EP4659302A2 - Kontaktanordnung sowie verfahren zur herstellung einer solchen - Google Patents

Kontaktanordnung sowie verfahren zur herstellung einer solchen

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Publication number
EP4659302A2
EP4659302A2 EP24704355.7A EP24704355A EP4659302A2 EP 4659302 A2 EP4659302 A2 EP 4659302A2 EP 24704355 A EP24704355 A EP 24704355A EP 4659302 A2 EP4659302 A2 EP 4659302A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
cell
arrangement according
contact arrangement
bonding wire
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
EP24704355.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jonathan Markert
Fernando Perez Lazcano
Markus Rau
Toralf SEIDEL
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.)
Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Original Assignee
Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102023200967.6A external-priority patent/DE102023200967A1/de
Application filed by Leoni Bordnetz Systeme GmbH filed Critical Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Publication of EP4659302A2 publication Critical patent/EP4659302A2/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • 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
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H01R4/023—Soldered or welded connections between cables or wires and terminals

Definitions

  • the invention relates to a contact arrangement, in particular for a battery with several cells, and a method for producing such a contact arrangement.
  • An example of such an assembly is a so-called cell contact unit, with the help of which a large number of cells, in particular of a high-voltage battery, are connected.
  • a cell contact unit specifically for a high-voltage battery, in particular for a traction battery of an electric motor-driven vehicle, often has a cable set with a large number of sensor lines that are used to tap the voltage of each cell as part of battery monitoring. For this, the sensor lines must each be contacted with the cell, which is a complex process.
  • the invention is based on the object of specifying a contact arrangement in which assembly-friendly contact between a cable and an electrical component to be connected is possible with little installation space.
  • the contact arrangement has a contact element to which an electrical line and a bonding wire are connected.
  • the contact element is therefore in particular a so-called (contact) terminal, which is usually attached to the end of an electrical line, specifically to its conductor.
  • the electrical component is also electrically connected via the bonding wire.
  • the bonding wire is connected to the electrical component by the known bonding process.
  • the component typically has a contact surface to which the bonding wire is connected by bonding.
  • the bonding wire is a bare metal wire, often made of aluminum, alternatively copper or gold, which is directly connected to a connection point of the electrical component by bonding.
  • the bonding wire is usually comparatively thin and has a diameter of up to 500 pm, preferably up to 250 pm and in particular up to 100 pm. Diameters of up to 100 pm are used for so-called thin-wire bonding and are used in cases where only lower electrical powers need to be transmitted. Diameters that are higher and reach up to 500 pm, for example, are used for so-called thick-wire bonding, in particular for applications where higher electrical powers need to be transmitted.
  • electrical contact is made by means of a material connection, in particular without additional auxiliary materials, as is the case with soldering, for example. Bonding is carried out in particular by welding, in particular ultrasonic welding, of the bonding wire to the connection point specifically formed by the contact surface.
  • a particular advantage of bonding is that no separate connection element is required to connect the cable to the connection point. This means that an additional contact element between the bonding wire and the component is not required.
  • Another advantage is the ease of automation and the small space required. Overall, the contacting principle described here allows the variety of parts to be increased. reduce, simplify assembly, particularly through automation, and reduce the required installation space, all in comparison to the use of a separate contacting element for electrically contacting the component.
  • the contact element in particular a standard contact element (contact terminal) to which the cable is connected, also enables a reliable connection of the electrical cable.
  • This is typically a single-core cable with a conductor surrounded by an insulating sheath.
  • the contact element therefore represents a connecting element.
  • the bonding wire is also connected to the contact element by bonding.
  • the contact element is in particular a - in particular conventional - plug contact element.
  • This has a connection area for the conductor of the line and a plug-in area.
  • the plug-in area is formed, for example, by a contact socket or a contact pin.
  • the bonding wire is attached to the plug-in area.
  • conventional, commercially available contact elements are preferably used. However, their plug-in area remains unused in that it is not used for plug-in contact with a counter contact. Instead, the bonding wire is connected to the plug-in area.
  • the contact element is in particular a crimp contact with a crimp area as the connection area.
  • the conductor is mechanically and electrically connected in this crimp area by crimping.
  • a very small contact element is preferably used, the length of which is preferably less than 20 mm and for example less than 15 mm and the width and height of which are preferably less than 4 mm and in particular less than 2 mm.
  • the crimp contact is, for example, a contact element known under the brand name "NanoMQS".
  • the contact element is provided with a coating either completely or at least in the plug-in area and preferably in the connection area for the bonding wire, which coating consists in particular of nickel and/or silver.
  • a coating consists in particular of nickel and/or silver.
  • no tin coating is provided.
  • This also includes suitable alloys of nickel or silver, preferably with a nickel or silver content of at least 95%.
  • This coating ensures good and reliable mechanical and electrical contact of the bonding wire.
  • the bonding wire preferably consists of an aluminum alloy and the base material of the contact element is preferably copper. The advantage of such a coating is that it can be ultrasonically welded and is also a suitable moderator for the copper-aluminum material pairing.
  • the contact element is accommodated in a housing made of insulating material and forms a structural unit with it, which can be attached to a carrier element, for example. This simplifies handling during assembly.
  • the assembly is designed as a possibly modified and in particular commercially available contact plug.
  • a preferably conventional contact plug with a plug housing and the contact element located therein is used.
  • the plug housing enables simple positioning and fastening in a desired position. In particular, the positioning can also be carried out automatically.
  • the housing is generally understood to be a 3-dimensional design which forms a shaft-shaped receiving space, for example, in which the contact element is located.
  • the receiving space can be open on one side and, for example, by a U-shaped cross-section.
  • the contact element is completely surrounded on the circumference by insulating walls of the receiving space - at least over a portion of its length.
  • the housing is preferably designed to be suitable for this purpose, so that at least a portion of the contact element, namely in particular the plug-in area, is accessible from the outside for bonding, so that the bonding wire can be attached from the outside.
  • the housing preferably has a clearance in a partial area, i.e. - unlike normal contact plugs - with this modified contact plug, part of the contact element is exposed and accessible from the outside. This makes it possible during assembly to first position the contact plug before attaching the bonding wire.
  • the contact arrangement is designed in such a way that protection against contact is ensured, so that the electrical elements, especially the contact element and the bonding wire and preferably also the component, cannot be touched.
  • the contact arrangement satisfies the requirements for protection against contact in accordance with ISO 20653 and in particular in accordance with the protection class IPXXB listed there.
  • At least one structural element and preferably several structural elements made of insulating material are provided, such as ribs or webs, in particular in the area of the bonding wire.
  • the bonding wire is preferably guided in a channel which is delimited, for example, by two opposing webs as channel walls.
  • the contact element is generally arranged on a carrier.
  • the carrier with the contact element forms an assembly unit that can and will be positioned at a desired location, in particular automatically.
  • the carrier is in particular an insulating carrier.
  • the contact element is in particular attached directly to the carrier, for example plugged onto it.
  • the carrier is preferably plate-shaped or has at least one plate-shaped base part on which the contact element is attached.
  • the carrier is, for example, a circuit board.
  • other electrical or electronic elements such as electronic components, conductor tracks, etc., are preferably attached to this.
  • One or more contact elements are attached to the carrier.
  • the component contacted via the bonding wire is located on this carrier.
  • the carrier is arranged next to or possibly even on the component itself.
  • the carrier is arranged next to the connection point of the component for the bonding wire.
  • only the contact element is mounted on the carrier as an electrical element.
  • the bonding wire itself is designed as a fuse element, in particular as a fuse with a defined fuse rating.
  • the bonding wire itself forms an overcurrent fuse with a predetermined fuse rating.
  • the bonding wire is therefore designed directly as a fuse element, in particular as a fuse wire. A separate fuse is therefore not required and is dispensed with. The bonding wire therefore provides protection for the connected line.
  • the fuse rating is defined by the properties of the bonding wire.
  • the geometric properties i.e. the length and/or the cross-sectional area, are set appropriately.
  • the bonding wire has a fuse rating in the range of 250 mA to 5 A and in particular in the range of 750 mA to 1.5 A.
  • the bonding wire consists in particular of aluminum or an aluminum alloy.
  • it consists of a silicon-aluminum alloy with a silicon content of, for example, 1%.
  • Its diameter is, for example, in the range between 25 pm and 150 pm and especially in the range from 50 pm to 100 pm.
  • Its length is preferably in the range of 10 mm to 30 mm and in particular 15 mm.
  • the advantage of securing via the bonding wire is that it requires extremely little installation space and eliminates the need for a separate fuse element, which usually requires a fuse carrier, such as a circuit board.
  • the contact arrangement is part of a cell contact unit for an electric battery with multiple cells.
  • this is a high-voltage battery with a battery voltage of typically several 100 V, especially a traction battery for an electrically powered vehicle.
  • the cell contact unit serves to electrically connect multiple cells of the battery.
  • the cells are connected in series and/or parallel as required so that the battery provides a certain voltage and a certain current.
  • Several cells are lined up next to each other and form a cell stack.
  • the cells of the cell stack each form a module of the battery.
  • the battery has a width and a length in the range of 0.5 m to 2 m, so that contact between the cells over a longer distance is necessary.
  • the cell contact unit typically has a large number of individual cell connectors, each of which electrically connects the cell poles of two adjacent cells.
  • the individual cell connectors are held in an insulating carrier, which is referred to below as a holding unit.
  • a holding unit In one embodiment, this is modular and has individual modular holders that are connected to one another and each preferably holds exactly one cell connector.
  • a common, non-modular, one-piece holding unit is formed, which is designed, for example, as an injection-molded element, and in which several and in particular all cell connectors of a cell stack of the battery formed from several cells are held together.
  • Such high-voltage batteries typically have a so-called battery management system, which is designed, among other things, to monitor the condition of the battery and the individual cells. This usually requires that sensor cables, for example for temperature, pressure or voltage measurements, are routed to the individual cells or at least to parts of the battery.
  • a (sensor) cable set is often provided for this purpose.
  • Sensor cables are understood to be cables that are only designed for low currents (e.g. less than 5A or less than 1.5A).
  • such a cell contacting unit now has in particular a plurality of the previously described contact arrangements, i.e. in particular a plurality of contact elements, which are each connected via a bonding wire to an electrical component of the battery and/or the cell contacting unit.
  • a voltage tapping point of a cell is contacted (potential tapping) via the bonding wire for a voltage measurement, so that the sensor line is connected to this voltage tapping point.
  • Such a voltage measurement is usually required for each cell of a battery, particularly in the context of battery monitoring and the battery management system.
  • the cell voltage is generally recorded by the voltage tap.
  • Direct bonding means that no separate connection element is required to connect the sensor line to the tap point for the voltage measurement.
  • the bonding wire is directly connected to one of the battery's cell connectors, i.e. bonded directly to the cell connector.
  • the cell connector forms the component to which the bonding wire is connected.
  • the bonding wire is designed as a fuse element - as described above - and thus forms an overcurrent fuse with a predetermined fuse rating.
  • the special properties of the bonding wire described above in the design as a fuse element apply in particular to such an application in a cell contact unit.
  • the bonding wires are generally very fine wires that are typically thinner than human hair.
  • the bonding wires preferably have a diameter in the range of up to a maximum of 0.3 mm and preferably of a maximum of 0.075 mm or a maximum of 0.150 mm. Due to this fine structure, the bonding wires are sensitive to mechanical stress. Especially in automotive applications, there is a general problem that mechanical stress occurs due to normal oscillations/vibrations in ferry operation.
  • the previously described housing is firmly connected to the component by at least one fastening element without play, in particular in a form-fitting and/or material-fitting manner.
  • the bonding wire is connected to the component by bonding.
  • This design essentially creates a common vibration plane between the housing and the component on which the housing with the contact element is attached. This keeps the overall mechanical load on the bond connection low.
  • fixed and free of play means that no relative movement is possible between the component and the housing.
  • the housing In the event of oscillations or vibrations occurring, the housing therefore directly follows the movements (vibrations) of the component.
  • the fastening element is preferably attached directly to the housing and is in particular a monolithic part of the housing. This is typically an injection-molded part, so that the fastening element is a part of the injection-molded part through which the housing is formed.
  • the fastening element preferably has a pin and is in particular formed by such a pin.
  • the pin is generally a bolt-shaped element that protrudes in the direction of the component.
  • the component has a corresponding pin receptacle, which is in particular designed as an opening.
  • the pin is held by the pin receptacle In the preferred design variant, the pin penetrates the opening and protrudes over it.
  • the pin is firmly connected to the pin receptacle, in particular by a positive connection.
  • the pin is usually made of a (plastic) insulating material.
  • the positive and/or material-locking connection is made by hot caulking.
  • hot caulking a deformation generally also takes place, especially of the pin, in particular in such a way that it forms a type of closing head, which is designed like a mushroom head and engages around an edge of the opening. This measure creates a positive engagement between the closing head and the edge of the opening in the axial direction of the pin.
  • an axial pressing force is exerted on the pin while it is heated at the same time, so that the heating softens and/or melts it somewhat at least in some areas and it is deformed by the pressing force.
  • a suitable forming stamp or pressing stamp is typically used for this, which is preferably heated itself.
  • the housing is preferably pressed against the component so that it rests on it reliably and without play.
  • a material-locking connection is formed during hot staking in addition to the positive connection.
  • At least one fixing element is formed, which serves to fix the housing to the component during assembly.
  • the fixing element is in particular a locking element, which is connected to the component during assembly and thereby fixes the housing to the component.
  • This locking element thus achieves a pre-fixing, which fixes the housing relative to the component, so that the positive and/or material-locking fastening can then be carried out via the fastening element in a process-safe manner and in particular by the hot caulking mentioned.
  • the fixing element is also a monolithic component of the housing.
  • the component is one of the cell connectors.
  • the bonding wire is used for a voltage tap and is in particular directly contacted with the cell connector, a reliable contact connection between the bonding wire and the cell connector is achieved through the play-free and firm connection between the housing and the cell connector.
  • the component is a circuit board. At least one electrical component is mounted on this, which is contacted via the bonding wire.
  • the circuit board has a contact surface to which the bonding wire is attached.
  • Such an embodiment variant is used in particular when a sensor unit is contacted via the bonding wire, wherein the sensor unit has the circuit board.
  • the sensor unit is preferably designed as a temperature sensor for temperature measurement.
  • the actual sensor element is attached to the circuit board, for example. This is connected via a conductor track, for example, to a contact surface on the circuit board, to which the bonding wire is connected.
  • the housing with the inserted contact element is attached to this circuit board and forms a structural unit with it, at least in the assembled state.
  • This structural unit is in turn suitable for being connected to a carrier, in particular to the holding unit, for example by gluing.
  • the circuit board is preferably first attached or fixed to the component and then the housing is placed on top and fastened to the component, in particular by hot caulking.
  • the cell connector is also firmly and without play connected to the holding unit, i.e. in the modular design with a respective modular holder and in the non-modular design with the common holding unit, by a preferably form-fitting and/or material-fitting connection, and in particular again preferably by hot caulking.
  • the connection is preferably made using a fastening tab. This measure also creates a common vibration assembly for the holding unit and the cell connectors accommodated therein, so that the various components do not move relative to one another.
  • the holding unit has a holding receptacle for each cell connector, on which at least one fastening tab is formed on the edge.
  • this protrudes freely and in particular in a vertical direction, so that the cell connector can be inserted into the holding receptacle.
  • the fastening tab is then hot-stacked and in the process formed and in particular bent. In the process, it is pressed against the cell connector in particular from above and therefore presses it against a counter bearing of the holding receptacle.
  • the cell connector preferably has a central region and two contact tabs on the edge for cell contacting, wherein the previously described housing is arranged in the central region and the at least one fastening tab fixes the cell connector in the central region.
  • the housing is also connected to the cell connector by hot caulking.
  • a cell contacting unit is provided, in particular with the contact arrangement described above, wherein the cell contacting unit is used to contact a plurality of cells of a battery, in particular a high-voltage battery of a vehicle (traction battery)
  • the cell contact unit has the described holding unit and the cell connectors for electrically connecting two adjacent cells, as well as a housing with a contact element embedded therein, to which a sensor line is connected.
  • the cell connector is fixed to the holding unit via at least one fastening tab.
  • the housing is fixed to the cell connector by hot-stamping a fastening element. This reliably forms the previously described vibration assembly without relative movement to one another.
  • the previously mentioned holding receptacle for a respective cell connector is divided by a cross strut, wherein the housing with the contact element (terminal) located therein is arranged in the region of the cross strut.
  • the cross strut is arranged in particular below the previously described central region of the cell connector. This cross strut also covers the connected bond wires in particular and therefore forms a cover or a protective element for the bond wires.
  • the cross strut is also preferably designed as a separate component which is attached to the remaining holding unit in particular by locking elements.
  • the remaining holding unit is preferably designed as a monolithic component, in particular a plastic injection-molded component.
  • the previously described fastening tab with which the cell connector is fixed is designed in particular in the area of this cross strut.
  • the fastening tab is preferably part of the other monolithic holding unit.
  • the cross strut is also part of the monolithic component.
  • a suitable tool is used for hot-stamping.
  • each point to be hot-stamped is hot-stamped in a single, separate process step.
  • the respective tool is pressed against the element to be pressed under the influence of heat, so that the element is first heated and then reshaped and finally cooled down again.
  • the tool imprints its arched tool geometry on the respective element, for example, which the element - for example the fastening tab of the holding unit or the fastening element of the housing - takes on after hot-stamping.
  • the object is further achieved according to the invention by a method for producing a contact connection as described above.
  • the conductor of an electrical line is connected to a contact element and an electrical component to be contacted is electrically contacted using a bonding wire which connects the contact element to the component.
  • the preferred procedure is to first connect the cable to the contact element.
  • the contact element is then typically - or alternatively beforehand - inserted into the housing or plugged in. It then preferably forms the contact plug described above.
  • the contact element with the connected cable is then positioned in the desired position - preferably by suitable positioning of the housing/contact plug - for example by inserting it into a plug receptacle of a carrier component.
  • the housing is held in the plug receptacle in a precise and/or form-fitting manner, for example by locking it into place.
  • This first assembly step is prepared and made available, for example, as a structural unit designed as a contacting unit.
  • This structural unit has in particular a large number of such prepared contact elements with connected lines.
  • this is the cell contacting unit described above.
  • This is prepared, for example, by a manufacturer of contacting units and subsequently made available at a separate assembly location, for example on the production line for battery production.
  • the individual cell connectors are fixed in the holding unit in advance.
  • This is preferably a common, one-piece holding unit and the individual cell connectors are fixed to this insulating carrier (holding unit) in particular by hot caulking.
  • at least one sensor unit is also attached to the holding unit.
  • the sensor cable set is then laid along the holding unit. Each sensor cable is connected at the end to the contact element in the housing.
  • the individual contact plugs are each fixed to a respective cell connector, preferably via the previously described fixing elements (locking elements).
  • the connection is made via at least one fastening element, in particular by hot caulking.
  • the contact plug is also fixed to the circuit board, preferably via the previously described fixing elements (latching elements).
  • the connection is then made via the at least one fastening element, in particular by hot caulking.
  • the electrical contacting of the electrical component to be connected by bonding the bonding wire only takes place in a second, separate assembly step.
  • the bonding wire is therefore directly contacted with the cell connector, and in the design variant with the sensor unit, the bonding wire is contacted with the circuit board.
  • the bonding wire is generally connected to the component by bonding, i.e. specifically to the cell connector or to the circuit board.
  • the bonding wire is also only electrically contacted with the contact element at its other end in this second assembly step.
  • a particular advantage here is that larger positional tolerances can be compensated for by the bonding wire and the assembly sequence.
  • Bonding is preferably automated and in particular fully automated with the help of process monitoring and in particular process control.
  • FIG 1 is a partial perspective view of a cell contact unit
  • FIG 2 is an enlarged view of a section of FIG 1 with a contact arrangement
  • FIG 3 an enlarged view of a contact element with connected cable and bonding wire
  • FIG 4 is a partial perspective view from above of a cell contacting unit according to a modified embodiment
  • FIG 5 a view from below of the cell contact unit shown in detail in FIG 4,
  • FIG 6 is a sectional view along the section plane Vl-Vl in FIG 4,
  • FIG 7 is a sectional view along the section plane Vll-Vll in FIG 4,
  • FIG 8 is a perspective, partial side view of a further region of the cell contact unit according to the modified embodiment.
  • FIG 9 a partial view of a cell contact unit to illustrate the hot caulking
  • FIG 10 is a partial view of the cell contact unit according to FIG 9 without cell connectors.
  • FIG 1 shows a section of a cell contact unit 2 for a battery (not shown here), which is preferably intended for an electric motor-driven motor vehicle and is also used there as a traction battery.
  • the battery is usually made up of several modules that are interconnected. Each module in turn has a large number of individual (battery) cells that are lined up in a longitudinal direction L and form a cell stack. The individual cells are often cuboid-shaped / prismatic.
  • the cell contact unit 2 also extends along the longitudinal direction L.
  • the individual cells of a module are electrically connected to one another in series via the cell contact unit 2.
  • a cell pair is electrically connected to one another via a respective cell connector 4.
  • the entire battery usually has a battery management system, which is designed, among other things, to monitor the current state of the battery and in particular the individual cells.
  • the module and in particular the cells are generally equipped with a sensor system that is connected via a cable set 6 and is connected to the battery management system when installed.
  • the cable set 6 has a large number of individual sensor lines 8.
  • the cable set 6 has, for example, a multi-pin plug at one end, via which the cable set 6 can be connected to the battery management system, for example.
  • the cell contact unit 2 is modular in the exemplary embodiment.
  • a large number of individual holders 10 made of insulating material are lined up in the longitudinal direction L. Each of the holders 10 accommodates a cell connector 4. In the center of the image, one holder is hidden in order to reveal the cell connector 4.
  • the individual holders 1 are designed in particular as (plastic) injection-molded parts and specifically as identical parts.
  • the large number of holders 10 are part of a plastic carrier unit and in the exemplary embodiment form a modular holding unit 11 made of an insulating material, which holds the large number of cell connectors 4.
  • this is non-modular and is, for example, designed in one piece, in particular as a monolithic component, preferably as an injection-molded component.
  • the individual holders 10 are lined up along two assembly lines 12. Specifically, the holders 10 are pushed and/or clipped onto a respective assembly line 12 and held in place by a positive fit.
  • the assembly lines 12 are in the form of profile rails, particularly made of metal. They are preferably designed as tensioning straps and ensure that in the final assembled state the individual cells are held against each other in the longitudinal direction L.
  • the holders 10 and the respective cell contact unit 2 each have a rear side oriented towards the cells and an opposite front side. They form a type of housing for the cell connector 4, in which it is protected from contact.
  • the holder 10 is also designed to accommodate sensor elements, for example temperature sensors, pressure sensors, voltage taps, etc., which are each connected via the individual sensor lines 8.
  • plug receptacles 14 are designed on the holder 10, in which a contact plug 16 is inserted in the exemplary embodiment.
  • the plug receptacles 14 are designed in particular in the manner of receiving channels, in particular continuous receiving channels. A respective contact plug 16 can be plugged into these plug receptacles 14.
  • Each cell connector 4 has two contact tabs 18 which are opposite one another in the longitudinal direction L and are in particular approximately strip-shaped and which are connected to one another via an intermediate part which is designed to compensate for length and is in particular wave-shaped in the exemplary embodiment. Furthermore, the cell connector 4 has a connection area which is in particular designed by a connection tab 20, which is used for a voltage tap and serves as a voltage tap point. The cell connector 4 also has two pole openings which are in particular circular. These are in particular designed in the middle of each contact tab 18.
  • the cell poles of two adjacent cells are electrically contacted via a respective cell connector 4.
  • the contact tabs 18 preferably lie flat on a respective cell pole.
  • the cell pole is preferably designed in an approximately cuboid shape. It also preferably has an upwardly projecting Contact pins with a typically circular cross-section, which are accommodated in the respective pole opening when mounted.
  • the respective cell contact unit 2 is designed in particular for measuring the voltage of each cell.
  • the respective sensor line 8 is connected to the contact plug 16, to which in turn a bonding wire 22 is connected, which is connected to the cell connector 4 for tapping the voltage, in particular to the contact tab 18 as the voltage tapping point of the cell.
  • the cell connector 4 and, in the assembled state, the cell indirectly connected via it form an electrical component connected to the bonding wire 22.
  • the contact plug 16, or generally a (plug) housing 30, has an internal contact element 24, which can be seen in FIG 3.
  • FIG 3 shows a similar connection situation to FIG 2.
  • the contact element 24 shown in FIG 3 is located in the contact plug 16 according to FIG 2. This is preferably a commercially available contact plug 16.
  • the contact element 24 is also a commercially available contact element 24, which is designed in particular as a crimp contact.
  • FIG 3 shows an alternative embodiment in which, instead of a contact plug 16, the contact element 24 is mounted and firmly fixed on a carrier 25.
  • the carrier 25 is, for example, a printed circuit board.
  • the contact element 24 generally forms an electrical connection means between a conductor of the sensor line 8 and the bonding wire 22 connected to it. It is typically designed as a simple metallic component, in particular a bent sheet metal part without any additional electrical function. It generally has a connection area 26 to which the stripped conductor of the respective sensor line 8 is connected. On the opposite front At the end, the contact element 24 has a front plug-in area 28, typically a contact pin or a contact socket.
  • the contact element 24 is surrounded by an insulating (plug) housing 30 and forms the contact plug 16 with it.
  • the plug housing 30 preferably has a clearance 32 at its front end so that part of the contact element 24, in particular the partial area to which the bonding wire 22 is attached, is freely accessible. Unlike conventional contact plugs, part of the contact element 24, in particular the front plug area 28, is thus virtually exposed and no longer surrounded by the plug housing 30.
  • the contact element 24 is arranged on the carrier 25 in a largely freely accessible manner.
  • Structural elements 34 shown in dashed lines in the form of two opposing webs, which protrude vertically from the carrier 25, are designed as contact protection. These define a free channel between them, in which the contact element 24 lies and which is open at the top, so that the contact element 24 is accessible.
  • These structural elements 34 are either an integral part of the carrier 25 or at least firmly connected to it. In the exemplary embodiment, they extend beyond a base plate of the carrier 25, i.e. protrude beyond it at the edge, so that the channel also continues beyond the base plate.
  • the bonding wire 22 is accommodated in this protruding partial area, in particular the section which is connected to the further electrical component, in the exemplary embodiment to the cell connector 4.
  • the voltage of a respective cell is tapped via the bonding wire 22.
  • This bonding wire 22 is connected by direct bonding on the one hand to the cell connector 4 and on the other hand to the described contact element 24, in particular to the plug-in area 28.
  • the bonding wire 22 is therefore directly connected to the respective element in a materially bonded manner, i.e. without any further intermediate elements.
  • protection against overcurrents is regularly required.
  • separate fuse elements are typically used for this purpose, which must be connected separately and which typically require a fuse carrier and are arranged on a circuit board, for example.
  • the bonding wire 22 itself serves as a safety element and in particular as a fuse.
  • the safety properties of the bonding wire 22 are set in a suitable manner by its geometry and material properties.
  • the bonding wire 22 has a total length of only 10 mm to 30 mm and a diameter of, for example, 50 pm to 100 pm. It consists in particular of aluminum or an aluminum alloy, for example an aluminum-silicon alloy with a one percent silicon content. Overall, this sets a fuse rating of, for example, 750 mA to 1.5 A.
  • the advantage of securing via the bonding wire 22 is that it requires extremely little installation space and eliminates the need for a separate fuse element, which usually requires a fuse carrier, such as a circuit board.
  • the bonding wire 22 and in particular the elements to which it is connected are preferably generally protected against contact.
  • Suitable structural elements 34 made of insulating material are provided for this purpose, as already explained by way of example in connection with Figure 3.
  • these also include, for example, the holder 10, which provides protection against contact through suitable contouring, for example by means of webs or ribs.
  • the plug receptacles 14 or the plug housing 30 can also be regarded as such structural elements.
  • the invention has been described here in connection with the specific application in the cell contact unit 2 and in particular in connection with the design of the bonding wire 22 as a securing element.
  • the bonding wire itself can be bonded to a contact element, to which another line is preferably connected and which is led to an electrical component.
  • a contact element for example a male and a female contact element (suitable for a plug connection).
  • two identical contact elements in particular two (pure) crimp areas (without a plug area), are used.
  • the bonding wire is bonded with its second end to a conductor track of a circuit board and is thereby connected to an electronic component arranged on the circuit board.
  • the contact arrangement described has the particular advantages of requiring little installation space, being able to compensate for positional tolerances and the possibility of a simple automated assembly process. Compared to conventional contacting using conventional contact plugs with mating contact plugs or screw connections, the contact arrangement described here has significantly lower installation space requirements. In particular, the contact arrangement described here also enables reliable and simple contact protection.
  • the contact arrangement enables simple and fully automated assembly and is also carried out.
  • the cable 14 is connected to the contact element 24 in the conventional manner. connected.
  • the contact element 24 is then fixed in the desired position of this assembly, for example by plugging it in, for example as part of a more complex assembly (contact unit), such as the cell contact unit 2 described.
  • contact unit such as the cell contact unit 2 described.
  • a large number of such contact elements 24 are fixed in suitable positions in such an assembly, preferably without the electrical contact being made with the electrical component to be connected in this assembly step. This electrical contact is made in a subsequent assembly step using the bonding wire. This allows positional tolerances to be compensated for.
  • the attachment of the bonding wire 22 is carried out in particular fully automatically and in particular with assembly monitoring and control, for example an optical control, so that the attachment of the bonding wire 22 can be carried out in a process-reliable manner in the smallest space.
  • Figures 4-8 show a modified variant of a cell contacting unit 2 in partially simplified, fragmentary representations.
  • FIG 4 shows a perspective, partial top view.
  • the holding unit 11 can be seen, which is essentially formed by a plastic carrier.
  • This is a one-piece plastic injection-molded component.
  • This forms a plurality of holders 10 next to one another in the longitudinal direction, each of which holds a cell connector 4.
  • These are typically covered on the top with insulating elements 36, as shown in the left half of FIG 4. These are omitted in the right half of the image, so that the view of the cell connector 4 is clear.
  • the cell connector 4 is held on the holding unit 11 via fastening tabs 38.
  • these cover a central region 40 between the two contact tabs 18.
  • the central region 40 is bent downwards, in particular in an approximately U-shape, relative to the contact tabs 18.
  • the fastening tabs 38 are formed in particular by hot caulking.
  • the holding unit 11 On the edge side, the holding unit 11 has a guide area 42 for the individual sensor lines 8, which are only shown in one section in FIG 4.
  • the sensor lines 8 are also held upwards in particular by individual, discrete and in particular hook-shaped holding elements 44.
  • a housing 30 with the internal contact elements 24 is attached to the cell connector 4 and preferably to the central area 40.
  • the housing 30 is in particular the plug housing of the contact plug 16 described above.
  • the design variant is explained below using the contact plug 16 without restricting generality.
  • the plug housing can also be replaced by a different housing.
  • Such a contact plug 16 is attached to each cell connector 4.
  • the contact plug 16 has two internal contact elements 24 (not shown in detail here), to each of which a bonding wire 22 is connected. This is directly bonded to the cell connector 4 and is used for voltage tapping.
  • a sensor unit 46 is also attached, wherein this is designed in particular as a temperature sensor.
  • the holding unit 11 forms a fastening area 48 for this sensor unit 46.
  • the fastening area 48 is formed by a plate-shaped partial area of the plastic carrier and thus of the holding unit 11. In the exemplary embodiment, this fastening area is arranged in the transverse direction on the edge next to one of the cell connectors 4.
  • the sensor unit 46 is attached in particular between the plate-shaped partial area and a base of the guide area 42.
  • the sensor unit 46 is attached to the plate-shaped fastening area 48 from below, for example by gluing.
  • sensor units 46 are mounted along the length of the cell contact unit 2. Due to vibrations occurring during ferry operation, the contact point of the respective bonding wire 22 is exposed to mechanical stress. In order to avoid a relative movement of the contact plug 16 relative to the component to which the bonding wire 22 is connected, a vibration-resistant fastening of the contact plug 16 to the respective component, namely on the one hand to the cell connector 4 and on the other hand to the sensor unit 46, is formed, in particular by means of hot caulking.
  • FIG. 6 shows a sectional view along the section plane VI-VI in FIG. 4.
  • the plug housing 30 of the contact plug 16 has on its underside at least one fastening element formed by a pin 50 and additionally at least one fixing element 52 which is designed as a locking element.
  • the cell connector 4 has an opening 54 designed in the manner of a bore, which forms a pin receptacle for the pin 50.
  • a further opening 56 is designed corresponding to the fixing element 52.
  • FIG 6 shows an assembly situation in which the contact plug 16 is initially fixed to the cell connector 4 using the fixing element 52.
  • the actual fastening then takes place, in particular by hot caulking, in which the pin 50 is detuned under the influence of heat.
  • the front end of the pin 50 is deformed and a closing head in the form of a mushroom head is formed (not shown in detail here), which engages behind an edge of the opening 54 and thus forms a positive connection.
  • the fixing element 52 is preferably not treated any further.
  • the bonding wire 22 shown in Figure 6 is shown in this assembly situation only for illustration purposes.
  • the bonding wire 22 is connected by bonding with one end to the contact element 24 and with its other end to the cell connector 4 only after the contact plug 16 has been attached (i.e. after the pin 50 has been hot-stamped) to the cell connector 4.
  • FIG 5 shows a view from below of the cell connector 4, in which both the pin 50 and the fixing element 52 as well as the corresponding openings 54 in the cell connector 4 can be seen.
  • FIG 5 shows two recesses 58 in the holding unit 11, which provide a view of the sensor unit 46 arranged above it. These recesses 58, or at least one recess 58, allow access to contact areas to which the respective bonding wire 22 is attached with its two ends to the sensor unit 46.
  • FIG 7 shows a section along the section plane VII - VII of FIG 4, from which the fastening of the sensor unit 46 and its structure can be seen.
  • Figure 8 shows a further sensor unit 46, which is arranged, for example, at an end region of the cell contacting unit 2, as shown in FIG. 8.
  • the sensor unit 46 (see in particular FIG. 8) generally has a circuit board 60 on which contact surfaces 62 (see FIG. 8) are formed.
  • the contact plug 16 is attached to the circuit board 60 and the contact surfaces 62 on the one hand and the contact elements 24 on the other hand are contacted via the bonding wires 22.
  • the actual sensor element 64 (see in particular FIG. 7) can be seen on the underside of the circuit board 60 in the area opposite the contact surfaces 62.
  • the sensor element 64 is preferably located in an opening in the fastening area 48.
  • the contact plug 16 is attached to the circuit board 60 and thus to the sensor unit 46 in the same way as was previously described in connection with FIG 6 and the cell connector 4.
  • the circuit board 60 therefore also has an opening 54 and a further opening 56 (not shown in detail here) through which the pin 50 or the fixing element 52 are inserted.
  • the plug housing 30 is first fixed to the circuit board 60 before the actual fastening by the Hot caulking is carried out. This measure also creates a common vibration plane between the contact plug 16 and the circuit board 60 in the sensor unit 46.
  • a common vibration plane is generally formed between the contact plug 16 and the component (cell connector 4, circuit board 60/sensor unit 46) to which the respective bonding wire 22 is fastened. This ensures a permanently reliable electrical contact through the bonding and the bonding wire 22.
  • the holding unit 11 is a common holding unit 11 which accommodates a plurality of cell connectors 4.
  • the holding unit 11 has a holding receptacle 70 which is designed in the manner of a frame (see in particular FIG. 10).
  • the holding receptacle 70 has in particular a circumferential support edge on which the cell connector 4 is placed.
  • the cell connector 4 has the two contact tabs 18 and the central region 40 connecting them. This is raised relative to the two contact tabs 18, so that an elevation or, when viewed from the opposite side, a particularly groove-shaped depression is formed, which extends over the entire width of the cell connector 4.
  • the housing 30 (not visible) with the contact elements 24 (terminals) embedded therein is arranged in this central region 40.
  • the fastening elements designed as pins 50 can be seen, which are designed to firmly fix the housing 30 to the cell connector 4 and which are embossed against the cell connector 4 in the final state by the hot caulking already described above. In Figures 9 and 10, these pins 50 are still shown in their initial state.
  • the holding unit 11 has the two fastening tabs 38 on the edges and opposite each other in the area of its holding receptacle 70. These are arranged in particular in the area of the central region 40.
  • each fastening tab is designed, for example, to be cuboid-shaped and, in particular, initially protrudes vertically at the end of a cut-out tongue 72.
  • Figures 9 and 10 each show a tool 74 with the aid of which the respective hot-stamping takes place.
  • An individually adapted tool 74 is preferably provided for the fastening tabs 38 and for the pins 50.
  • the fastening tab 38 in the area of the tool 74, is shown in dashed lines in its initial position before hot-stamping and in its deformed final position (solid line) after hot-stamping.
  • a counter bearing 76 is formed opposite the respective fastening tab 38 and below the cell connector 4, against which the cell connector 4 is pressed during hot-stamping.
  • This counter bearing 76 is formed in particular by a front end piece of the cut-out tongue 72. In the assembled state, the cell connector 4 is clamped between the fastening tab 38 and the counter bearing 76.
  • the housing 30 is placed in the area of a cross strut 78, which spans the holding receptacle 70 in the middle and thus also divides it, so that openings are formed to the right and left of the cross strut 78, into which a part of the respective cell, in particular a cell pole, dips in the assembled state.
  • This cross strut 78 forms in particular a cover, which covers the bonding wires 22 and thus protects them.
  • cross brace 78 is preferably a separate component which is in particular reinforced with the remaining holding unit 11.
  • the previously described freely protruding tongue 72 On both sides of this tongue 72, slots are formed which form locking receptacles for locking hooks 80 which are formed on the cross strut 78 and via which the cross strut 78 is secured to the remaining holding unit 11.
  • This is preferably designed as a monolithic plastic injection-molded part.
  • the design of the cross strut 78 as a separate component has the advantage that the cell connector 4 can first be fixed in the holding receptacle 70, in particular by hot caulking, and then the cross strut 78 can be attached.
  • the assembly is in particular as follows:

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Abstract

Die Kontaktanordnung dient zur elektrischen Kontaktierung einer elektrischen Komponente, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, und weist ein Kontaktelement (24) auf, an dem eine Leitung (8) angeschlossen ist, wobei ein Bonddraht (22) an dem Kontaktelement (24) angeschlossen ist, welcher mit der Komponente durch Bonden verbunden ist. Hierdurch ist eine kompakte und einfache herzustellende Kontaktanordnung ermöglicht. Diese ist insbesondere Teil einer Zellkontaktiereinheit (2) für eine Batterie.

Description

Beschreibung
Kontaktanordnung sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen
Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung, insbesondere für eine Batterie mit mehreren Zellen, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kontaktanordnung.
Bei der Kontaktierung von elektrischen Komponenten insbesondere innerhalb von großen elektromechanischen Baugruppen, beispielsweise mit einer Länge von 1 m oder mehr, bei denen auf engem Raum eine Vielzahl von Komponenten angeschlossen werden müssen, bestehen bestimmte Anforderungen im Hinblick auf Bauraum, einfache Montage und Kosten. Ein Beispiel für eine solche Baugruppe ist eine sogenannte Zellkontaktiereinheit, mit deren Hilfe eine Vielzahl von Zellen insbesondere einer Hochvolt-Batterie verbunden werden. Eine solche Zellkontaktiereinheit speziell für eine Hochvolt-Batterie, insbesondere für eine Traktionsbatterie eines elektromotorisch angetriebenen Fahrzeuges, weist häufig einen Kabelsatz mit einer Vielzahl von Sensorleitungen auf, die im Rahmen einer Batterieüberwachung zum Spannungsabgriff der Spannung einer jeden Zelle dienen. Hierzu müssen die Sensorleitungen jeweils aufwendig mit der Zelle kontaktiert werden.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktanordnung anzugeben, bei der montagefreundliche Kontaktierung zwischen einer Leitung und einer anzuschließenden elektrischen Komponente bei geringem Bauraum ermöglicht ist.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Kontaktanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten. Die Kontaktanordnung weist ein Kontaktelement auf, an dem einerseits eine elektrische Leitung und andererseits ein Bonddraht angeschlossen sind. Bei dem Kontaktelement handelt es sich daher insbesondere um ein sogenanntes (Kontakt-) Terminal, welches üblicherweise endseitig an einer elektrischen Leitung und zwar an deren Leiter angebracht ist. Über den Bonddraht ist weiterhin die elektrische Komponente elektrisch angeschlossen. Hierzu wird der Bonddraht durch das an sich bekannte Bonden mit der elektrischen Komponente verbunden. Die Komponente weist hierzu typischerweise eine Kontaktfläche auf, an die der Bonddraht durch Bonden angeschlossen ist.
Bei dem Bonddraht handelt es sich um einen blanken Metalldraht, häufig aus Aluminium, alternativ auch Kupfer oder Gold, welcher unmittelbar mit einem Anschlusspunkt der elektrischen Komponente durch Bonden verbunden ist. Der Bonddraht ist in der Regel vergleichsweise dünn und weist beispielsweise einen Durchmesser bis maximal 500 pm, vorzugsweise bis maximal 250 pm und insbesondere bis maximal 100 pm auf. Durchmesser von bis zu 100 pm werden für das sogenannte Dünndraht-Bonden herangezogen und bei solchen Fällen eingesetzt, bei denen nur geringere elektrische Leistungen zu übertragen sind. Durchmesser die darüber liegen und beispielsweise bis 500 pm reichen, werden für das sogenannte Dickdraht-Bonden eingesetzt, insbesondere für Anwendungsfälle bei denen auch höhere elektrische Leistungen übertragen werden sollen. Die elektrische Kontaktierung erfolgt beim Bonden durch eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere ohne zusätzliche Hilfsstoffe wie dies beispielsweise beim Löten der Fall ist. Das Bonden erfolgt insbesondere durch ein Verschweißen, insbesondere ein Ultraschall-Verschweißen des Bonddrahtes mit dem speziell durch die Kontaktfläche gebildeten Anschlusspunkt.
Ein besonderer Vorteil des Bondens besteht darin, dass kein separates Anschlusselement zum Anschließen der Leitung am Anschlusspunkt erforderlich ist. Es ist also auf ein zusätzliches Kontaktierungselement zwischen Bonddraht und der Komponente verzichtet. Ein weiterer Vorteil ist in der einfachen Automatisierbar- keit und weiterhin auch in dem geringen Platzbedarf zu sehen. Insgesamt lässt sich durch das hier beschriebene Kontaktierungsprinzip die Teilevielfalt reduzieren, die Montage insbesondere durch Automatisierung vereinfachen und der erforderliche Bauraum verringern, jeweils im Vergleich zu der Verwendung eines separaten Kontaktierungselement zur elektrischen Kontaktierung der Komponente.
Durch die Verwendung des Kontaktelements, insbesondere ein marktübliches Standard-Kontaktelement (Kontaktterminal), an dem die Leitung angeschlossen ist, wird zugleich ein prozesssicheres Anschließen der elektrischen Leitung ermöglicht. Bei dieser handelt es sich typischerweise um eine einadrige Einzelleitung, die einen von einem Isoliermantel umgebenen Leiter aufweist.
Über das Kontaktelement wird daher vorzugsweise lediglich der elektrische Leiter der Leitung mit dem Bonddraht verbunden. Das Kontaktelement stellt daher ein Verbindungselement dar.
Bevorzugt ist der Bonddraht am Kontaktelement ebenfalls durch Bonden kontaktiert.
Bei dem Kontaktelement handelt es sich insbesondere um ein - insbesondere herkömmliches - Steckkontaktelement. Dieses weist einen Anschlussbereich für den Leiter der Leitung sowie einen Steckbereich auf. Der Steckbereich ist dabei beispielsweise durch eine Kontaktbuchse oder einen Kontaktstift gebildet. Der Bonddraht ist dabei am Steckbereich angebracht. Durch die Verwendung eines derartigen Steckkontaktelements wird bevorzugt auf herkömmliche, marktübliche Kontaktelemente zurückgegriffen. Deren Steckbereich bleibt jedoch insofern ungenutzt, als dass dieser nicht zur Steckkontaktierung mit einem Gegenkontakt herangezogen wird. Vielmehr wird der Bonddraht am Steckbereich angeschlossen.
Bei dem Kontaktelement handelt es sich insbesondere um einen Crimpkontakt mit einem Crimpbereich als Anschlussbereich. Der Leiter ist in diesem Crimpbereich durch Crimpen mechanisch und elektrisch angeschlossen. Allgemein wird bevorzugt ein sehr kleinbauendes Kontaktelement eingesetzt, dessen Länge vorzugsweise kleiner 20 mm und beispielsweise kleiner 15 mm ist und dessen Breite und Höhe bevorzugt kleiner 4 mm und insbesondere kleiner 2 mm sind. Bei dem Crimpkontakt handelt es sich beispielsweise um ein unter dem Markennamen „NanoMQS“ bekanntes Kontaktelement.
In bevorzugter Ausgestaltung ist das Kontaktelement entweder vollständig oder zumindest im Steckbereich und bevorzugt im Anschlussbereich für den Bonddraht mit einer Beschichtung versehen, die insbesondere aus Nickel und/oder Silber besteht. Bevorzugt ist keine Zinnbeschichtung vorgesehen. Hierunter fallen auch geeignete Legierungen aus Nickel oder Silber, vorzugsweise mit einem Anteil an Nickel oder Silber von zumindest 95 %. Über diese Beschichtung ist eine gute und zuverlässige mechanische sowie elektrische Kontaktierung des Bonddrahts sichergestellt. Der Bonddraht besteht vorzugsweise aus einer Al-Legierung und das Basismaterial des Kontaktelements ist bevorzugt Kupfer. Der Vorteil einer solchen Beschichtung ist darin zu sehen, dass diese ultraschallschweißbar ist und zudem ein geeigneter Moderator für die Materialpaarung Kupfer-Aluminium.
In bevorzugter Ausgestaltung ist das Kontaktelement in einem Gehäuse aus Isoliermaterial aufgenommen und bildet mit diesem eine Baueinheit, die beispielsweise auf einem Trägerelement befestigt werden kann. Hierdurch wird das Handling bei der Montage vereinfacht.
Insbesondere ist die Baueinheit als ein gegebenenfalls modifizierter und insbesondere handelsüblicher Kontaktstecker ausgebildet. In dieser Ausführungsvariante wird auf einen bevorzugt herkömmlichen Kontaktstecker mit Steckergehäuse und dem darin einliegenden Kontaktelement zurückgegriffen. Mittels des Steckergehäuses ist eine einfache Positionierung und Befestigung an einer gewünschten Position ermöglicht. Insbesondere lässt sich die Positionierung dabei auch automatisiert durchführen. Unter Gehäuse wird allgemein eine 3-dimensionale Ausgestaltung verstanden, welche einen beispielsweise schachtförmigen Aufnahmeraum ausbildet, in der das Kontaktelement einliegt. Der Aufnahmeraum kann zu einer Seite hin offen sein und beispielsweise durch einen im Querschnitt U-förmigen Schacht gebildet sein. Bevorzugt ist das Kontaktelement jedoch - zumindest über einen Teilbereich seiner Länge - umfangsseitig vollständig von Isolierwandungen des Aufnahmeraums umgeben.
Bevorzugt ist das Gehäuse hierzu geeignet ausgebildet, so dass zumindest ein Teilstück des Kontaktelements, nämlich insbesondere der Steckbereich, von außen für das Bonden zugänglich ist, sodass der Bonddraht von außen angebracht werden kann. Hierzu weist das Gehäuse in einem Teilbereich vorzugsweise eine Freimachung auf, d. h. - anders als bei normalen Kontaktsteckern - ist bei diesem modifizierten Kontaktstecker ein Teil des Kontaktelements frei gelegt und von außen zugänglich. Hierdurch wird bei der Montage ermöglicht, dass zunächst der Kontaktstecker positioniert wird, bevor der Bonddraht angebracht wird.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Kontaktanordnung derart ausgebildet, dass ein Berührungsschutz sichergestellt ist, sodass also die elektrischen Elemente, speziell das Kontaktelement und der Bonddraht sowie vorzugsweise weiterhin auch die Komponente nicht berührt werden können. Insbesondere genügt die Kontaktanordnung dabei den Anforderungen für den Berührungsschutz gemäß ISO 20653 und insbesondere gemäß der dort aufgeführten Schutzklasse IPXXB.
Zur Ausbildung des Berührungsschutzes ist insbesondere im Bereich des Bonddrahts zumindest ein Strukturelement und sind vorzugsweise mehrere Strukturelemente aus Isoliermaterial vorgesehen, wie beispielsweise Rippen oder Stege. Bevorzugt wird der Bonddraht dabei in einem Kanal geführt, welcher beispielsweise durch zwei gegenüberliegende Stege als Kanalwände begrenzt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Kontaktelement allgemein auf einem Träger angeordnet. Der Träger mit dem Kontaktelement bildet in diesem Fall eine Montagebaueinheit, die an einer gewünschten Stelle insbesondere automatisiert positioniert werden kann und wird. Bei dem Träger handelt es sich insbesondere um einen Isolierträger. Das Kontaktelement ist insbesondere unmittelbar auf dem Träger befestigt, beispielsweise auf diesen aufgesteckt. Der Träger ist bevorzugt plattenförmig oder weist zumindest ein plattenförmiges Basisteil auf, auf dem das Kontaktelement angebracht ist.
Beispielsweise sind mehrere elektrische Elemente auf dem Träger angebracht oder unmittelbar integrale Bestandteile des Trägers.
Bei dem Träger handelt sich beispielsweise um eine Leiterplatte. Auf dieser sind vorzugsweise neben dem Kontaktelement weitere elektrische oder elektronische Elemente, wie beispielsweise Elektronikkomponenten, Leiterbahnen usw. angebracht. Auf dem Träger sind ein oder auch mehrere Kontaktelemente angebracht.
In bevorzugter Ausgestaltung befindet sich die über den Bonddraht kontaktierte Komponente auf diesem Träger. In einer alternativen Ausgestaltung hierzu ist der Träger neben oder eventuell sogar auf der Komponente selbst angeordnet. Speziell ist der Träger dabei neben der Anschlussstelle der Komponente für den Bonddraht angeordnet.
Gemäß einer Variante ist auf dem Träger als elektrisches Element nur das Kontaktelement angebracht.
Der Bonddraht selbst ist in einer bevorzugten Ausgestaltung als ein Sicherungselement, insbesondere als Schmelzsicherung mit einem definierten Sicherungsnennwert ausgebildet. In dieser bevorzugten Ausgestaltung bildet der Bonddraht also selbst eine Überstrom-Sicherung mit einem vorgegebenen Sicherungsnennwert aus. Der Bonddraht ist daher unmittelbar als Sicherungselement, insbesondere als ein Schmelz-Sicherungsdraht ausgebildet. Es ist daher keine separate Sicherung erforderlich und auf eine solche wird verzichtet. Durch den Bonddraht ist daher eine Absicherung der angeschlossenen Leitung erreicht.
Der Sicherungsnennwert wird durch die Eigenschaften des Bonddrahtes definiert eingestellt. Speziell werden die geometrischen Eigenschaften, also die Länge und/oder die Querschnittsfläche geeignet eingestellt. Bevorzugt weist der Bonddraht einen Sicherungsnennwert im Bereich von 250 mA bis 5 A und insbesondere im Bereich von 750 mA bis 1 ,5 A auf.
Der Bonddraht besteht dabei insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Insbesondere besteht er aus einer Silizium-Aluminium-Legierung mit einem Silizium-Anteil von beispielsweise 1 %.
Sein Durchmesser liegt beispielsweise im Bereich zwischen 25 pm bis 150 pm und insbesondere im Bereich von 50 pm bis 100 pm.
Seine Länge liegt vorzugsweise im Bereich von 10 mm bis 30 mm und insbesondere bei 15 mm.
Die Absicherung über den Bonddraht weist als Vorteil einen extrem geringen Bauraumbedarf sowie den Verzicht auf ein separates Sicherungselement auf, welches üblicherweise einen Sicherungsträger, wie beispielsweise eine Platine erfordert.
Die Kontaktanordnung ist in bevorzugter Ausgestaltung Teil einer Zellkontaktiereinheit für eine elektrische Batterie mit mehreren Zellen. Es handelt sich insbesondere um eine Hochvolt-Batterie mit einer Batteriespannung von typischerweise mehreren 100 V, speziell um eine Traktionsbatterie für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Die Zellkontaktiereinheit dient zur elektrischen Verbindung mehrerer Zellen der Batterie.
Dabei werden die Zellen je nach Bedarf seriell und / oder parallel miteinander verschaltet, sodass die Batterie eine bestimmte Spannung und einen bestimmten Strom bereitstellt. Mehrere Zellen sind aneinander gereiht und bilden einen Zellstapel aus. Die Zellen des Zellstapels bilden dabei beispielsweise jeweils ein Modul der Batterie. Bei entsprechend großen Batterien, z.B. für ein Fahrzeug mit elektrischem Antrieb (E-Fahrzeug), sind entsprechend viele Zellen nötig und die Batterie ist entsprechend groß. Beispielsweise weist die Batterie eine Breite und eine Länge im Bereich von 0,5 m bis 2 m auf, sodass entsprechend eine Kontaktierung der Zellen über eine größere Strecke nötig ist. Die Zellkontaktiereinheit weist dabei typischerweise eine Vielzahl von einzelnen Zellverbindern auf, welche jeweils die Zellpole zweier benachbarter Zellen elektrisch miteinander verbindet.
Die einzelnen Zellverbinder werden in einem Isolierträger gehalten, welcher nachfolgend als Halteeinheit bezeichnet wird. Diese ist in einer Ausführungsvariante modular aufgebaut und weist jeweils einzelne modulare Halter auf, die miteinander verbunden sind und die jeweils bevorzugt genau einen Zellverbinder aufnehmen. Alternativ ist eine gemeinsame, nicht modulare, einstückige Halteeinheit ausgebildet, die beispielsweise als Spritzgusselement ausgebildet ist, und bei der mehrere und insbesondere alle Zellverbinder eines aus mehreren Zellen gebildeten Zellstapels der Batterie gemeinsam aufgenommen sind.
Derartige Hochvolt-Batterien weisen typischerweise ein sogenanntes Batteriemanagementsystem auf, welches unter anderem auch für eine Zustandsüberwachung der Batterie und der einzelnen Zellen ausgebildet ist. Hierzu ist in der Regel erforderlich, dass Sensorleitungen beispielsweise für Temperatur- Druck- oder Spannungsmessungen zu den einzelnen Zellen oder zumindest zu Teilbereichen der Batterie geführt werden. Hierzu ist häufig ein (Sensor-) Kabelsatz vorgesehen. Unter Sensorleitungen werden solche Leitungen verstanden, die lediglich für geringe Ströme (z.B. kleiner 5A oder auch kleiner 1 ,5A) ausgelegt sind.
Gemäß der bevorzugten Ausgestaltung weist nunmehr eine derartige Zellkontaktiereinheit insbesondere eine Vielzahl der zuvor beschriebenen Kontaktanordnungen auf, also insbesondere eine Vielzahl von Kontaktelementen, welche über jeweils einen Bonddraht mit einer elektrischen Komponente der Batterie und / oder der Zellkontaktiereinheit verbunden ist.
Gerade bei einer solchen Ausführungsvariante, bei der in der Regel eine hohe Anzahl von Zellen vorliegt, die speziell mit den Sensorleitungen verbunden werden müssen, ist eine besonders einfache, automatisierte Montage bei nur geringem Bauraum erreicht und von besonderem Vorteil. Speziell ist daher vorgesehen, dass zumindest mehrere und vorzugsweise alle Sensorleitungen jeweils über eine solche Kontaktanordnung angeschlossen sind.
In bevorzugter Ausgestaltung ist für eine Spannungsmessung über den Bonddraht ein Spannung-Abgriffspunkt einer Zelle kontaktiert (Potentialabgriff), sodass die Sensorleitung mit diesem Spannungs-Abgriffspunkt verbunden ist.
Eine solche Spannungsmessung ist üblicherweise für jede Zelle einer Batterie insbesondere im Rahmen einer Batterieüberwachung und des Batteriemanagementsystems gefordert. Durch den Spannungsabgriff wird allgemein die Zellspannung erfasst. Durch das direkte Bonden ist kein separates Anschlusselement zum Anschließen der Sensorleitung am Abgriffspunkt für die Spannungsmessung erforderlich. Der Bonddraht ist hierzu insbesondere jeweils mit einem der Zellverbinder der Batterie direkt verbunden, also direkt an den Zellverbinder angebondet. Der Zellverbinder bildet in diesem Fall die Komponente, an der der Bonddraht angeschlossen ist.
Speziell bei dieser Ausführungsvariante ist der Bonddraht - wie zuvor beschrieben - als ein Sicherungselement ausgebildet und bildet somit eine Überstrom-Siche- rung mit einem vorgegebenen Sicherungsnennwert aus. Die oben angeführten speziellen Eigenschaften des Bonddrahts in der Ausgestaltung als Sicherungselement gelten insbesondere für eine solche Anwendung bei einer Zellkontaktiereinheit.
Der Vorteil dieser Ausführung ist darin zu sehen, dass keine separaten Sicherungselemente, keine Leiterplatten mit Sicherungselementen usw. erforderlich und vorgesehen sind. Insgesamt ist die Spannungsmessung daher sehr einfach, kompakt und kostengünstig gehalten.
Bei den Bonddrähten handelt es sich allgemein um sehr feine Drähte, die typischerweise dünner als das menschliche Haar sind. Die Bonddrähte weisen vorzugsweise lediglich einen Durchmesser im Bereich bis maximal 0,3 mm und vorzugsweise von maximal 0,075 mm oder maximal 0,150 mm auf. Aufgrund dieser feinen Struktur sind die Bonddrähte im Hinblick auf mechanische Belastungen empfindlich. Speziell bei Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich besteht allgemein das Problem, dass mechanische Belastungen aufgrund von betriebsüblichen Schwingungen / Vibrationen im Fährbetrieb auftreten.
Um solche insbesondere schwingungsbedingten mechanischen Belastungen speziell in Kontaktbereichen des Bonddrahtes zu eliminieren oder zumindest zu reduzieren ist das zuvor beschriebene Gehäuse mit der Komponente durch zumindest ein Befestigungselement fest und spielfrei und zwar insbesondere formschlüssig und / oder stoffschlüssig verbunden. Der Bonddraht ist mit der Komponente durch Bonden verbunden.
Durch diese Ausgestaltung wird quasi eine gemeinsame Schwingungsebene zwischen dem Gehäuse und der Komponente ausgebildet, auf der das Gehäuse mit dem Kontaktelement angebracht ist. Hierdurch ist insgesamt die mechanische Belastung der Bond-Verbindung gering gehalten.
Unter fest und spielfrei wird vorliegend verstanden, dass keine Relativbewegung zwischen der Komponente und dem Gehäuse ermöglicht ist. Im Falle von auftretenden Schwingungen oder Vibrationen folgt daher das Gehäuse unmittelbar den Bewegungen (Vibrationen) der Komponente.
Das Befestigungselement ist bevorzugt unmittelbar am Gehäuse angebracht und insbesondere ein monolithisches Teilstück des Gehäuses. Bei diesem handelt es sich typischerweise um ein Spritzgussteil, sodass also das Befestigungselement ein Teilstück des Spritzgussteils ist, durch das das Gehäuse ausgebildet ist.
Das Befestigungselement weist bevorzugt einen Zapfen auf und ist insbesondere durch einen solchen Zapfen gebildet. Beim Zapfen handelt es sich allgemein um ein bolzenförmiges, in Richtung zur Komponente abstehendes Element. Die Komponente weist korrespondierend hierzu eine Zapfenaufnahme auf, die insbesondere als ein Durchbruch ausgebildet ist. Der Zapfen wird von der Zapfenaufnahme aufgenommen. Bei der bevorzugten Ausführungsvariante durchdringt der Zapfen den Durchbruch und steht über diesen über. Der Zapfen ist mit der Zapfen-auf- nahme fest, insbesondere durch einen Formschluss verbunden. Der Zapfen besteht üblicherweise aus einem (Kunststoff-) Isoliermaterial.
In bevorzugter Ausgestaltung erfolgt die formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung durch ein Heißverstemmen. Beim Heißverstemmen erfolgt allgemein auch eine Umformung, speziell des Zapfens, und zwar insbesondere derart, dass dieser eine Art Schließkopf ausbildet, welcher nach Art eines Pilzkopfes ausgebildet ist und einen Rand des Durchbruchs umgreift. Durch diese Maßnahme wird ein in Axialrichtung des Zapfens formschlüssiger H intergriff zwischen dem Schließkopf und dem Rand des Durchbruchs ausgebildet. Beim Heißverstemmen wird eine axiale Presskraft bei gleichzeitiger Erwärmung auf den Zapfen ausgeübt, sodass dieser durch die Erwärmung zumindest bereichsweise etwas erweicht und/oder angeschmolzen wird und durch die Presskraft umgeformt wird. Hierzu wird typischerweise ein geeigneter Umformstempel oder auch Pressstempel herangezogen, welcher bevorzugt selbst beheizt wird. Das Gehäuse wird beim Verstemmen vorzugsweise gegen die Komponente gepresst, sodass es zuverlässig und ohne Spiel auf diesem aufliegt.
Je nach Fügepartner wird beim Heißverstemmen ergänzend zur formschlüssigen Verbindung eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet.
Bevorzugt ist zusätzlich zum zumindest einen Befestigungselement zumindest ein Fixierelement ausgebildet, welches bei der Montage zur Fixierung des Gehäuses an der Komponente dient. Bei dem Fixierelement handelt es sich dabei insbesondere um ein Rastelement, welches bei der Montage mit der Komponente ver stet und dadurch das Gehäuse an der Komponente fixiert. Durch dieses Rastelement ist also eine Vorfixierung erreicht, welche das Gehäuse relativ zur Komponente fixiert, sodass nachfolgend die form- und/oder stoffschlüssige Befestigung über das Befestigungselement prozesssicher und insbesondere durch das erwähnte Heißverstemmen erfolgen kann. Das Fixierelement ist in bevorzugter Ausgestaltung ebenfalls ein monolithischer Bestandteil des Gehäuses.
Bei dem Bauteil handelt es sich in bevorzugter Ausgestaltung um einen der Zellverbinder. Speziell bei der beschriebenen Ausführungsvariante, bei der der Bonddraht für einen Spannungsabgriff eingesetzt wird und hierzu insbesondere unmittelbar mit dem Zellverbinder kontaktiert ist, ist durch die spielfreie und feste Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Zellverbinder eine zuverlässige Kontaktverbindung zwischen dem Bonddraht und dem Zellverbinder erreicht.
Alternativ handelt es sich bei dem Bauteil um eine Leiterplatte. Auf dieser ist zumindest ein elektrisches Bauteil angebracht, das über den Bonddraht kontaktiert ist. Speziell weist die Leiterplatte eine Kontaktfläche auf, an der der Bonddraht befestigt ist.
Eine solche Ausführungsvariante wird insbesondere dann herangezogen, wenn eine Sensoreinheit über den Bonddraht kontaktiert ist, wobei die Sensoreinheit die Leiterplatte aufweist. Die Sensoreinheit ist dabei vorzugsweise als ein Temperatursensor zur Temperaturmessung ausgebildet.
An der Leiterplatte ist beispielsweise das eigentliche Sensorelement angebracht. Dieses ist über eine Leiterbahn beispielsweise mit einer auf der Leiterplatte angebrachten Kontaktfläche verbunden, an der der Bonddraht kontaktiert ist. Bei dieser Ausführungsvariante ist das Gehäuse mit dem einliegenden Kontaktelement auf dieser Leiterplatte angebracht und bildet mit dieser zumindest im montierten Zustand eine Baueinheit aus. Diese Baueinheit ist wiederrum geeignet, beispielsweise durch Kleben mit einem Träger, insbesondere mit der Halteeinheit verbunden.
Bei der Montage wird vorzugsweise zunächst die Leiterplatte am Bauteil befestigt oder fixiert und anschließend wird erst das Gehäuse aufgesetzt und mit dem Bauteil insbesondere durch das Heißverstemmen befestigt. In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Zellverbinder mit der Halteeinheit, also bei der modularen Ausgestaltung mit einem jeweiligen modularen Halter und bei der nicht modularen Ausgestaltung mit der gemeinsamen Halteeinheit, ebenfalls fest und spielfrei durch eine bevorzugt form- und/oder stoffschlüssige Verbindung verbunden und zwar insbesondere wiederum bevorzugt durch ein Heißverstemmen. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise mithilfe einer Befestigungslasche. Durch diese Maßnahme wird auch ein gemeinsame Schwingungs-Baueinheit für die Halteeinheit und die darin aufgenommenen Zellverbinder geschaffen, so dass die verschiedenen Bauteile zueinander keine Relativbewegungen ausführen.
Die Halteeinheit weist für einen jeweiligen Zellverbinder in bevorzugter Weiterbildung eine Halteaufnahme auf, an der randseitig die zumindest eine Befestigungslasche ausgebildet ist. Diese steht im Ausgangszustand, also vor dem Heißverstemmen und Umformen, frei und insbesondere in vertikaler Richtung ab, sodass der Zellverbinder in die Halteaufnahme eingelegt werden kann. Die Befestigungslasche wird anschließend heißverstemmt und dabei umgeformt und insbesondere umgebogen. Dabei wird sie insbesondere von oben gegen den Zellverbinder gepresst und drückt diesen daher gegen ein Gegenlager der Halteaufnahme.
Bevorzugt weist der Zellverbinder einen Mittenbereich sowie zwei randseitige Kontaktlaschen für die Zellkontaktierung auf, wobei das zuvor beschriebene Gehäuse am Mittenbereich angeordnet ist und die zumindest eine Befestigungslasche den Zellverbinder am Mittenbereich fixiert. Das Gehäuse ist wie zuvor beschrieben in bevorzugter Ausgestaltung ebenfalls durch Heißverstemmen mit dem Zellverbinder verbunden. Durch die unmittelbar benachbarte Fixierung des Zellverbinders an der Halteeinheit durch Heißverstemmen und durch die Fixierung des Gehäuses ebenfalls im Mittenbereich durch Heißverstemmen sind Relativbewegungen zuverlässig ausgeschlossen.
Gemäß einem eigenständig erfinderischen Aspekt ist eine Zellkontaktiereinheit, insbesondere mit der zuvor beschriebenen Kontaktanordnung vorgesehen, wobei die Zellkontaktiereinheit zur Kontaktierung einer Vielzahl von Zellen einer Batterie, insbesondere einer Hochvolt-Batterie eines Fahrzeugs (Traktionsbatterie) ausgebildet ist. Die Zellkontaktiereinheit weist die beschriebene Halteeinheit sowie die Zellverbinder zur elektrischen Verbindung zweier benachbarter Zellen auf sowie ein Gehäuse mit darin einliegendem Kontaktelement, an dem eine Sensorleitung angeschlossen ist. Bei dieser eigenständigen erfinderischen Idee ist der Zellverbinder über zumindest eine Befestigungslasche der Halteeinheit an dieser fixiert. Alternativ oder ergänzend ist das Gehäuse durch Heißverstemmen eines Befestigungselements am Zellverbinder fixiert. Hierdurch wird die zuvor beschriebene Schwingungs-Baueinheit ohne Relativbewegung zueinander zuverlässig ausgebildet.
Die im Zusammenhang mit dem Heißverstemmen zuvor oder auch nachfolgend angeführten Merkmale und Funktionen sind sinngemäß auch auf diese eigenständig erfinderischen Aspekte zu übertragen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die zuvor bereits erwähnte Halteaufnahme für einen jeweiligen Zellverbinder durch eine Querstrebe unterteilt, wobei im Bereich der Querstrebe das Gehäuse mit dem darin einliegenden Kontaktelement (Terminal) angeordnet ist. Die Querstrebe ist dabei insbesondere unterhalb des zuvor beschriebenen Mittenbereichs des Zellverbinders angeordnet. Diese Querstrebe überdeckt insbesondere auch die angeschlossenen Bonddrähte und bildet daher insoweit eine Abdeckung oder auch ein Schutzelement für die Bonddrähte aus.
Die Querstrebe ist weiterhin vorzugsweise als ein separates Bauelement ausgebildet, welches an der verbleibende Halteeinheit insbesondere durch Rastelemente befestigt ist. Die verbleibende Halteeinheit ist bevorzugt als ein monolithisches Bauteil, insbesondere Kunststoff-Spritzguss Bauteil ausgebildet. Die zuvor beschriebene Befestigungslasche, mit der der Zellverbinder fixiert wird, ist insbesondere im Bereich dieser Querstrebe ausgebildet. Die Befestigungslasche ist bevorzugt Bestandteil der sonstigen monolithischen Halteeinheit. Alternativ ist auch die Querstrebe Teil des monolithischen Bauteils. Zum Heißverstemmen wird ein geeignetes Werkzeug verwendet. Bevorzugt wird hierbei jede heißzuverstemmende Stelle in einem einzelnen, gesonderten Prozessschritt heißverstemmt. Hierzu wird das jeweilige Werkzeug gegen das zu verpressende Element unter Wärmeeinwirkung gepresst, sodass das Element zunächst erwärmt und anschließend umgeformt wird und schließlich wieder abkühlt. Das Werkzeug prägt dabei dem jeweiligen Element seine beispielsweise bogenförmige Werkzeug- Geometrie auf, die das Element - also beispielsweise die Befestigungslasche der Halteeinheit oder das Befestigungselement des Gehäuses - nach dem Heißverstemmen einnimmt.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktverbindung, wie sie zuvor beschrieben wurde. Hierbei wird der Leiter einer elektrischen Leitung an einem Kontaktelement angeschlossen und eine zu kontaktierende elektrische Komponente wird mithilfe eines Bonddrahts elektrisch kontaktiert, welcher das Kontaktelement mit der Komponente verbindet.
Insgesamt ist hierdurch eine kostengünstige und montagefreundliche Kontaktierung bei geringem Bauraumbedarf und bevorzugt mit Berührungsschutz erzielt. Ein weiterer Vorteil der Bonddrahtlösung sind die geringen Prozesszeiten sowie die geringen Materialkosten beispielsweise gegenüber einer herkömmlichen Steckerlösung, da vorliegend das Gegenterminal (Steckerbuchse/Steckerstift) entfällt. Im Hinblick auf den geringen erforderlichen Bauraum ist ebenfalls der Wegfall des Gegenterminals hervorzuheben. Darüber hinaus ist beim Bonden nur ein geringerer Bauraum erforderlich.
Bei der Variante mit der festen Verbindung des Gehäuses über das Befestigungselement, wird weiterhin der besondere Vorteil einer mechanisch geringen Belastung der Bonddraht-Verbindung erreicht.
Bei der Montage wird vorzugsweise derart vorgegangen, dass zunächst die Leitung am Kontaktelement angeschlossen wird. Das Kontaktelement wird typischerweise anschließend - alternativ auch zuvor - in das Gehäuse eingelegt oder eingesteckt. Es bildet vorzugsweise dann den zuvor beschriebenen Kontaktstecker aus.
Das Kontaktelement mit der angeschlossenen Leitung wird anschließend - bevorzugt durch geeignete Positionierung des Gehäuses / des Kontaktsteckers - an der gewünschten Position positioniert, beispielsweise durch Einstecken in eine Steckeraufnahme eines Trägerbauteils. Das Gehäuse wird dabei insbesondere passgenau und / oder formschlüssig, beispielsweise durch eine Verrastung in der Ste- ckeraufnahme aufgenommen.
Dieser erste Montageschritt wird vorbereitet und beispielsweise als eine Kontaktiereinheit ausgebildete Baueinheit vorbereitet und zur Verfügung gestellt. Diese Baueinheit weist insbesondere eine Vielzahl von derartigen vorbereiteten Kontaktelementen mit angeschlossenen Leitungen auf. Insbesondere handelt es sich hierbei um die zuvor beschriebene Zellkontaktiereinheit. Diese wird beispielsweise bei einem Hersteller für Kontaktiereinheiten vorbereitet und nachfolgend an einem getrennten Montageort, beispielsweise an der Produktionslinie für eine Batteriefertigung bereitgestellt.
Bei der bevorzugten Ausführungsvariante mit der Zellkontaktiereinheit werden vorab die einzelnen Zellverbinder in der Halteeinheit fixiert. Bevorzugt handelt es sich um eine gemeinsame, einstückige Halteeinheit und die Fixierung der einzelnen Zellverbinder an diesem Isolierträger (Halteeinheit) erfolgt insbesondere durch ein Heißverstemmen. Bevorzugt wird auch zumindest eine Sensoreinheit an der Halteeinheit befestigt.
Anschließend wird der Sensor-Kabelsatz entlang der Halteeinheit verlegt. Eine jeweilige Sensorleitung ist endseitig jeweils an dem im Gehäuse einliegenden Kontaktelement angeschlossen.
Für die Ausbildung beispielsweise der Spannungsabgriffe werden die einzelnen Kontaktstecker jeweils an einem jeweiligen Zellverbinder fixiert, und zwar bevorzugt über die zuvor beschriebenen Fixierelemente (Rastelemente). Nachfolgend erfolgt die Verbindung über das zumindest eine Befestigungselement insbesondere durch Heißverstemmen.
Im Falle der zumindest einen Sensoreinheit wird ebenfalls der Kontaktstecker an der Leiterplatte fixiert, und zwar bevorzugt über die zuvor beschriebenen Fixierelemente (Rastelemente). Nachfolgend erfolgt die Verbindung über das zumindest eine Befestigungselement insbesondere durch Heißverstemmen.
Bevorzugt erfolgt erst in einem zweiten separaten Montageschritt die elektrische Kontaktierung der anzuschließenden elektrischen Komponente über das Bonden des Bonddrahtes. Bei der Ausführungsvariante mit der Zellkontaktiereinheit erfolgt also insbesondere die unmittelbare Kontaktierung des Bonddrahtes mit dem Zellverbinder und bei der Ausführungsvariante mit der Sensoreinheit die Kontaktierung des Bonddrahtes mit der Leiterplatte. Hierzu wird allgemein der Bonddraht durch Bonden mit der Komponente, also speziell mit dem Zellverbinder bzw. mit der Leiterplatte verbunden.
Bevorzugt wird der Bonddraht auch mit seinem anderen Ende erst in diesem zweiten Montageschritt mit dem Kontaktelement elektrisch kontaktiert.
Ein besonderer Vorteil hierbei ist insbesondere darin zu sehen, dass durch den Bonddraht und die Montagereihenfolge größere Lagetoleranzen ausgeglichen werden können.
Das Bonden erfolgt bevorzugt automatisiert und insbesondere vollautomatisch mit Hilfe einer Prozessüberwachung und insbesondere Prozessregelung.
Insgesamt ist hierdurch eine einfache Montage und ein einfacher Anschluss einer Leitung an einer Komponente insbesondere vollautomatisch ermöglicht. Speziell ist der einfache Anschluss von Sensorleitungen mit integrierter, durch den Bonddraht ausgebildeten Sicherung ermöglicht. Es werden herkömmliche Bauteile, insbesondere herkömmliche Crimpkontakte als Kontaktelemente verwendet. Insbesondere können und werden lediglich sogenannte SMD-Bauteile verwendet, wie sie aus der Leiterplattenbestückung bekannt sind und die einfach und automatisiert montiert werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen:
FIG 1 eine ausschnittsweise perspektivische Aufsicht auf eine Zellkontaktiereinheit,
FIG 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der FIG 1 mit einer Kontaktanordnung,
FIG 3 eine vergrößerte Darstellung mit einem Kontaktelement mit angeschlossener Leitung und Bonddraht,
FIG 4 eine ausschnittsweise, perspektivische Aufsicht von oben auf eine Zellkontaktiereinheit gemäß einer modifizierten Ausgestaltung,
FIG 5, eine Ansicht von unten auf die in FIG 4 ausschnittsweise dargestellte Zellkontaktiereinheit,
FIG 6 eine Schnittansicht gemäß der Schnittebene Vl-Vl in FIG 4,
FIG 7 eine Schnittansicht gemäß der Schnittebene Vll-Vll in FIG 4,
FIG 8 eine perspektivische, ausschnittsweise Seitenansicht auf einen weiteren Bereich der Zellkontaktiereinheit gemäß der modifizierten Ausgestaltung,
FIG 9 eine ausschnittsweise Ansicht auf eine Zellkontaktiereinheit zur Illustration des Heißverstemmens sowie
FIG 10 eine ausschnittsweise Ansicht auf die Zellkontaktiereinheit gemäß FIG 9 ohne Zellverbinder.
FIG 1 zeigt einen Ausschnitt einer Zellkontaktiereinheit 2 für eine hier nicht weiter dargestellte Batterie, welche bevorzugt für ein elektromotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug vorgesehen ist und dort als Traktionsbatterie auch eingesetzt wird. Üblicherweise setzt sich die Batterie aus mehreren Modulen zusammen, die miteinander verschaltetet sind. Jedes Modul wiederum weist eine Vielzahl von einzelnen (Batterie-) Zellen auf, die in einer Längsrichtung L aneinandergereiht sind und einen Zellstapel bilden. Die einzelnen Zellen sind häufig quaderförmig / prismatisch ausgebildet. Die Zellkontaktiereinheit 2 erstreckt sich entsprechend auch entlang der Längsrichtung L.
Die einzelnen Zellen eines Moduls sind seriell miteinander über die Zellkontaktiereinheit 2 elektrisch verbunden. Hierzu sind jeweils ein Zellpaar über einen jeweiligen Zellverbinder 4 elektrisch miteinander verbunden.
Die gesamte Batterie weist üblicherweise ein Batteriemanagementsystem auf, welches unter anderem auch zur Überwachung des aktuellen Zustands der Batterie und insbesondere auch der einzelnen Zellen ausgebildet ist. Das Modul und insbesondere die Zellen sind allgemein mit einer Sensorik ausgestattet, die über einen Kabelsatz 6 angeschlossen und mit dem Batteriemanagementsystem im eingebauten Zustand verbunden ist. Der Kabelsatz 6 weist dabei eine Vielzahl von einzelnen Sensorleitungen 8 auf. Der Kabelsatz 6 weist an seinem einen Ende beispielsweise einen Multipol-Stecker auf, über den der Kabelsatz 6 z.B. an das Batteriemanagementsystem angeschlossen werden kann.
Die Zellkontaktiereinheit 2 ist im Ausführungsbeispiel modular aufgebaut. Eine Vielzahl von einzelnen aus Isoliermaterial bestehenden Haltern 10 sind in Längsrichtung L aneinandergereiht. Ein jeder der Halter 10 nimmt einen Zellverbinder 4 auf. In der Bildmitte ist der eine Halter ausgeblendet, um den Blick auf den Zellverbinder 4 freizugeben. Die einzelnen Halter 1 sind insbesondere als (Kunststoff-) Spritzguss-Teile und speziell als Gleichteile ausgebildet. Die Vielzahl der Halter 10 sind Teil einer Kunststoff-Trägereinheit und bilden im Ausführungsbeispiel eine modular aufgebaute Halteeinheit 11 aus einem Isoliermaterial aus, die die Vielzahl der Zellverbinder 4 hält. Anstelle der modular aufgebauten Halteeinheit 11 ist diese nicht-modular aufgebaut und ist beispielsweise einstückig, insbesondere als ein monolithisches Bauteil, bevorzugt als ein Spritzgussbauteil ausgebildet.
Die einzelnen Halter 10 sind entlang von zwei Montagebändern 12 aufgereiht. Speziell sind die Halter 10 auf ein jeweiliges Montageband 12 aufgeschoben und / oder aufgeklipst und an diesem formschlüssig gehalten. Die Montagebänder 12 sind im Ausführungsbeispiel als Profilschienen insbesondere aus Metall ausgebildet. Sie sind bevorzugt als Spannbänder ausgebildet und sorgen dafür, dass im endmontierten Zustand die einzelnen Zellen in Längsrichtung L gegeneinander verspannt gehalten sind.
Die Halter 10 und insgesamt auch die jeweilige Zellkontaktiereinheit 2 weisen jeweils eine zu den Zellen orientierte Rückseite sowie eine gegenüberliegende Vorderseite auf. Sie bilden eine Art Einhausung für den Zellverbinder 4, in der dieser berührgeschützt einliegt.
Der Halter 10 ist im Ausführungsbeispiel weiterhin zur Aufnahme von Sensorik- Elementen, beispielsweise Temperatursensoren, Drucksensoren, Spannungsabgriffen usw. ausgebildet, die jeweils über die einzelnen Sensorleitungen 8 angeschlossen sind. Insbesondere sind Steckeraufnahmen 14 am Halter 10 ausgebildet, in denen im Ausführungsbeispiel ein Kontaktstecker 16 einliegt. Die Steckeraufnahmen 14 sind dabei insbesondere nach Art von Aufnahmekanälen, insbesondere durchgehende Aufnahmekanäle ausgebildet. Ein jeweiliger Kontaktstecker 16 lässt sich in diese Steckeraufnahmen 14 einstecken.
Ein jeweiliger Zellverbinder 4 weist jeweils zwei in Längsrichtung L gegenüberliegende, und insbesondere in etwa streifenförmige Kontaktlaschen 18 auf, die über ein Zwischenteil miteinander verbunden sind, welches für einen Längenausgleich ausgebildet ist und im Ausführungsbeispiel insbesondere wellenförmig. Weiterhin weist der Zellverbinder 4 einen insbesondere durch eine Anschlusslasche 20 ausgebildeten Anschlussbereich auf, welcher für einen Spannungsabgriff genutzt wird und als Spannungs-Abgriffspunkt dient. Der Zellverbinder 4 weist weiterhin zwei insbesondere kreisrunde Polöffnungen auf. Diese sind insbesondere jeweils mittig in jeder Kontaktlasche 18 ausgebildet.
Über einen jeweiligen Zellverbinder 4 werden die Zellpole zweier benachbarter Zellen elektrisch kontaktiert. Bevorzugt liegen die Kontaktlaschen 18 flächig auf einem jeweiligen Zellpol auf. Der Zellpol ist hierzu bevorzugt in etwa quaderförmig ausgebildet. Er weist weiterhin bevorzugt einen nach oben abstehenden Kontaktzapfen mit typischerweise kreisrundem Querschnitt auf, der im montierten Zustand von der jeweiligen Polöffnung aufgenommen wird.
Für die Überwachung der Batterie ist allgemein eine Sensorik vorgesehen. Die jeweilige Zellkontaktiereinheit 2 ist dabei insbesondere für eine Spannungsmessung einer jeden Zelle ausgebildet. Hierzu ist die jeweilige Sensorleitung 8 am Kontaktstecker 16 angeschlossen, an welchem wiederum ein Bonddraht 22 angeschlossen ist, welcher zum Spannungsabgriff mit dem Zellverbinder 4, insbesondere mit der Kontaktlasche 18 als Spannungs-Abgriffspunkt der Zelle verbunden ist. Der Zellverbinder 4 und im montierten Zustand die mittelbar über diesen angeschlossene Zelle bildet dabei eine mit dem Bonddraht 22 verbundene elektrische Komponente.
Der Kontaktstecker 16, bzw. allgemein ein (Stecker-) Gehäuse 30weist ein innenliegendes Kontaktelement 24 auf, welches in FIG 3 zu erkennen ist. FIG 3 zeigt eine ähnliche Anschlusssituation wie FIG 2. Das in FIG 3 gezeigte Kontaktelement 24 liegt im Kontaktstecker 16 gemäß FIG 2 ein. Bei diesem handelt sich vorzugsweise um einen handelsüblichen Kontaktstecker 16. Gleichermaßen handelt es sich bei dem Kontaktelement 24 ebenfalls um ein handelsübliches Kontaktelement 24, welches insbesondere als ein Crimpkontakt ausgebildet ist.
FIG 3 zeigt beispielhaft eine alternative Ausführungsvariante, bei der anstelle eines Kontaktsteckers 16 das Kontaktelement 24 auf einem Träger 25 montiert und fest fixiert ist. Bei dem Träger 25 handelt es sich beispielsweise um eine Leiterplatte.
Das Kontaktelement 24 bildet allgemein ein elektrisches Verbindungsmittel zwischen einem Leiter der Sensorleitung 8 und dem daran angeschlossenen Bonddraht 22 aus. Es ist typischerweise als ein einfaches metallisches Bauteil, insbesondere Blechbiegeteil ohne zusätzliche elektrische Funktion ausgebildet. Es weist allgemein einen Anschlussbereich 26 auf, an dem der abisolierte Leiter der jeweiligen Sensorleitung 8 angeschlossen ist. Am gegenüberliegenden vorderen Ende weist das Kontaktelement 24 einen vorderen Steckbereich 28, typischerweise einen Kontaktstift oder eine Kontaktbuchse auf.
Das Kontaktelement 24 ist im Ausführungsbeispiel der FIG 2 von einem isolierenden (Stecker-) Gehäuse 30 umgeben und bildet mit diesem den Kontaktstecker 16. Bevorzugt weist das Steckergehäuse 30 an seinem vorderen Ende eine Freimachung 32 auf, so dass ein Teil des Kontaktelements 24, insbesondere der Teilbereich, an dem der Bonddraht 22 befestigt ist, frei zugänglich ist. Anders als bei herkömmlichen Kontaktsteckern ist daher ein Teil des Kontaktelementes 24, speziell der vordere Steckbereich 28 quasi freigelegt und gerade nicht mehr vom Steckergehäuse 30 umgeben.
Bei der Ausführungsvariante gemäß FIG 3 ist das Kontaktelement 24 weitgehend frei zugänglich auf dem Träger 25 angeordnet. Als Berührungsschutz sind hierbei gestrichelt dargestellte Strukturelemente 34 in Form von zwei gegenüberliegenden, insbesondere vertikal von dem Träger 25 abstehenden Stegen, ausgebildet. Diese definieren zwischen sich einen freien Kanal, in dem das Kontaktelement 24 einliegt und welcher nach oben insbesondere offen ist, sodass das Kontaktelement 24 zugänglich ist. Diese Strukturelemente 34 sind entweder integraler Bestandteil des Trägers 25 oder mit diesem zumindest fest verbunden. Im Ausführungsbeispiel erstrecken sie sich über eine Basisplatte des Trägers 25 hinweg, stehen also über diesen randseitig über, sodass der Kanal auch über die Basisplatte hinaus fortgeführt wird. In diesem überstehenden Teilbereich ist der Bonddraht 22 aufgenommen und zwar insbesondere der Abschnitt, welcher mit der weiteren elektrischen Komponente, im Ausführungsbeispiel mit dem Zellverbinder 4, verbunden ist.
Für die Spannungsmessung wird die Spannung einer jeweiligen Zelle über den Bonddraht 22 abgegriffen. Dieser Bonddraht 22 ist jeweils durch unmittelbares, direktes Bonden einerseits mit dem Zellverbinder 4 und andererseits mit dem beschriebenen Kontaktelement 24, und zwar insbesondere mit dem Steckbereich 28 verbunden. Der Bonddraht 22 ist also unmittelbar, also ohne weitere Zwischenelemente, stoffschlüssig mit dem jeweiligen Element verbunden. Für derartige Spannungsmessungen einer jeweiligen Zelle ist regelmäßig eine Absicherung gegen Überströme gefordert. Herkömmlich werden hierfür typischerweise separate Sicherungselemente eingesetzt, die getrennt angeschlossen werden müssen und die typischerweise einen Sicherungsträger erfordern und beispielsweise auf einer Platine angeordnet sind.
Bei der vorliegenden Ausgestaltung dient nunmehr der Bonddraht 22 selbst als ein Sicherungselement und insbesondere als eine Schmelzsicherung. Die Sicherungseigenschaften des Bonddrahtes 22 sind dabei durch dessen Geometrie und Matenaleigenschaften in geeigneter Weise eingestellt. So weist der Bonddraht 22 beispielsweise eine Gesamtlänge lediglich im Bereich von 10 mm bis 30 mm und einen Durchmesser von beispielsweise 50 pm bis 100 pm auf. Er besteht insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung, beispielsweise einer Alumi- nium-Silizium-Legierung mit einem einprozentigen Siliziumanteil. Insgesamt ist hierdurch ein Sicherungsnennwert von beispielsweise 750 mA bis 1 ,5 A eingestellt.
Die Absicherung über den Bonddraht 22 weist als Vorteil einen extrem geringen Bauraumbedarf sowie den Verzicht auf ein separates Sicherungselement auf, welches üblicherweise einen Sicherungsträger, wie beispielsweise eine Platine erfordert.
Der Bonddraht 22 und insbesondere auch die Elemente, an denen er angeschlossen ist (das Kontaktelement 24 und Zellverbinder 4 als elektrische Komponente) ist vorzugsweise allgemein berührgeschützt. Hierzu sind geeignete Strukturelemente 34 aus Isoliermaterial vorgesehen, wie sie beispielhaft zuvor im Zusammenhang mit der Figur 3 bereits erläutert wurden. Hierzu zählen zudem aber ergänzend beispielsweise auch der Halter 10, der durch eine geeignete Konturierung beispielsweise durch Stege oder Rippen, für einen Berührungsschutz sorgt. Auch die Steckeraufnahmen 14 oder das Steckergehäuse 30 können als solche Strukturelemente aufgefasst werden. Die Erfindung wurde vorliegend im Zusammenhang mit der speziellen Anwendung bei der Zellkontaktiereinheit 2 und insbesondere im Zusammenhang mit der Ausbildung des Bonddrahts 22 als Sicherungselement beschrieben.
Das vorliegend beschriebene Grundprinzip der Kontaktanordnung, bei der eine elektrische Leitung mithilfe eines insbesondere herkömmlichen Kontaktelements 24 mit einem Bonddraht 22 elektrisch verbunden ist, welcher wiederum mit einer elektrischen Komponente verbunden ist, ist jedoch auch auf andere Anwendungsbeispiele übertragbar.
Auf der Seite der elektrischen Komponente kann der Bonddraht selbst wiederum an einem Kontaktelement durch Bonden angeschlossen sein, an dem bevorzugt eine weitere Leitung angeschlossen ist und zu einem elektrischen Bauteil geführt ist. Beispielsweise werden zwei verschiedene Kontaktelemente, beispielsweise ein male- und ein (hierzu für eine Steckverbindung passendes) female-Kontaktele- ment verwendet. Alternativ hierzu werden zwei gleiche Kontaktelemente, insbesondere zwei (reine) Crimpbereiche (ohne Steckbereich) verwendet. Schließlich wird bei einer weiteren Variante der Bonddraht mit seinem zweiten Ende auf einer Leiterbahn einer Leiterplatte gebondet und wird hierdurch an ein auf der Leiterplatte angeordnetes Elektronikbauteil angeschlossen.
Die beschriebene Kontaktanordnung weist als besondere Vorteile den geringen Bauraumbedarf, eine Ausgleichsmöglichkeit von Lagetoleranzen sowie die Möglichkeit eines einfachen automatisierten Montageprozesses auf. Im Vergleich zu herkömmlichen Kontaktierungen über herkömmliche Kontaktstecker mit Gegen- kontaktsteckern oder auch Schraubverbindungen weist die vorliegend beschriebene Kontaktanordnung insbesondere eine deutlich geringere Anforderung an den Bauraum auf. Insbesondere ist durch die vorliegende Kontaktanordnung auch ein zuverlässiger und einfacher Berührungsschutz ermöglicht.
Hervorzuheben ist weiterhin, dass mit der Kontaktanordnung eine einfache und voll automatisierte Montage ermöglicht ist und auch vorgenommen wird. Zunächst wird hierzu die Leitung 14 in herkömmlicher Weise am Kontaktelement 24 angeschlossen. Anschließend wird das Kontaktelement 24 beispielsweise im Rahmen einer komplexeren Baugruppe (Kontaktiereinheit), wie beispielsweise die beschriebene Zellkontaktiereinheit 2, an der gewünschten Position dieser Baueinheit beispielsweise durch Stecken fixiert. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass eine Vielzahl derartiger Kontaktelemente 24 bei einer solchen Baugruppe an geeigneten Positionen fixiert werden, und zwar bevorzugt ohne dass bereits in diesem Montageschritt die elektrische Kontaktierung mit der anzuschließenden elektrischen Komponente erfolgt. Diese elektrische Kontaktierung erfolgt in einem nachgelagerten Montageschritt mithilfe des Bonddrahts. Dadurch können Lagetoleranzen ausgeglichen werden.
Das Anbringen des Bonddrahts 22 erfolgt dabei insbesondere auch vollautomatisch und insbesondere mit einer Montageüberwachung und Regelung, beispielsweise einer optischen Regelung, sodass die Anbringung des Bonddrahts 22 prozesssicher auf kleinstem Raum erfolgen kann.
Die Figuren 4-8 zeigen eine modifizierte Variante einer Zellkontaktiereinheit 2 in teilweise vereinfachten, ausschnittsweisen Darstellungen.
FIG 4 zeigt eine perspektivische, ausschnittsweise Aufsicht. Hierbei ist die Halteeinheit 11 zu erkennen, die im Wesentlichen durch einen Kunststoffträger ausgebildet ist. Hierbei handelt es sich um ein insbesondere einstückiges Kunststoff- Spritzgussbauteil. Dieses bildet in Längsrichtung nebeneinander eine Vielzahl von Haltern 10 aus, die jeweils einen Zellverbinder 4 aufnehmen. Diese sind an der Oberseite typischerweise mit Isolierelementen 36 überdeckt, wie sie auf der linken Bildhälfte der FIG 4 dargestellt sind. Auf der rechten Bildhälfte sind diese weggelassen, sodass die Ansicht auf den Zellverbinder 4 freigegeben ist.
Der Zellverbinder 4 ist an der Halteeinheit 11 über Befestigungslaschen 38 gehalten. Diese überdecken im Ausführungsbeispiel einen Mittenbereich 40 zwischen den beiden Kontaktlaschen 18. Der Mittenbereich ist 40 nach unten insbesondere in etwa U-förmig gegenüber den Kontaktlaschen 18 umgebogen. Die Befestigungslaschen 38 sind insbesondere durch Heißverstemmen ausgebildet. Randseitig weist die Halteeinheit 11 einen Führungsbereich 42 für die einzelnen Sensorleitungen 8 auf, die in FIG 4 nur in einem Abschnitt dargestellt sind. Die Sensorleitungen 8 werden insbesondere auch durch einzelne, diskrete und insbesondere hakenförmige Halteelemente 44 nach oben gehalten.
Anhand der rechten Bildhälfte der Figur 4 ist zu erkennen, dass auf dem Zellverbinder 4 und bevorzugt auf den Mittenbereich 40 ein Gehäuse 30 mit den innenliegenden Kontaktelementen 24 angebracht ist. Bei dem Gehäuse 30 handelt es sich insbesondere um das Steckergehäuse des zuvor beschriebenen Kontaktsteckers 16. Nachfolgend wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit die Ausführungsvan- ante anhand des Kontaktsteckers 16 erläutert. Das Steckergehäuse kann jedoch auch durch ein anderes Gehäuse ersetzt werden. Ein solcher Kontaktstecker 16 ist an jedem Zellverbinder 4 angebracht. Der Kontaktstecker 16 weist zwei innenliegende hier nicht näher zu erkennende Kontaktelemente 24 auf, an die jeweils ein Bonddraht 22 angeschlossen ist. Dieser ist jeweils mit dem Zellverbinder 4 unmittelbar durch Bonden kontaktiert und dient für einen Spannungsabgriff.
Im dargestellten Bereich des Zellverbinders 4 ist weiterhin eine Sensoreinheit 46 angebracht, wobei diese insbesondere als Temperatursensor ausgebildet ist. Die Halteeinheit 11 bildet einen Befestigungsbereich 48 für diese Sensoreinheit 46 aus. Im Ausführungsbeispiel ist der Befestigungsbereich 48 durch einen plattenförmigen Teilbereich des Kunststoffträgers und damit der Halteeinheit 11 gebildet. Dieser Befestigungsbereich ist im Ausführungsbeispiel in Querrichtung randseitig neben einem der Zellverbinder 4 angeordnet. Die Sensoreinheit 46 ist hierbei insbesondere zwischen dem plattenförmigen Teilbereich und einem Boden des Führungsbereichs 42 angebracht. Die Sensoreinheit 46 ist beispielsweise von unten am plattenförmigen Befestigungsbereich 48 befestigt, beispielsweise durch Kleben.
Über die Länge der Zellkontaktiereinheit 2 sind typischerweise nur eine begrenzte Anzahl, beispielsweise 1 -5 Sensoreinheiten 46 angebracht. Aufgrund von im Fährbetrieb auftretenden Vibrationen ist die Kontaktierungsstelle des jeweiligen Bonddrahtes 22 mechanischen Belastungen ausgesetzt. Um eine Relativbewegung des Kontaktsteckers 16 relativ zu der Komponente, an der der Bonddraht 22 angeschlossen ist, zu vermeiden ist eine schwingungsfeste Befestigung des Kontaktsteckers 16 an der jeweiligen Komponente, nämlich einerseits am Zellverbinder 4 und andererseits an der Sensoreinheit 46, insbesondere über ein Heißverstemmen ausgebildet.
Die Befestigung des Kontaktsteckers 16 am jeweiligen Zellverbinder 4 wird insbesondere anhand FIG 6 näher erläutert: Diese stellt eine Schnittansicht entlang der Schnittebene VI -VI in FIG 4 dar. Zu erkennen ist, dass das Steckergehäuse 30 des Kontaktsteckers 16 an seiner Unterseite zumindest ein durch einen Zapfen 50 gebildetes Befestigungselement sowie zusätzlich noch zumindest ein Fixierelement 52 aufweist, welches als ein Rastelement ausgebildet ist. Korrespondierend hierzu weist der Zellverbinder 4 eine nach Art einer Bohrung ausgebildeten Durchbruch 54 auf, welcher eine Zapfenaufnahme für den Zapfen 50 bildet. Korrespondierend zum Fixierelement 52 ist ein weiterer Durchbruch 56 ausgebildet.
FIG 6 zeigt eine Montagesituation, bei der der Kontaktstecker 16 zunächst mithilfe des Fixierelements 52 am Zellverbinder 4 fixiert ist. In einem nachfolgenden Prozessschritt erfolgt dann das eigentliche Befestigen insbesondere durch Heißverstemmen, bei dem der Zapfen 50 unter Wärmeeinwirkung verstimmt wird. Hierbei wird das vordere Stirnende des Zapfens 50 verformt und es bildet sich (vorliegend nicht näher dargestellt) ein Schließkopf nach Art eines Pilzkopfes aus, welcher einen Rand des Durchbruchs 54 hintergreift und somit einen Formschluss ausbildet. Das Fixierelement 52 wird demgegenüber vorzugsweise nicht weiter behandelt.
Der in der Figur 6 dargestellte Bonddraht 22 ist lediglich zu Illustrationszwecken bereits in dieser Montagesituation dargestellt. Bevorzugt wird der Bonddraht 22 erst nach dem Befestigen (also nach dem Heißverstemmen des Zapfens 50) des Kontaktsteckers 16 am Zellverbinder 4 mit seinem einen Ende am Kontaktelement 24 und mit seinem anderen Ende am Zellverbinder 4 durch Bonden angeschlossen. FIG 5 zeigt eine Ansicht von unten auf den Zellverbinder 4, bei der sowohl der Zapfen 50 also das Fixierelement 52 sowie die entsprechenden Durchbrüche 54 im Zellverbinder 4 zu erkennen sind.
Weiterhin sind in FIG 5 zwei Aussparungen 58 in der Halteeinheit 11 zu erkennen, die den Blick auf die darüber angeordnete Sensoreinheit 46 freigibt. Diese Aussparungen 58, oder zumindest eine Aussparung 58, ermöglichen den Zugang zu Kontaktbereichen, an denen der jeweilige Bonddraht 22 mit seinen beiden Enden an der Sensoreinheit 46 befestigt wird.
FIG 7 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittebene VII - VII der FIG 4, anhand derer die Befestigung der Sensoreinheit 46 und deren Aufbau zu erkennen ist.
Figur 8 zeigt eine weitere Sensoreinheit 46, die beispielsweise an einem Endbereich der Zellkontaktiereinheit 2, wie er in FIG 8 dargestellt ist, angeordnet ist.
Die Sensoreinheit 46 (vgl. insbesondere FIG 8) weist allgemein eine Leiterplatte 60 auf, auf der Kontaktflächen 62 (vergleiche Figur 8) ausgebildet sind. Auf der Leiterplatte 60 ist der Kontaktstecker 16 angebracht und die Kontaktflächen 62 einerseits und die Kontaktelemente 24 andererseits sind über die Bonddrähte 22 kontaktiert. An der Leiterplatte 60 ist an der Unterseite im Bereich gegenüberliegend zu den Kontaktflächen 62 das eigentliche Sensorelement 64 (vergleiche hierzu insbesondere FIG 7) zu erkennen. Das Sensorelement 64 liegt vorzugsweise in einem Durchbruch des Befestigungsbereichs 48 ein.
Der Kontaktstecker 16 ist an der Leiterplatte 60 und damit an der Sensoreinheit 46 in gleicher Weise befestigt, wie dies zuvor im Zusammenhang mit FIG 6 und dem Zellverbinder 4 beschrieben wurde. Auch die Leiterplatte 60 weist daher einen Durchbruch 54 sowie einen weiteren Durchbruch 56 (hier nicht näher dargestellt) auf, durch die der Zapfen 50 bzw. dass Fixierelement 52 hindurchgesteckt sind. Auch hier erfolgt zunächst eine Fixierung des Steckergehäuses 30 an der Leiterplatte 60, bevor anschließend die eigentliche Befestigung durch das Heißverstemmen erfolgt. Durch diese Maßnahme ist auch bei der Sensoreinheit 46 eine gemeinsame Schwingungsebene zwischen dem Kontaktstecker 16 und der Leiterplatte 60 ausgebildet.
Durch die Befestigung speziell über das Heißverstemmen wird allgemein eine gemeinsame Schwingungsebene zwischen dem Kontaktstecker 16 und der Komponente (Zellverbinder 4, Leiterplatte 60/Sensoreinheit 46) ausgebildet, an der der jeweilige Bonddraht 22 befestigt ist. Hierdurch ist eine dauerhaft zuverlässige elektrische Kontaktierung durch das Bonden und den Bonddraht 22 sichergestellt.
Anhand der Figuren 9 und 10, die eine abgewandelte Ausführungsvariante einer Zellkontaktiereinheit 2 zeigen, wird insbesondere das Fixieren des Zellverbinders 4 an der Halteeinheit 11 insbesondere mittels Heißverstemmen erläutert.
Bei der Halteeinheit 11 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um eine gemeinsame Halteeinheit 11 , welche eine Vielzahl von Zellverbindern 4 aufnimmt. Für einen jeweiligen Zellverbinder 4 weist die Halteeinheit 11 jeweils eine Halteaufnahme 70 auf, die nach Art eines Rahmens ausgebildet ist (vgl. hierzu insbesondere FIG 10). Die Halteaufnahme 70 weist insbesondere einen umlaufenden Auflagerand auf, auf dem der Zellverbinder 4 aufgelegt wird.
Der Zellverbinder 4 weist die beiden Kontaktlaschen 18 sowie den diese verbindenden Mittenbereich 40 auf. Dieser erhebt sich gegenüber den beiden Kontaktlaschen 18, sodass eine Erhebung, bzw. mit Blickrichtung von der gegenüberliegenden Seite eine insbesondere nutförmige Vertiefung ausgebildet ist, die sich über die gesamte Breite des Zellverbinders 4 erstreckt. In diesem Mittenbereich 40 ist das Gehäuse 30 (nicht zu erkennen) mit den darin einliegenden Kontaktelementen 24 (Terminals) angeordnet. Zu erkennen sind die als Zapfen 50 ausgebildeten Befestigungselemente, die zum festen Fixieren des Gehäuses 30 am Zellverbinder 4 ausgebildet sind und die durch das zuvor bereits beschriebene Heißverstemmen gegen den Zellverbinder 4 im Endzustand verprägt sind. In den Figuren 9 und 10 sind diese Zapfen 50 noch im Ausgangszustand dargestellt. Die Halteeinheit 11 weist im Bereich ihrer Halteaufnahme 70 im Ausführungsbeispiel die beiden randseitigen und gegenüberliegenden Befestigungslaschen 38 auf. Diese sind insbesondere im Bereich des Mittenbereichs 40 angeordnet.
Wie speziell anhand der Figur 10 zu erkennen ist, ist eine jeweilige Befestigungslasche beispielsweise quaderförmig ausgebildet und insbesondere endseitig einer freigeschnittenen Zunge 72 zunächst vertikal abstehend ausgebildet. In den Figuren 9 und 10 ist jeweils ein Werkzeug 74 dargestellt, mit dessen Hilfe das jeweilige Heißverstemmen erfolgt. Dabei ist für die Befestigungslaschen 38 und für die Zapfen 50 vorzugsweise jeweils ein individuell angepasstes Werkzeug 74 vorgesehen.
In den Figuren 9 und 10 ist im Bereich des Werkzeugs 74 jeweils gestrichelt die Befestigungslasche 38 in ihrer Ausgangsposition vor dem Heißverstemmen und in ihrer umgeformten Endposition (durchgezogene Linie) nach dem Heißverstemmen dargestellt. Wie insbesondere anhand der FIG 10 zu erkennen ist, ist gegenüberliegend zur jeweiligen Befestigungslasche 38 und unterhalb des Zellverbinders 4 ein Gegenlager 76 ausgebildet, gegen welches der Zellverbinder 4 beim Heißverstemmen gepresst wird. Dieses Gegenlager 76 ist insbesondere durch ein vorderseitige Endstück der freigeschnittenen Zunge 72 gebildet. Im montierten Zustand ist der Zellverbinder 4 zwischen Befestigungslasche 38 und Gegenlager 76 eingeklemmt.
Wie weiterhin insbesondere anhand der FIG 10 zu erkennen ist, ist das Gehäuse 30 im Bereich einer Querstrebe 78 platziert, welche die Halteaufnahme 70 in der Mitte überspannt und damit auch unterteilt, sodass rechts und links von der Querstrebe 78 Öffnungen ausgebildet sind, in die im montierten Zustand ein Teilbereich der jeweiligen Zelle, insbesondere ein Zellpol eintaucht. Diese Querstrebe 78 bildet insbesondere eine Abdeckung aus, welcher die Bonddrähte 22 überdeckt und damit schützt.
Zu erkennen ist weiterhin, dass es sich bei der Querstrebe 78 bevorzugt um ein separates Bauteil handelt, welches mit der verbleibenden Halteeinheit 11 insbesondere ver stet ist. Durch die zuvor beschriebene frei abstehende Zunge 72 sind jeweils beidseitig dieser Zunge 72 Schlitze ausgebildet, welche Rastaufnahmen für Rasthaken 80 bilden, die an der Querstrebe 78 ausgeformt sind und über die die Querstrebe 78 mit der verbleibenden Halteeinheit 11 ver stet ist. Diese ist vorzugsweise als ein monolithisches Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet.
Die Ausgestaltung der Querstrebe 78 als ein separates Bauteil weist den Vorteil auf, dass zunächst der Zellverbinder 4 in der Halteaufnahme 70 insbesondere durch das Heißverstemmen fixiert werden und anschließend die Querstrebe 78 angebracht werden kann. Die Montage ist insbesondere wie folgt:
1. Einlegen des Zellverbinders 4 in die Halteaufnahme 70 und Fixieren mithilfe von Heißverstemmen der seitlich angeordneten Befestigungslaschen 38;
2. Einführen des (Terminal-) Gehäuses 30 samt Sensorleitungen 8 und Crimp- kontakten (Kontaktelemente 24) in den Zellverbinder 4 und Heißverstemmen des Gehäuses 30 über die Zapfen 50;
3. Durchführen des Bonding-Prozesses, hierbei werden die Bonddrähte 22 zwischen dem Kontaktelement 24 und dem Zellverbinder 4 platziert und mit diesen Bauteilen durch Bonden verbunden;
4. Montage/Stecken der Querstrebe 78 als mechanischen Schutz / Abdeckung der Bonddrähte 22;
Bezugszeichenliste
2 Zellkontaktiereinheit
4 Zellverbinder
6 Kabelsatz
8 Sensorleitung
10 Halter
11 Halteeinheit
12 Montageband
1 Steckeraufnahm en
16 Kontaktstecker
18 Kontaktlaschen
20 Anschlusslasche
22 Bonddraht
24 Kontaktelement
25 Träger
26 Anschlussbereich
28 Steckbereich
30 Steckergehäuse
32 Freimachung
34 Strukturelemente
36 Isolierelement
38 Befestigungslasche
40 Mittenbereich
42 Führungsbereich
44 Halteelement
46 Sensoreinheit
48 Befestigungsbereich
50 Zapfen
52 Fixierelement
54 Durchbruch
56 weiterer Durchbruch
58 Aussparung 60 Leiterplatte
62 Kontaktfläche
64 Sensorelement 70 Halteaufnahme
72 Zunge
74 Werkzeug
76 Gegenlager
78 Querstrebe 80 Rasthaken
L Längsrichtung

Claims

Ansprüche
1 . Kontaktanordnung zur elektrischen Kontaktierung einer elektrischen Komponente (4, 60), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Kontaktelement (24), an dem eine Leitung (8) angeschlossen ist, wobei ein Bonddraht (22) an dem Kontaktelement (24) angeschlossen ist, welcher mit der Komponente durch Bonden verbunden ist.
2. Kontaktanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der der Bonddraht (22) sowohl am Kontaktelement (24) als auch an der Komponente (4, 60) durch Bonden verbunden ist.
3. Kontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Kontaktelement (24) um ein Steckkontaktelement mit einem Anschlussbereich (26) für die Leitung (8) sowie mit einem Steckbereich (28), wie einer Kontaktbuchse oder einen Kontaktstift, handelt.
4. Kontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Kontaktelement (24) um einen Crimpkontakt handelt.
5. Kontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Kontaktelement (24) mit einer Beschichtung versehen ist, insbesondere aus Nickel oder Silber.
6. Kontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Kontaktelement (24) in einem Gehäuse (30) aus Isoliermaterial aufgenommen ist und mit diesem eine Baueinheit bildet.
7. Kontaktanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der die Baueinheit als ein Kontaktstecker (16) ausgebildet ist.
8. Kontaktanordnung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei der das Gehäuse (30) in einem Teilbereich eine Freimachung (32) aufweist, über die der Bonddraht (22) zugänglich ist.
9. Kontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zumindest im Bereich des Bonddrahts (22) durch Strukturelemente (32), wie beispielsweise Rippen, ein Berührungsschutz ausgebildet ist.
10. Kontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Kontaktelement (24) auf einem Träger (25) angeordnet ist, an dem die Strukturelemente (32) ausgebildet sind.
11 . Kontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Bonddraht (22) als ein Sicherungselement mit einem definierten Sicherungsnennwert ausgebildet ist, insbesondere als eine Schmelzsicherung.
12. Kontaktanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Bonddraht (22) einen Sicherungsnennwert im Bereich von 250mA bis 5A, insbesondere im Bereich von 750 mA bis 1 ,5A aufweist.
13. Kontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche Teil einer Zellkontaktiereinheit (2) für eine Batterie mit mehreren Zellen ist, wobei die Zellkontaktiereinheit (2) Zellverbinder (4) aufweist, über die im montierten Zustand benachbarte Zellen elektrisch miteinander verbunden sind.
14. Kontaktanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der die Zellkontaktiereinheit (2) einen Kabelsatz (6) mit zumindest einer Sensorleitung (8) als die Leitung aufweist, wobei die Sensorleitung (8) für eine Messung einer Zellspannung über den Bonddraht (22) elektrisch mit einem Spannungs-Abgriffspunkt verbunden ist, welcher bevorzugt durch zumindest einen der jeweiligen Zellverbinder (4) gebildet ist, welche die mit dem Bonddraht (22) kontaktierte Komponente bildet.
15. Kontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und nach Anspruch 6, bei der das Gehäuse (30) auf der Komponente (4, 60) angebracht ist und mit dieser durch zumindest ein Befestigungselement (50) fest und spielfrei und insbesondere formschlüssig verbunden ist.
16. Kontaktanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der das Befestigungselement einen Zapfen (50) und die Komponente (4, 60) eine Zapfenaufnahme, insbesondere einen Durchbruch (54) aufweist, mit der der Zapfen (50) fest verbunden ist.
17. Kontaktanordnung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei der das Befestigungselement (50) durch Heißverstemmen mit der Komponente (4, 60) verbunden ist.
18. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei der zusätzlich zum Befestigungselement (50) ein Fixierelement (52) angeordnet ist, welches bei der Montage zur Fixierung des Gehäuses (30) an der Komponente (4, 60) dient und welches insbesondere als Rastelement ausgebildet ist.
19. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 18 und nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei es sich bei der Komponente um einen der Zellverbinder (4) handelt.
20. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei es sich bei der Komponente um eine Leiterplatte (60) handelt.
21 . Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 20 und nach einem der Ansprüche 13 oder 14, bei der der Zellverbinder (4) in einer Halteeinheit (11 ) gehalten ist, und mit dieser fest verbunden ist, insbesondere formschlüssig insbesondere mit Hilfe von zumindest einer Befestigungslasche (38) und vorzugsweise durch Heißverstemmen.
22. Kontaktanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der die Halteeinheit (11 ) für einen jeweiligen Zellverbinder (4) eine Halteaufnahme (70) aufweist, an der randseitig die zumindest eine Befestigungslasche (38) ausgebildet ist, welche im Ausgangszustand frei absteht, so dass der Zellverbinder (4) insbesondere in die Halteaufnahme (70) eingelegt werden kann und welche nach dem Heißverstemmen umgeformt, insbesondere umgebogen ist.
23. Kontaktanordnung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei der der Zellverbinder (4) einen Mittenbereich (40) sowie zwei randseitige Kontaktlaschen (18) für die Zellkontaktierung aufweist, wobei das Gehäuse (30) am Mittenbereich (40) angeordnet ist und die zumindest eine Befestigungslasche (38) den Zellverbinder (4) am Mittenbereich (40) fixiert.
24. Zellkontaktiereinheit (2), insbesondere mit einer Kontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Kontaktierung einer Vielzahl von Zellen einer Batterie, aufweisend eine Halteinheit (11 ) sowie Zellverbinder (4) zur elektrischen Verbindung zweier benachbarter Zellen, mit einem ein Kontaktelement (24) aufnehmenden Gehäuse (30), wobei an dem Kontaktelement (24) eine Sensorleitung (8) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellverbinder (4) durch Heißverstemmen einer Befestigungslasche (38) der Halteeinheit (11 ) an dieser fixiert ist und / oder dass das Gehäuse (30) durch Heißverstemmen eines Befestigungselements (50) am Zellverbinder (4) fixiert ist.
25. Zellkontaktiereinheit (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der die Halteeinheit (11 ) für einen jeweiligen Zellverbinder (4) eine Halteaufnahme (70) aufweist, welche durch eine insbesondere separate Querstrebe (78) unterteilt ist, wobei im Bereich der Querstrebe (78) das Gehäuse (30) mit dem darin einliegenden Kontaktelement (24) angeordnet ist.
26. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktverbindung zwischen einer Leitung (8) und einer elektrischen Komponente durch Ausbilden einer Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 23.
27. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem zunächst die Leitung (8) am Kontaktelement (24) angeschlossen wird, anschließend wird das Kontaktelement (24) an einer vorgegebenen Position angeordnet und nachfolgend erfolgt die Kontaktierung des Bonddrahts (22) am Kontaktelement (24) und an der Komponente durch Bonden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19731858A1 (de) * 1997-07-24 1999-01-28 Abb Research Ltd Kontaktstecker mit einer Mehrzahl von Kontaktelementen
DE10018415C1 (de) * 2000-04-03 2001-09-27 Schott Glas Verbindung einer Anschlussstelle mit einer elektrischen Leiterbahn einer Platte
DE10129840B4 (de) * 2001-06-21 2020-10-08 Robert Bosch Gmbh Elektrisches Gerät
DE102013219571B4 (de) * 2013-09-27 2019-05-23 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul mit vertikalem Shunt-Widerstand
DE102019111741A1 (de) * 2019-05-07 2020-11-12 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Kontaktierungsverfahren und Ultraschallwandlervorrichtung

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