape when exposed to heat, in particular its axial extent.
  • the heat can basically be done by applying electricity.
  • the relative position of the two end sections relative to one another can be changed directly. In particular, the distance between two opposing - A -
  • ing end portions are changed in a change in shape of the deformation section.
  • the relative position, in particular the distance between two clamping edges causes each other.
  • a contact connection can be clamped, for example, between the clamping edges.
  • the contacting element has at least one receiving space for receiving a contact terminal, in particular an electrode.
  • a contact terminal in particular an electrode.
  • the receiving space is preferably open to one direction.
  • the contact terminal is then clamped in the receiving space by the two clamping edges and thereby firmly connected to the contacting element.
  • a clamping edge forms a boundary of the receiving space.
  • the receiving space can also be limited by means of two clamping edges. This allows a compact design.
  • the deformation section can have a plurality of, in particular four, deformation tabs.
  • the deformation tabs are the actual actuators, which preferably change their shape when exposed to heat. With a suitable arrangement of these deformation straps whose change in shape causes a change in the axial extent of the deformation section.
  • the contacting element has a non-round, in particular rectangular, in particular square cross-section. Due to the non-circular cross-section, the contacting element may, after being rotated relative to a contact connection, come into axial overlap with this contact connection. Particularly in the case of angular cross sections, which leads in particular to a parallelepiped-shaped contacting element, the contact connection in LI can overlap with a corner edge of the preferably cuboidal contacting element advised.
  • the contacting element preferably has an incision in the corner edge. This cut can at least partially form the receiving space.
  • the deformation section reduces its axial extent when exposed to heat. If the deformation section in this case has one or more deformation tabs, the deformation tabs bend when exposed to heat. In an alternative alternative embodiment, the deformation section can increase its axial extent when exposed to heat. If the deformation section has a plurality of deformation tabs, these extend through when exposed to heat.
  • the contacting element may be formed in one piece. This reduces the effort both in the production of the contacting element and in the assembly of the Kunststofftechniksele- ment in the battery assembly.
  • a contacting element may furthermore preferably have two deformation sections, each with two end sections, wherein a clamping edge is supported on each end section.
  • Support refers to both direct and indirect support.
  • four end sections and a total of four clamping edges Since in each case a contact connection can be connected between two clamping edges, two connection possibilities thus result for connecting a contact connection.
  • contact terminals of different battery cells can be connected to one another hereby.
  • one end section of a deformation section is preferably supported directly on one end section of another deformation section. This results in a series connection of two deformation sections. This adds up to the Deformations of the respective deformation sections, in particular their axial expansions to a total deformation or total extent.
  • the force released by the deformation of the respective deformation sections adds up to a total force, which acts on the contact terminals located between two different pairs of clamping edges.
  • a contacting element has at least one support section, which is at least indirectly supported at least in relation to one of the end sections.
  • a clamping edge can be supported at least indirectly on a support section.
  • the support section thus provides a means for indirect support of a clamping edge at an end portion.
  • the support portion may be fixedly connected to one of the end portions, in particular be formed integrally with the end portion.
  • the support section is preferably aligned along a deformation direction of the deformation section. Due to the similar orientation of the support portion with the deformation direction of the support portion can absorb forces that also extend along the orientation of the support portion.
  • the support portion may protrude from one end portion toward the other end portion.
  • the support section itself has at least one of the clamping edges.
  • the support section may have a bend along a bending line, wherein the bending line runs parallel to a deformation direction of the deformation section. Increased by the bend along a bend line the area moment of inertia of the support section, which increases the buckling strength of the support section. This also leads to an increase in the load capacity with constant cross-sectional thickness or alternatively to a reduction in the cross-sectional thickness with the same load capacity. On the whole, this makes it possible to dimension the contacting element smaller and / or lighter.
  • the parallel orientation is to be understood as an approximate guide value. Deviations from an exactly parallel orientation are also included in the wording "parallel".
  • the contacting element has a deformation body and a clamping frame separate therefrom, wherein the deformation body forms the deformation section and the clamping frame forms the support section.
  • the division into two parts offers the possibility of optimally adjusting the function of each of the components, namely the deformation body and the clamping frame.
  • it is the main function of the deformation body, to make a certain signal from the outside, for example a heat, to make a certain change in shape, which manifests itself in particular in a change in the distance between two end sections.
  • This change in the distance basically results in either a tensile force or a compressive force provided by the deformation body.
  • the clamping frame should preferably apply the corresponding counterforce, i.
  • each of the two components namely deformation bodies and clamping frames, can be designed specifically for a load type, namely tensile force or compressive force.
  • the deformation body is received within the clamping frame.
  • the clamping frame represents, in particular, a guide for the deformation body.
  • the change in shape of the deformation body can be guided in a targeted manner in one direction, which makes the contacting element overall more robust.
  • the clamping frame has a cross section which corresponds to a cross section of the deformation body.
  • the deformation body viewed in cross-section, is slightly smaller than the clamping frame, so that the deformation body can withstand a little play within the clamping frame.
  • the cross section of the clamping frame and the cross section of the deformation body is rectangular, in particular square.
  • the clamping frame is preferably designed sleeve-shaped.
  • the clamping frame is preferably made of a bent sheet metal and has a receiving space for receiving the deformation body in the middle.
  • the clamping frame has at least one, in particular one or two clamping edges. With the clamping edge of the support frame can be brought directly into contact with a contact terminal and this clamp against another clamping edge in particular of the deformation body. If the clamping frame has two clamping edges, which are arranged in particular at different ends of the supporting frame, several, in particular two, contact terminals can be braced relative to the deformation body.
  • the clamping frame may have an inwardly facing support edge.
  • the support edge serves for further support of the deformation body on the opposite side.
  • the deformation body is supported from two sides within the clamping frame, so that no further support on external components has to take place.
  • the object of the present invention is further achieved by a battery arrangement comprising at least one battery module, wherein at least one contact terminal, in particular an electrode, of the battery module is connected by means of a contacting element of the aforementioned type.
  • the contact connection preferably has a bore with a bore cross section, wherein the bore cross section corresponds to the cross section of the contacting element.
  • the contacting element is slightly smaller in cross-section than the bore of the contact terminal, so that the contacting element is insertable into the bore of the contact terminal.
  • the contact connection can be brought into current-conducting connection with the contacting element.
  • the bore cross section of the bore of the contact terminal is non-circular, in particular rectangular, in particular square. It results in the above-mentioned advantages to the non-round cross-sectional shape.
  • the electrical cells are arranged to save space, possibly with the interposition of bosset.
  • the contacting takes place via the contacting element, which is arranged to save space in a bore of the electrical cells. Because the holes of the electrical cells preferably aligned with each other, a contacting element for connecting a plurality of electrical cells can be used together. Due to the twisting after the insertion of the contacting element, a contact connection, in particular an electrode, of an electrical cell can come into axial overlap with a receiving space of the contacting element. This ensures, on the one hand, the contacting element axially in its position within the bore.
  • the contact connection thereby comes into coincidence with two clamping edges of the contacting element, so that an electrically conductive connection between the contact connection and the contacting element can be produced thereon.
  • the angle of rotation is preferably between 10 ° and 80 °, in particular between 30 ° and 60 °, in particular approximately 45 °.
  • the method may comprise the method step that the contacting element is inserted into a bore of a cable lug.
  • the contacting between the contacting element and the cable lug is essentially identical to the contacting between the contact terminal of an electrical cell and the contacting element.
  • the cable lug can be clamped together with the contact terminal of an electrical cell together between two clamping edges.
  • a guide rod can be inserted into the bore.
  • the guide rod ensures an exact alignment of the individual electrical cells to each other.
  • the guide rod can be external Stress electrical cells to each other so that they are firmly connected.
  • the deformation section is produced by upsetting the blank at least at certain points.
  • the shape memory properties required in particular are added to the deformation section.
  • FIG. 1 shows a battery arrangement according to the invention comprising a plurality of contacting units according to the invention a) in plan view, b) in cross section along the line I - I from FIG. 1;
  • FIG. 2 shows an electrode of the battery arrangement according to FIG. 1 in detail a) in plan view, b) in the cross section according to line I-I from FIG. 1; 3 shows a cable lug of the battery arrangements according to FIG. 1 in detail a) in plan view, b) in cross section along the line I-I from FIG. 1; 4 shows an inventive contacting element in a first embodiment in a perspective view. 5 shows a blank for producing the contacting element of Figure 4 in plan view.
  • FIG. 4 shows the contacting element according to FIG. 4 after a change in shape in side view, a) completely in cross section along the line I-I from FIG. 1, b) a deformation tab in detail;
  • FIG. 8 shows a development of the contacting element according to FIG. 4 in perspective view
  • 9 shows a deformation body of a contacting element in a second embodiment in perspective view
  • 10 is a perspective view of a clamping frame of the contacting element in the second embodiment
  • FIG. 11 shows the contacting element according to FIGS. 9 and 10, viewed in cross section, before a change in shape, a) completely in cross section along the line I-I from FIG. 1, b) a deformation tab in detail;
  • FIGS. 9 and 10 shows the contacting element according to FIGS. 9 and 10, viewed in cross-section, of a change in shape, a) completely in cross section along the line I-I from FIG. 1, b) a deformation tab in detail; 13 shows a modification of the contacting element in the second embodiment before a change in shape, a) completely in cross section along the line I-I from Figure 1, b) a deformation tab in detail.
  • FIG. 1 shows a battery arrangement 24 according to the invention.
  • the battery arrangement 24 comprises three electrical cells which are in the form of battery cells 22 available.
  • the battery cells are secondary cells, ie the battery cells are rechargeable.
  • Such a battery assembly 24 may also be used for primary battery cells or fuel cells.
  • the battery cells 22 are stacked on each other, aligned with each other.
  • Each of the battery cells 22 has two holes 23, wherein both holes of the battery cells are respectively aligned with the holes of the other battery cells along two common axes A drilling.
  • Each of the battery cells 22 has two contact terminals in the form of electrodes 18, namely a cathode and an anode.
  • the cathodes are marked by the adjacent "+" signs and the anodes are marked by the "-" signs opposite
  • the electrodes 18 are plate-shaped and have a square bore 19.
  • the square hole 19 is smaller than the bore 23 of the corresponding battery cell, so that the electrode 18 protrudes into the bore 23 of the battery cell 22.
  • Each electrode 18 therefore has a projection 28 projecting into the bore 23. Through the bore 19, the contacting element 1 can be performed.
  • a total of four, contacting elements 1 are arranged.
  • the contacting elements 1 are designed substantially sleeve-shaped and will be described in more detail below.
  • the projection 28 protrudes into the sleeve-shaped contacting element and there is current-transmitting connected to the contacting element 1 in connection.
  • a cable lug 20 is provided, which projects into the same receiving space 12 as the electrode 18.
  • the cable lug 20 is electrically connected via a cable 30 to the outside. In the same way, a cable lug 20 with a cable 30 is also attached to the contacting element 1 4 .
  • the contacting element 1 and the bore 19 in the electrode 18 have a square shape which essentially corresponds to one another.
  • the square cross-section of the contacting element 1 is slightly smaller than the bore 19 in the electrode 18, so that the contacting element 1 can be introduced into the bore 19.
  • the contacting element 1 is rotated by approximately 45 ° relative to the bore 23 of the battery cell 22.
  • the projection 28 of the electrode 18 it is possible for the projection 28 of the electrode 18 to project into the receiving space 12 of the contacting element 1, which is arranged in the corner regions of the cuboid-shaped contacting element 1.
  • the contacting element 1 is held within the bore 23 of the battery cell 22 axially along the drilling axis A.
  • a first cable lug 20 is connected via a contacting element I 1 to the cathode 18 of the upper battery cell 22.
  • the anode 18 of the upper battery cell 22 is connected via a contacting element 1 2 with the cathode 18 of the middle battery cell 22.
  • the anode 18 of the middle battery cell 22 is connected via a contacting element 1 3 with the cathode 18 of the lower battery cell 22.
  • the anode of the lower battery cell 22 is connected by means of a contacting element 1 4 with the second cable lug 20.
  • an insulator 26 is arranged in the bores 23 between two contacting elements 1, which prevents curling of the two contacting elements. Furthermore, the insulator 26 serves as a spacer between two contacting elements. 1
  • the cable lug 20 is shown in detail.
  • the cable lug has a bore 21 which has a square cross-section.
  • the cross section is formed analogously to the cross section of the bore 19 of the electrodes 18. Through the bore 19, the contacting element can be performed.
  • FIG. 4 shows a contacting element 1 in a first embodiment.
  • This contacting element is suitable, for example, for use in the battery arrangement according to FIG. 1 and can be used there, for example, as a contacting element 1 i or 1 4 .
  • the contacting element 1 is produced in one piece from a piece of sheet metal. It has a deformation section 2, which comprises a total of four deformation tabs 3. Of the four deformation tabs 3 only two can be seen in the figure 4, the rest are hidden.
  • the deformation section 2 has two opposite end sections 4, 5.
  • the deformation sections 2 are made of a shape memory material and can be brought into a different shape when exposed to heat. In this case, the deformation tabs 3, as shown later, sag. This has the consequence that the end sections 4, 5 move towards each other.
  • first clamping edges 8 and second clamping edges 9 are provided, wherein the first clamping edges 8 are located on the first end section 4 and can therefore also be supported on the first end section 4.
  • the second clamping edges 9 are attached to a support portion 13, which in turn is attached to the second end portion 5.
  • the second clamping edges 9 are therefore supported on the support section 13, which in turn can be supported on the second end section 5.
  • the second clamping edges 9 can indirectly be supported on the second end section 5.
  • the support sections 13 each have a bend 14 which runs along a bending line 15.
  • the bending line 15 also corresponds to a boundary edge of the cube-shaped contacting element 1.
  • the deformation tabs 3 basically have the ability to change the shape
  • the end sections and the supporting sections are basically dimensionally stable, which also applies to the following embodiments.
  • the contacting element changes its axial extent along a deformation direction D. Parallel to the deformation direction D, the bending lines 15 of the support sections 13 run.
  • Figure 5 shows the contacting element in unwound form or the blank for the production of the contacting element.
  • the blank 25 is punched out of a piece of sheet metal, wherein in particular recesses 27 have been punched out, which effect the subdivision of the contacting element into the end sections, the deformation section 2 and the support sections 13.
  • the blank is bent at the bending lines 15 to its square shape.
  • the deformation tabs 3 are compressed.
  • the blank 25 is treated with heat, whereby the blank 25, in particular the deformation tabs 3, receives the required shape memory properties.
  • the deformation portion 2 which has a first end portion 4 and a second end portion 5. Between the end portions 4, 5 each four deformation tabs 3 are arranged. In a receiving space 12 which is formed by the first and second clamping edges 8, 9, the projection 28 protrudes into the receiving space.
  • FIG. 6 shows the contacting element before a heat treatment during the assembly process of a battery arrangement.
  • this heat treatment is not to be confused with the heat treatment which is applied during the production of the contacting element 1 from the blank 25, as has been explained with reference to FIG. So these are two different heat treatments.
  • the deformation tabs 3 Before the heat treatment, as can be seen in FIG. 6, the deformation tabs 3 are located, as shown in FIG. 6b. know, in an approximately elongated shape. If heat is now applied, which can also be done by a current application, the deformation tabs 3 bend, as can be seen from FIG. 7b). This leads to a contraction of the deformation section 2 so that the distance X of the two end sections 4, 5 is shortened to one another.
  • FIG. 8 shows a development of the contacting element 1 from FIG. 4.
  • the contacting element 1 ' has, in addition to the first end section 4 and the second end section 5, a third end section 6 and a fourth end section 7. Furthermore, the contacting element 1 'has a second deformation section 2, which in turn comprises four deformation tabs 3.
  • the contacting element 1 ' corresponds to the contacting element 1 from FIG. 4, at whose second end section 5 an identical contacting element is arranged mirror-inverted.
  • third and fourth clamping edges 10, 11 are formed, which are supported on the third end section 6 or on the fourth end section 7, analogously to the contacting element 1 from FIG. 4.
  • the contacting element 1 ' can contact two electrodes 18 that are arranged offset from one another, and is suitable, for example, for use as a contacting element I 1 or 1 3 in the battery arrangement according to FIG. 1.
  • Figures 9 and 10 show a further embodiment of a contacting element 1 ".
  • the contacting element in this embodiment is formed in two pieces and comprises a deformation body 17 and a clamping frame 16 configured separately therefor.
  • the deformation body 17 provides the deformation section 2 and has four deformation tabs 3, on whose opposite sides, a first end portion 4 and a second end portion 5 is located. At the first end portion 4, a first clamping edge 8 is arranged. At the second end portion 5, a third clamping edge 10 is arranged.
  • the clamping frame 16 is designed substantially sleeve-shaped and has a square cross-section.
  • the cross-section of the clamping frame 16 substantially corresponds to the cross-section of the deformation body 17, wherein the deformation body 17 viewed in cross-section is slightly smaller, so that it fits into the clamping frame.
  • the clamping frame 16 has a plurality of receiving spaces 12 in an upper area and a lower area, which are formed by cuts in the boundary edges.
  • the sleeve-shaped clamping frame immediately constitutes a supporting section 13 of the contacting element 1 ".
  • Second clamping edges 9 and fourth clamping edges 11 are formed on the receiving spaces 12 and can cooperate with the first clamping edges 8 and the third clamping edges 10 of the deformation body 17, as shown in FIG will be described in more detail.
  • FIG. 11 shows the contacting element 1 ", which comprises a deformation body 17 according to FIG 9 and a clamping frame 16 according to Figure 10.
  • the deformation body 17 is held within the clamping frame 16, whereby it can be seen that the deformation body 17 is slightly smaller in cross-section is visible as the clamping frame 16.
  • the projections 28 of the electrodes 18 can be seen in the receiving spaces 12 of the clamping frame 16.
  • the projections 28 are loosely inserted into the receiving spaces 12.
  • the deformation tabs 3 of the deformation body 17 are bent, as can be seen from FIG is. 12, the state of the contacting element 11 "can be seen after the heat treatment has been carried out during the assembly of the battery arrangement according to Figure 1.
  • the deformation tabs 3 are almost fully stretched, as can be seen from FIG.
  • FIG. 13 shows a contacting element 1 '", which represents a development of the contacting element 1" according to FIGS. 9 to 12.
  • the clamping frame 16 only in an upper region receiving spaces 12 for receiving projections 28 of an electrode 18.
  • On the lower side of the clamping frame is bent and therefore has a circumferential support edge 29, on which the deformation body 17 can be supported.
  • the DAR here asked contacting element 1 '' is suitable for example for use as contact- ⁇ ⁇ 1 or 4 in the battery assembly of FIG. 1
  • the battery cells 22 are initially stacked on one another in such a way that the bores 23 of the battery cells are aligned coaxially with common drilling axes A. Subsequently, a contacting element is inserted into the bore and brought into its axial position, so that the electrodes 18 are at the same axial height to the corresponding receiving spaces 12. Thereafter, the Kontak- t istselement is rotated by 45 °, whereby the receiving spaces 12 overlap with the projections 28 of the electrodes 18. The guessed the Clamping edges 8, 9, 10, 11 of the contacting unit 1 in contact with the electrodes 18, but still without jamming. A small distance or clearance between the clamping edges and the electrodes 18 may be present.
  • the contacting unit 1 is treated with heat, as a result of which the deformation section 2 changes its shape, which in particular leads to the clamping edges 8, 9 and 10, 11 moving towards each other, thereby jamming the electrodes 18 in the receiving spaces 12.
  • the contacting unit ⁇ ⁇ and 1 4 is inserted into the bore 21 of a cable lug 20 during the assembly process, which is connected in the same way with the contacting element, as the electrode 18th
  • an insulator 26 can be introduced between two contacting units 1, which on the one hand forms an insulation between two contacting units 1 arranged together in a bore.
  • the insulator 26 can serve as a mechanical spacer of two contacting units 1.

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Abstract

Kontaktierungselement (1) zum elektrischen Anschließen eines Kontaktanschlusses (18) einer elektrischen Zelle, insbesondere einer Batteriezelle (22), umfassend zumindest einen Deformationsabschnitt (2) und zumindest zwei Klemmkanten (9), die an jeweils gegenüberliegenden Endabschnitten (4) des zumindest einen Deformationsabschnittes (2) abgestützt sind.

Description

Kontaktierungselement
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontaktierungselement zum elektrischen Anschließen eines Kontaktanschlusses einer elektrischen Zelle sowie ein Ver- fahren zu dessen Herstellung. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Batterieanordnung mit mehreren elektrischen Zellen sowie ein Verfahren zur Montage einer derartigen Batterieanordnung.
Die vorliegende Erfindung betrifft sowohl Primärbatterien, d.h. nicht wiederauf- ladbare elektrische Energiespeicher, als auch sogenannte Sekundärbatterien oder Akkumulatoren, die wieder aufladbar sind. Im Rahmen der Erfindung wird vereinfacht von elektrischer Zelle oder Batterie gesprochen. Die hier genannten elektrischen Zellen und Batterieanordnungen eignen sich besonders für die Benutzung in elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen. Dabei dient das erfindungs- gemäße Kontaktierungselement grundsätzlich zum Anschließen einer Batteriezelle, entweder mit externen Einheiten, wie z.B. Verbrauchern, oder zum Verbinden mehrerer elektrischer Zellen untereinander oder zu beiden Zwecken zugleich.
Aus der KR 10 2005 004 9835 A ist eine Deckeleinheit für eine Sekundärbatterie bekannt, welche eine Anordnung aus einem Formgedächtnismaterial als Aktua- tor zur Unterbrechung eines Stromkreislaufes nutzt.
Eine ähnliche Stromunterbrechereinheit für eine elektrochemische Zelle ist aus der DE 698 35 613 T2 bekannt. Dabei wird ein Stromfluss durch die Zelle ver- hindert, wenn die Temperatur oder der Gasdruck in der Zelle übermäßig ansteigt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Kontaktierungsele- ment zum elektrischen Anschließen eines Kontaktanschlusses einer elektrischen Zelle bereitzustellen. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Batterieanordnung umfassend ein Kontaktierungselement bereitzustellen. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktierungselements und einer Batterieanordnung be- reitzustellen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Kontaktierungselement zum elektrischen Anschließen eines Kontaktanschlusses einer elektrischen Zelle, insbesondere einer Batteriezelle, umfassend einen Deformations- abschnitt und zumindest zwei Klemmkanten, die sich an gegenüberliegenden Endabschnitten des zumindest einen Deformationsabschnittes abstützen.
Unter Abstützen ist dabei gemeint, dass eine Kraft, die auf eine der Klemmkanten wirkt, auf den entsprechenden Endabschnitt unmittelbar oder mittelbar wei- tergeleitet wird. Insofern ist damit sowohl eine unmittelbare Abstützung als auch eine mittelbare Abstützung gemeint. Dabei können zwischen den Klemmkanten und den Endabschnitten auch weitere Abschnitte liegen, welche den zur Abstützung notwendigen Kraftfluss übertragen. Der Deformationsabschnitt weist dabei die Eigenschaft auf, dass er, gegebenenfalls unter Bereitstellung einer Kraft, seine Form verändern kann. Dies führt zu einer Veränderung der relativen Lage der beiden sich gegenüberliegenden Endabschnitte des Deformationsabschnittes. Da sich die zwei Klemmkanten an den Endabschnitten abstützen, wird e- benfalls deren relative Lage zueinander durch eine Formänderung des Deformationsabschnittes bewirkt. Insbesondere kann der Deformationsabschnitt dabei derart verändert werden, dass die beiden Klemmkanten sich aufeinander zu bewegen und somit ein Einklemmen eines zwischen zwei Klemmkanten angeord- neten Kontaktanschlusses, insbesondere einer Elektrode oder eines Kabelschuhes, ermöglichen. Durch das Einklemmen wird eine ausreichend stabile Verbindung zwischen dem Kontaktierungselement und dem Kontaktanschluss hergestellt.
Der Deformationsabschnitt ist dabei vorzugsweise aus einem Formgedächtniswerkstoff hergestellt. Gegenstände, die aus einem Formgedächtniswerkstoff hergestellt sind, besitzen die Fähigkeit, ihre Form in Abhängigkeit von äußeren Faktoren, beispielsweise der Temperatur oder magnetischen Feldstärken, zu ändern. So kann der Deformationsabschnitt beispielsweise mittels Wärmeeinbringung wieder in eine ursprüngliche Form zurückverwandelt werden, in der das Kontaktierungselement den Kontakt zu einem Kontaktanschluss einer elektrischen Zelle herstellt. Diese Art der Kontaktherstellung ist besonders sicher und zuverlässig und bedarf des Weiteren keines besonderen Werkzeuges außer einer Wärmequelle. Mehrere Kontaktierungseinheiten, die in einer Batterieanordnung angeordnet sind, können dabei zeitgleich durch Aktivierung einer einzigen Wärmequelle in ihre ursprüngliche Form zurückverwandelt werden und dabei den Kontaktschluss herstellen.
Vorzugsweise weist das Kontaktierungselement zwei Klemmkanten auf, wobei eine erste Klemmkante gegenüber einem ersten Endabschnitt des Deformationsabschnitts abgestützt ist und eine zweite Klemmkante gegenüber einem zweiten Endabschnitt des Deformationsabschnitts abgestützt ist.
Vorzugsweise sind die Endabschnitte dabei auf einander gegenüberliegenden Seiten des Deformationsabschnitts angeordnet. Vorzugsweise verändert der Deformationsabschnitt bei Wärmeeinwirkung seine Form, insbesondere seine axiale Ausdehnung. Die Wärmeeinwirkung kann grundsätzlich mittels Strombeaufschlagung erfolgen. Durch die Änderung der Form bei Wärmeeinwirkung kann dabei unmittelbar die relative Lage der beiden Endabschnitte zueinander verändert werden. Insbesondere kann dabei der Abstand zweier gegenüberlie- - A -
genden Endabschnitten bei einer Formveränderung des Deformationsabschnitts verändert werden. Dadurch wird zugleich die relative Lage, insbesondere der Abstand zweier Klemmkanten zueinander bewirkt. Durch Formveränderung, die eine Annäherung der Klemmkanten aneinander bewirkt, kann ein Kontaktan- Schluss beispielsweise zwischen den Klemmkanten eingeklemmt werden.
Vorzugsweise weist das Kontaktierungselement zumindest einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Kontaktanschlusses, insbesondere einer Elektrode, auf. In den Aufnahmeraum kann der Kontaktanschluss eingeführt werden. Der Aufnahmeraum ist dabei vorzugsweise zu einer Richtung hin offen. Vorzugsweise nach der Wärmebehandlung wird der Kontaktanschluss dann in dem Aufnahmeraum durch die zwei Klemmkanten eingeklemmt und dadurch fest mit dem Kontaktierungselement verbunden.
Dabei bildet vorzugsweise eine Klemmkante eine Begrenzung des Aufnahmeraums. Der Aufnahmeraum kann aber auch mittels zwei Klemmkanten begrenzt sein. Dies erlaubt eine kompakte Bauweise.
Der Deformationsabschnitt kann dabei mehrere, insbesondere vier, Deformati- onslaschen aufweisen. Die Deformationslaschen sind dabei die eigentlichen Aktuatoren, die vorzugsweise bei Wärmeeinwirkung ihre Form verändern. Bei geeigneter Anordnung dieser Deformationslaschen bewirkt deren Formveränderung dabei eine Änderung der axialen Erstreckung des Deformationsabschnittes.
Vorzugsweise weist das Kontaktierungselement einen unrunden, insbesondere rechteckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt auf. Durch den unrunden Querschnitt kann das Kontaktierungselement nach einer Verdrehung gegenüber einem Kontaktanschluss in axiale Überlappung mit diesem Kontaktanschluss geraten. Insbesondere bei eckigen Querschnitten, was insbesondere zu einem quaderförmigen Kontaktierungselement führt, kann der Kontaktanschluss in LI- berlappung mit einer Eckkante des vorzugsweise quaderförmigen Kontaktie- rungselements geraten. Hierfür weist das Kontaktierungselement vorzugsweise einen Einschnitt in die Eckkante auf. Dieser Einschnitt kann zumindest teilweise den Aufnahmeraum bilden.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform verringert der Deformationsabschnitt bei Wärmeeinwirkung seine axiale Ausdehnung. Wenn der Deformationsabschnitt dabei eine oder mehrere Deformationslaschen aufweist, biegen sich die Deformationslaschen bei Wärmeeinwirkung durch. In einer hierzu alter- nativen bevorzugten Ausführungsform kann der Deformationsabschnitt bei Wärmeeinwirkung seine axiale Ausdehnung vergrößern. Weist der Deformationsabschnitt mehrere Deformationslaschen auf, strecken sich diese bei Wärmeeinwirkung durch.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Kontaktierungselement einstückig ausgebildet sein. Dies verringert den Aufwand sowohl bei der Herstellung des Kontaktierungselements als auch bei der Montage des Kontaktierungsele- ments in die Batterieanordnung.
Ein Kontaktierungselement kann ferner vorzugsweise zwei Deformationsabschnitte mit jeweils zwei Endabschnitten aufweisen, wobei an jedem Endabschnitt eine Klemmkante abgestützt ist. Unter Abstützung ist sowohl eine unmittelbare als auch eine mittelbare Abstützung gemeint. Insgesamt ergeben sich daher vier Endabschnitte und insgesamt vier Klemmkanten. Da jeweils zwischen zwei Klemmkanten ein Kontaktanschluss angeschlossen werden kann, ergeben sich somit zwei Anschlussmöglichkeiten zum Anschließen eines Kontaktanschlusses. Beispielsweise können hiermit Kontaktanschlüsse unterschiedlicher Batteriezellen miteinander verbunden werden. Dabei ist vorzugsweise ein Endabschnitt eines Deformationsabschnitts unmittelbar an einen Endabschnitt eines anderen Deformationsabschnitts abgestützt. Hierdurch ergibt sich eine Hintereinanderschaltung zweier Deformationsabschnitte. Dadurch addieren sich die Verformungen der jeweiligen Deformationsabschnitte, insbesondere deren axiale Ausdehnungen zu einer Gesamtverformung bzw. Gesamtausdehnung. Ferner addiert sich die durch die Verformung frei werdende Kraft der jeweiligen Deformationsabschnitte zu einer Gesamtkraft, welche auf die zwischen zwei unter- schiedlichen Paaren von Klemmkanten einsitzenden Kontaktanschlüsse wirkt.
In bevorzugter Ausgestaltung weist ein Kontaktierungselement zumindest einen Stützabschnitt auf, der zumindest gegenüber einem der Endabschnitte zumindest mittelbar abgestützt ist. An einem Stützabschnitt kann sich wiederum eine Klemmkante zumindest mittelbar abstützen. Der Stützabschnitt stellt somit ein Mittel zur mittelbaren Abstützung einer Klemmkante an einem Endabschnitt dar. Insbesondere wenn es die räumliche Anordnung der Klemmkanten erfordert, dass zwei gegenüberliegende Klemmkanten örtlich beide an einer gemeinsamen Seite eines Deformationsabschnitts angeordnet sind, ist eine Kraftumlei- tung mittels eines oder mehrerer Stützabschnitte erforderlich, um die notwendige Abstützung der Klemmkante gegenüber dem anderen Endabschnitt des Deformationsabschnitts sicherzustellen. Der Stützabschnitt kann dabei mit einem der Endabschnitte fest verbunden sein, insbesondere einstückig mit dem Endabschnitt ausgebildet sein.
Der Stützabschnitt ist dabei vorzugsweise längs einer Deformationsrichtung des Deformationsabschnitts ausgerichtet. Durch die gleichartige Ausrichtung des Stützabschnitts mit der Deformationsrichtung kann der Stützabschnitt Kräfte aufnehmen, die ebenfalls entlang der Ausrichtung des Stützabschnitts verlaufen. Der Stützabschnitt kann ausgehend von einem Endabschnitt in Richtung des anderen Endabschnitts hervorstehen.
Vorzugsweise weist der Stützabschnitt selbst zumindest eine der Klemmkanten auf. Weiter kann der Stützabschnitt eine Biegung entlang einer Biegelinie auf- weisen, wobei die Biegelinie parallel zu einer Deformationsrichtung des Deformationsabschnitts verläuft. Durch die Biegung entlang einer Biegelinie erhöht sich das Flächenträgheitsmoment des Stützabschnittes, wodurch sich die Knickfestigkeit des Stützabschnitts erhöht. Dies führt ferner zu einer Erhöhung der Belastbarkeit bei gleichbleibender Querschnittsdicke oder alternativ zu einer Verringerung der Querschnittsdicke bei gleichbleibender Belastbarkeit. Insge- samt kann dadurch das Kontaktierungselement kleiner und/oder leichter dimensioniert werden. Die parallele Ausrichtung ist als ungefährerer Richtwert zu verstehen. Dabei sind Abweichungen von einer exakt parallelen Ausrichtung ebenfalls von dem Wortlaut "parallel" mit umfasst.
In einer anderen Ausführungsform weist das Kontaktierungselement einen Deformationskörper und einen hierzu separaten Klemmrahmen auf, wobei der Deformationskörper den Deformationsabschnitt bildet und der Klemmrahmen den Stützabschnitt bildet. Die Zweiteilung bietet dabei grundsätzlich die Möglichkeit, jedes der Bauteile, nämlich den Deformationskörper und den Klemmrahmen, optimal auf deren Funktion einzustellen. So ist es die Hauptfunktion des Deformationskörpers, auf ein entsprechendes Signal von außen, beispielsweise eine Wärmeeinwirkung, eine gewisse Formänderung zu vollziehen, welche sich insbesondere in einer Veränderung des Abstandes zweier Endabschnitte bemerkbar macht. Diese Veränderung des Abstandes resultiert grundsätzlich entweder in einer Zugkraft oder in einer Druckkraft, die von dem Deformationskörper bereitgestellt wird. Der Klemmrahmen hingegen soll vorzugsweise die entsprechende Gegenkraft aufbringen, d.h. entweder eine Druckkraft oder eine Zugkraft aufbringen, die der Kraft des Deformationskörpers entgegenwirkt. Insofern kann jeder der beiden Bauteile, nämlich Deformationskörper und Klemmrahmen, kon- kret auf eine Belastungsart, nämlich Zugkraft oder Druckkraft, ausgelegt werden.
Vorzugsweise ist dabei der Deformationskörper innerhalb des Klemmrahmens aufgenommen. Der Klemmrahmen stellt dabei insbesondere eine Führung für den Deformationskörper dar. Die Formveränderung des Deformationskörpers kann dabei gezielt in eine Richtung geleitet werden, was das Kontaktierungselement insgesamt robuster werden lässt. Ferner bilden Deformationskörper und Klemmrahmen trotz der Zweistückigkeit eine leicht zu handhabende Einheit, was für die Montage einer Batterieanordnung von Vorteil ist. Dabei weist vorzugsweise der Klemmrahmen einen Querschnitt auf, der einem Querschnitt des Deformationskörpers entspricht. Selbstverständlich ist der Deformationskörper, im Querschnitt betrachtet, etwas kleiner als der Klemmrahmen, so dass der Deformationskörper mit etwas Spiel innerhalb des Klemmrahmens einsitzen kann. Vorzugsweise ist der Querschnitt des Klemmrahmens und der Querschnitts des Deformationskörpers rechteckig, insbesondere quadratisch.
Damit der Klemmrahmen den Deformationskörper aufnehmen kann, ist der Klemmrahmen vorzugsweise hülsenförmig gestaltet. Dabei ist der Klemmrahmen vorzugsweise aus einem umgebogenen Blech hergestellt und weist in der Mitte einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des Deformationskörpers auf.
Vorzugsweise weist der Klemmrahmen zumindest eine, insbesondere eine oder zwei Klemmkanten auf. Mit der Klemmkante kann der Stützrahmen unmittelbar mit einem Kontaktanschluss in Anlage gebracht werden und diesen gegenüber einer weiteren Klemmkante insbesondere des Deformationskörpers verspannen. Weist der Klemmrahmen zwei Klemmkanten auf, die insbesondere an unter- schiedlichen Enden des Stützrahmens angeordnet sind, können mehrere, insbesondere zwei Kontaktanschlüsse gegenüber dem Deformationskörper verspannt werden.
Der Klemmrahmen kann eine nach innen weisende Abstützkante aufweisen. Insbesondere wenn der Deformationskörper sich lediglich gegenüber einem einzigen Kontaktanschluss und nur gegenüber einer entsprechenden Klemmkante des Klemmrahmen abstützt, dient die Abstützkante zur weiteren Abstützung des Deformationskörpers auf der gegenüberliegenden Seite. Insgesamt wird dabei der Deformationskörper von zwei Seiten innerhalb des Klemmrahmens abge- stützt, so dass keine weitere Abstützung an externen Bauteilen erfolgen muss. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner gelöst durch eine Batterieanordnung, umfassend zumindest ein Batteriemodul, wobei zumindest ein Kon- taktanschluss, insbesondere eine Elektrode, des Batteriemoduls mittels eines Kontaktierungselementes der vorgenannten Art angeschlossen ist.
Vorzugsweise weist der Kontaktanschluss eine Bohrung mit einem Bohrungsquerschnitt auf, wobei der Bohrungsquerschnitt den Querschnitt des Kontaktie- rungselements entspricht. Selbstverständlich ist das Kontaktierungselement etwas kleiner im Querschnitt als die Bohrung des Kontaktanschlusses, so dass das Kontaktierungselement in die Bohrung des Kontaktanschlusses einführbar ist. Der Kontaktanschluss kann dabei mit dem Kontaktierungselement in stromleitende Verbindung gebracht werden.
Weiter vorzugsweise ist der Bohrungsquerschnitt der Bohrung des Kontaktan- Schlusses unrund, insbesondere rechteckig, insbesondere quadratisch. Es ergeben sich die oben bereits genannten Vorteile zu der unrunden Querschnittsform.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Montage einer vorge- nannten Batterieanordnung, umfassend folgende Verfahrensschritte:
• Stapeln einer elektrischen Zelle auf eine andere elektrische Zelle,
• Einsetzen eines Kontaktierungselements in eine Bohrung einer elektrischen Zelle, • Verdrehen des Kontaktierungselements um einen Verdrehwinkel,
• Aktivieren der Formveränderung des Deformationsabschnittes.
Dabei werden die elektrischen Zellen platzsparend aneinander angeordnet, ggf. unter Zwischenschaltung von Wärmeleitelementen. Die Kontaktierung erfolgt über das Kontaktierungselement, welches platzsparend in einer Bohrung der elektrischen Zellen angeordnet wird. Da die Bohrungen der elektrischen Zellen vorzugsweise miteinander fluchten, kann ein Kontaktierungselement für eine Verbindung mehrerer elektrischer Zellen miteinander verwendet werden. Durch das Verdrehen nach dem Einsetzen des Kontaktierungselements kann ein Kon- taktanschluss, insbesondere eine Elektrode, einer elektrischen Zelle in axiale Überdeckung mit einem Aufnahmeraum des Kontaktierungselements geraten. Dies sichert zum einen das Kontaktierungselement axial in dessen Lage innerhalb der Bohrung. Zum anderen gerät der Kontaktanschluss dabei in Überdeckung mit zwei Klemmkanten des Kontaktierungselements, so dass hieran eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Kontaktanschluss und Kontaktierungs- element hergestellt werden kann. Die Aktivierung der Formveränderung des Deformationsabschnittes, insbesondere eine Behandlung des Kontaktierungselements mit Wärme, bewirkt, dass das Kontaktierungselement, insbesondere dessen Deformationsabschnitt, in eine Form gebracht wird, in der die Klemmabschnitte des Kontaktierungselements den Kontaktanschluss der elektrischen Zelle einklemmen und dabei dauerhaft die elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Zelle und dem Kontaktierungselement herstellt.
Vorzugsweise beträgt der Verdrehwinkel zwischen 10° und 80°, insbesondere zwischen 30° und 60°, insbesondere in etwa 45°.
Ferner kann das Verfahren den Verfahrensschritt umfassen, dass das Kontaktierungselement in eine Bohrung eines Kabelschuhs eingesetzt wird. Dabei erfolgt die Kontaktierung zwischen dem Kontaktierungselement und dem Kabelschuh im Wesentlichen identisch zu der Kontaktierung zwischen dem Kontaktan- Schluss einer elektrischen Zelle und dem Kontaktierungselement. Dabei kann der Kabelschuh gemeinsam mit dem Kontaktanschluss einer elektrischen Zelle gemeinsam zwischen zwei Klemmkanten eingeklemmt werden.
Nach der Behandlung mit Wärme kann ein Führungsstab in die Bohrung einge- setzt werden. Der Führungsstab sichert eine exakte Ausrichtung der einzelnen elektrischen Zellen zueinander. Ferner kann der Führungsstab außenliegende elektrische Zellen auf Druck zueinander beanspruchen, so dass diese fest miteinander verbunden sind.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Herstellung eines oben genannten Kontaktierungselements gelöst, welches folgende Verfahrensschritte umfasst:
• Ausstanzen eines Rohlings aus einem Blechstück,
• Verbiegen des Rohlings an Biegelinien zu einer Quaderform, • Stauchen des Rohlings,
• Behandeln des Rohlings mit Wärme.
Dabei wird durch das Stauchen des Rohlings zumindest an gewissen Stellen der Deformationsabschnitt hergestellt. Durch die Wärmebehandlung des Rohlings werden insbesondere dem Deformationsabschnitt die benötigten Formgedächtniseigenschaften hinzugefügt.
Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Hierin zeigt
Fig.1 eine erfindungsgemäße Batterieanordnung umfassend mehrere erfindungsgemäße Kontaktierungseinheiten a) in Draufsicht, b) im Querschnitt gemäß der Linie I - I aus Figur 1 ;
Fig. 2 eine Elektrode der Batterieanordnung nach Figur 1 in Einzelheit a) in Draufsicht, b) im .Querschnitt gemäß der Linie I - I aus Figur 1 ; Fig. 3 einen Kabelschuh der Batterieanordnungen nach Figur 1 in Einzelheit a) in Draufsicht, b) im Querschnitt gemäß der Linie I - I aus Figur 1 ; Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Kontaktierungselement in einer ersten Ausführungsform in perspektivischer Darstellung; Fig. 5 einen Rohling zur Herstellung des Kontaktierungselements nach Fig. 4 in Draufsicht;
Fig. 6 das Kontaktierungselement nach Fig. 4 vor einer Formveränderung in
Seitenansicht, a) vollständig im Querschnitt gemäß der Linie I - I aus Figur 1 , b) eine Deformationslasche in Einzelheit;
Fig. 7 das Kontaktierungselement nach Fig. 4 nach einer Formveränderung in Seitenansicht, a) vollständig im Querschnitt gemäß der Linie I - I aus Figur 1 , b) eine Deformationslasche in Einzelheit;
Fig. 8 eine Weiterbildung des Kontaktierungselements nach Fig. 4 in perspektivischer Darstellung;
Fig. 9 ein Deformationskörper eines Kontaktierungselements in einer zweiten Ausführungsform in perspektivischer Darstellung; Fig. 10 ein Klemmrahmen des Kontaktierungselements in der zweiten Ausführungsform in perspektivischer Darstellung;
Fig. 11 das Kontaktierungselement nach Figuren 9 und 10 im Querschnitt betrachtet vor einer Formveränderung, a) vollständig im Querschnitt gemäß der Linie I - I aus Figur 1 , b) eine Deformationslasche in Einzelheit;
Fig. 12 das Kontaktierungselement nach Figuren 9 und 10 im Querschnitt betrachtet einer Formveränderung, a) vollständig im Querschnitt gemäß der Linie I - I aus Figur 1 , b) eine Deformationslasche in Einzelheit; Fig. 13 eine Abwandlung des Kontaktierungselements in der zweiten Ausführungsform vor einer Formveränderung, a) vollständig im Querschnitt gemäß der Linie I - I aus Figur 1 , b) eine Deformationslasche in Einzelheit;
Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Batterieanordnung 24. Die Batterieanordnung 24 umfasst drei elektrische Zellen, die in Form von Batteriezellen 22 vorliegen. Bei den Batteriezellen handelt es sich um Sekundärzellen, d.h. die Batteriezellen sind wieder aufladbar. Eine derartige Batterieanordnung 24 kann auch für Primärbatteriezellen oder Brennstoffzellen verwendet werden. Die Batteriezellen 22 sind, ausgerichtet zueinander, aufeinander gestapelt. Jede der Batteriezellen 22 weist zwei Bohrungen 23 auf, wobei beide Bohrungen der Batteriezellen jeweils zu den Bohrungen der anderen Batteriezellen entlang zweier gemeinsamer Bohrachsen A ausgerichtet sind. Jede der Batteriezellen 22 weist jeweils zwei Kontaktanschlüsse in Form von Elektroden 18 auf, nämlich eine Katode und eine Anode. Die Katoden sind durch die nebensteheneden „+"-Zeichen markiert. Die Anoden sind durch die nebenstehenden „-"-Zeichen markiert
Wie insbesondere in Figur 2 zu erkennen ist, sind die Elektroden 18 plattenför- mig gestaltet und weisen eine quadratische Bohrung 19 auf. Die quadratische Bohrung 19 ist kleiner als die Bohrung 23 der entsprechenden Batteriezelle, so dass die Elektrode 18 in die Bohrung 23 der Batteriezelle 22 hineinragt. Jede Elektrode 18 weist daher einen in die Bohrung 23 hineinragenden Überstand 28 auf. Durch die Bohrung 19 kann das Kontaktierungselement 1 durchgeführt werden.
Innerhalb der beiden Bohrungen 23 der Batteriezellen 22 sind mehrere, insgesamt vier, Kontaktierungselemente 1 angeordnet. Die Kontaktierungselemente 1 sind im Wesentlichen hülsenförmig gestaltet und werden weiter unten näher beschrieben. In einen Aufnahmeraum 12 der an einem Eckabschnitt des Kontaktie- rungselements 1 angeordnet ist, ragt der Überstand 28 in das hülsenförmige Kontaktierungselement ein und gerät dort stromübertragend mit dem Kontaktierungselement 1 in Verbindung. An dem Kontaktierungselement 1 i ist ferner ein Kabelschuh 20 vorgesehen, der in denselben Aufnahmeraum 12 hineinragt wie die Elektrode 18. Der Kabelschuh 20 ist über ein Kabel 30 elektrisch nach au- ßen verbunden. Auf die gleiche Art und Weise ist am Kontaktierungselement 14 ebenfalls ein Kabelschuh 20 mit einem Kabel 30 angebracht. Wie aus Figur 1a zu erkennen ist, weisen das Kontaktierungselement 1 und die Bohrung 19 in der Elektrode 18 eine quadratische Form auf, die einander im Wesentlichen entsprechen. Dabei ist der quadratische Querschnitt des Kontak- tierungselements 1 etwas kleiner als die Bohrung 19 in der Elektrode 18, so dass das Kontaktierungselement 1 in die Bohrung 19 einführbar ist. Wie aus Figur 1 ebenfalls zu erkennen ist, ist das Kontaktierungselement 1 um etwa 45° gegenüber der Bohrung 23 der Batteriezelle 22 verdreht. Dadurch ist es möglich, dass der Überstand 28 der Elektrode 18 in den Aufnahmeraum 12 des Kon- taktierungselements 1 hineinragt, welches in den Eckbereichen des quaderförmigen Kontaktierungselements 1 angeordnet ist. Durch diese Verbindung aus Kontaktierungselement 1 und Elektrode 18 ist das Kontaktierungselement 1 innerhalb der Bohrung 23 der Batteriezelle 22 axial entlang der Bohrachse A gehalten.
Bei der in der Figur 1 gezeigten Batterieanordnung 24 sind die drei Batteriezellen 22 in Reihe geschaltet. Ein erster Kabelschuh 20 ist über eine Kontaktierungselement I1 mit der Katode 18 der oberen Batteriezelle 22 verbunden. Die Anode 18 der oberen Batteriezelle 22 ist über ein Kontaktierungselement 12 mit der Katode 18 der mittleren Batteriezelle 22 verbunden. Die Anode 18 der mittleren Batteriezelle 22 ist über ein Kontaktierungselement 13 mit der Katode 18 der unteren Batteriezelle 22 verbunden. Die Anode der unteren Batteriezelle 22 ist mittels eines Kontaktierungselements 14 mit dem zweiten Kabelschuh 20 verbunden. Zwischen zwei Kontaktierungselementen 1 ist jeweils ein Isolator 26 in den Bohrungen 23 angeordnet, welcher ein Kurschließen der beiden Kontaktie- rungselemente verhindert. Ferner dient der Isolator 26 als Abstandshalter zwischen zwei Kontaktierungselementen 1.
In Figur 3 ist der Kabelschuh 20 in Einzelheit gezeigt. Der Kabelschuh weist eine Bohrung 21 auf, die einen quadratischen Querschnitt hat. Der Querschnitt ist analog zum Querschnitt der Bohrung 19 der Elektroden 18 ausgebildet. Durch die Bohrung 19 kann das Kontaktierungselement durchgeführt werden.
Figur 4 zeigt ein Kontaktierungselement 1 in einer ersten Ausführungsform. Die- ses Kontaktierungselement eignet sich beispielsweise für die Verwendung in der Batterieanordnung nach Figur 1 und kann dort beispielsweise als Kontaktierungselement 1 i oder 14 eingesetzt werden. Das Kontaktierungselement 1 ist einstückig aus einem Blechstück hergestellt. Es weist einen Deformationsabschnitt 2 auf, welcher insgesamt vier Deformationslaschen 3 umfasst. Von den vier Deformationslaschen 3 sind in der Figur 4 nur zwei zu erkennen, die übrigen sind verdeckt. Der Deformationsabschnitt 2 weist zwei einander gegenüber liegende Endabschnitte 4, 5 auf. Die Deformationsabschnitte 2 sind aus einem Formgedächtniswerkstoff hergestellt und können bei Wärmeeinwirkung in eine andere Form gebracht werden. Dabei können sich die Deformationslaschen 3, wie später gezeigt, durchbiegen. Dies hat zur Folge, dass die Endabschnitte 4, 5 sich aufeinander zu bewegen.
Es sind ferner erste Klemmkanten 8 und zweite Klemmkanten 9 vorgesehen, wobei sich die ersten Klemmkanten 8 an dem ersten Endabschnitt 4 befinden und sich daher auch an dem ersten Endabschnitt 4 abstützen können. Die zweiten Klemmkanten 9 sind an einem Stützabschnitt 13 angebracht, der wiederum an den zweiten Endabschnitt 5 angebracht ist. Die zweiten Klemmkanten 9 stützen sich daher an dem Stützabschnitt 13 ab, der sich wiederum an dem zweiten Endabschnitt 5 abstützen kann. Insofern können sich die zweiten Klemmkanten 9 mittelbar am zweiten Endabschnitt 5 abstützen. Die Stützabschnitte 13 weisen jeweils eine Biegung 14 auf, die entlang einer Biegelinie 15 verläuft. Die Biegelinie 15 entspricht zugleich einer Begrenzungskante des würfelförmigen Kontak- tierungselements 1. Während die Deformationslaschen 3 grundsätzlich die Fähigkeit zur Formänderung aufweisen, sind die Endabschnitte sowie die Stützab- schnitte grundsätzlich formstabil ausgeführt, was ferner auch für die nachfolgenden Ausführungsformen gilt. Während der Deformation des Deformationsabschnitts 2, beispielsweise aufgrund von Wärmeeinwirkung, ändert das Kontaktierungselement seine axiale Ausdehnung entlang einer Deformationsrichtung D. Parallel zu der Deformati- onsrichtung D verlaufen die Bieglinien 15 der Stützabschnitte 13.
Figur 5 zeigt das Kontaktierungselement in abgewickelter Form bzw. den Rohling zur Herstellung des Kontaktierungselements. Der Rohling 25 ist aus einem Blechstück ausgestanzt, wobei insbesondere Ausnehmungen 27 ausgestanzt wurden, die die Unterteilung des Kontaktierungselements in die Endabschnitte, den Deformationsabschnitt 2 und die Stützabschnitte 13 bewirken. Anschließend wird der Rohling an den Bieglinien 15 zu seiner quadratischen Form gebogen. Anschließend werden die Deformationslaschen 3 gestaucht. Anschließend wird der Rohling 25 mit Wärme behandelt, wodurch der Rohling 25, dabei insbeson- dere die Deformationslaschen 3, die benötigten Formgedächtniseigenschaften erhält.
Anhand der Figuren 6 und 7 wird die Funktionsweise des Kontaktierungselements 1 näher erläutert. Es ist der Deformationsabschnitt 2 zu erkennen, der einen ersten Endabschnitt 4 und einen zweiten Endabschnitt 5 aufweist. Zwischen den Endabschnitten 4, 5 sind jeweils vier Deformationslaschen 3 angeordnet. In einen Aufnahmeraum 12 der durch die ersten und zweiten Klemmkanten 8, 9 gebildet wird, ragt der Überstand 28 in den Aufnahmeraum hinein.
Figur 6 zeigt das Kontaktierungselement vor einer Wärmebehandlung während des Montagevorgangs einer Batterieanordnung. Diese Wärmebehandlung ist jedoch nicht zu verwechseln mit der Wärmebehandlung, die während der Herstellung des Kontaktierungselements 1 aus dem Rohling 25 angewendet wird, wie es bezüglich Figur 5 erläutert wurde. Es handelt sich also um zwei unter- schiedliche Wärmebehandlungen. Vor der Wärmebehandlung, wie in Figur 6 zu erkennen ist, befinden sich die Deformationslaschen 3, wie in Figur 6b zu er- kennen ist, in einer annähernd durchgestreckten Form. Wird nun Wärme aufgebracht, was auch durch eine Strombeaufschlagung geschehen kann, biegen sich die Deformationslaschen 3 durch, wie aus Figur 7b) zu erkennen ist. Dies führt zu einem Zusammenziehen des Deformationsabschnitts 2 so dass der Ab- stand X der beiden Endabschnitte 4, 5 zueinander verkürzt wird. Dies führt dazu, dass sich während der Wärmebehandlung die ersten Klemmkanten 8 auf die zweiten Klemmkanten 9 zu bewegen und dabei die in den Aufnahmeraum 12 angeordnete Elektrode 18 einklemmen. Hierdurch wird eine feste, stromleitende Verbindung zwischen dem Kontaktierungselement 1 und der Elektrode 18 her- gestellt.
Figur 8 zeigt eine Weiterbildung des Kontaktierungselements 1 aus Figur 4. Das Kontaktierungselement 1' weist neben dem ersten Endabschnitt 4 und dem zweiten Endabschnitt 5 einen dritten Endabschnitt 6 und einen vierten Endab- schnitt 7 auf. Ferner weist das Kontaktierungselement 1 ' einen zweiten Deformationsabschnitt 2 auf, der wiederum vier Deformationslaschen 3 umfasst. Mit anderen Worten ausgedrückt, entspricht das Kontaktierungselement 1' dem Kontaktierungselement 1 aus Figur 4, an dessen zweitem Endabschnitt 5 ein identisches Kontaktierungselement spiegelverkehrt angeordnet ist. Dadurch er- gibt sich, dass zusätzlich zu den ersten und zweiten Klemmkanten 8, 9 dritte und vierte Klemmkanten 10, 11 ausgebildet sind, die sich am dritten Endabschnitt 6 bzw. am vierten Endabschnitt 7 abstützen, analog zu dem Kontaktierungselement 1 aus Figur 4. Das Kontaktierungselement 1 ' kann zwei Elektroden 18, die versetzt zueinander anordnet sind, kontaktieren und eignet sich bei- spielsweise für die Verwendung als ein Kontaktierungselement I 1 bzw. 13 in der Batterieanordnung nach Figur 1.
Die Figuren 9 und 10 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Kontaktierungselements 1". Das Kontaktierungselement in dieser Ausführungsform ist zweistückig ausgebildet und umfasst einen Deformationskörper 17 und einen separat dazu ausgestalteten Klemmrahmen 16. Der Deformationskörper 17 stellt den Deformationsabschnitt 2 dar und weist vier Deformationslaschen 3 auf, an deren gegenüberliegenden Seiten sich ein erste Endabschnitt 4 und ein zweiter Endabschnitt 5 befindet. An dem ersten Endabschnitt 4 ist eine erste Klemmkante 8 angeordnet. An dem zweiten Endabschnitt 5 ist eine dritte Klemmkante 10 angeordnet.
Der Klemmrahmen 16 ist im Wesentlichen hülsenförmig gestaltet und weist einen quadratischen Querschnitt auf. Der Querschnitt des Klemmrahmens 16 entspricht im Wesentlichen dem Querschnitt des Deformationskörpers 17, wobei der Deformationskörper 17 im Querschnitt betrachtet etwas kleiner ist, so dass er in den Klemmrahmen hinein passt. Der Klemmrahmen 16 weist in einem oberen Bereich und einem unteren Bereich mehrere Aufnahmeräume 12 auf, die durch Einschnitte in den Begrenzungskanten gebildet sind.
Der hülsenförmige Klemmrahmen stellt sogleich einen Stützabschnitt 13 des Kontaktierungselements 1" dar. An den Aufnahmeräumen 12 sind zweite Klemmkanten 9 und vierte Klemmkanten 11 ausgebildet, die mit den ersten Klemmkanten 8 und den dritten Klemmkanten 10 des Deformationskörpers 17 zusammenwirken können, wie es in Figur 11 näher beschrieben wird.
In Figur 11 ist das Kontaktierungselement 1 " zu erkennen, welches einen Deformationskörper 17 gemäß Figur 9 und einen Klemmrahmen 16 gemäß Figur 10 umfasst. Der Deformationskörper 17 ist innerhalb des Klemmrahmens 16 gehalten, wodurch ersichtlich ist, dass der Deformationskörper 17 im Querschnitt betrachtet etwas kleiner ist als der Klemmrahmen 16. In den Aufnahmeräumen 12 des Klemmrahmens 16 sind die Überstände 28 der Elektroden 18 zu erkennen. Die Überstände 28 liegen locker in den Aufnahmeräumen 12 ein. Die Deformationslaschen 3 des Deformationskörpers 17 sind durchgebogen, wie es aus Figur 11b zu erkennen ist. In Figur 12 ist der Zustand des Kontaktierungselements 11" zu erkennen, nachdem die Wärmebehandlung während der Montage der Batterieanordnung nach Figur 1 vollzogen wurde. Die Deformationslaschen 3 sind nahezu durchgestreckt, wie es aus Figur 12b ersichtlich ist, so dass sich der axiale Abstand X des ersten Endabschnitts 4 zum zweiten Endabschnitt 5 vergrößert, gegenüber dem Zustand gemäß Figur 11. Dies hat zur Folge, dass die erste Klemmkante 8 welche an dem ersten Endabschnitt 4 angeordnet ist, sich hin zur zweiten Klemmkante 9 bewegt hat, welche an dem Aufnahmeraum 12 des Klemmrahmens 16 angeordnet ist. Fer- ner hat sich die dritte Klemmkante 10 auf die vierte Klemmkante 11 hin zu bewegt. Beides führt zu einer Verspannung der beiden Elektroden 18 innerhalb der beiden Aufnahmeräume 12.
Figur 13 zeigt ein Kontaktierungselement 1'" welches eine Weiterbildung des Kontaktierungselements 1" nach Figuren 9 bis 12 darstellt. Dabei weist der Klemmrahmen 16 lediglich in einem oberen Bereich Aufnahmeräume 12 zur Aufnahme von Überständen 28 einer Elektrode 18 auf. Auf der unteren Seite ist der Klemmrahmen umgebogen und weist daher eine umlaufende Abstützkante 29 auf, an denen sich der Deformationskörper 17 abstützen kann. Das hier dar- gestellte Kontaktierungselement 1'" eignet sich beispielsweise für die Anwendung als Kontaktierungselement ^ ^ oder 14 in der Batterieanordnung nach Figur 1.
Zur Montage der Batterieanordnung 24 nach Figur 1 werden zunächst die Batte- riezellen 22 aufeinander gestapelt, und zwar in der Weise, dass die Bohrungen 23 der Batteriezellen koaxial zu gemeinsamen Bohrachsen A ausgerichtet sind. Anschließend wird ein Kontaktierungselement in die Bohrung eingesetzt und in seine axiale Position gebracht, so dass die Elektroden 18 auf gleiche axiale Höhe zu den entsprechenden Aufnahmeräumen 12 sind. Danach wird das Kontak- tierungselement um 45° verdreht, wodurch die Aufnahmeräume 12 in Überdeckung zu den Überständen 28 der Elektroden 18 geraten. Dabei geraten die Klemmkanten 8, 9, 10, 11 der Kontaktierungseinheit 1 in Anlage zu den Elektroden 18, aber noch ohne diese zu verklemmen. Ein kleiner Abstand oder ein Spiel zwischen den Klemmkanten und den Elektroden 18 kann dabei bestehen. Anschließend wird die Kontaktierungseinheit 1 mit Wärme behandelt, wodurch der Deformationsabschnitt 2 seine Form verändert, was insbesondere dazu führt, dass die Klemmkanten 8, 9 und 10, 11 sich aufeinander zu bewegen und dabei die Elektroden 18 in den Aufnahmeräumen 12 verklemmen.
Dabei wird während des Montagevorgangs die Kontaktierungseinheit ^ ^ und 14 in die Bohrung 21 eines Kabelschuhs 20 eingeführt, welches auf die selbe Art mit dem Kontaktierungselement verbunden wird, wie die Elektrode 18.
Anschließend wird ein nicht dargestellter Führungsstab in die einzelnen Bohrungen geführt, welcher die Ausrichtung der Batteriezellen zueinander langfristig sicherstellt.
Zwischen zwei Kontaktierungseinheiten 1 kann jeweils ein Isolator 26 eingebracht werden, der zum einen eine Isolation zwischen zwei gemeinsam in einer Bohrung angeordneten Kontaktierungseinheiten 1 bildet. Zum anderen kann der Isolator 26 als mechanischer Abstandshalter zweier Kontaktierungseinheiten 1 dienen.
Bezugszeichenliste
1 Kontaktierungselement
2 Deformationsabschnitt
3 Deformationslasche
4 erster Endabschnitt
5 zweiter Endabschnitt
6 dritter Endabschnitt
7 vierter Endabschnitt
8 erste Klemmkante
9 zweite Klemmkante
10 dritte Klemmkante
11 vierte Klemmkante
12 Aufnahmeraum
13 Stützabschnitt
14 Biegung
15 Biegelinie
16 Klemmrahmen
17 Deformationskörper
18 Elektrode
19 Bohrung in Elektrode
20 Kabelschuh
21 Bohrung in Kabelschuh
22 Batteriezelle
23 Bohrung in Batteriezelle
24 Batterieanordnung
25 Rohling
26 Isolator
27 Ausnehmung 28 Überstand
29 Abstützkante
30 Kabel
31 Eckkante
X Abstand
L axiale Länge
D Deformationsrichtung
A Bohrachse

Claims

Patentansprüche
1. Kontaktierungselement (1 ) zum elektrischen Anschließen eines Kontaktan- Schlusses (18) einer elektrischen Zelle, insbesondere einer Batteriezelle
(22), umfassend zumindest einen Deformationsabschnitt (2) und zumindest zwei Klemmkanten (9), die an jeweils gegenüberliegenden Endabschnitten (4) des zumindest einen Deformationsabschnittes (2) abge- stützt sind.
2. Kontaktierungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Deformationsabschnitt (2) aus einem Formgedächtniswerkstoff herge- stellt ist.
3. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungselement (1) zwei Klemmkanten (9) aufweist, wobei eine erste Klemmkante (8) gegenüber einem ersten Endabschnitt (4) des Deformationsabschnitts (2) abgestützt ist und eine zweite Klemmkante (9) gegenüber einem zweiten Endabschnitt (5) des Deformationsabschnitts (2) abgestützt ist.
4. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (4) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Deformationsabschnitts (2) angeordnet sind,
5. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Deformationsabschnitt (2) bei Wärmeeinwirkung seine Form, insbesondere seine axiale Ausdehnung (L), verändert.
6. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (X) zweier gegenüberliegender Endabschnitte (5) bei einer Formveränderung des Deformationsabschnitts (2) verändert wird.
7. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungselement (1) zumindest einen Aufnahmeraum (12) zur Aufnahme eines Kontaktanschlusses, insbesondere einer Elektrode (18), aufweist.
8. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klemmkante (8, 9, 10, 11) eine Begrenzung des Aufnahmeraums (12) bildet.
9. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungselement (1) einen unrunden, insbesondere rechteckigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt aufweist.
10. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (12) eine Eckkante (31) des Kontaktierungselements (1) einschneidet.
1 1. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Deformationsabschnitt (2) mehrere, insbesondere vier, Deformationslaschen (3) aufweist.
12. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationslaschen (3) bei Wärmeeinwirkung ihre Form verändern.
13. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Deformationsabschnitt (2) bei Wärmeeinwirkung seine axiale Ausdehnung (L) verringert.
14. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Deformationslaschen (3) bei Wärmeeinwirkung durchbiegen.
15. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Deformationsabschnitt (2) bei Wärmeeinwirkung seine axiale Ausdeh- nung (L) vergrößert.
16. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 12 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Deformationslaschen (3) bei Wärmeeinwirkung durchstrecken.
17. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungselement (1 ) einstückig ausgebildet ist.
18. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungselement (1 ) zwei Deformationsabschnitte (2, 2') mit jeweils zwei Endabschnitten (4, 5, 6, 7) aufweist, wobei an jedem Endabschnitt jeweils eine Klemmkante (8, 9, 10, 1 1) abgestützt ist.
19. Kontaktierungselement nach Anspruch'18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endabschnitt (5, 6) eines Deformationsabschnittes (2, 2') unmittelbar an einem Endabschnitt (6, 5) eines anderen Deformationsabschnittes (2', 2) abgestützt ist.
20. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 - 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungselement (1 ) zumindest einen Stützabschnitt (13) auf- weist, der zumindest gegenüber einem der Endabschnitte (4, 5, 6, 7) zumindest mittelbar abgestützt ist.
21. Kontaktierungselement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass dass der Stützabschnitt (13) mit einem der Endabschnitte (4, 5, 6, 7) fest verbunden ist, insbesondere einstückig ausgebildet ist.
22. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 20 - 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stützabschnitt (13) längs einer Deformationsrichtung (D) des Deformationsabschnitts (2) ausgerichtet ist.
23. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 20 - 22, dadurch gekennzeichnet, dass dass der Stützabschnitt (13) ausgehend von einem Endabschnitt (5, 6) in
Richtung des anderen Endabschnitts (4, 7) hervorsteht.
24. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 20 - 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützabschnitt (13) zumindest eine der Klemmkanten (8, 9, 10, 11) aufweist.
25. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 20 - 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützabschnitt (13) zwei Klemmkanten (9, 10) aufweist.
26. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 20 - 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützabschnitt eine Biegung (14) entlang einer Biegelinie (15) aufweist, wobei die Biegelinie (15) parallel zu einer Deformationsrichtung (D) des Deformationsabschnitts (2) verläuft.
27. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungselement (1) einen Deformationskörper () und einen hierzu separaten Klemmrahmen (16) aufweist,
28. Kontaktierungselement nach Anspruch 27 und einem der Ansprüche 20 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Deformationskörper () den Deformationsabschnitt (2) bildet und der Klemmrahmen (16) den Stützabschnitt (13) bildet.
29. Kontaktierungselement nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Deformationskörper (17) innerhalb des Klemmrahmens (16) aufgenommen ist.
30. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 27 - 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmrahmen (16) einen Querschnitt aufweist, der einem Querschnitt des Deformationskörpers (17) entspricht.
31. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 27 - 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Klemmrahmens (16) und der Querschnitt des Deformationskörpers (17) rechteckig, insbesondere quadratisch, sind.
32. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 27 - 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmrahmen (16) hülsenförmig gestaltet ist.
33. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 27 - 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmrahmen (16) zumindest eine, insbesondere eine oder zwei Klemmkanten (8, 9, 10, 11) aufweist.
34. Kontaktierungselement nach einem der Ansprüche 27 - 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmrahmen (16) zumindest eine nach innen weisende Abstützkante (29) aufweist.
35. Batterieanordnung, umfassend zumindest eine elektrische Zelle, wobei zumindest ein Kontaktanschluss
(18) der elektrischen Zelle (22) mittels eines Kontaktierungselements (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 34 angeschlossen ist.
36 Batterieanordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktanschluss (18) eine Bohrung (19) mit einem Bohrungsquerschnitt aufweist, wobei der Bohrungsquerschnitt dem Querschnitt des Kontaktierungselements (1 ) entspricht.
37. Batterieanordnung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Bohrung (19) des Kontaktanschlusses (18) rechteckig, insbesondere quadratisch ist.
38. Verfahren zur Montage einer Batterieanordnung nach einem der Ansprüche 35 bis 37, umfassend folgende Verfahrensschritte:
- Stapeln einer elektrischen Zelle auf eine andere elektrische Zelle,
Einsetzen eines Kontaktierungselements (1) in eine Bohrung (23) der einer elektrischen Zelle (22), - Verdrehen des Kontaktierungselements (1 ) um einen Verdrehwinkel
(α).
- Aktivieren der Formveränderung des Deformationsabschnittes.
39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrehwinkel (α) zwischen 10° und 80°, insbesondere zwischen 30° und 60°, insbesondere in etwa 45° beträgt.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 38 - 39, ferner umfassend den folgenden Verfahrensschritt:
- Einsetzen des Kontaktierungselements (1) in eine Bohrung eines Ka- belschuhs (21).
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 - 39, ferner umfassend den folgenden Verfahrensschritt:
- Nach der Aktivieren der Formveränderung des Deformationsabschnit- tes, Einsetzen eines Führungsstabs in die Bohrung (23) der elektrischen Zelle (22).
42. Verfahren zur Herstellung eines Kontaktierungselements nach einem der
Ansprüche 1 - 34, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Ausstanzen eines Rohlings (25) aus einem Blechstück;
- Verbiegen des Rohlings (25) an Biegelinien (15) zu einer Quaderform;
- Stauchen des Rohlings (25);
- Behandeln des Rohlings (25) mit Wärme.
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