EP3535789A1 - Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische vorrichtung - Google Patents

Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische vorrichtung

Info

Publication number
EP3535789A1
EP3535789A1 EP17793962.6A EP17793962A EP3535789A1 EP 3535789 A1 EP3535789 A1 EP 3535789A1 EP 17793962 A EP17793962 A EP 17793962A EP 3535789 A1 EP3535789 A1 EP 3535789A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cell
terminals
electrochemical device
electrochemical
connector
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP17793962.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Fritz
Stefan Kazmaier
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.)
ElringKlinger AG
Original Assignee
ElringKlinger AG
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 ElringKlinger AG filed Critical ElringKlinger AG
Publication of EP3535789A1 publication Critical patent/EP3535789A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51—Connection only in series
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/543—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a cell contacting system for an electrochemical device comprising a plurality of cell groups each comprising one or more electrochemical cells, each electrochemical cell having a first cell terminal and a second cell terminal, the electrochemical cells following one another along a longitudinal direction of the electrochemical device .
  • the first cell terminals of the electrochemical cells in a first cell terminal region of the electrochemical device follow one another along the longitudinal direction and
  • the second cell terminals of the electrochemical cells follow one another in a second cell terminal area of the electrochemical device along the longitudinal direction
  • the cell contacting system comprises at least one cell connector for electrically connecting cell terminals of a first cell group to cell terminals of a second cell group, and
  • the cell connector comprises a first contact region for contacting the cell terminals of the first cell group and a second contact region for contacting the cell terminals of the second cell group.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a cell contacting system of the type mentioned, which reliably enables a relative movement between the cell terminals of the electrochemical device to be electrically connected even if the distances of the successive in the longitudinal direction of the electrochemical device Cell terminals are small.
  • the present invention is thus based on the concept of interconnecting the cell terminals of the electrochemical cells at least partially not by cell connectors extending parallel to the longitudinal direction of the electrochemical device within the same cell terminal region, but by one or more cell connectors extending obliquely to the longitudinal direction from the first Cell terminal area extend over to the second cell terminal area.
  • the cell terminals of different polarity interconnected by the respective cell connector are spatially far apart so that sufficient space remains between the contact areas of the cell connector to provide compensation or compensation elements on the cell connector, or It is even possible to dispense with such compensating elements altogether, since relative movements between the interconnected electrochemical cells can be accommodated by deformation of the intermediate region of the cell connector between the contact regions of the cell connector.
  • the cell connector comprises an intermediate region connecting the first contact region and the second contact region, the longitudinal axis of which is aligned obliquely to the longitudinal direction of the electrochemical device.
  • such an intermediate region comprises lateral edges, which are aligned obliquely to the longitudinal direction of the electrochemical device.
  • the longitudinal axis and / or one or more lateral edges of the intermediate region enclose an angle of more than 10 ° with the longitudinal axis.
  • the longitudinal axis and / or one or more lateral edges of the intermediate region enclose an angle of less than 80 ° with the longitudinal direction of the electrochemical device.
  • the longitudinal axis and / or one or more lateral edges of the intermediate region of the cell connector preferably run substantially parallel to a contact plane of the electrochemical device, in which the
  • the intermediate region can have one or more compensation or compensation elements, for example compensating shafts, but can also be essentially planar without such compensation or compensation elements.
  • At least one cell connector extends from cell terminals of the first cell group to cell terminals of a second cell group immediately adjacent to the first cell group.
  • the at least one cell connector extends beyond a further cell group of the electrochemical device arranged between the first cell group and the second cell group.
  • Such a diagonal or oblique interconnection of the cell groups with skipping of one or more cell groups by the cell connector offers the advantage of an improved and in particular more homogeneous temperature distribution within the electrochemical device.
  • the electrochemical cells of the electrochemical device are arranged between two end faces of the electrochemical device, which transversely, preferably substantially perpendicular, to the longitudinal direction of the and the electrochemical device are spaced apart in the longitudinal direction of the electrochemical device, wherein the cell contacting system has two power terminals of different polarity.
  • the two power connections terminate at different end faces of the electrochemical device, in particular at opposite end sides of the electrochemical device.
  • the two power connections of the cell contacting system are preferably both arranged in the same plane, which preferably runs parallel to a contact plane of the electrochemical device in which lie the contact surfaces of the cell terminals of the electrochemical cells of the electrochemical device.
  • the Zellutton istssystem may comprise a plurality of cell connectors, which - especially when viewed perpendicular to the longitudinal direction of the electrochemical device and perpendicular to the contact plane of the electrochemical device in which the contact surfaces of the cell terminals lie - do not overlap and in particular do not cross over.
  • all cell connectors of the cell contacting system lie in the same plane, which is preferably aligned parallel to the contact plane of the electrochemical device.
  • the cell contacting system comprises at least two cell connectors, which
  • At least one of at least two intersecting cell connectors electrically insulating insulation element is arranged.
  • the electrochemical cells of the electrochemical device may each be provided with a degassing outlet to allow gases formed during operation of the electrochemical device in the electrochemical cell to escape through the degassing outlet and thus prevent the formation of overpressure in the housing of the electrochemical cell concerned.
  • At least one cell connector in the mounted state of the cell contact system crosses at least one degassing outlet of an electrochemical cell and is provided with a gas guide channel section in the crossing region.
  • Such a gas guide channel section can be formed, for example, by a recess or bulge provided on the cell connector.
  • the cell contacting system comprises a carrier element on which a plurality of cell connectors of the cell contact system are arranged, wherein the carrier element in the assembled state of ZellANDl mecanicssystems traverses at least one Entgasungsauslass an electrochemical cell and in the crossing region with a gas guide channel is provided.
  • Such a gas guide channel may in particular be formed by a recess or recess provided on the carrier element.
  • the gas guide channel preferably extends in the longitudinal direction of the electrochemical device to at least one end side thereof, so that gas escaping from the degassing outlets of the electrochemical cells flows out of the electrochemical device through the gas guide channel of the carrier element via at least one end face of the electrochemical device can.
  • the support member is preferably formed of an electrically insulating material to maintain electrical insulation between the cell connectors of the cell contacting system.
  • At least one cell connector has at least one recess in at least one of its contact regions, which comprises two sections of the contact region which are used to contact different cell terminals of the same cell group are provided, separating from each other.
  • Such a recess may for example have the shape of a gap or slot.
  • At least one cell connector has at least one elastically and / or plastically deformable compensation section in at least one of its contact areas, which two sections of the contact area that are in contact with different cell terminals of the same cell group are provided, interconnecting.
  • At least one cell connector of the ZellAND istssystems has been separated from a flat, in particular from a plate-shaped or ribbon-shaped, starting material having a first material portion of a first material for forming at least one contact region of the cell connector and at least one second material portion of a second material for forming a contact region of the cell connector interconnecting intermediate portion of the cell connector comprises. - -
  • the cell connectors in the current conductor composite are initially connected to one another in one piece, preferably by connecting elements, in particular in the form of connecting webs.
  • the connectors of the conductor interconnect are separated from the cell connectors and removed from the cell contacting system only after the cell connectors have been mounted on a support member to provide the required electrical insulation between the cell connectors. Subsequent to disconnecting the connectors, the assembly of the support member and the cell connectors disposed thereon are mounted to the cell terminals of the electrochemical device.
  • the current conductor composite is introduced into a cutting tool in which the connecting elements are separated from the cell connectors, wherein subsequently the cell connectors by means of a gripping device, for example by means of a multiple gripper, from the separating tool to the cell terminals of the electrochemical device moved and mounted on the same.
  • the first material of the first material section and the second material of the second material section are preferably different from one another.
  • the first material contains aluminum as the main component and / or the second material contains copper as the main component.
  • the main constituent of a material is that element which has the largest proportion by weight in the relevant material.
  • the first material section and the second material section of the starting material can in particular be connected to one another in a material-locking manner, for example by cold-rolling plating.
  • the planar starting material may comprise a third material section made of a third material for forming at least one further contact region of the cell connectors.
  • the third material of the third material portion is identical to the first material of the first material portion.
  • the second material section of the sheet-like starting material is preferably arranged between the first material section and the third material section.
  • the production of the cell contacting system and its mounting on the electrochemical device is significantly simplified and accelerated , - -
  • the materials for the contact areas on the one hand and for the intermediate areas of the cell connectors can be optimally selected on the other hand, for example a first material with the main component aluminum for simple, preferably unmixed, welding to the cell terminals, and a second Material with the main component copper to achieve the highest possible electrical conductivity in the intermediate region of the cell connectors.
  • This concept can also be used independently of the diagonal or oblique connection of the cell terminals of the electrochemical device.
  • the present invention therefore also relates to a cell contacting system according to the preamble of claim 1 which has the additional features of claim 16 and optionally the additional features of claim 17, claim 18 and / or claim 19.
  • the cell contacting system of the present invention is suitable for use in combination with an electrochemical device comprising a plurality of cell groups, each comprising one or more electrochemical cells, each electrochemical cell having first and second cell terminals, the electrochemical cells being along a longitudinal direction of the electrochemical cell Follow one another, the first cell terminals of the electrochemical cells in a first cell terminal region of the electrochemical device follow one another along the longitudinal direction and the second cell terminals of the electrochemical cells follow one another in a second cell terminal region of the electrochemical device along the longitudinal direction.
  • the first cell terminals of the electrochemical cells may all have the same polarity (negative or positive), or the first cell terminals of the cell groups following one another in the longitudinal direction may have alternating polarities. - -
  • the second cell terminals of the electrochemical cells may all have the same polarity (positive or negative), or the polarities of the second cell terminals of the cell groups consecutive along the longitudinal direction may alternate.
  • In the Zellutton istssystem may be integrated gas passage through which can escape from the electrochemical cells through Entgasungsauslässe escaping gas.
  • the diagonal or obliquely interconnected cell connectors which have a larger surface due to their greater length, have better cooling properties. In particular, a better connection of external cooling to the large-area cell connectors is possible.
  • a decoupling between the same polarity cell terminals of a cell group is possible by recesses and / or compensation elements, which are provided in the contact areas of the cell connectors.
  • Signals necessary for cell monitoring can all be removed on one end side of the electrochemical device or preferably on the same (parallel to the longitudinal direction of the electrochemical device extending) longitudinal side of the electrochemical device, wherein in the latter case, the number required components and required operations reduced.
  • the cell connectors and possibly also the power connections of the cell contacting system may be made of a flat starting material composed of different materials, for example
  • the electrochemical device may in particular be designed as an accumulator, for example as a lithium-ion accumulator.
  • the electrochemical device is designed as an accumulator, it is suitable, in particular, as a heavy-duty energy source, for example for the propulsion of motor vehicles.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electrochemical device comprising a plurality of cell groups arranged between two end walls, each comprising a plurality of, for example three, electrochemical cells, each electrochemical cell - -
  • Cell having first and second cell terminals, the electrochemical cells following one another along a longitudinal direction of the electrochemical device, wherein the first cell terminals of the electrochemical cells follow one another in a first cell terminal region of the electrochemical device along the longitudinal direction, and wherein the second cell terminals of the electrochemical cells in a second cell terminal region of the electrochemical device follow one another along the longitudinal direction;
  • FIG. 2 is a top plan view of the electrochemical device of FIG. 1, with the viewing direction perpendicular to the longitudinal direction of the electrochemical device and perpendicular to a contact plane of the cell terminals;
  • FIG. 3 is a top plan view of the electrochemical device of FIGS. 1 and 2 after mounting a first embodiment of a cell contacting system comprising a plurality of cell connectors for electrically connecting cell terminals of a first cell group to cell terminals of a second cell group, the respective cell connector having a first contact area for contacting the cell terminals of the first cell group and a second contact area for Contacting the cell terminals of the second cell group, and wherein the respective cell connector extends obliquely to the longitudinal direction of the electrochemical device from cell terminals of the first cell group in the first cell terminal region to cell terminals of the second cell group in the second cell terminal region;
  • Fig. 4 is a view corresponding to Fig. 3 of the electrochemical device and the cell contacting system, wherein the cell connectors and power connectors of the ZellWallet istssystems - are shown transparently to indicate the polarity of the cell terminal contacted by the cell contacting system of the electrochemical device; a plan view of a plate or band-shaped
  • Material for example copper for forming an intermediate region of the cell connectors interconnecting the contact regions of the cell connectors and a third material section, preferably of the first material (for example aluminum), for forming a second contact region of the cell connectors; the common separation from the plate or ribbon-shaped starting material of FIG. 5 manufactured Zelluttonêtssystem;
  • a cell contacting system in which a plurality of cell connectors of the cell contacting system in the assembled state of the cell contacting system each traverse at least one Entgasungsaus- let the electrochemical device and are provided in this crossing region with a gas guide channel section;
  • FIG. 8 shows a cross section through the Zell. michassystem of FIG. 7, taken along the line 8 - 8 in Fig. 7;
  • FIG. 10 shows a cross section through the Zellutton michassystem of FIG. 9, taken along the line 10 - 10 in Fig. 9; a fourth embodiment of the ZellWallet michssystems, wherein the cell connectors each have a plurality of recesses in their contact areas, which each separate two portions of the respective contact area, which are provided for contacting different cell terminals of the same cell group, from each other;
  • the cell connectors each have a plurality of elastically and / or plastically deformable compensation sections in their contact areas, which each connect two portions of the respective contact area, which are provided for contacting different cell terminals of the same cell group together;
  • FIG. 12 A perspective view of a second embodiment of an electrochemical device comprising a plurality of cell groups, each comprising a plurality, for example, three, electrochemical cells, each electrochemical cell having a first and a second cell terminal, the electrochemical cells along a longitudinal direction of the electrochemical device are consecutive, the first cell terminals of the electrochemical cells in a first cell terminal region of the electrochemical device follow one another along the longitudinal direction and the second cell terminals of the electrochemical cell follow one another in a second cell terminal region of the electrochemical device along the longitudinal direction, all first cell terminals of the electrochemical cells being the same ( For example, negative) polarity and all second cell terminals of the electrochemical cells also have the same polarity (for example, the positive Polari it); a plan view of the electrochemical device of FIG. 14, viewed perpendicular to the longitudinal direction of the electrochemical device and perpendicular to a contact plane of the cell terminals;
  • 16 is a plan view of a sixth embodiment of the cell contacting system in which the cell connectors of the cell contacting system cross each other;
  • Fig. 17 is a view corresponding to FIG. 16 of the electrochemical
  • FIG. 2 is a plan view of the cell contacting system of FIGS. 16 and 17, without the electrochemical device; a cross section through the Zellutton istssystem of FIG. 18, along the line 19-19 in FIG. 18; a plan view of a seventh embodiment of the
  • Fig. 25 is a view corresponding to Fig. 24 of the electrochemical
  • 26 shows a plan view of a tenth embodiment of the cell contacting system, in which the cell connectors each have a plurality of elastically and / or plastically deformable compensation sections in their contact areas, which each connect two sections of the respective contact area which are provided for contacting different cell terminals of the same cell group and in which the cell connectors in their intermediate region, which connects the two contact regions of the respective cell connector to each other, each have an elastically and / or plastically deformable compensation section, which a relative movement between a portion of the first contact region of the cell connector, a first cell terminal in the first Cell terminal area of the electrochemical device is assigned, and a portion of the second contact area of the cell connector, the second cell terminal in the second cell terminal area of the associated with electrochemical device allows; and
  • FIG. 27 shows a longitudinal section through the cell contacting system from FIG.
  • FIGS. 1 and 2 designated as a whole by 100, comprises a plurality of cell groups 102, which in the exemplary embodiment illustrated are six, each of which comprises a plurality of electrochemical cells 104, each in the illustrated embodiment.
  • Each of the electrochemical cells 104 has a prismatic, in particular substantially parallelepiped, housing 106, the housing 106 each having two opposite broad side surfaces 108, two opposing long narrow side surfaces 110 and two opposing short narrow side surfaces 112.
  • the electrochemical cells 104 of the electrochemical device 100 follow one another in a longitudinal direction 114 of the electrochemical device 100, wherein two electrochemical cells 104 succeeding one another in the longitudinal direction 114 each have a substantially planar and preferably substantially one of their broad side surfaces 108 congruent to each other.
  • the cohesion of the electrochemical cells 104 of the electrochemical device 100 is generated by two end plates 116 whose major surfaces are perpendicular to the longitudinal direction 114 and parallel to each other and which are spaced apart in the longitudinal direction 114, wherein the electrochemical cells 104 of the electrochemical device 100 between the two end plates 116 are arranged.
  • the two end plates 116 are preferably by a plurality, for example two, tension members 118, for example in the form of tie rods, tension plates or drawstrings, which are fixed to both end plates 116, - - clamped against each other, so that the end plates 116 exert a parallel to the longitudinal direction 114 directed contact pressure on the electrochemical cells 104 of the electrochemical device 100.
  • tension members 118 for example in the form of tie rods, tension plates or drawstrings
  • Each of the electrochemical cells 104 has a first cell terminal 120 and a second cell terminal 122, wherein the first cell terminal 120 and the second cell terminal 122 have different polarity (negative or positive).
  • the first cell terminal 120 and the second cell terminal 122 both protrude over the same long narrow side surface 110 of the respective electrochemical cell 104 from the housing 106 of the respective electrochemical cell 104, hereinafter referred to as the terminal side surface 124 of the electrochemical cell 104.
  • the terminal side surfaces 124 of all electrochemical cells 104 of the electrochemical device 100 are arranged parallel to each other and substantially flush with each other on the same side of the electrochemical device 100, so that the first cell terminals 120 of all electrochemical cells 104 of the electrochemical device 100 in a first cell terminal region 126 of electrochemical device 100 follow one another along the longitudinal direction 114, and the second cell terminals 122 of all the electrochemical cells 104 of the electrochemical device 100 in a second cell terminal region 128 of the electrochemical device 100 follow one another along the longitudinal direction 114.
  • the first cell terminal area 126 and the second cell terminal area 128 are respectively marked by broken line bounded rectangles. - -
  • Each of the electrochemical cells 104 further includes a respective degassing outlet 130 having a degassing valve 132 disposed on the terminal side surface 124 between the first cell terminal 120 and the second cell terminal 122.
  • the degassing outlets 130 of all the electrochemical cells 104 of the electrochemical device 100 in a degassing region 134 of the electrochemical device 100 preferably follow one another along the longitudinal direction 114 of the electrochemical device 100.
  • the degassing region 134 is shown in FIGS. 1 and 2 also marked as a rectangle bounded by broken lines.
  • the first cell terminals 120 and the second cell terminals 122 of the electrochemical cells 104 of the electrochemical device 100 preferably project about the same height above the terminal side surfaces 124 such that the substantially planar contact surfaces 136 at which the cell terminals 120, 122 terminate, all in the Substantially lie in the same plane, which is hereinafter referred to as the contact plane 138 of the electrochemical device 100.
  • the electrochemical device 100 is provided with a device shown in FIG. 3 and 4 cell contacting system 140 shown, which comprises a plurality of, in the illustrated embodiment, five cell connectors 142 for electrically connecting cell terminals each having a first cell group 102a with cell terminals of a second cell group 102b. - -
  • the cell contacting system 140 comprises two power connections 144 which are respectively connected to cell terminals of a cell group 102c located at the beginning of the series connection or to cell terminals of a cell group 102d located at the end of the series connection and whose free ends 146 are led beyond an end plate 116 of the electrochemical device 100 to be contacted in the exterior of the electrochemical device 100 by a respective electrical conductor (not shown).
  • the two power connections 144 are arranged on the same front side of the electrochemical device 100.
  • the cell connectors 142 of the cell contacting system 140 each include a first contact region 148 for contacting the cell terminals of the first cell group 102a and a second contact region 150 for
  • each of the cell connectors 142 includes a first contact region 148 and the second contact region 150 interconnecting
  • a longitudinal axis 153 of the intermediate region 152 extends obliquely to the longitudinal direction 114 of the electrochemical device 100, so that the relevant cell connector 142' is oblique to the longitudinal direction 114 from cell terminals of the first cell group 102a in the first cell terminal area 126 to cell terminals of the second cell group 102b in the second cell terminal area 128.
  • the longitudinal axis 153 'of the intermediate region 152' extends parallel to the longitudinal direction 114 of the electrochemical device 100, so that this cell connector 142" is parallel to the longitudinal direction 114 of FIG Cell terminals of the first cell group 102a 'in the first cell terminal region 126 to cell terminals of the second cell group 102b ", which are also arranged in the first cell terminal region 126 extends.
  • the cell connectors 142 and power connections 144 of the cell contacting system 140 are shown transparently to reveal the polarity of the underlying cell terminals 120, 122 of the electrochemical cells 104
  • the cell connectors 142 'extend obliquely to the longitudinal direction 114 extend from the first cell terminal area 126 to the second cell terminal area 128, from cell terminals of the first cell group 102a to cell terminals of a second cell group 102b not immediately adjacent to the first cell group 102a, wherein the respective cell connector 142 'overlies one between the first cell group 102a and the first cell group 102a second cell group 102e of the electrochemical device 100 extends across second cell group 102b.
  • the electrochemical cells 104 are arranged in the electrochemical device 100 such that the first cell terminals 120 disposed in the first cell terminal region 126 have alternating polarities of cell groups 102 following one another in the longitudinal direction 114 of the electrochemical device 100 ,
  • the first cell terminals 120 of FIG. 4 leftmost cell group 102 1 is a negative polarity to the first cell terminal 120 in the longitudinal direction 114 subsequent second cell group 102 2 a positive polarity, the first cell terminal 120 in the longitudinal direction 114 subsequent third cell group 102 3 a negative polarity, the first cell terminals 120 of the fourth cell group following in the longitudinal direction 114 - -
  • the first cell terminal 120 in the longitudinal direction 114 the following fifth group of cells 102 5 a negative polarity, and the first cell terminal 120 in the longitudinal direction 114 following the sixth cell group 102 6 a positive polarity.
  • the second cell terminals 122 arranged in the second cell terminal area 128 of the electrochemical device 100 also have alternating polarities of the cell groups 102 which follow each other in the longitudinal direction 114.
  • the second cell terminals 122 of the first cell group 102 1 have a positive polarity
  • the second cell terminals 122 of the second cell group 102 2 a negative polarity
  • the second cell terminals 122 of the third cell group 102 3 a positive polarity
  • the second cell terminals 122 of the fourth cell group 102 4 a negative polarity
  • the second cell terminals 122 of the fifth cell group 102 5 a positive polarity
  • the second cell terminals 122 of the sixth cell group 102 6 a negative polarity.
  • the cell terminals 120, 122 of the six cell groups 102 which in each case comprise three electrochemical cells 104, are connected in series with one another in the illustrated embodiment.
  • Such a series connection is also referred to as msnp circuit for short, where m denotes the number of cell groups connected in series in series 102 and n the number of electrochemical units per cell group 102.
  • the negative power terminal 144a is connected to the negative second cell terminals 122 of the second cell group 102 2 .
  • the second cell connector 142 2 connects the positive first cell terminals 120 of the second cell group 102 2 to the negative second cell terminals 122 of the fourth cell group 102 4 .
  • the fourth cell connector 142 4 connects the positive first cell terminals 120 of the fourth cell group 102 4 to the negative second cell terminals 122 of the sixth cell group 102 6 .
  • the fifth cell connector 142 5 connects the positive first cell terminals 120 of the sixth cell group 102 6 to the negative first cell terminals 120 of the fifth cell group 102 5 .
  • the third cell connector 142 3 connects the positive second cell terminals 122 of the fifth cell group 102 5 to the negative first cell terminals 120 of the third cell group 102 3 .
  • the first cell connector 142 1 connects the positive second cell terminals 122 of the third cell group 102 3 to the negative first cell terminals 120 of the first cell group 102 1 .
  • the positive second cell terminals 122 of the first cell group 102 1 are connected to the positive power terminal 144b of the cell contacting system 140.
  • cell connectors 142 and power connections 144 of cell contacting system 140 of FIGS. 3 and 4 do not overlap one another (seen in a viewing direction 154 perpendicular to the contact plane 138) and all are arranged in the same plane aligned parallel to the contact plane 138 of the electrochemical device 100, the cell connectors can - -
  • a suitable starting material is shown in FIG. 5 and is preferably formed as a plate-shaped or strip-shaped hybrid material which comprises a first material section 156 of a first material for forming the first contact regions 148 of the cell connectors 142 'running obliquely to the longitudinal direction 114 and the two contact regions 148 and 150 of the cell connector 142 ", a second material portion 158 of a second material to form the intermediate portions 152 connecting the two contact portions 148 and 150 of the cell connectors 142 'and a third material portion 160 of a third material to form the second contact portions 150 of the cell connectors 142 'includes.
  • first material section 156, the second material section 158 and the third material section 160 are preferably designed as material strips extending in the later longitudinal direction 114 of the cell contacting system 140.
  • the second material portion 158 of the second material is preferably disposed between the first material portion 156 of the first material and the third material portion 160 of the third material.
  • the first material of the first material section 156 and the third material of the third material section 160 are preferably identical to each other.
  • the first material contains aluminum as the main component and / or the second material contains copper as the main component.
  • the main component of a material is that element whose weight fraction is the largest in the material in question.
  • the first material section 156 and the second material section 158 of the starting material 155 are preferably connected to one another in a material-locking manner, for example by cold-roll cladding.
  • the third material section 160 and the second material section 158 of the starting material 155 are preferably connected to one another in a material-locking manner, for example by cold-roll cladding.
  • FIG. 6 shows how the cell connectors 142 and power terminals 144 in the same relative positions that these elements occupy in the cell contacting system 140 mounted on the electrochemical device 100 are separated from the hybrid source material 155.
  • the cell connectors 142 and power terminals 144 are first held by connecting members (not shown), particularly in the form of connecting bars, which integrally connect the cell connectors 142 and the power terminals 144 and are cut out together with them from the starting material 155.
  • the connectors are severed from the cell connectors 142 and the power connectors 144, such as by punching, and removed from the cell contacting system 140 to provide the required electrical isolation between the cell connectors 142 and power connections 144 produce.
  • the current conductor composite is introduced after separation from the starting material 155 in a (not shown) cutting tool in which the connecting elements of the cell connectors 142 and the power terminals 144 are separated, for example by punching, then the cell connectors 142 and the power connections 144 are moved by means of a gripping device (not shown), for example by means of a multiple gripper, from the separating tool to the cell terminals 120, 122 of the electrochemical device 100.
  • the cell connectors 142 and power connections 144 are electrically conductively contacted with the respective associated cell terminals 120, 122 of the electrochemical cells 104, preferably by material connection, in particular by welding, for example by laser welding, ultrasonic welding or friction stir welding.
  • FIGS. 7 and 8 differs from the first embodiment illustrated in FIGS. 3 to 6 in that the cell connectors 142 'and at least one of the power connections 144 the degassing region 134 of the electrochemical device 100 and preferably at least one respective Gas outlet 130 of an electrochemical cell 104 cross and are provided in this crossing region, each with a gas guide channel section 162.
  • Each gas guide channel section 162 may be formed by a recess or bulge 164, by which the distance of the respective cell connector 142 or power connector 144 of the - -
  • Terminal side surface 124 of each traversed electrochemical cell 104 in the region of the gas guide channel section 162 increases, so that an additional volume is created, through which optionally from the degassing valves 132 escaping gas can flow.
  • the aligned gas guide channel sections 162 of the cell connectors 142 'and the power connections 144 together form a gas guide channel 166 extending along the longitudinal direction 114, which extends to at least one end side of the electrochemical device 100, so that possibly escaping from the degassing valves 132 Gas can flow out of the electrochemical device 100 over the relevant end face.
  • this gas guide channel 166 is not completely closed, but has gaps through which gas between two cell connectors 142, between two power terminals 144 or between a cell connector 142 and a power connection 144 can escape from the gas guide channel 166.
  • FIGS. 7 and 8 illustrated second embodiment of Zellutton istssystems 140 in terms of structure, function and method of manufacture with the embodiment shown in FIGS. 1 to 6, to the above description, reference is made.
  • FIGS. 9 and 10 differs from the second embodiment shown in FIGS. 7 and 8 in that the cell contacting system 140 comprises a carrier element 168, for example in the form of a carrier plate 170, to which the cell connectors 142 and Power terminals 144 of ZellWalletêtssystems 140 are arranged. - -
  • the cell connectors 142 and / or the power connections 144 may be fixed to the carrier element 168, for example by press-fitting, by latching, by caulking, by adhesive bonding or in another way by material connection, positive connection or frictional connection, in order to form a carrier element 168 together with the carrier element 168 Unit to be handled.
  • the support member 168 is formed from an electrically insulating material to maintain electrical insulation between the cell connectors 142 and the power terminals 144 of the cell contacting system 140.
  • the carrier element 168 preferably comprises an electrically non-conductive plastic material, for example PBT (polybutylene terephthalate), PP (polypropylene), PA (polyamide), ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) and / or LCP ("Liquid Cristal Polymer”), and is preferably essentially completely formed from such a plastic material.
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • PA polyamide
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • LCP Liquid Cristal Polymer
  • a particularly suitable material for the support element 168 is a talc-reinforced polypropylene material (for example, the material designated PP TV20). This material has by the talcum reinforcement on a particularly high dimensional stability.
  • a gas guide channel 166 is preferably formed on the carrier element 168, which extends in particular in the longitudinal direction 114 up to at least one end side of the electrochemical device 100, particularly preferably up to both end sides of the electrochemical device Device 100 extends.
  • the gas guide channel 166 may be formed, for example, as a recess or as a bulge 172 in the support member 168. - -
  • the gas guide channel 166 formed on the carrier element 168 preferably traverses all degassing outlets 130 of the electrochemical cells 104 of the electrochemical device 100 so that escaping gas from the degassing valves 132 passes through the gas guide channel 166 of the carrier element 168 via at least one end side of the electrochemical device 100 can flow out of the electrochemical device 100.
  • the formed on the support member 168 extends
  • Gas guide channel 166 without interruption between its two adjacent the end faces of the electrochemical device 100 ends, so that no gas between the ends of the gas guide channel 166 can escape from the same.
  • the cell connectors 142 and power connections 144 of the ZellWallet istss 140 are provided in their adjacent to the gas guide channel 166 of the support member 168 areas, each with a matched to the cross section of the gas guide channel 166 recess or bulge 164 to the respective cell connector 142 and to be able to place the relevant power connection 144 on the carrier element 168.
  • FIGS. 9 and 10 illustrated third embodiment of the Zellutton istssystems 140 in terms of structure, function and method of manufacture with the second embodiment shown in FIGS. 7 and 8, to the above description of which reference is made.
  • a fourth embodiment of the cell contacting system 140 shown in FIG. 11 differs from that shown in FIGS. 3-6 illustrated in the first embodiment in that the cell connectors 142 and power terminals 144 of ZellWallet istssystems 140 in their contact areas 148, 150th - - Each have one or more recesses 174, which in particular may each have the shape of a gap or slot 176 and each two sections 178 of the respective contact area 148, 150, which are provided for contacting different cell terminals 120, 122 of the same cell group 102, separate from each other ,
  • these sections 178 of the contact regions 148, 150 are mechanically decoupled from one another, such that movement of these sections 178 of the contact regions 148, 150, which are assigned to different electrochemical cells 104, relative to one another during operation of the electrochemical device 100 and / or tolerance compensation in the case of Assembly of Zellutton istssystems 140 is made possible.
  • FIGS. 12 and 13 illustrated fifth embodiment of the Zellutton istssystems 140 differs from that shown in FIGS. 1 to 6 in that the cell connectors 142 and power connections 144 each have a plurality of elastically and / or plastically deformable compensation sections 180 in their contact areas 148, 150, each of these compensation sections 180 each having two sections 178 of the respective contact area 148, 150 to the
  • the compensation section 180 may in particular comprise one or more compensation waves 182 extending transversely, preferably substantially perpendicular, to the longitudinal direction 114 of the electrochemical device 100. - -
  • each compensation section 180 may have a cross-section, taken along the longitudinal direction 114, which contains at least one U-shape, S-shape, ⁇ -shape and / or meandering shape.
  • a relative movement of the two sections 178 of a contact region 148, 150 connected to one another by the respective compensating section 180 is made possible during operation of the electrochemical device 100 and / or for tolerance compensation during assembly of the cell contacting system 140.
  • the cell contacting system 140 preferably only one of the portions 178 of a contact region 148, 150 associated with one of the cell terminals 120, 122 to be contacted is connected to the intermediate region 152 of the respective cell connector 142, the intermediate region 152 being correspondingly narrower than In the first embodiment of the cell contacting system 140 shown in FIGS. 1 to 6, it is achieved that a movement of the other sections 178 of the respective contact region 148, 150, which are not directly connected to the intermediate region 152, relative to the one section 178 which is directly connected to the intermediate area 152 is not obstructed.
  • the fifth embodiment of the cell contacting system 140 shown in FIGS. 12 and 13 is the same in structure, function and manufacturing manner as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6, the above description of which is incorporated herein by reference.
  • the second embodiment of the electrochemical device 100 differs from that shown in FIGS. 1 and 2 illustrated first embodiment in that the polarities of the im
  • the first cell terminal region 126 of the electrochemical device 100 does not alternate with the first cell terminal 120 of the electrochemical cell 104 but all coincide with each other.
  • all the first cell terminals 120 of the cell groups 102 may, for example, have a negative polarity.
  • all the second cell terminals 122 of the electrochemical cells 104 arranged in the second cell terminal area 128 of the electrochemical device 100 also have the same polarity.
  • the second cell terminals 122 of the cell groups 102 may therefore have, for example, a positive polarity.
  • FIGS. 14 and 15 the embodiment of the electrochemical device 100 shown in FIGS. 14 and 15 is the same in structure, function and manufacturing manner as the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the above description of which is incorporated herein by reference.
  • FIGS. 16 to 19 illustrated sixth embodiment of Zellkon- bakt istssystems 140 serves to contact the cell terminals 120, 122 of the electrochemical cells 104 in a series circuit in the in Figs. 14 and 15 show the second embodiment of the electrochemical device.
  • a 6s3p circuit of the six cell groups 102 becomes each made of three electrochemical cells 104 as follows: - -
  • the negative power terminal 144a is connected to the negative first cell terminals 120 of the second cell group 102 2 .
  • the positive second cell terminals 122 of the second cell group 102 2 are connected by means of the first cell connector 142 1 to the negative first cell terminals 120 of the fourth cell group 102 4 .
  • the second cell connector 142 2 connects the positive second cell terminals 122 of the fourth cell group 102 4 to the negative first cell terminals 120 of the sixth cell group 102 6 .
  • the third cell connector 142 3 connects the positive second cell terminals 122 of the sixth cell group 102 6 to the negative first cell terminals 120 of the fifth cell group 102 5 .
  • the fourth cell connector 142 4 connects the positive second cell terminals 122 of the fifth cell group 102 5 to the negative first cell terminals 120 of the third cell group 102 3 .
  • the fifth cell connector 142 5 connects the positive second cell terminals 122 of the third cell group 102 3 to the negative first cell terminals 120 of the first cell group 102 1 .
  • the positive power terminal 144b is connected to the positive second cell terminals 122 of the first cell group 102 1 .
  • the cell connector 142 3 extends from cell terminals of the sixth cell group 102 6 obliquely to the longitudinal direction 114 of the electrochemical device 100 to cell terminals of the fifth cell group 102 5 immediately adjacent to the sixth cell group 102 6 .
  • this embodiment of the cell contacting system 140 comprises a plurality of cell connectors 142 which, as viewed along a viewing direction 154 oriented perpendicular to the contact plane 138 of the electrochemical device 100, cross each other.
  • first cell connector 142 1 intersects with the fourth cell connector 142 4 and with the fifth cell connector 142 5 .
  • the second cell connector 142 2 intersects with the third cell connector 142 3 and with the fourth - -
  • the third cell connector 142 3 intersects with the second cell connector 142 2 .
  • the fourth cell connector 142 4 intersects with the first cell connector 142 1 and with the second cell connector 142 2 .
  • the fifth cell connector 142 5 intersects with the first cell connector 142 1 and with the negative power connector 144 a.
  • the intermediate regions 152 of the intersecting cell connectors 142 and power connections 144 must run at different height levels, that is, at different distances from the contact plane 138 of the electrochemical device 100, as shown in FIG. 19, in which the intermediate region 152 of the second cell connector 142 2 extends at a greater distance from the contact plane 138 than the third cell connector 142 3 and the fourth cell connector 142 4 .
  • the need of different distances from the contact plane 138 of the electrochemical device 100 can be generated in particular by the cell connectors 142 or power connectors 144, which must extend in sections at a greater distance from the contact plane 138, with - preferably substantially parallel to the longitudinal direction 114 of the electrochemical device 100 extending - beads or offsets 184 are provided.
  • the sixth embodiment of the cell contacting system 140 shown in FIGS. 17 to 19 is the same in construction, function and manufacturing manner as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6, to the above description of which reference is made.
  • the sixth embodiment of the cell contacting system 140 can not be cut out of a sheet starting material due to the crossovers between the cell connectors 142 and the power terminals 144. - -
  • a seventh embodiment of the cell contacting system 140 shown in FIGS. 20 and 21 differs from that shown in FIGS. 16 to 19 illustrated sixth embodiment in that between the intersecting cell connectors 142 and power terminals 144, an electrically insulating insulating member 186, preferably in the form of a substantially flat insulation plate 188, is arranged.
  • the insulating element 186 may, for example, comprise an electrically non-conductive plastic material and, in particular, may be formed substantially entirely from such an electrically non-conductive plastic material.
  • the seventh embodiment of the cell contacting system 140 shown in FIGS. 20 and 21 is the same in structure, function and method of manufacture as shown in FIGS. 16 to 19 illustrated sixth embodiment, the above description of which reference is made.
  • FIGS. 22 and 23 One in FIGS.
  • the eighth embodiment of the cell contact system 140 illustrated in FIGS. 22 and 23 also serves to establish a series connection of the cell groups 102 of the cell groups shown in FIGS. 14 and 15 illustrated second embodiment of the electrochemical device 100th - -
  • This eighth embodiment of the cell contacting system 140 differs from that shown in FIGS. 16 through 19, in that the cell connectors 142 of the cell contacting system 140 do not overlap one another, but only one of the power connectors 144 crosses the cell connectors 142 to cause both power connectors 144a, 144b to be disposed on the same face of the electrochemical device 100.
  • the cell contacting system 140 becomes a
  • the negative power terminal 144a is connected to the negative first cell terminals 120 of the sixth cell group 102 6 .
  • the fifth cell connector 142 5 connects the positive second cell terminals 122 of the sixth cell group 102 6 to the negative first cell terminals 120 of the fifth cell group 102 5 .
  • the fourth cell connector 142 4 connects the positive second cell terminals 122 of the fifth cell group 102 5 to the negative first cell terminals 120 of the fourth cell group 102 4 .
  • the third cell connector 142 3 connects the positive second cell terminals 122 of the fourth cell group 102 4 to the negative first cell terminals 120 of the third cell group 102 3 .
  • the second cell connector 142 2 connects the positive second cell terminals 122 of the third cell group 102 3 to the negative first cell terminals 120 of the second cell group 102 2 .
  • the first cell connector 142 1 connects the positive second cell terminals 122 of the second cell group 102 2 to the negative first cell terminals of the first cell group 102 1 .
  • the positive power terminal 144b is connected to the positive second cell terminals 122 of the first cell group 102 1 . - -
  • one of the power connections 144 for example the negative power connection 144a, comprises a crossing section 190, which preferably extends in the longitudinal direction 114 of the electrochemical device 100 at a greater distance from the contact plane 138 of the electrochemical device 100, obliquely to the longitudinal direction 114 extending cell connector 142 across.
  • crossing section 190 of the power connection 144a extends at a smaller distance from the contact plane 138 below the cell connectors 142.
  • the greater distance of the crossing section 190 from the contact plane 138 is achieved, for example, by providing the power connection 144a with a beading or bend 184, preferably running essentially parallel to the longitudinal direction 114.
  • the crossing section 190 of the power connection 144a runs at a smaller distance from the contact plane 138 than the intermediate regions 152 of the cell connectors 142, it could be provided that the spacing of the intermediate regions 152 from the contact plane 138 passes through, preferably substantially parallel to the longitudinal direction 114 the electrochemical device 100 extending, beads or offsets is increased.
  • all cell connectors 142 each extend from the cell terminals 120, 122 of a cell group 102 to cell terminals 122, 120 of another cell group immediately adjacent to this cell group 102.
  • FIGS. Ninth embodiment of the cell contacting system 140 illustrated in FIGS. 24 and 25 differs from the eighth embodiment shown in FIGS. 22 and 23 in that the power connection 144 a does not cross over with the cell connectors 142 of the cell contacting system 140 but instead at one of the end sides of the electrochemical device 100. at which the other power terminal 144b terminates, opposite end face of the electrochemical device 100 ends.
  • the ninth embodiment of the cell contacting system 140 shown in FIGS. 24 and 25 is the same in construction, function and method of manufacture as shown in FIGS. 22 and 23, the above description of which is hereby incorporated by reference. - -
  • a tenth embodiment of the cell contacting system 140 shown in FIGS. 26 and 27 differs from that shown in FIGS. 12 and 13 illustrated in that the cell connectors 142 not only in their contact areas 148, 150 each have a plurality of elastically and / or plastically deformable compensation sections 180 which a relative movement between each two sections 178 of the respective contact portion 148, 150, for contacting different cell terminals 120, 122 of the same cell group 102 are provided allow, but in addition in the intermediate regions 152 of the cell connector 142 'is provided in each case a compensation section 180', which allows a relative movement between the first contact area 148 and the second contact area 150 of the respective cell connector 142 ' ,
  • the compensation section 180 ' may in particular comprise one or more compensation shafts 182' extending transversely, preferably substantially perpendicular, to the longitudinal direction 114 of the electrochemical device 100.
  • each compensation section 180 ' may have a cross-section, taken along the longitudinal direction 114, which contains at least one U-shape, S-shape, ⁇ -shape and / or meandering shape.
  • the intermediate portions 152 of the cell connectors 142 ' may be formed as wide as in the in Figs. 1-6 illustrated first embodiment of Zell. michrivssystems 140th
  • the compensation sections 180 which each connect two sections 178 of a contact region 148, 150, which are provided for contacting different cell terminals 120, 122 of the same cell group 102, preferably extend from a lateral edge 192 of the respective associated contact region 148, 150 preferably in the
  • the tenth embodiment of the cell contacting system 140 shown in FIGS. 26 and 27 is the same in construction, function and manufacturing manner as the fifth embodiment shown in FIGS. 12 and 13, the above description of which is incorporated herein by reference.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

Um ein Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung, die mehrere Zellgruppen umfasst, welche jeweils eine oder mehrere elektrochemische Zellen umfassen, wobei jede elektrochemische Zelle ein erstes Zellterminal und ein zweites Zellterminal aufweist, wobei die elektrochemischen Zellen längs einer Längsrichtung aufeinander folgen, die ersten Zellterminals in einem ersten Zellterminalbereich der elektrochemischen Vorrichtung längs der Längsrichtung aufeinander folgen und die zweiten Zellterminals in einem zweiten Zellterminalbereich der elektrochemischen Vorrichtung längs der Längsrichtung aufeinander folgen, wobei das Zellkontaktierungssystem mindestens einen Zellverbinder zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals einer ersten Zellgruppe mit Zellterminals einer zweiten Zellgruppe umfasst, zu schaffen, welches eine Relativbewegung zwischen den elektrisch miteinander zu verbindenden Zellterminals auch dann zuverlässig ermöglicht, wenn die Abstände der aufeinander folgenden Zellterminals klein sind, wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Zellverbinder sich schräg zu der Längsrichtung von Zellterminals der ersten Zellgruppe in dem ersten Zellterminalbereich zu Zellterminals der zweiten Zellgruppe in dem zweiten Zellterminalbereich erstreckt.

Description

Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung, die mehrere Zellgruppen umfasst, welche jeweils eine oder mehrere elektrochemische Zellen umfassen, wobei jede elektrochemische Zelle ein erstes Zellterminal und ein zweites Zellterminal aufweist, wobei die elektrochemischen Zellen längs einer Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung aufeinander folgen,
die ersten Zellterminals der elektrochemischen Zellen in einem ersten Zellterminalbereich der elektrochemischen Vorrichtung längs der Längsrichtung aufeinander folgen und
die zweiten Zellterminals der elektrochemischen Zellen in einem zweiten Zellterminalbereich der elektrochemischen Vorrichtung längs der Längsrichtung aufeinander folgen,
wobei das Zellkontaktierungssystem mindestens einen Zellverbinder zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals einer ersten Zellgruppe mit Zellterminals einer zweiten Zellgruppe umfasst und
wobei der Zellverbinder einen ersten Kontaktbereich zum Kontaktieren der Zellterminals der ersten Zellgruppe und einen zweiten Kontaktbereich zum Kontaktieren der Zellterminals der zweiten Zellgruppe umfasst.
Bei bekannten elektrochemischen Vorrichtungen mit Zellkontaktierungs- systemen der vorstehend genannten Art werden prismatische elektrochemische Zellen so in der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung nebeneinander angeordnet, dass in jedem Zellterminalbereich Zellterminals positiver Polarität und Zellterminals negativer Polarität alternierend in der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung aufeinander folgen. Zur Herstellung einer Reihenschaltung dieser elektrochemischen Zellen werden jeweils zwei unmittelbar nebeneinander liegende Zellterminals unterschiedlicher Polarität mittels eines Zellverbinders elektrisch leitend miteinander verbunden, welcher sich parallel zu der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung von dem einen Zellterminal zu dem anderen Zellterminal erstreckt und an beiden Zellterminals, beispielsweise durch Verschweißung oder Verschraubung, festgelegt ist. - -
Es ist bekannt, bei solchen Zellkontaktierungssystemen zur Kompensation von Relativbewegungen zwischen den elektrochemischen Zellen, beispielsweise aufgrund von unterschiedlicher Wärmeausdehnung, den Zellverbinder mit einem Ausgleichselement, beispielsweise in Form einer Welle, zu versehen.
Wenn aber der zwischen den miteinander zu verbindenden Zellterminals zur Verfügung stehende Raum beschränkt ist, unterliegt die Geometrie eines solchen Ausgleichselements engen Restriktionen, wodurch dessen Funktionsfähigkeit eingeschränkt ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Zell- kontaktierungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine Relativbewegung zwischen den elektrisch miteinander zu verbindenden Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung auch dann zuverlässig ermöglicht, wenn die Abstände der in der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung aufeinander folgenden Zellterminals klein sind.
Diese Aufgabe wird bei einem Zellkontaktierungssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Zellverbinder des Zellkontaktierungssystems sich schräg zu der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung von Zellterminals der ersten Zellgruppe in dem ersten Zellterminalbereich zu Zellterminals der zweiten Zellgruppe in dem zweiten Zellterminalbereich erstreckt.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit das Konzept zugrunde, die Zellterminals der elektrochemischen Zellen zumindest teilweise nicht durch sich parallel zur Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung innerhalb desselben Zellterminalbereichs erstreckende Zellverbinder miteinander zu verschalten, sondern durch einen oder mehrere Zellverbinder, welche sich schräg zu der Längsrichtung von dem ersten Zellterminalbereich hinüber zu dem zweiten Zellterminalbereich erstrecken. - -
Durch diese Verschaltung des Strompfades in schräger oder diagonaler Richtung innerhalb des Zellkontaktierungssystems liegen die durch den jeweiligen Zellverbinder elektrisch leitend miteinander verbundenen Zellterminals unterschiedlicher Polarität räumlich weit auseinander, so dass zwischen den Kontaktbereichen des Zellverbinders genügend Platz verbleibt, um Ausgleichsoder Kompensationselemente an dem Zellverbinder vorzusehen, oder auf solche Kompensationselemente sogar ganz verzichtet werden kann, da Relativbewegungen zwischen den miteinander verbundenen elektrochemischen Zellen durch eine Verformung des Zwischenbereichs des Zellverbinders zwischen den Kontaktbereichen des Zellverbinders aufgenommen werden können.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Zellverbinder einen den ersten Kontaktbereich und den zweiten Kontaktbereich miteinander verbindenden Zwischenbereich umfasst, dessen Längsachse schräg zu der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung ausgerichtet ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ein solcher Zwischenbereich seitliche Ränder umfasst, welche schräg zu der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung ausgerichtet sind.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Längsachse und/oder ein oder mehrere seitliche Ränder des Zwischenbereichs mit der Längsachse einen Winkel von mehr als 10° einschließen.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Längsachse und/oder ein oder mehrere seitliche Ränder des Zwischenbereichs mit der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung einen Winkel von weniger als 80° einschließen.
Die Längsachse und/oder ein oder mehrere seitliche Ränder des Zwischenbereichs des Zellverbinders verlaufen vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu einer Kontaktebene der elektrochemischen Vorrichtung, in welcher die
Kontaktflächen der Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung liegen. - -
Der Zwischenbereich kann ein oder mehrere Ausgleichs- oder Kompensationselemente, beispielsweise Kompensationswellen, aufweisen, kann aber auch im Wesentlichen eben, ohne solche Ausgleichs- oder Kompensationselemente, ausgebildet sein.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Zellverbinder sich von Zellterminals der ersten Zellgruppe bis zu Zellterminals einer der ersten Zellgruppe unmittelbar benachbarten zweiten Zellgruppe erstreckt.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Zellverbinder des Zellkontaktierungssystems sich von Zellterminals der ersten Zellgruppe bis zu Zellterminals einer der ersten Zellgruppe nicht unmittelbar benachbarten zweiten Zellgruppe erstreckt.
In diesem Fall ist vorzugsweise vorgesehen, dass der mindestens eine Zellverbinder sich über eine zwischen der ersten Zellgruppe und der zweiten Zellgruppe angeordnete weitere Zellgruppe der elektrochemischen Vorrichtung hinweg erstreckt.
Eine solche diagonale oder schräge Verschaltung der Zellgruppen mit Überspringen jeweils einer oder mehrerer Zellgruppen durch den Zellverbinder bietet den Vorteil einer verbesserten und insbesondere homogeneren Temperaturverteilung innerhalb der elektrochemischen Vorrichtung .
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrochemischen Zellen der elektrochemischen Vorrichtung zwischen zwei Stirnseiten der elektrochemischen Vorrichtung angeordnet sind, welche quer, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht, zu der Längsrichtung der - - elektrochemischen Vorrichtung ausgerichtet und in der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung voneinander beabstandet sind, wobei das Zell- kontaktierungssystem zwei Stromanschlüsse unterschiedlicher Polarität aufweist.
Dabei ist es für eine einfache Verbindung des Zellkontaktierungssystems mit einer externen Stromquelle und/oder mit einem externen Verbraucher günstig, wenn die zwei Stromanschlüsse an derselben Stirnseite der elektrochemischen Vorrichtung enden.
Alternativ hierzu kann aber auch vorgesehen sein, dass die zwei Stromanschlüsse an verschiedenen Stirnseiten der elektrochemischen Vorrichtung enden, insbesondere an einander entgegengesetzten Stirnseiten der elektrochemischen Vorrichtung.
Die beiden Stromanschlüsse des Zellkontaktierungssystems sind vorzugsweise beide in derselben Ebene angeordnet, welche vorzugsweise parallel zu einer Kontaktebene der elektrochemischen Vorrichtung verläuft, in welcher die Kontaktflächen der Zellterminals der elektrochemischen Zellen der elektrochemischen Vorrichtung liegen.
Das Zellkontaktierungssystem kann mehrere Zellverbinder umfassen, die sich - insbesondere bei Blickrichtung senkrecht zu der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung und senkrecht zu der Kontaktebene der elektrochemischen Vorrichtung, in welcher die Kontaktflächen der Zellterminals liegen - nicht überlappen und insbesondere nicht überkreuzen.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass alle Zellverbinder des Zellkontaktierungssystems sich nicht überlappen. - -
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass im montierten Zustand des Zell- kontaktierungssystems alle Zellverbinder des Zellkontaktierungssystems in derselben Ebene liegen, welche vorzugsweise parallel zu der Kontaktebene der elektrochemischen Vorrichtung ausgerichtet ist.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Zell- kontaktierungssystem mindestens zwei Zellverbinder umfasst, die
sich - insbesondere bei Blickrichtung senkrecht zu der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung und senkrecht zu der Kontaktebene der Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung, in welcher die Kontaktflächen der Zellterminals liegen - überkreuzen.
Um auch bei einer Relativbewegung der sich überkreuzenden Zellverbinder, beispielsweise im Falle von während des Betriebs der elektrochemischen Vorrichtung auftretenden Erschütterungen oder Schwingungen, einen elektrischen Kontakt zwischen den sich überkreuzenden Zellverbindern zuverlässig zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass zwischen mindestens zwei sich überkreuzenden Zellverbindern mindestens ein elektrisch isolierendes Isolationselement angeordnet ist.
Ferner kann auch vorgesehen sein, dass ein Stromanschluss des Zellkontaktierungssystems und mindestens ein Zellverbinder des Zellkontaktierungssystems sich überkreuzen.
Die elektrochemischen Zellen der elektrochemischen Vorrichtung können jeweils mit einem Entgasungsauslass versehen sein, um während des Betriebs der elektrochemischen Vorrichtung in der elektrochemischen Zelle entstehende Gase durch den Entgasungsauslass entweichen lassen und somit das Entstehen eines Überdrucks in dem Gehäuse der betreffenden elektrochemischen Zelle verhindern zu können. - -
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Zellverbinder im montierten Zustand des Zellkontaktlerungssystems mindestens einen Entgasungsauslass einer elektrochemischen Zelle überquert und in dem Überquerungsbereich mit einem Gas-Führungskanalabschnitt versehen ist.
Ein solcher Gas-Führungskanalabschnitt kann beispielsweise durch eine an dem Zellverbinder vorgesehene Ausnehmung oder Ausbuchtung gebildet sein.
Durch einen solchen Gas-Führungskanalabschnitt wird ein zusätzliches
Volumen zwischen dem Zellverbinder und der elektrochemischen Zelle geschaffen, durch welches gegebenenfalls aus dem Entgasungsauslass entweichendes Gas abfließen kann.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Zell- kontaktierungssystem ein Trägerelement umfasst, an dem mehrere Zellverbinder des Zellkontaktlerungssystems angeordnet sind, wobei das Trägerelement im montierten Zustand des Zellkontaktlerungssystems mindestens einen Entgasungsauslass einer elektrochemischen Zelle überquert und in dem Überquerungsbereich mit einem Gas-Führungskanal versehen ist.
Ein solcher Gas-Führungskanal kann insbesondere durch eine an dem Trägerelement vorgesehene Ausnehmung oder Ausbuchtung gebildet sein.
Der Gas-Führungskanal erstreckt sich vorzugsweise in der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung bis zu mindestens einer Stirnseite derselben, so dass aus den Entgasungsauslässen der elektrochemischen Zellen gegebenenfalls entweichendes Gas durch den Gas-Führungskanal des Trägerelements über mindestens eine Stirnseite der elektrochemischen Vorrichtung aus der elektrochemischen Vorrichtung abfließen kann. - -
Das Trägerelement ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet, um die elektrische Isolation zwischen den Zellverbindern des Zell- kontaktierungssystems aufrechtzuerhalten.
Um Relativbewegungen zwischen den Zellterminals gleicher Polarität zu ermöglichen, welche elektrisch leitend mit einem Zellverbinder verbunden sind, kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Zellverbinder in mindestens einem seiner Kontaktbereiche mindestens eine Ausnehmung aufweist, welche zwei Abschnitte des Kontaktbereichs, die zum Kontaktieren verschiedener Zellterminals derselben Zellgruppe vorgesehen sind, voneinander trennt.
Eine solche Ausnehmung kann beispielsweise die Form eines Spaltes oder Schlitzes aufweisen.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann zur Ermöglichung einer Relativbewegung zwischen den Zellterminals derselben Zellgruppe vorgesehen sein, dass mindestens ein Zellverbinder in mindestens einem seiner Kontaktbereiche mindestens einen elastisch und/oder plastisch verformbaren Kompensationsabschnitt aufweist, welcher zwei Abschnitte des Kontaktbereichs, die zum Kontaktieren verschiedener Zellterminals derselben Zellgruppe vorgesehen sind, miteinander verbindet.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Zellverbinder des Zellkontaktierungssystems aus einem flächigen, insbesondere aus einem platten- oder bandförmigen, Ausgangsmaterial herausgetrennt worden ist, welches einen ersten Materialabschnitt aus einem ersten Material zur Bildung mindestens eines Kontaktbereichs des Zellverbinders und mindestens einen zweiten Materialabschnitt aus einem zweiten Material zur Bildung eines die Kontaktbereiche des Zellverbinders miteinander verbindenden Zwischenbereichs des Zellverbinders umfasst. - -
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mehrere Zellverbinder des Zell- kontaktierungssystems gemeinsam aus dem flächigen Ausgangsmaterial herausgetrennt worden sind.
Dabei bilden vorzugsweise die Zellverbinder des Zellkontaktierungssystems nach dem Heraustrennen aus dem Ausgangsmaterial einen Stromleiter-Verbund, welche als Einheit handhabbar ist, so dass bei der Montage des Zellkontaktierungssystems an der elektrochemischen Vorrichtung alle Zellverbinder des Zellkontaktierungssystems gleichzeitig mit den jeweils zugeordneten Zellterminals der elektrochemischen Zellen der elektrochemischen Vorrichtung in Kontakt bringbar sind.
Dabei sind die Zellverbinder in dem Stromleiter-Verbund zunächst vorzugsweise durch Verbindungselemente, insbesondere in Form von Verbindungsstegen, einstückig miteinander verbunden.
Die Verbindungselemente des Stromleiter-Verbunds werden vorzugsweise erst nach dem Anordnen der Zellverbinder an einem Trägerelement von den Zellverbindern abgetrennt und aus dem Zellkontaktierungssystem entfernt, um die erforderliche elektrische Isolation zwischen den Zellverbindern herzustellen. Im Anschluss an das Abtrennen der Verbindungselemente wird die Baugruppe aus dem Trägerelement und den daran angeordneten Zellverbindern an die Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung montiert.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass der Stromleiter-Verbund in ein Trennwerkzeug eingebracht wird, in welchem die Verbindungselemente von den Zellverbindern abgetrennt werden, wobei anschließend die Zellverbinder mittels einer Greifvorrichtung, beispielsweise mittels eines Mehrfachgreifers, von dem Trennwerkzeug zu den Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung bewegt und an denselben montiert werden. - -
Das erste Material des ersten Materialabschnitts und das zweite Material des zweiten Materialabschnitts sind vorzugsweise voneinander verschieden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das erste Material als Hauptbestandteil Aluminium und/oder das zweite Material als Hauptbestandteil Kupfer enthält.
Als Hauptbestandteil eines Materials gilt dabei dasjenige Element, welches in dem betreffenden Material den größten Gewichtsanteil aufweist.
Der erste Materialabschnitt und der zweite Materialabschnitt des Ausgangsmaterials können insbesondere stoffschlüssig, beispielsweise durch Kaltwalz- plattieren, miteinander verbunden sein.
Ferner kann das flächige Ausgangsmaterial neben dem ersten Materialabschnitt und dem zweiten Materialabschnitt einen dritten Materialabschnitt aus einem dritten Material zur Bildung mindestens eines weiteren Kontaktbereichs der Zellverbinder umfassen.
Vorzugsweise ist das dritte Material des dritten Materialabschnitts identisch mit dem ersten Material des ersten Materialabschnitts.
Der zweite Materialabschnitt des flächigen Ausgangsmaterials ist vorzugsweise zwischen dem ersten Materialabschnitt und dem dritten Materialabschnitt angeordnet.
Durch das gemeinsame Heraustrennen der Zellverbinder des Zellkontaktie- rungssystems (und optional auch der Stromanschlüsse des Zellkontaktie- rungssystems) aus einem flächigen Ausgangsmaterial, das mehrere Materialabschnitte aus verschiedenen Materialien enthält, wird die Herstellung des Zellkontaktierungssystems und dessen Montage an der elektrochemischen Vorrichtung deutlich vereinfacht und beschleunigt. - -
Durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien in dem flächigen Ausgangsmaterial können die Materialien für die Kontaktbereiche einerseits und für die Zwischenbereiche der Zellverbinder andererseits jeweils optimal ausgewählt werden, beispielsweise ein erstes Material mit dem Hauptbestandteil Aluminium zur einfachen, vorzugsweise sortenreinen, Verschweißung mit den Zellterminals, und ein zweites Material mit dem Hauptbestandteil Kupfer zur Erzielung einer möglichst hohen elektrischen Leitfähigkeit im Zwischenbereich der Zellverbinder.
Dieses Konzept ist auch unabhängig von der diagonalen oder schrägen Ver- schaltung der Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung einsetzbar.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch ein Zellkontaktierungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welches die zusätzlichen Merkmale von Anspruch 16 und optional die zusätzlichen Merkmale von Anspruch 17, Anspruch 18 und/oder Anspruch 19 aufweist.
Das erfindungsgemäße Zellkontaktierungssystem eignet sich insbesondere zur Verwendung in Kombination mit einer elektrochemischen Vorrichtung, die mehrere Zellgruppen umfasst, welche jeweils eine oder mehrere elektrochemische Zellen umfassen, wobei jede elektrochemische Zelle ein erstes und ein zweites Zellterminal aufweist, wobei die elektrochemischen Zellen längs einer Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung aufeinander folgen, die ersten Zellterminals der elektrochemischen Zellen in einem ersten Zellterminalbereich der elektrochemischen Vorrichtung längs der Längsrichtung aufeinander folgen und die zweiten Zellterminals der elektrochemischen Zellen in einem zweiten Zellterminalbereich der elektrochemischen Vorrichtung längs der Längsrichtung aufeinander folgen.
Dabei können die ersten Zellterminals der elektrochemischen Zellen alle dieselbe Polarität (negativ oder positiv) aufweisen, oder die ersten Zellterminals der in der Längsrichtung aufeinander folgenden Zellgruppen können alternierende Polaritäten aufweisen. - -
Ebenso können die zweiten Zellterminals der elektrochemischen Zellen alle dieselbe Polarität (positiv oder negativ) aufweisen, oder die Polaritäten der zweiten Zellterminals der längs der Längsrichtung aufeinander folgenden Zellgruppen können alternieren.
Das erfindungsgemäße Zellkontaktierungssystem kann insbesondere die folgenden Vorteile oder Merkmale aufweisen :
In das Zellkontaktierungssystem kann ein Gas-Führungskanal integriert sein, durch welchen aus den elektrochemischen Zellen durch Entgasungsauslässe entweichendes Gas abfließen kann.
Die durch ihre größere Länge eine größere Oberfläche aufweisenden diagonal oder schräg verschalteten Zellverbinder weisen bessere Kühleigenschaften auf, Insbesondere ist eine bessere Anbindung einer externen Kühlung an die großflächigen Zellverbinder möglich.
Eine Entkopplung zwischen den gleiche Polarität aufweisenden Zellterminals einer Zellgruppe ist durch Ausnehmungen und/oder Kompensationselemente, welche in den Kontaktbereichen der Zellverbinder vorgesehen sind, möglich.
Zur Zellüberwachung nötige Signale, beispielsweise zur Spannungs- und/oder Temperaturüberwachung, können alle auf einer Stirnseite der elektrochemischen Vorrichtung abgenommen werden oder vorzugsweise auf derselben (parallel zur Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung verlaufenden) Längsseite der elektrochemischen Vorrichtung, wobei sich im letzteren Fall die Anzahl der benötigten Bauteile und der erforderlichen Arbeitsgänge reduziert.
Die Integration eines oder mehrerer Stromanschlüsse in das Zellkontaktierungssystem ist möglich. - -
Die Zellverbinder und gegebenenfalls auch die Stromanschlüsse des Zellkontaktie rungssyste ms können aus einem aus verschiedenen Materialien zusammengesetzten flächigen Ausgangsmaterial, beispielsweise aus
einem - vorzugsweise einlagigen - Aluminium/Kupfer/Aluminium-Band hergestellt werden.
In einer senkrecht zu einer Kontaktebene der elektrochemischen Vorrichtung, in welcher die Kontaktflächen der Zellterminals liegen, verlaufenden Richtung können mehrere Materiallagen aufeinander geschichtet werden, um auf diese Weise mehrlagige Zellverbinder mit der gewünschten Stromtragfähigkeit herzustellen.
Die elektrochemische Vorrichtung kann insbesondere als ein Akkumulator, beispielsweise als ein Lithium-Ionen-Akkumulator, ausgebildet sein.
Wenn die elektrochemische Vorrichtung als ein Akkumulator ausgebildet ist, eignet sie sich insbesondere als eine hochbelastbare Energiequelle, beispielsweise für den Antrieb von Kraftfahrzeugen.
Alle vorstehend oder nachstehend genannten Polaritäten (negativ beziehungsweise positiv) können auch miteinander vertauscht werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Zeichnungen zeigen :
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer elektrochemischen Vorrichtung, die mehrere zwischen zwei Stirnwänden angeordnete Zellgruppen umfasst, welche jeweils mehrere, beispielsweise drei, elektrochemische Zellen umfassen, wobei jede elektrochemische - -
Zelle ein erstes und ein zweites Zellterminal aufweist, wobei die elektrochemischen Zellen längs einer Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung aufeinander folgen, wobei die ersten Zellterminals der elektrochemischen Zellen in einem ersten Zellterminalbereich der elektrochemischen Vorrichtung längs der Längsrichtung aufeinander folgen und wobei die zweiten Zellterminals der elektrochemischen Zellen in einem zweiten Zellterminalbereich der elektrochemischen Vorrichtung längs der Längsrichtung aufeinander folgen;
Fig. 2 eine Draufsicht von oben auf die elektrochemische Vorrichtung aus Fig . 1, mit der Blickrichtung senkrecht zu der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung und senkrecht zu einer Kontaktebene der Zellterminals;
Fig. 3 eine Draufsicht von oben auf die elektrochemische Vorrichtung aus den Fig . 1 und 2 nach der Montage einer ersten Ausführungsform eines Zellkontaktierungssystems, welches mehrere Zellverbinder zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals einer ersten Zellgruppe mit Zellterminals einer zweiten Zellgruppe umfasst, wobei der jeweilige Zellverbinder einen ersten Kontaktbereich zum Kontaktieren der Zellterminals der ersten Zellgruppe und einen zweiten Kontaktbereich zum Kontaktieren der Zellterminals der zweiten Zellgruppe umfasst und wobei der jeweilige Zellverbinder sich schräg zu der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung von Zellterminals der ersten Zellgruppe in dem ersten Zellterminalbereich zu Zellterminals der zweiten Zellgruppe in dem zweiten Zellterminalbereich erstreckt;
Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht der elektrochemischen Vorrichtung und des Zellkontaktierungssystems, wobei die Zellverbinder und Stromanschlüsse des Zellkontaktierungssystems - - transparent dargestellt sind, um die Polarität der mittels des Zellkontaktierungssystems kontaktierten Zellterminals der elektrochemischen Vorrichtung erkennen zu lassen; eine Draufsicht auf ein platten- oder bandförmiges
Ausgangsmaterial, aus welchem die Zellverbinder und Stromanschlüsse des Zellkontaktierungssystems aus den Fig. 3 und 4 her austrennbar sind, wobei das Ausgangsmaterial einen ersten Materialabschnitt aus einem ersten Material (beispielsweise Aluminium) zur Bildung eines ersten Kontaktbereiches der Zellverbinder, einen zweiten Materialabschnitt aus einem zweiten
Material (beispielsweise Kupfer) zur Bildung eines die Kontaktbereiche der Zellverbinder miteinander verbindenden Zwischenbereichs der Zellverbinder und einen dritten Materialabschnitt, vorzugsweise aus dem ersten Material (beispielsweise Aluminium), zur Bildung eines zweiten Kontaktbereichs der Zellverbinder um- fasst; das durch gemeinsames Heraustrennen aus dem platten- oder bandförmigen Ausgangsmaterial aus Fig . 5 hergestellte Zellkontaktierungssystem;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des
Zellkontaktierungssystems, bei welcher mehrere Zellverbinder des Zellkontaktierungssystems im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems jeweils mindestens einen Entgasungsaus- lass der elektrochemischen Vorrichtung überqueren und in diesem Überquerungsbereich mit einem Gas-Führungskanalabschnitt versehen sind;
Fig. 8 einen Querschnitt durch das Zellkontaktierungssystem aus Fig . 7, längs der Linie 8 - 8 in Fig. 7; - - eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems, bei welcher das Zellkontaktierungssystem ein Trägerelement umfasst, an dem mehrere Zellverbinder und/oder Stromanschlüsse des Zellkontaktierungssystems angeordnet sind, wobei das Trägerelement im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems Entgasungsauslässe von elektrochemischen Zellen der elektrochemischen Vorrichtung überquert und in diesem Überquerungsbereich mit einem Gas-Führungskanal versehen ist;
Fig. 10 einen Querschnitt durch das Zellkontaktierungssystem aus Fig . 9, längs der Linie 10 - 10 in Fig. 9; eine vierte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems, bei welcher die Zellverbinder in ihren Kontaktbereichen jeweils mehrere Ausnehmungen aufweisen, welche jeweils zwei Abschnitte des jeweiligen Kontaktbereichs, welche zum Kontaktieren verschiedener Zellterminals derselben Zellgruppe vorgesehen sind, voneinander trennen;
Fig. 12 eine Draufsicht auf eine fünfte Ausführungsform des
Zellkontaktierungssystems, bei welcher die Zellverbinder in ihren Kontaktbereichen jeweils mehrere elastisch und/oder plastisch verformbare Kompensationsabschnitte aufweisen, welche jeweils zwei Abschnitte des jeweiligen Kontaktbereichs, welche zum Kontaktieren verschiedener Zellterminals derselben Zellgruppe vorgesehen sind, miteinander verbinden;
Fig. 13 einen Längsschnitt durch das Zellkontaktierungssystem aus Fig .
12, längs der Linie 13 - 13 in Fig . 12; - - eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer elektrochemischen Vorrichtung, die mehrere Zellgruppen umfasst, welche jeweils mehrere, beispielsweise drei, elektrochemische Zellen umfassen, wobei jede elektrochemische Zelle ein erstes und ein zweites Zellterminal aufweist, wobei die elektrochemischen Zellen längs einer Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung aufeinander folgen, die ersten Zellterminals der elektrochemischen Zellen in einem ersten Zellterminalbereich der elektrochemischen Vorrichtung längs der Längsrichtung aufeinander folgen und die zweiten Zellterminals der elektrochemischen Zelle in einem zweiten Zellterminalbereich der elektrochemischen Vorrichtung längs der Längsrichtung aufeinander folgen, wobei alle ersten Zellterminals der elektrochemischen Zellen dieselbe (beispielsweise negative) Polarität aufweisen und alle zweiten Zellterminals der elektrochemischen Zellen ebenfalls dieselbe Polarität (beispielsweise die positive Polarität) aufweisen; eine Draufsicht auf die elektrochemische Vorrichtung aus Fig . 14, mit der Blickrichtung senkrecht zu der Längsrichtung der elektrochemischen Vorrichtung und senkrecht zu einer Kontaktebene der Zellterminals;
Fig. 16 eine Draufsicht auf eine sechste Ausführungsform des Zell- kontaktierungssystems, bei welcher die Zellverbinder des Zell- kontaktierungssystems einander überkreuzen;
Fig. 17 eine der Fig. 16 entsprechende Ansicht der elektrochemischen
Vorrichtung und des Zellkontaktierungssystems, wobei die Zellverbinder und die Stromanschlüsse des Zellkontaktierungssystems transparent dargestellt sind, um die Polarität der mit den Zellverbindern beziehungsweise Stromanschlüssen kontaktierten Zellterminals erkennen zu lassen; - - eine Draufsicht auf das Zellkontaktierungssystem aus den Fig . 16 und 17, ohne die elektrochemische Vorrichtung; einen Querschnitt durch das Zellkontaktierungssystem aus Fig . 18, längs der Linie 19 - 19 in Fig . 18; eine Draufsicht auf eine siebte Ausführungsform des
Zellkontaktierungssystems, bei welcher sich überkreuzende Zellverbinder durch ein Isolationselement elektrisch voneinander getrennt sind; einen Querschnitt durch das Zellkontaktierungssystem aus Fig . 20, längs der Linie 21 - 21 in Fig . 20; eine Draufsicht auf die elektrochemische Vorrichtung aus den Fig . 14 und 15 und eine achte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems, welche einen Stromanschluss umfasst, der sich von einer Stirnseite der elektrochemischen Vorrichtung über die Zellverbinder des Zellkontaktierungssystems hinweg bis zu der anderen Stirnseite der elektrochemischen Vorrichtung erstreckt; eine der Fig. 22 entsprechende Ansicht der elektrochemischen Vorrichtung und des Zellkontaktierungssystems, wobei die Zellverbinder und Stromanschlüsse des Zellkontaktierungssystems transparent dargestellt sind, um die Polarität der mit den Zellverbindern beziehungsweise den Stromanschlüssen kontaktierten Zellterminals erkennen zu lassen; eine Draufsicht auf die elektrochemische Vorrichtung aus den Fig . 14 und 15 und eine neunte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems, bei welcher die Zellverbinder und Stromanschlüsse des Zellkontaktierungssystems einander nicht kreuzen und die - - beiden Stromanschlüsse der elektrochemischen Vorrichtung an verschiedenen Stirnseiten der elektrochemischen Vorrichtung enden;
Fig. 25 eine der Fig. 24 entsprechende Ansicht der elektrochemischen
Vorrichtung und des Zellkontaktierungssystems, wobei die Zellverbinder und Stromanschlüsse des Zellkontaktierungssystems transparent dargestellt sind, um die Polarität der mit den Zellverbindern beziehungsweise den Stromanschlüssen kontaktierten Zellterminals erkennen zu lassen;
Fig. 26 eine Draufsicht auf eine zehnte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems, bei welcher die Zellverbinder in ihren Kontaktbereichen jeweils mehrere elastisch und/oder plastisch verformbare Kompensationsabschnitte aufweisen, die jeweils zwei Abschnitte des jeweiligen Kontaktbereichs, welche zum Kontaktieren verschiedener Zellterminals derselben Zellgruppe vorgesehen sind, miteinander verbinden, und bei welcher die Zellverbinder in ihrem Zwischenbereich, welcher die beiden Kontaktbereiche des jeweiligen Zellverbinders miteinander verbindet, jeweils einen elastisch und/oder plastisch verformbaren Kompensationsabschnitt aufweisen, welcher eine Relativbewegung zwischen einem Abschnitt des ersten Kontaktbereichs des Zellverbinders, der einem ersten Zellterminal in dem ersten Zellterminalbereich der elektrochemischen Vorrichtung zugeordnet ist, und einem Abschnitt des zweiten Kontaktbereichs des Zellverbinders, der einem zweiten Zellterminal in dem zweiten Zellterminalbereich der elektrochemischen Vorrichtung zugeordnet ist, ermöglicht; und
Fig. 27 einen Längsschnitt durch das Zellkontaktierungssystem aus Fig .
26, längs der Linie 27 - 27 in Fig . 26. - -
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Eine in den Fig . 1 und 2 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete elektrochemische Vorrichtung umfasst mehrere, im dargestellten Ausführungsbeispiel sechs, Zellgruppen 102, welche jeweils mehrere, im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils drei, elektrochemische Zellen 104 umfassen.
Jede der elektrochemischen Zellen 104 weist ein prismatisches, insbesondere im Wesentlichen quaderförmiges, Gehäuse 106 auf, wobei das Gehäuse 106 jeweils zwei einander gegenüberliegende breite Seitenflächen 108, zwei einander gegenüberliegende lange schmale Seitenflächen 110 und zwei einander gegenüberliegende kurze schmale Seitenflächen 112 aufweist.
Die elektrochemischen Zellen 104 der elektrochemischen Vorrichtung 100, beispielsweise eines Batteriemoduls, folgen in einer Längsrichtung 114 der elektrochemischen Vorrichtung 100 aufeinander, wobei jeweils zwei in der Längsrichtung 114 aufeinander folgende elektrochemische Zellen 104 mit jeweils einer ihrer breiten Seitenflächen 108 im Wesentlichen flächig und vorzugsweise im Wesentlichen kongruent aneinander anliegen.
Der Zusammenhalt der elektrochemischen Zellen 104 der elektrochemischen Vorrichtung 100 wird durch zwei Stirnplatten 116 erzeugt, deren Hauptflächen senkrecht zu der Längsrichtung 114 und parallel zueinander ausgerichtet sind und welche in der Längsrichtung 114 voneinander beabstandet sind, wobei die elektrochemischen Zellen 104 der elektrochemischen Vorrichtung 100 zwischen den beiden Stirnplatten 116 angeordnet sind.
Die beiden Stirnplatten 116 sind vorzugsweise durch mehrere, beispielsweise zwei, Zugelemente 118, beispielsweise in Form von Zugankern, Zugplatten oder Zugbändern, welche an beiden Stirnplatten 116 festgelegt sind, - - gegeneinander verspannt, so dass die Stirnplatten 116 einen parallel zur Längsrichtung 114 gerichteten Anpressdruck auf die elektrochemischen Zellen 104 der elektrochemischen Vorrichtung 100 ausüben .
Jede der elektrochemischen Zellen 104 weist ein erstes Zellterminal 120 und ein zweites Zellterminal 122 auf, wobei das erste Zellterminal 120 und das zweite Zellterminal 122 unterschiedliche Polarität (negativ oder positiv) aufweisen.
Das erste Zellterminal 120 und das zweite Zellterminal 122 stehen beide über dieselbe lange schmale Seitenfläche 110 der jeweiligen elektrochemischen Zelle 104 aus dem Gehäuse 106 der jeweiligen elektrochemischen Zelle 104 vor, welche im Folgenden als die Terminal-Seitenfläche 124 der elektrochemischen Zelle 104 bezeichnet wird.
Die Terminal-Seitenflächen 124 aller elektrochemischen Zellen 104 der elektrochemischen Vorrichtung 100 sind parallel zueinander und im Wesentlichen miteinander fluchtend auf derselben Seite der elektrochemischen Vorrichtung 100 angeordnet, so dass die ersten Zellterminals 120 aller elektrochemischen Zellen 104 der elektrochemischen Vorrichtung 100 in einem ersten Zellterminalbereich 126 der elektrochemischen Vorrichtung 100 längs der Längsrichtung 114 aufeinander folgen und die zweiten Zellterminals 122 aller elektrochemischen Zellen 104 der elektrochemischen Vorrichtung 100 in einem zweiten Zellterminalbereich 128 der elektrochemischen Vorrichtung 100 längs der Längsrichtung 114 aufeinander folgen.
In den Fig . 1 und 2 sind der erste Zellterminalbereich 126 und der zweite Zellterminalbereich 128 jeweils durch von gebrochenen Linien eingegrenzte Rechtecke markiert. - -
Jede der elektrochemischen Zellen 104 umfasst ferner jeweils einen an der Terminal-Seitenfläche 124 zwischen dem ersten Zellterminal 120 und dem zweiten Zellterminal 122 angeordneten Entgasungsauslass 130 mit einem Entgasungsventil 132.
Vorzugsweise folgen die Entgasungsauslässe 130 aller elektrochemischen Zellen 104 der elektrochemischen Vorrichtung 100 in einem Entgasungsbereich 134 der elektrochemischen Vorrichtung 100 längs der Längsrichtung 114 der elektrochemischen Vorrichtung 100 aufeinander.
Der Entgasungsbereich 134 ist in den Fig . 1 und 2 ebenfalls als ein von gebrochenen Linien eingegrenztes Rechteck markiert.
Die ersten Zellterminals 120 und die zweiten Zellterminals 122 der elektrochemischen Zellen 104 der elektrochemischen Vorrichtung 100 stehen vorzugsweise um dieselbe Höhe über die Terminal-Seitenflächen 124 über, so dass die im Wesentlichen ebenen Kontaktflächen 136, an welchen die Zellterminals 120, 122 enden, alle im Wesentlichen in derselben Ebene liegen, welche im Folgenden als die Kontaktebene 138 der elektrochemischen Vorrichtung 100 bezeichnet wird.
Um die Zellgruppen 102 der elektrochemischen Vorrichtung 100 elektrisch in Reihe zu schalten und die elektrochemischen Zellen 104 an eine externe Stromquelle beziehungsweise an einen externen Verbraucher anschließen zu können, ist die elektrochemische Vorrichtung 100 mit einem in den Fig . 3 und 4 dargestellten Zellkontaktierungssystem 140 versehen, welches mehrere, im dargestellten Ausführungsbeispiel fünf, Zellverbinder 142 zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals jeweils einer ersten Zellgruppe 102a mit Zellterminals einer zweiten Zellgruppe 102b umfasst. - -
Ferner umfasst das Zellkontaktierungssystem 140 zwei Stromanschlüsse 144, welche jeweils an Zellterminals einer am Anfang der Reihenschaltung befindlichen Zellgruppe 102c beziehungsweise an Zellterminals einer am Ende der Reihenschaltung befindlichen Zellgruppe 102d angeschlossen sind und deren freie Enden 146 über eine Stirnplatte 116 der elektrochemischen Vorrichtung 100 hinaus geführt sind, um im Außenraum der elektrochemischen Vorrichtung 100 von jeweils einem (nicht dargestellten) elektrischen Leiter kontaktiert zu werden.
Bei der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsform der elektrochemischen Vorrichtung 100 und des Zellkontaktierungssystems 140 sind die beiden Stromanschlüsse 144 an derselben Stirnseite der elektrochemischen Vorrichtung 100 angeordnet.
Die Zellverbinder 142 des Zellkontaktierungssystems 140 umfassen jeweils einen ersten Kontaktbereich 148 zum Kontaktieren der Zellterminals der ersten Zellgruppe 102a und einen zweiten Kontaktbereich 150 zum
Kontaktieren der Zellterminals der zweiten Zellgruppe 102b.
Ferner umfasst jeder der Zellverbinder 142 einen den ersten Kontaktbereich 148 und den zweiten Kontaktbereich 150 miteinander verbindenden
Zwischenbereich 152.
Bei mehreren, beispielsweise vier, Zellverbindern 142' des Zellkontaktierungssystems 140 aus den Fig. 3 und 4 erstreckt sich eine Längsachse 153 des Zwischenbereichs 152 schräg zu der Längsrichtung 114 der elektrochemischen Vorrichtung 100, so dass der betreffende Zellverbinder 142' sich schräg zu der Längsrichtung 114 von Zellterminals der ersten Zellgruppe 102a in dem ersten Zellterminalbereich 126 zu Zellterminals der zweiten Zellgruppe 102b in dem zweiten Zellterminalbereich 128 erstreckt. - -
Bei einem der Zellverbinder 142, welcher im Folgenden als Zellverbinder 142" bezeichnet wird, erstreckt sich die Längsachse 153' des Zwischenbereichs 152' hingegen parallel zu der Längsrichtung 114 der elektrochemischen Vorrichtung 100, so dass dieser Zellverbinder 142" sich parallel zu der Längsrichtung 114 von Zellterminals der ersten Zellgruppe 102a' in dem ersten Zellterminalbereich 126 zu Zellterminals der zweiten Zellgruppe 102b", die ebenfalls in dem ersten Zellterminalbereich 126 angeordnet sind, erstreckt.
Wie am besten aus Fig . 4 zu ersehen ist, in welcher die Zellverbinder 142 und Stromanschlüsse 144 des Zellkontaktierungssystems 140 transparent dargestellt sind, um die Polarität der darunter liegenden Zellterminals 120, 122 der elektrochemischen Zellen 104 erkennen zu lassen, erstrecken sich die Zellverbinder 142', welche sich schräg zur Längsrichtung 114 von dem ersten Zellterminalbereich 126 zu dem zweiten Zellterminalbereich 128 erstrecken, von Zellterminals der ersten Zellgruppe 102a bis zu Zellterminals einer der ersten Zellgruppe 102a nicht unmittelbar benachbarten zweiten Zellgruppe 102b, wobei der jeweilige Zellverbinder 142' sich über eine zwischen der ersten Zellgruppe 102a und der zweiten Zellgruppe 102b angeordnete dritte Zellgruppe 102e der elektrochemischen Vorrichtung 100 hinweg erstreckt.
Wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist, sind die elektrochemischen Zellen 104 in der elektrochemischen Vorrichtung 100 so angeordnet, dass die im ersten Zellterminalbereich 126 angeordneten ersten Zellterminals 120 von in der Längsrichtung 114 der elektrochemischen Vorrichtung 100 aufeinander folgenden Zellgruppen 102 alternierende Polaritäten aufweisen.
So weisen die ersten Zellterminals 120 der in Fig . 4 ganz links angeordneten Zellgruppe 1021 eine negative Polarität auf, die ersten Zellterminals 120 der in der Längsrichtung 114 darauf folgenden zweiten Zellgruppe 1022 eine positive Polarität, die ersten Zellterminals 120 der in der Längsrichtung 114 darauf folgenden dritten Zellgruppe 1023 eine negative Polarität, die ersten Zellterminals 120 der in der Längsrichtung 114 darauf folgenden vierten Zellgruppe - -
1024 eine positive Polarität, die ersten Zellterminals 120 der in der Längsrichtung 114 darauf folgenden fünften Zellgruppe 1025 eine negative Polarität und die ersten Zellterminals 120 der in der Längsrichtung 114 darauf folgenden sechsten Zellgruppe 1026 eine positive Polarität.
Folglich weisen auch die im zweiten Zellterminalbereich 128 der elektrochemischen Vorrichtung 100 angeordneten zweiten Zellterminals 122 der in der Längsrichtung 114 aufeinander folgenden Zellgruppen 102 alternierende Polaritäten auf.
So weisen die zweiten Zellterminals 122 der ersten Zellgruppe 1021 eine positive Polarität auf, die zweiten Zellterminals 122 der zweiten Zellgruppe 1022 eine negative Polarität, die zweiten Zellterminals 122 der dritten Zellgruppe 1023 eine positive Polarität, die zweiten Zellterminals 122 der vierten Zellgruppe 1024 eine negative Polarität, die zweiten Zellterminals 122 der fünften Zellgruppe 1025 eine positive Polarität und die zweiten Zellterminals 122 der sechsten Zellgruppe 1026 eine negative Polarität.
Durch das vorstehend beschriebene Zellkontaktierungssystem 140 sind die Zellterminals 120, 122 der im dargestellten Ausführungsbeispiel sechs Zellgruppen 102, welche jeweils drei elektrochemische Zellen 104 umfassen, miteinander in Reihe geschaltet.
Eine solche Reihenschaltung wird auch kurz als msnp-Schaltung bezeichnet, wobei m die Anzahl der hintereinander in Reihe geschalteten Zellgruppen 102 und n die Anzahl der elektrochemischen Einheiten pro Zellgruppe 102 bezeichnet.
Bei dem in den Fig . 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich also um eine 6s3p-Schaltung . - -
Bei dieser Reihenschaltung ist der negative Stromanschluss 144a mit den negativen zweiten Zellterminals 122 der zweiten Zellgruppe 1022 verbunden.
Der zweite Zellverbinder 1422 verbindet die positiven ersten Zellterminals 120 der zweiten Zellgruppe 1022 mit den negativen zweiten Zellterminals 122 der vierten Zellgruppe 1024.
Der vierte Zellverbinder 1424 verbindet die positiven ersten Zellterminals 120 der vierten Zellgruppe 1024 mit den negativen zweiten Zellterminals 122 der sechsten Zellgruppe 1026.
Der fünfte Zellverbinder 1425 verbindet die positiven ersten Zellterminals 120 der sechsten Zellgruppe 1026 mit den negativen ersten Zellterminals 120 der fünften Zellgruppe 1025.
Der dritte Zellverbinder 1423 verbindet die positiven zweiten Zellterminals 122 der fünften Zellgruppe 1025 mit den negativen ersten Zellterminals 120 der dritten Zellgruppe 1023.
Der erste Zellverbinder 1421 verbindet die positiven zweiten Zellterminals 122 der dritten Zellgruppe 1023 mit den negativen ersten Zellterminals 120 der ersten Zellgruppe 1021.
Die positiven zweiten Zellterminals 122 der ersten Zellgruppe 1021 sind mit dem positiven Stromanschluss 144b des Zellkontaktierungssystems 140 verbunden.
Da die Zellverbinder 142 und die Stromanschlüsse 144 des Zellkontaktierungssystems 140 aus den Fig . 3 und 4 einander (in einer senkrecht auf der Kontaktebene 138 stehenden Blickrichtung 154 gesehen) nicht überlappen und alle in derselben, parallel zur Kontaktebene 138 der elektrochemischen Vorrichtung 100 ausgerichteten Ebene angeordnet sind, können die Zellverbinder - -
142 und die Stromanschlüsse 144 des Zellkontaktierungssystems 140 in Form eines Stromleiter-Verbundes gemeinsam aus einem flächigen Ausgangsmaterial, vorzugsweise aus einem metallischen Ausgangsmaterial, insbesondere aus einem Blechmaterial, herausgetrennt, beispielsweise ausgestanzt oder ausgeschnitten, werden.
Ein geeignetes Ausgangsmaterial ist in Fig. 5 dargestellt und ist vorzugsweise als ein platten- oder bandförmiges Hybridmaterial ausgebildet, welches einen ersten Materialabschnitt 156 aus einem ersten Material zur Bildung der ersten Kontaktbereiche 148 der schräg zur Längsrichtung 114 verlaufenden Zellverbinder 142' und der beiden Kontaktbereiche 148 und 150 des Zellverbinders 142", einen zweiten Materialabschnitt 158 aus einem zweiten Material zur Bildung der die beiden Kontaktbereiche 148 und 150 der Zellverbinder 142' miteinander verbindenden Zwischenbereiche 152 und einen dritten Materialabschnitt 160 aus einem dritten Material zur Bildung der zweiten Kontaktbereiche 150 der Zellverbinder 142' umfasst.
Dabei sind der erste Materialabschnitt 156, der zweite Materialabschnitt 158 und der dritte Materialabschnitt 160 vorzugsweise als in der späteren Längsrichtung 114 des Zellkontaktierungssystems 140 verlaufende Materialstreifen ausgebildet.
Der zweite Materialabschnitt 158 aus dem zweiten Material ist vorzugsweise zwischen dem ersten Materialabschnitt 156 aus dem ersten Material und dem dritten Materialabschnitt 160 aus dem dritten Material angeordnet.
Das erste Material des ersten Materialabschnitts 156 und das dritte Material des dritten Materialabschnitts 160 sind vorzugsweise miteinander identisch.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das erste Material als Hauptbestandteil Aluminium und/oder das zweite Material als Hauptbestandteil Kupfer enthält. - -
Dabei gilt als Hauptbestandteil eines Materials dasjenige Element, dessen Gewichtsanteil an dem betreffenden Material am größten ist.
Der erste Materialabschnitt 156 und der zweite Materialabschnitt 158 des Ausgangsmaterials 155 sind vorzugsweise stoffschlüssig, beispielsweise durch Kaltwalzplattieren, miteinander verbunden.
Ebenso sind der dritte Materialabschnitt 160 und der zweite Materialabschnitt 158 des Ausgangsmaterials 155 vorzugsweise stoffschlüssig, beispielsweise durch Kaltwalzplattieren, miteinander verbunden.
Fig. 6 zeigt, wie die Zellverbinder 142 und Stromanschlüsse 144 in denselben Relativpositionen, welche diese Elemente im an der elektrochemischen Vorrichtung 100 montierten Zellkontaktierungssystem 140 einnehmen, aus dem hybriden Ausgangsmaterial 155 herausgetrennt werden.
In diesen Relativpositionen werden die Zellverbinder 142 und Stromanschlüsse 144 zunächst durch (nicht dargestellte) Verbindungselemente, insbesondere in Form von Verbindungsstegen, gehalten, welche die Zellverbinder 142 und die Stromanschlüsse 144 einstückig miteinander verbinden und gemeinsam mit denselben aus dem Ausgangsmaterial 155 herausgetrennt werden .
Die Verbindungselemente werden vorzugsweise nach dem Anordnen der Zellverbinder 142 und der Stromanschlüsse 144 an einem (nicht dargestellten) Trägerelement von den Zellverbindern 142 und den Stromanschlüssen 144 abgetrennt, beispielsweise durch Ausstanzen, und aus dem Zellkontaktierungssystem 140 entfernt, um die erforderliche elektrische Isolation zwischen den Zellverbindern 142 und Stromanschlüssen 144 herzustellen.
Im Anschluss daran wird der in Fig. 6 dargestellte Stromleiter-Verbund bei der Montage der elektrochemischen Vorrichtung 100 an den Zellterminals 120, 122 der elektrochemischen Zellen 104 angeordnet. - -
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass der Stromleiter-Verbund nach dem Heraustrennen aus dem Ausgangsmaterial 155 in ein (nicht dargestelltes) Trennwerkzeug eingebracht wird, in welchem die Verbindungselemente von den Zellverbindern 142 und den Stromanschlüssen 144 abgetrennt werden, beispielsweise durch Ausstanzen, wobei anschließend die Zellverbinder 142 und die Stromanschlüsse 144 mittels einer (nicht dargestellten) Greifvorrichtung, beispielsweise mittels eines Mehrfachgreifers, von dem Trennwerkzeug zu den Zellterminals 120, 122 der elektrochemischen Vorrichtung 100 bewegt werden.
Anschließend werden in beiden Fällen die Zellverbinder 142 und Stromanschlüsse 144 elektrisch leitend mit den jeweils zugeordneten Zellterminals 120, 122 der elektrochemischen Zellen 104 kontaktiert, vorzugsweise durch Stoffschluss, insbesondere durch Verschweißung, beispielsweise durch Laser- schweißung, Ultraschallschweißung oder Reibrührschweißung.
Damit ist die Montage des Zellkontaktierungssystems 140 an der elektrochemischen Vorrichtung 100 abgeschlossen.
Eine in den Fig . 7 und 8 dargestellte zweite Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 unterscheidet sich von der in den Fig. 3 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass die Zellverbinder 142' und zumindest einer der Stromanschlüsse 144 den Entgasungsbereich 134 der elektrochemischen Vorrichtung 100 und vorzugsweise jeweils mindestens einen Ent- gasungsauslass 130 einer elektrochemischen Zelle 104 überqueren und in diesem Überquerungsbereich mit jeweils einem Gas-Führungskanalabschnitt 162 versehen sind.
Jeder Gas-Führungskanalabschnitt 162 kann durch eine Ausnehmung oder Ausbuchtung 164 gebildet sein, durch welche sich der Abstand des betreffenden Zellverbinders 142 oder Stromanschlusses 144 von der - -
Terminal-Seitenfläche 124 der jeweils überquerten elektrochemischen Zelle 104 im Bereich des Gas-Führungskanalabschnitts 162 vergrößert, so dass ein zusätzliches Volumen geschaffen wird, durch welches gegebenenfalls aus den Entgasungsventilen 132 entweichendes Gas abfließen kann.
Die miteinander fluchtenden Gas-Führungskanalabschnitte 162 der Zellverbinder 142' und der Stromanschlüsse 144 bilden zusammen einen sich längs der Längsrichtung 114 erstreckenden Gas-Führungskanal 166, welcher sich bis zu mindestens einer Stirnseite der elektrochemischen Vorrichtung 100 erstreckt, so dass gegebenenfalls aus den Entgasungsventilen 132 entweichendes Gas über die betreffende Stirnseite hinweg aus der elektrochemischen Vorrichtung 100 ausströmen kann .
Aufgrund der für die elektrische Isolation notwendigen Zwischenräume zwischen einander benachbarten Zellverbindern 142 und Stromanschlüssen 144 ist dieser Gas-Führungskanal 166 jedoch nicht vollständig geschlossen, sondern weist Lücken auf, durch welche Gas zwischen zwei Zellverbindern 142, zwischen zwei Stromanschlüssen 144 oder zwischen einem Zellverbinder 142 und einem Stromanschluss 144 aus dem Gas-Führungskanal 166 entweichen kann.
Im Übrigen stimmt die in den Fig . 7 und 8 dargestellte zweite Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .
Eine in den Fig . 9 und 10 dargestellte dritte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 unterscheidet sich von der in den Fig. 7 und 8 dargestellten zweiten Ausführungsform dadurch, dass das Zellkontaktierungssystem 140 ein Trägerelement 168, beispielsweise in Form einer Trägerplatte 170, um- fasst, an welchem die Zellverbinder 142 und Stromanschlüsse 144 des Zellkontaktierungssystems 140 angeordnet sind. - -
Dabei können die Zellverbinder 142 und/oder die Stromanschlüsse 144 beispielsweise durch Presspassung, durch Verrastung, durch Verstemmung, durch Verklebung oder in anderer Weise durch Stoffschluss, Formschluss oder Kraft- schluss an dem Trägerelement 168 festgelegt sein, um zusammen mit dem Trägerelement 168 als eine Einheit gehandhabt werden zu können.
Das Trägerelement 168 ist aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet, um die elektrische Isolation zwischen den Zellverbindern 142 und den Stromanschlüssen 144 des Zellkontaktierungssystems 140 aufrechtzuerhalten.
Das Trägerelement 168 umfasst vorzugsweise ein elektrisch nicht leitendes Kunststoffmaterial, beispielsweise PBT (Polybutylenterephthalat), PP (Polypropylen), PA (Polyamid), ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und/oder LCP ("Liquid Cristal Polymer"), und ist vorzugsweise im Wesentlichen vollständig aus einem solchen Kunststoffmaterial gebildet.
Ein besonders geeignetes Material für das Trägerelement 168 ist ein mit Talkum verstärktes Polypropylen-Material (beispielsweise das Material mit der Bezeichnung PP TV20). Dieses Material weist durch die Talkumverstärkung eine besonders hohe Formstabilität auf.
Wie aus den Fig. 9 und 10 zu ersehen ist, ist an dem Trägerelement 168 vorzugsweise ein Gas-Führungskanal 166 ausgebildet, welcher sich insbesondere in der Längsrichtung 114 bis zu mindestens einer Stirnseite der elektrochemischen Vorrichtung 100, besonders bevorzugt bis zu beiden Stirnseiten der elektrochemischen Vorrichtung 100, erstreckt.
Der Gas-Führungskanal 166 kann beispielsweise als eine Ausnehmung oder als eine Ausbuchtung 172 in dem Trägerelement 168 ausgebildet sein. - -
Der an dem Trägerelement 168 ausgebildete Gas-Führungskanal 166 überquert vorzugsweise alle Entgasungsauslässe 130 der elektrochemischen Zellen 104 der elektrochemischen Vorrichtung 100, so dass aus den Entgasungsventilen 132 gegebenenfalls entweichendes Gas durch den Gas-Führungskanal 166 des Trägerelements 168 über mindestens eine Stirnseite der elektrochemischen Vorrichtung 100 aus der elektrochemischen Vorrichtung 100 abfließen kann.
Dabei erstreckt sich der an dem Trägerelement 168 ausgebildete
Gas-Führungskanal 166 ohne Unterbrechung zwischen seinen beiden den Stirnseiten der elektrochemischen Vorrichtung 100 benachbarten Enden, so dass kein Gas zwischen den Enden des Gas-Führungskanals 166 aus demselben entweichen kann.
Die Zellverbinder 142 und Stromanschlüsse 144 des Zellkontaktierungs- systems 140 sind in ihren an dem Gas-Führungskanal 166 des Trägerelements 168 angrenzenden Bereichen mit jeweils einer an den Querschnitt des Gas- Führungskanals 166 angepassten Ausnehmung oder Ausbuchtung 164 versehen, um den betreffenden Zellverbinder 142 bzw. den betreffenden Strom- anschluss 144 auf das Trägerelement 168 aufsetzen zu können.
Im Übrigen stimmt die in den Fig . 9 und 10 dargestellte dritte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den Fig. 7 und 8 dargestellten zweiten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .
Eine in Fig. 11 dargestellte vierte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 unterscheidet sich von der in den Fig . 3 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass die Zellverbinder 142 und Stromanschlüsse 144 des Zellkontaktierungssystems 140 in ihren Kontaktbereichen 148, 150 - - jeweils eine oder mehrere Ausnehmungen 174 aufweisen, welche insbesondere jeweils die Form eines Spaltes oder Schlitzes 176 aufweisen können und jeweils zwei Abschnitte 178 des betreffenden Kontaktbereichs 148, 150, welche zum Kontaktieren verschiedener Zellterminals 120, 122 derselben Zellgruppe 102 vorgesehen sind, voneinander trennen.
Hierdurch werden diese Abschnitte 178 der Kontaktbereiche 148, 150 mechanisch voneinander entkoppelt, so dass eine Bewegung dieser Abschnitte 178 der Kontaktbereiche 148, 150, welche verschiedenen elektrochemischen Zellen 104 zugeordnet sind, relativ zueinander im Betrieb der elektrochemischen Vorrichtung 100 und/oder zum Toleranzausgleich bei der Montage des Zellkontaktierungssystems 140 ermöglicht wird.
Im Übrigen stimmt die in Fig . 11 dargestellte vierte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den Fig . 1 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in den Fig . 12 und 13 dargestellte fünfte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 unterscheidet sich von der in den Fig . 1 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass die Zellverbinder 142 und Stromanschlüsse 144 in ihren Kontaktbereichen 148, 150 jeweils mehrere elastisch und/oder plastisch verformbare Kompensationsabschnitte 180 aufweisen, wobei jeder diese Kompensationsabschnitte 180 jeweils zwei Abschnitte 178 des jeweiligen Kontaktbereichs 148, 150, welche zum
Kontaktieren verschiedener Zellterminals 120, 122 derselben Zellgruppe 102 vorgesehen sind, miteinander verbindet.
Zu diesem Zweck kann der Kompensationsabschnitt 180 insbesondere eine oder mehrere quer, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht, zu der Längsrichtung 114 der elektrochemischen Vorrichtung 100 verlaufende Kompensationswellen 182 aufweisen. - -
Alternativ oder ergänzend hierzu kann jeder Kompensationsabschnitt 180 einen - längs der Längsrichtung 114 genommenen - Querschnitt aufweisen, welcher mindestens eine U-Form, S-Form, Ω-Form und/oder Mäanderform beinhaltet.
Durch einen solchen Kompensationsabschnitt 180 wird eine Relativbewegung der beiden durch den jeweiligen Kompensationsabschnitt 180 miteinander verbundenen Abschnitte 178 eines Kontaktbereichs 148, 150 im Betrieb der elektrochemischen Vorrichtung 100 und/oder zum Toleranzausgleich bei der Montage des Zellkontaktierungssystems 140 ermöglicht.
Bei dieser Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 ist vorzugsweise nur einer der Abschnitte 178 eines Kontaktbereichs 148, 150, welcher einem der zu kontaktierenden Zellterminals 120, 122 zugeordnet ist, mit dem Zwischenbereich 152 des jeweiligen Zellverbinders 142 verbunden, wobei der Zwischenbereich 152 entsprechend schmaler ausgebildet ist als bei der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140. Hierdurch wird erreicht, dass eine Bewegung der anderen Abschnitte 178 des jeweiligen Kontaktbereichs 148, 150, welche nicht direkt mit dem Zwischenbereich 152 verbunden sind, relativ zu dem einen Abschnitt 178, welcher direkt mit dem Zwischenbereich 152 verbunden ist, nicht behindert wird .
Im Übrigen stimmt die in den Fig. 12 und 13 dargestellte fünfte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in den Fig . 14 und 15 dargestellte zweite Ausführungsform der elektrochemischen Vorrichtung 100 unterscheidet sich von der in den Fig . 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass die Polaritäten der im - - ersten Zellterminalbereich 126 der elektrochemischen Vorrichtung 100 angeordneten ersten Zellterminals 120 der elektrochemischen Zellen 104 nicht alternieren, sondern alle miteinander übereinstimmen.
Insbesondere können also alle ersten Zellterminals 120 der Zellgruppen 102 beispielsweise eine negative Polarität aufweisen.
Folglich weisen bei dieser Ausführungsform der elektrochemischen Vorrichtung 100 auch alle im zweiten Zellterminalbereich 128 der elektrochemischen Vorrichtung 100 angeordneten zweiten Zellterminals 122 der elektrochemischen Zellen 104 dieselbe Polarität auf.
Insbesondere können die zweiten Zellterminals 122 der Zellgruppen 102 also beispielsweise eine positive Polarität aufweisen.
Im Übrigen stimmt die in den Fig. 14 und 15 dargestellte Ausführungsform der elektrochemischen Vorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .
Eine in den Fig . 16 bis 19 dargestellte sechste Ausführungsform des Zellkon- taktierungssystems 140 dient zur Kontaktierung der Zellterminals 120, 122 der elektrochemischen Zellen 104 in einer Reihenschaltung bei der in den Fig . 14 und 15 dargestellten zweiten Ausführungsform der elektrochemischen Vorrichtung .
Wie am besten aus Fig . 17 zu ersehen ist, in welcher die Zellverbinder 142 und die Stromanschlüsse 144 des Zellkontaktierungssystems 140 transparent dargestellt sind, um die Polaritäten der jeweils darunter angeordneten Zellterminals 120, 122 erkennen zu lassen, wird bei der hier dargestellten Ausführungsform eine 6s3p-Schaltung der sechs Zellgruppen 102 aus jeweils drei elektrochemischen Zellen 104 wie folgt hergestellt: - -
Der negative Stromanschluss 144a ist mit den negativen ersten Zellterminals 120 der zweiten Zellgruppe 1022 verbunden. Die positiven zweiten Zellterminals 122 der zweiten Zellgruppe 1022 sind mittels des ersten Zellverbinders 1421 mit den negativen ersten Zellterminals 120 der vierten Zellgruppe 1024 verbunden. Der zweite Zellverbinder 1422 verbindet die positiven zweiten Zellterminals 122 der vierten Zellgruppe 1024 mit den negativen ersten Zellterminals 120 der sechsten Zellgruppe 1026. Der dritte Zellverbinder 1423 verbindet die positiven zweiten Zellterminals 122 der sechsten Zellgruppe 1026 mit den negativen ersten Zellterminals 120 der fünften Zellgruppe 1025. Der vierte Zellverbinder 1424 verbindet die positiven zweiten Zellterminals 122 der fünften Zellgruppe 1025 mit den negativen ersten Zellterminals 120 der dritten Zellgruppe 1023. Der fünfte Zellverbinder 1425 verbindet die positiven zweiten Zellterminals 122 der dritten Zellgruppe 1023 mit den negativen ersten Zellterminals 120 der ersten Zellgruppe 1021. Der positive Stromanschluss 144b ist mit den positiven zweiten Zellterminals 122 der ersten Zellgruppe 1021 verbunden.
Bei dieser Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 erstreckt sich also der Zellverbinder 1423 von Zellterminals der sechsten Zellgruppe 1026 schräg zu der Längsrichtung 114 der elektrochemischen Vorrichtung 100 bis zu Zellterminals der der sechsten Zellgruppe 1026 unmittelbar benachbarten fünften Zellgruppe 1025.
Ferner umfasst diese Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 mehrere Zellverbinder 142, die sich - bei Betrachtung längs einer senkrecht zu der Kontaktebene 138 der elektrochemischen Vorrichtung 100 ausgerichteten Blickrichtung 154 - überkreuzen.
So überkreuzt sich der erste Zellverbinder 1421 mit dem vierten Zellverbinder 1424 und mit dem fünften Zellverbinder 1425. Der zweite Zellverbinder 1422 überkreuzt sich mit dem dritten Zellverbinder 1423 und mit dem vierten - -
Zellverbinder 1424. Der dritte Zellverbinder 1423 überkreuzt sich mit dem zweiten Zellverbinder 1422. Der vierte Zellverbinder 1424 überkreuzt sich mit dem ersten Zellverbinder 1421 und mit dem zweiten Zellverbinder 1422. Der fünfte Zellverbinder 1425 überkreuzt sich mit dem ersten Zellverbinder 1421 und mit dem negativen Stromanschluss 144a.
Aufgrund dieser Überkreuzungen müssen die Zwischenbereiche 152 der einander kreuzenden Zellverbinder 142 beziehungsweise Stromanschlüsse 144 auf unterschiedlichen Höhenniveaus, das heißt in unterschiedlichen Abständen von der Kontaktebene 138 der elektrochemischen Vorrichtung 100, verlaufen, wie dies aus Fig . 19 zu ersehen ist, in welcher der Zwischenbereich 152 des zweiten Zellverbinders 1422 in größerem Abstand von der Kontaktebene 138 verläuft als der dritte Zellverbinder 1423 und der vierte Zellverbinder 1424.
Die benötigen unterschiedlichen Abstände von der Kontaktebene 138 der elektrochemischen Vorrichtung 100 können insbesondere dadurch erzeugt werden, dass die Zellverbinder 142 oder Stromanschlüsse 144, welche abschnittsweise in größerem Abstand von der Kontaktebene 138 verlaufen müssen, mit - vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung 114 der elektrochemischen Vorrichtung 100 verlaufenden - Sicken oder Abkröpfungen 184 versehen sind.
Im Übrigen stimmt die in den Fig. 17 bis 19 dargestellte sechste Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Allerdings kann die sechste Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 aufgrund der Überkreuzungen zwischen den Zellverbindern 142 und den Stromanschlüssen 144 nicht als Stromleiter-Verbund aus einem flächigen Ausgangsmaterial herausgetrennt werden. - -
Eine in den Fig. 20 und 21 dargestellte siebte Ausführungsform des Zellkontaktlerungssystems 140 unterscheidet sich von der in den Fig . 16 bis 19 dargestellten sechsten Ausführungsform dadurch, dass zwischen den einander überkreuzenden Zellverbindern 142 und Stromanschlüssen 144 ein elektrisch isolierendes Isolationselement 186, vorzugsweise in Form einer im Wesentlichen ebenen Isolationsplatte 188, angeordnet ist.
Hierdurch wird verhindert, dass es durch Relativbewegungen zwischen den einander kreuzenden Zellverbindern 142 und/oder Stromanschlüssen 144 im Betrieb der elektrochemischen Vorrichtung 100, beispielsweise aufgrund von Schwingungen oder Stößen, die auf ein Kraftfahrzeug einwirken, in welchem die elektrochemische Vorrichtung 100 angeordnet ist, zu einem Kurzschluss zwischen den einander kreuzenden Elementen des Zellkontaktlerungssystems 140 kommt.
Das Isolationselement 186 kann beispielsweise ein elektrisch nicht leitendes Kunststoffmaterial umfassen und insbesondere im Wesentlichen vollständig aus einem solchen elektrisch nicht leitenden Kunststoffmaterial gebildet sein.
Im Übrigen stimmt die in den Fig. 20 und 21 dargestellte siebte Ausführungsform des Zellkontaktlerungssystems 140 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den Fig . 16 bis 19 dargestellten sechsten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .
Eine in den Fig . 22 und 23 dargestellte achte Ausführungsform des Zellkontaktlerungssystems 140 dient ebenfalls zur Herstellung einer Reihenschaltung der Zellgruppen 102 der in den Fig . 14 und 15 dargestellten zweiten Ausführungsform der elektrochemischen Vorrichtung 100. - -
Diese achte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 unterscheidet sich von der in den Fig . 16 bis 19 dargestellten sechsten Ausführungsform dadurch, dass die Zellverbinder 142 des Zellkontaktierungssystems 140 einander nicht überlappen, sondern lediglich einer der Stromanschlüsse 144 die Zellverbinder 142 überkreuzt, um zu erreichen, dass beide Stromanschlüsse 144a, 144b an derselben Stirnseite der elektrochemischen Vorrichtung 100 angeordnet sind.
Wie am besten aus Fig . 23 zu ersehen ist, in welcher die Zellverbinder 142 und die Stromanschlüsse 144 des Zellkontaktierungssystems 140 transparent dargestellt sind, um die Polarität der darunter angeordneten Zellterminals 120, 122 der elektrochemischen Zellen 104 erkennen zu lassen, wird bei dieser Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 eine
6s3p-Reihenschaltung der sechs Zellgruppen 102 aus jeweils drei elektrochemischen Zellen 104 wie folgt hergestellt:
Der negative Stromanschluss 144a ist mit den negativen ersten Zellterminals 120 der sechsten Zellgruppe 1026 verbunden. Der fünfte Zellverbinder 1425 verbindet die positiven zweiten Zellterminals 122 der sechsten Zellgruppe 1026 mit den negativen ersten Zellterminals 120 der fünften Zellgruppe 1025. Der vierte Zellverbinder 1424 verbindet die positiven zweiten Zellterminals 122 der fünften Zellgruppe 1025 mit den negativen ersten Zellterminals 120 der vierten Zellgruppe 1024. Der dritte Zellverbinder 1423 verbindet die positiven zweiten Zellterminals 122 der vierten Zellgruppe 1024 mit den negativen ersten Zellterminals 120 der dritten Zellgruppe 1023. Der zweite Zellverbinder 1422 verbindet die positiven zweiten Zellterminals 122 der dritten Zellgruppe 1023 mit den negativen ersten Zellterminals 120 der zweiten Zellgruppe 1022. Der erste Zellverbinder 1421 verbindet die positiven zweiten Zellterminals 122 der zweiten Zellgruppe 1022 mit den negativen ersten Zellterminals der ersten Zellgruppe 1021. Der positive Stromanschluss 144b ist mit den positiven zweiten Zellterminals 122 der ersten Zellgruppe 1021 verbunden. - -
Bei dieser Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 umfasst einer der Stromanschlüsse 144, beispielsweise der negative Stromanschluss 144a, einen Überquerungsabschnitt 190, welcher sich vorzugsweise in der Längsrichtung 114 der elektrochemischen Vorrichtung 100 in größerem Abstand von der Kontaktebene 138 der elektrochemischen Vorrichtung 100 über die sich schräg zur Längsrichtung 114 erstreckenden Zellverbinder 142 hinweg erstreckt.
Alternativ hierzu könnte auch vorgesehen sein, dass der Überquerungsabschnitt 190 des Stromanschlusses 144a sich in geringerem Abstand von der Kontaktebene 138 unter den Zellverbindern 142 hindurch erstreckt.
Der größere Abstand des Überquerungsabschnitts 190 von der Kontaktebene 138 wird beispielsweise dadurch erzielt, dass der Stromanschluss 144a mit einer, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Längsrichtung 114 verlaufenden, Sicke oder Abkröpfung 184 versehen ist.
Um zu erreichen, dass der Überquerungsabschnitt 190 des Stromanschlusses 144a in geringerem Abstand von der Kontaktebene 138 verläuft als die Zwischenbereiche 152 der Zellverbinder 142, könnte vorgesehen sein, dass der Abstand der Zwischenbereiche 152 von der Kontaktebene 138 durch, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung 114 der elektrochemischen Vorrichtung 100 verlaufende, Sicken oder Abkröpfungen vergrößert wird .
Bei dieser Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 erstrecken sich alle Zellverbinder 142 jeweils von den Zellterminals 120, 122 einer Zellgruppe 102 bis zu Zellterminals 122, 120 einer dieser Zellgruppe 102 unmittelbar benachbarten weiteren Zellgruppe. - -
Im Übrigen stimmt die in den Fig . 22 und 23 dargestellte achte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den Fig . 16 bis 19 dargestellten sechsten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .
Eine in den Fig . 24 und 25 dargestellte neunte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 unterscheidet sich von der in den Fig. 22 und 23 dargestellten achten Ausführungsform dadurch, dass der Stromanschluss 144a sich nicht mit den Zellverbindern 142 des Zellkontaktierungssystems 140 überkreuzt, sondern an einer der Stirnseite der elektrochemischen Vorrichtung 100, an welcher der andere Stromanschluss 144b endet, entgegengesetzten Stirnseite der elektrochemischen Vorrichtung 100 endet.
Da bei dieser Ausführungsform kein Zellverbinder 142 und kein Stromanschluss 144 ein anderes Element des Zellkontaktierungssystems 140 überlappt, ist es möglich, dieses Zellkontaktierungssystem 140 in Form eines Stromleiter-Verbunds aus Zellverbindern 142 und Stromanschlüssen 144 (mit dieselben verbindenden Verbindungselementen) aus einem flächigen Ausgangsmaterial 155 herauszutrennen, wie dies in den Fig. 5 und 6 im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 dargestellt ist.
Dafür müssen allerdings Stromleiter zum Verbinden der elektrochemischen Vorrichtung 100 mit einer externen Stromquelle beziehungsweise mit einem externen Verbraucher von zwei einander entgegengesetzten Seiten an die elektrochemische Vorrichtung 100 herangeführt werden.
Im Übrigen stimmt die in den Fig. 24 und 25 dargestellte neunte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den Fig . 22 und 23 dargestellten achten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird . - -
Eine in den Fig. 26 und 27 dargestellte zehnte Ausführungsform des Zellkontaktie rungssyste ms 140 unterscheidet sich von der in den Fig . 12 und 13 dargestellten fünften Ausführungsform dadurch, dass die Zellverbinder 142 nicht nur in ihren Kontaktbereichen 148, 150 jeweils mehrere elastisch und/oder plastisch verformbare Kompensationsabschnitte 180 aufweisen, welche eine Relativbewegung zwischen jeweils zwei Abschnitten 178 des jeweiligen Kontaktbereichs 148, 150, die zum Kontaktieren verschiedener Zellterminals 120, 122 derselben Zellgruppe 102 vorgesehen sind, ermöglichen, sondern zusätzlich in den Zwischenbereichen 152 der Zellverbinder 142' jeweils ein Kompensationsabschnitt 180' vorgesehen ist, welcher eine Relativbewegung zwischen dem ersten Kontaktbereich 148 und dem zweiten Kontaktbereich 150 des jeweiligen Zellverbinders 142' ermöglicht.
Zu diesem Zweck kann der Kompensationsabschnitt 180' insbesondere eine oder mehrere quer, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht, zu der Längsrichtung 114 der elektrochemischen Vorrichtung 100 verlaufende Kompensationswellen 182' aufweisen.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann jeder Kompensationsabschnitt 180' einen - längs der Längsrichtung 114 genommenen - Querschnitt aufweisen, welcher mindestens eine U-Form, S-Form, Ω-Form und/oder Mäanderform beinhaltet.
Durch einen solchen Kompensationsabschnitt 180' ist es möglich, den ersten Kontaktbereich 148 und den zweiten Kontaktbereich 150 des jeweiligen Zellverbinders 142' im Betrieb der elektrochemischen Vorrichtung 100 und/oder zum Toleranzausgleich bei der Montage des Zellkontaktierungssystems 140 relativ zueinander zu bewegen. - -
Bei dieser Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 können die Zwischenbereiche 152 der Zellverbinder 142' genauso breit ausgebildet sein wie bei der in den Fig . 1 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140.
Die Kompensationsabschnitte 180, welche jeweils zwei Abschnitte 178 eines Kontaktbereichs 148, 150, die zum Kontaktieren verschiedener Zellterminals 120, 122 derselben Zellgruppe 102 vorgesehen sind, miteinander verbinden, erstrecken sich dabei vorzugsweise von einem seitlichen Rand 192 des jeweils zugeordneten Kontaktbereichs 148, 150, welcher sich vorzugsweise im
Wesentlichen parallel zu der Längsrichtung 114 erstreckt, bis zu einem seitlichen Rand 194 des Zwischenbereichs 152, welcher vorzugsweise schräg zu der Längsrichtung 114 verläuft.
Im Übrigen stimmt die in den Fig. 26 und 27 dargestellte zehnte Ausführungsform des Zellkontaktierungssystems 140 hinsichtlich Aufbau, Funktion und Herstellungsweise mit der in den Fig. 12 und 13 dargestellten fünften Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .

Claims

Patentansprüche
1. Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung (100), die mehrere Zellgruppen (102) umfasst, welche jeweils eine oder mehrere elektrochemische Zellen (104) umfassen,
wobei jede elektrochemische Zelle (104) ein erstes Zellterminal (120) und ein zweites Zellterminal (122) aufweist,
wobei die elektrochemischen Zellen (104) längs einer Längsrichtung (114) der elektrochemischen Vorrichtung (100) aufeinander folgen, die ersten Zellterminals (120) der elektrochemischen Zellen (104) in einem ersten Zellterminalbereich (126) der elektrochemischen Vorrichtung (100) längs der Längsrichtung (114) aufeinander folgen und die zweiten Zellterminals (122) der elektrochemischen Zellen (104) in einem zweiten Zellterminalbereich (128) der elektrochemischen Vorrichtung (100) längs der Längsrichtung (114) aufeinander folgen, wobei das Zellkontaktierungssystem (140) mindestens einen Zellverbinder (142) zum elektrisch leitenden Verbinden von Zellterminals einer ersten Zellgruppe (102a) mit Zellterminals einer zweiten Zellgruppe (102b) umfasst und
wobei der Zellverbinder (142) einen ersten Kontaktbereich (148) zum Kontaktieren der Zellterminals der ersten Zellgruppe (102a) und einen zweiten Kontaktbereich (150) zum Kontaktieren der Zellterminals der zweiten Zellgruppe (102b) umfasst, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens ein Zellverbinder (142) sich schräg zu der Längsrichtung (114) von Zellterminals (120) der ersten Zellgruppe (102a) in dem ersten Zellterminalbereich (126) zu Zellterminals (122) der zweiten Zellgruppe (102b) in dem zweiten Zellterminalbereich (128) erstreckt.
2. Zellkontaktierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellverbinder (142) einen den ersten Kontaktbereich (148) und den zweiten Kontaktbereich (150) miteinander verbindenden Zwischenbereich (152) umfasst, dessen Längsachse (153) schräg zu der Längsrichtung (114) der elektrochemischen Vorrichtung (100) ausgerichtet ist.
3. Zellkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zellverbinder (142) sich von Zellterminals (120) der ersten Zellgruppe (102a) bis zu Zellterminals (122) einer der ersten Zellgruppe (102a) unmittelbar benachbarten zweiten Zellgruppe (102b) erstreckt.
4. Zellkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zellverbinder (142) sich von Zellterminals (120) der ersten Zellgruppe (102a) bis zu Zellterminals (122) einer der ersten Zellgruppe (102a) nicht unmittelbar benachbarten zweiten Zellgruppe (102b) erstreckt.
5. Zellkontaktierungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zellverbinder (142) sich über eine zwischen der ersten Zellgruppe (102a) und der zweiten Zellgruppe (102b) angeordnete Zellgruppe (102e) der elektrochemischen Vorrichtung (100) hinweg erstreckt.
6. Zellkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemischen Zellen (104) der elektrochemischen Vorrichtung (100) zwischen zwei Stirnseiten der elektrochemischen Vorrichtung (100) angeordnet sind, welche quer zu der Längsrichtung (114) der elektrochemischen Vorrichtung (100) ausgerichtet und in der Längsrichtung (114) der elektrochemischen Vorrichtung (100) voneinander beabstandet sind, wobei das Zellkontaktierungssystem (140) zwei Stromanschlüsse (144) unterschiedlicher Polarität aufweist.
7. Zellkontaktierungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Stromanschlüsse (144a, 114b) an derselben Stirnseite der elektrochemischen Vorrichtung (100) enden.
8. Zellkontaktierungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Stromanschlüsse (144a, 144b) an verschiedenen Stirnseiten der elektrochemischen Vorrichtung (100) enden.
9. Zellkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellkontaktierungssystem (140) mehrere Zellverbinder (142) umfasst, die sich nicht überlappen.
10. Zellkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellkontaktierungssystem (140) mindestens zwei Zellverbinder (142) umfasst, die sich überkreuzen.
11. Zellkontaktierungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei sich überkreuzenden Zellverbindern (142) mindestens ein elektrisch isolierendes Isolationselement (186) angeordnet ist.
12. Zellkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zellverbinder (142) im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems (140) mindestens einen Ent- gasungsauslass (130) einer elektrochemischen Zelle (104) überquert und in dem Überquerungsbereich mit einem Gas-Führungskanalabschnitt (162) versehen ist.
13. Zellkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellkontaktierungssystem (140) ein Trägerelement (168) umfasst, an dem mehrere Zellverbinder (142) des Zellkontaktierungssystems (140) angeordnet sind, wobei das Trägerelement (168) im montierten Zustand des Zellkontaktierungssystems (140) mindestens einen Entgasungsauslass (130) einer elektrochemischen Zelle (104) überquert und in dem Überquerungsbereich mit einem Gas-Führungskanal (166) versehen ist.
14. Zellkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zellverbinder (142) in mindestens einem seiner Kontaktbereiche (148, 150) mindestens eine Ausnehmung (174) aufweist, welche zwei Abschnitte (178) des Kontaktbereichs (148, 150), die zum Kontaktieren verschiedener Zellterminals (120, 122) derselben Zellgruppe (102) vorgesehen sind, voneinander trennt.
15. Zellkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zellverbinder (142) in mindestens einem seiner Kontaktbereiche (148, 150) mindestens einen elastisch und/oder plastisch verformbaren Kompensationsabschnitt (180) aufweist, welcher zwei Abschnitte (178) des Kontaktbereichs (148, 150), die zum Kontaktieren verschiedener Zellterminals (120, 122) derselben Zellgruppe (102) vorgesehen sind, miteinander verbindet.
16. Zellkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zellverbinder (142) des Zellkontaktierungssystems (140) aus einem flächigen Ausgangsmaterial
(155) herausgetrennt worden ist, welches einen ersten Materialabschnitt
(156) aus einem ersten Material zur Bildung mindestens eines Kontaktbereichs (148) des Zellverbinders (142) und mindestens einen zweiten Materialabschnitt (158) aus einem zweiten Material zur Bildung eines die Kontaktbereiche (148, 150) des Zellverbinders (142) miteinander verbindenden Zwischenbereichs (152) des Zellverbinders (142) umfasst.
17. Zellkontaktierungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zellverbinder (142) des Zellkontaktierungssystems (140) gemeinsam aus dem flächigen Ausgangsmaterial herausgetrennt worden sind .
18. Zellkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material als Hauptbestandteil Aluminium und/oder das zweite Material als Hauptbestandteil Kupfer enthält.
19. Zellkontaktierungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Materialabschnitt (156) und der zweite Materialabschnitt (158) des Ausgangsmaterials (155) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
EP17793962.6A 2016-11-07 2017-11-06 Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische vorrichtung Pending EP3535789A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016121265.2A DE102016121265A1 (de) 2016-11-07 2016-11-07 Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung
PCT/EP2017/078345 WO2018083303A1 (de) 2016-11-07 2017-11-06 Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische vorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3535789A1 true EP3535789A1 (de) 2019-09-11

Family

ID=60245114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17793962.6A Pending EP3535789A1 (de) 2016-11-07 2017-11-06 Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische vorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11588197B2 (de)
EP (1) EP3535789A1 (de)
CN (1) CN109997245B (de)
DE (2) DE102016121265A1 (de)
WO (1) WO2018083303A1 (de)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018022964A1 (en) 2016-07-29 2018-02-01 Crynamt Management Llc Battery packs having structural members for improving thermal management
US11757149B1 (en) 2016-09-20 2023-09-12 Apple Inc. Battery liquid quench system and methods of manufacture thereof
US11870092B1 (en) 2017-02-01 2024-01-09 Apple Inc. On-board vent gas abatement
DE102017122784A1 (de) * 2017-09-29 2019-04-04 Elringklinger Ag Zellverbinder für eine elektrochemische Vorrichtung
KR102519443B1 (ko) * 2017-12-27 2023-04-07 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US11469471B1 (en) * 2018-02-02 2022-10-11 Apple Inc. Battery pack heat dispensing systems
DE102018209815A1 (de) * 2018-06-18 2019-12-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Akkumulatormodul
DE102018210124A1 (de) * 2018-06-21 2019-12-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriegehäuse und Kraftfahrzeug mit einem solchen Batteriegehäuse
DE102018210151A1 (de) * 2018-06-21 2019-12-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeug mit einem Hochvoltspeicher
DE102018210152A1 (de) 2018-06-21 2019-12-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeug mit einem Hochvoltspeicher
CN110911624B (zh) * 2018-09-14 2024-09-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组及其汇流组件
CN110911594B (zh) 2018-09-14 2024-09-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组及其汇流构件和汇流组件
CN113140874A (zh) * 2018-09-14 2021-07-20 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组及电池包
CN113140875B (zh) * 2018-09-14 2022-06-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组
HUE060614T2 (hu) * 2019-12-03 2023-03-28 Contemporary Amperex Technology Co Ltd Akkumulátor modul és az eszköz annak használatára
GB2590465B (en) * 2019-12-19 2023-04-12 Dyson Technology Ltd Battery pack
GB2590463B (en) * 2019-12-19 2022-06-01 Dyson Technology Ltd Battery pack
GB2590464B (en) * 2019-12-19 2022-06-08 Dyson Technology Ltd Battery pack
GB2590461B (en) * 2019-12-19 2022-06-01 Dyson Technology Ltd Battery pack
DE202019107170U1 (de) * 2019-12-20 2020-01-16 stoba e-Systems GmbH Akkupack mit an stoffschlüssiger Verbindung aus Kunststoff und Metallblechen angebundenen zylindrischen Zellen
US11764431B2 (en) 2020-10-22 2023-09-19 Apple Inc. Battery pack structures and systems
DE102020215341A1 (de) 2020-12-04 2022-06-09 Vitesco Technologies Germany Gmbh Batterie für ein Kraftfahrzeug, und Kraftfahrzeug mit einer Batterie
DE102021104097A1 (de) 2021-02-22 2022-08-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Zellkontaktierungssystem zum seriellen elektrischen Verbinden und Entwärmen von Batteriezellen, Batterie und Kraftfahrzeug
US12009655B2 (en) 2021-09-15 2024-06-11 Apple Inc. Switchable pyro fuse

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005294106A (ja) 2004-04-01 2005-10-20 Three M Innovative Properties Co コネクタ及びその結線方法
JP4823535B2 (ja) * 2005-02-14 2011-11-24 矢崎総業株式会社 バッテリ接続プレート
JP2009087720A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Toshiba Corp 電池パック
KR101051483B1 (ko) * 2008-03-07 2011-07-22 주식회사 엘지화학 전지모듈의 전극단자 접속부재
KR100980296B1 (ko) * 2008-06-30 2010-09-06 주식회사 하이닉스반도체 회로 배선을 갖는 회로 기판, 이의 제조 방법 및 회로배선을 갖는 반도체 패키지
ES2512016T5 (es) 2009-06-08 2018-12-28 Auto-Kabel Management Gmbh Conector de elementos de batería
DE102009050316A1 (de) 2009-10-16 2011-04-21 Elringklinger Ag Zellverbinder
CN102630357B (zh) * 2009-11-27 2014-12-24 Lg电子株式会社 电池盒
KR101097224B1 (ko) * 2009-12-22 2011-12-21 에스비리모티브 주식회사 배터리 팩
KR101769820B1 (ko) * 2010-04-06 2017-08-21 엘지전자 주식회사 배터리모듈
JP4940481B1 (ja) * 2010-12-13 2012-05-30 パナソニック株式会社 電池モジュール及び電池パック
DE102011076624A1 (de) * 2011-05-27 2012-11-29 Elringklinger Ag Zellverbinder
DE102011109238A1 (de) * 2011-08-02 2013-02-07 Daimler Ag Batterie mit mehreren Batteriezellen und Verfahren zu deren Herstellung
JP5875107B2 (ja) * 2011-12-07 2016-03-02 矢崎総業株式会社 電池接続体
JP5454626B2 (ja) * 2012-06-26 2014-03-26 株式会社オートネットワーク技術研究所 配線モジュール
JP2014022070A (ja) * 2012-07-12 2014-02-03 Yazaki Corp バッテリ接続体の端末バスバー回り止め構造
DE102013207356A1 (de) * 2013-04-23 2014-10-23 Elringklinger Ag Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems für eine elektrochemische Vorrichtung und Zellkontaktierungssystem
JP5931027B2 (ja) * 2013-08-29 2016-06-08 古河電気工業株式会社 電池モジュール用カバー、電池モジュール
US10297806B2 (en) * 2013-11-22 2019-05-21 Autonetworks Technologies, Ltd. Connection structure for electrical storage element groups
KR20150066077A (ko) * 2013-12-06 2015-06-16 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
JP5929937B2 (ja) * 2014-01-30 2016-06-08 トヨタ自動車株式会社 組電池および組電池の接続切換方法
KR101640100B1 (ko) * 2014-11-10 2016-07-18 한국단자공업 주식회사 배터리모듈용 직렬연결장치
DE102015210035A1 (de) * 2015-06-01 2016-12-01 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von Batteriezellen sowie Batteriepack, Batteriemodul und Fahrzeug
KR102397218B1 (ko) * 2015-08-27 2022-05-12 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US20180097322A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 Faraday&Future Inc. Flexible bus bar
KR102519443B1 (ko) * 2017-12-27 2023-04-07 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018083303A1 (de) 2018-05-11
US11588197B2 (en) 2023-02-21
CN109997245A (zh) 2019-07-09
CN109997245B (zh) 2023-01-31
DE202017006171U1 (de) 2018-02-23
US20190259996A1 (en) 2019-08-22
US20230207950A1 (en) 2023-06-29
DE102016121265A1 (de) 2018-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018083303A1 (de) Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische vorrichtung
EP2715838B1 (de) Zellverbinder
DE102016118977B4 (de) Energiespeichermodul und Verfahren zum Zusammenbau
DE102013220044B4 (de) Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems
EP2715833B1 (de) Energiespeichermodul aus mehreren prismatischen speicherzellen
EP2745337B1 (de) Zellverbinder, batteriezellenmodul, batterie, verfahren zur herstellung eines zellverbinders und kraftfahrzeug
DE102010019708A1 (de) Speicherzellenverbinder und Speichermodul
WO2012120091A1 (de) Elektrischer energiespeicher mit einzelmodulen und deren einzelzellenrahmen formschlussverbindungen
EP3200261A1 (de) Kontaktierungssystem für energiespeicherzellen und energiespeicher
DE102018214363A1 (de) Stromschiene, stromschienenmodul und batteriepack
EP2697842B2 (de) System umfassend ein energiespeichermodul aus mehreren prismatischen speicherzellen und verfahren zur herstellung einer endplatte des energiespeichermoduls
EP3631877B1 (de) Energiespeichermodul und verfahren zum zusammenbau davon
DE112019006512T5 (de) Energiespeichergerät
DE102017112125A1 (de) Kontaktierungselement für ein Zellkontaktierungssystem für eine elektrochemische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Zellkontaktierungssystems für eine elektrochemische Vorrichtung
DE102015225406A1 (de) Zellenverbinder
WO2013107552A1 (de) Energiemodul für einen elektrischen energiespeicher für ein fahrzeug und verfahren zur herstellung des energiemoduls
WO2015074735A1 (de) Batterie mit einer mehrzahl von batteriezellen wobei die pole mittels verbindungselemente verbunden sind
DE102011109238A1 (de) Batterie mit mehreren Batteriezellen und Verfahren zu deren Herstellung
WO2021245112A1 (de) Batteriesystem zum modularen anordnen von batteriemodulen
DE102015225405A1 (de) Energiebereitstellungszelle
DE102015224126B4 (de) Herstellungsverfahren einer Separatorplatte sowie eines Brennstoffzellensystems
WO2019063438A1 (de) Zellverbinder für eine elektrochemische vorrichtung
EP3512002A1 (de) Zellverbinder zur elektrischen verbindung von zellterminals einer energiespeichereinrichtung
WO2014124825A1 (de) Zellverbinder zum elektrisch leitfähigen kontaktieren einer mehrzahl von batteriezellterminals, verfahren zum herstellen eines solchen zellverbinders und batteriemodul mit wenigstens einem solchen zellverbinder
DE102016208589A1 (de) Elektrodenanordnung einer Batteriezelle, Elektrodenschicht und Batteriezelle sowie Verfahren zu deren Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20190503

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20210510

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230519