WO2011057698A2 - Electrical connection for an energy store - Google Patents

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WO2011057698A2
WO2011057698A2 PCT/EP2010/006156 EP2010006156W WO2011057698A2 WO 2011057698 A2 WO2011057698 A2 WO 2011057698A2 EP 2010006156 W EP2010006156 W EP 2010006156W WO 2011057698 A2 WO2011057698 A2 WO 2011057698A2
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contacting
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Sven Filipon
Uwe Breunig
Wolfgang Langhoff
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Amphenol-Tuchel Electronics Gmbh
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Publication date
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an electrical connection for the parallel and / or serial contacting of a plurality of mutually parallel energy storage units of an energy storage by first and secondmaschinetechniksan say for contacting of positive poles and / or negative poles of the energy storage units and a
  • Such energy storage devices are used for example in motor vehicles, in particular with electric or hybrid drives.
  • Energy stores usually consist of several cells that are electrically connected. In particular, for hybrid vehicles, many cells must be connected both in parallel (to increase the capacity) and serially (to increase the voltage). In the required compact design of the energy storage occurs during operation of the
  • the invention is therefore based on the object, an electrical
  • the task is to create a reliable connection.
  • Length changes can be compensated by temperature fluctuations, which is due to flexible sections between the
  • the sections are made exclusively of flexible material and have no rigid components.
  • the flexible one is made exclusively of flexible material and have no rigid components.
  • Sections are arranged with Vortei l along a longitudinal extension of the free spaces. In this way, unused space is also useful.
  • the flexible section may be arranged predominantly in cavities formed by the shape and arrangement of the energy storage units, the energy storage units being circular, in particular a battery, and Energy storage a ls battery block si nd si nd. As a result, unused space can be utilized.
  • the flexible Abschni tt as, in particular cyl Indian, preferably circular cylindrical, and / or uninsulated, stranded availablebi.
  • Di ese combines on the one hand high conductivity and on the other hand high flexibility, especially in the transverse direction to the Stranded wires.
  • strands, especially circular cylindrical are available at low cost.
  • first contacting terminal is attached to a first end of the flexible portion and the second
  • Contacting terminal on a, in particular arranged with axial distance to the first end, the second end of the flexible portion is mounted, can accommodate the electrical connection in a space-saving manner.
  • the first and the second contacting terminal are formed as metal platelets. This measure also contributes to a further reduction in the required installation space, in particular in the region above the poles of the energy storage units.
  • first and the second contacting terminal have an L-shaped cross section, each with a Pol animation istsschenkel and each a Litzen. michsschenkel, the required space can be further optimized.
  • Frictional connections preferably by welding or
  • Crimped connections are attached to the electrical connection or a stranded wire, ensuring a secure connection between the electrical connection and the Kunststoff Industriessan somebodyn even with strong vibrations or shocks.
  • a simultaneous material connection of the contacting terminals to positive pole and / or negative pole of the energy storage units, preferably by welding, is also a disturbance by separating the
  • a cell stress conductor is provided at one of the joints, preferably welded, so as to ensure safe and trouble-free information on the battery during charging and during operation
  • the pole contacting legs run predominantly parallel to one another and that the strand contacting legs extend at least predominantly parallel to one another and at least partially toward one another. This measure also contributes to a further optimization of the required installation space.
  • the contacting connections for connection to the positive pole are made of a different material, in particular aluminum, than the material, in particular copper or nickel-plated steel, the
  • Contacting connections for connection to the magnetic inlets are formed, on the one hand achieving a qualitatively high-quality contacting and, because of the lowest possible corrosion problems in the combination of metals with unequal electrochemical voltage potential, ensuring a long service life of the contacting connections.
  • the contacting plates are made of roll-coated strip.
  • a self-contained invention is an insulation cover for latching with a cylindri cal energy storage units having
  • a separated space is achieved by the above-mentioned ribs created, in which such detached soles are caught.
  • the ribs provide at least a catchment space, ie a separated space from which the wires or individual stranded wires, which can be released, for example, during assembly or during use by vibrations, at least not readily apparent can.
  • the dividing walls are designed with such advantages that a column or a piece of lint can not slip out of or even out of the built-up space.
  • the ribs V-shaped with two isolation legs in particular mi t an intermediate angle of greater 30 ° and less than 60 °, in order to further minimize the space required.
  • the measure contributes to the fact that the isolation leg has a concave curvature for receiving one adjacent each
  • Energy storage in particular for hybrid vehicles, consisting of a plurality of energy storage units, wherein the energy storage units are electrically connected in parallel and / or in series by electrical connections described herein.
  • Fig. 1 a perspective view of an inventive
  • FIG. 2 shows a perspective view of a detail of a
  • FIG. 1 3 shows a perspective view of a detail of a
  • FIG. 1 shows an energy store 50, as used, for example, in FIG. 1
  • Energy storage 50 are contacted in the present embodiment in series with each other by Pluspole 5 'and negative poles 5 of
  • the energy storage units 6 are formed as a circular cylinder with parallel aligned cylinder longitudinal axes Z, wherein the Pluspole 5 ' and negative poles 5 lying in the top of FIG Energy storage units 6, an upper level 53 and the respectively
  • Energy storage units 6 form a lower level 54.
  • the energy store 50 consists of a first row 55 and a second row 56, so that between each
  • adjacent energy storage units 6 an externally accessible space as a cavity 7 for the accommodation or
  • Energy storage 50 is shown in Figure 2 is an enlarged section of the electrical connection 1.
  • Energy storage units 6 are provided, in particular as latching lug pairs, in which the second contacting terminal 3 for contacting the positive pole 5 'or a first contacting terminal 2 for contacting the negative pole 5 can be latched.
  • the contacting terminals 2, 3 are formed as metal plates of constant thickness.
  • the contacting terminal 3 runs from the positive pole 5 'to the outer edge with respect to the energy store 50 and leaves the upper level 53 there in an L-shaped configuration and merges into a LitzungsAuthêt istkel 11, which in the
  • Cavity 7 protrudes and contacted there designed as a strand flexible portion 12.
  • the contacting of the strand 12 takes place at a second end 12.2 of the strand 12, which is arranged at an axial distance to a first end 12.1 of the strand 12.
  • a LitzenAuthtechnik istkel 10 of the first Kunststofftechnischmaschinesan gleiches 2 is brought into contact and by the axial distance is ensured that a flexibility of the electrical connection in both the radial and in the axial direction of the flexible portion 12 is given.
  • Axial distance between the Litzen. michingschenkel 10 and the Litzen. michsschenkel 11 in the region of the first and second ends 12.1, 12.2 along a longitudinal axis L of the flexible portion 12 corresponds to at least half the diameter of the flexible portion 12.
  • the first end 12.1 of the flexible portion 12 ends with advantage in the corresponding upper or lower level 53, 54.
  • the first contacting terminal 2 is analogous to the second
  • the Polutton istsschenkel 8, 9 are virtually identical, while the LitzenAuthmaschinesschenkel 10, 11 are formed differently.
  • the pole contacting legs 8, 9 extend in an imaginary Cartesian coordinate system in a Z direction, while the strand contacting legs extend in an X direction and the flexible section in a Y direction, which are respectively orthogonal to each other.
  • the ribs 22 are V-shaped with two isolation legs 22, 23 arranged, which are concave to the respective corresponding outer contour of the adjacent
  • Clinging energy storage unit 6 and thereby serve to stabilize the electrical connection 1.
  • the ribs have

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Abstract

The present invention relates to an electrical connection for the parallel and/or series contacting of a plurality of cylindrical energy store units of an energy store disposed in parallel to one another by means of first and second contacting terminals for contacting positive poles and/or negative poles of the energy store units, and to a corresponding energy store and a related insulating cover. The existing technical problems are solved by providing flexible sections that can be arranged parallel to the energy store units between the contacting terminals.

Description

Elektrische Verbindung für Energiespeicher B e s c h r e i b u n g  Electrical connection for energy storage unit B e c o rp o te s
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Verbindung zur parallelen und/oder seriellen Kontaktierung mehrerer parallel zueinander angeordneter Energiespeichereinheiten eines Energiespeichers durch erste und zweite Kontaktierungsanschlüsse zur Kontaktierung von Pluspolen und/oder Minuspolen der Energiespeichereinheiten sowie einen The present invention relates to an electrical connection for the parallel and / or serial contacting of a plurality of mutually parallel energy storage units of an energy storage by first and second Kontaktierungsanschlüsse for contacting of positive poles and / or negative poles of the energy storage units and a
isolationsdeckel gemäß Anspruch 9 und einen korrespondierenden Insulation cover according to claim 9 and a corresponding one
Energiespeicher gemäß Anspruch 13 oder 15. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System gemäß Anspruch 12. Energy storage according to claim 13 or 15. Furthermore, the invention relates to a system according to claim 12.
Solche Energiespeicher werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen, insbesondere mit Elektro- oder Hybridantrieben eingesetzt. Die Such energy storage devices are used for example in motor vehicles, in particular with electric or hybrid drives. The
Energiespeicher bestehen üblicherweise aus mehreren Zellen, die elektrisch verbunden sind. Insbesondere für Hybridfahrzeuge müssen sehr viele Zellen sowohl parallel (zur Erhöhung der Kapazität) als auch seriell (zur Erhöhung der Spannung) verbunden werden. Bei der geforderten kompakten Bauart der Energiespeicher kommt es beim Betrieb des Energy stores usually consist of several cells that are electrically connected. In particular, for hybrid vehicles, many cells must be connected both in parallel (to increase the capacity) and serially (to increase the voltage). In the required compact design of the energy storage occurs during operation of the
Energiespeichers zu erheblichen Temperaturschwankungen, zumal die Umgebungstemperatur bei Fahrzeugen ebenfalls erheblichen Schwankungen unterliegt. Energy storage to significant temperature fluctuations, especially the Ambient temperature in vehicles is also subject to considerable fluctuations.
Darüber hinaus besteht das technische Problem, dass auf Grund der hohen Ströme beträchtliche Leitungsquerschnitte vorgesehen werden müssen. In addition, there is the technical problem that due to the high currents considerable line cross sections must be provided.
Ein weiteres technisches Problem stellen die beim Betrieb von Another technical problem is the operation of
Fahrzeugen auftretenden Vibrationen und Stöße dar. Vehicles occurring vibrations and shocks.
Schließlich ist der Bauraum sehr begrenzt, so dass die technischen Finally, the installation space is very limited, so that the technical
Probleme auf geringstmöglichem Bauraum gelöst werden sollten. Problems should be solved in the smallest possible space.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine elektrische The invention is therefore based on the object, an electrical
Verbindung, einen Isolationsdeckel sowie einen korrespondierenden Energiespeicher anzugeben, mit welchen trotz der vorgenanten Specify connection, an insulation cover and a corresponding energy storage, with which despite the vorgenanten
technischen Problemstellungen ein sicherer Betrieb bei optimaler technical problems a safe operation at optimal
Materialverwertung und darüber hinaus einfacher Montage mit Material recycling and beyond easy installation with
geringstmöglicher Fehleranfälligkeit gewährleistet wird. Weiterhin besteht die Aufgabe darin, eine prozesssichere Verbindung zu schaffen. lowest possible error rate is guaranteed. Furthermore, the task is to create a reliable connection.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 9, 12, 13 und 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der This object is achieved with the features of claims 1, 9, 12, 13 and 15. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims. In the context of the invention, all combinations of at least two of the fall in the
Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren angegebenen Description, the claims and / or the figures specified
Merkmalen. Bei angegebenen Wertebereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart gelten und in beliebiger Kombination beanspruchbar sein. Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, ein flexibles Anschlusssystem beziehungsweise einen flexiblen elektrischen Leiter vorzusehen, mit dem Bauteiltoleranzen ausgeglichen und Features. For specified value ranges, values lying within the stated limits should also be disclosed as limit values and may be claimed in any combination. The invention is based on the idea to provide a flexible connection system or a flexible electrical conductor, compensated with the component tolerances and
Längenänderungen durch Temperaturschwankungen kompensiert werden können, was durch flexible Abschnitte zwischen den Length changes can be compensated by temperature fluctuations, which is due to flexible sections between the
Kontaktierungsanschlüssen umgesetzt werden kann. Gleichzeitig ist durch paral lele Anordnung der flexiblen Abschnitte in Bezug auf die.  Contacting connections can be implemented. At the same time by paral lele arrangement of the flexible sections with respect to the.
zylindrischen Energiespeichereinheiten gewährleistet, dass die technische Umsetzung auf kleinstem Bauraum erfolgen kann, indem insbesondere durch die Außenkontur der Energiespeichereinheiten bedingte Freiräume, i nsbesondere Hohlräume, im Energiespei cher genutzt werden . ensures that the technical implementation can be carried out in the smallest space, in particular by the outer contour of the energy storage units conditional free spaces, i nsbesondere cavities are used in Energiespei cher.
Vorzugsweise sind die Abschnitte ausschließlich aus flexiblem Material gefertigt und weisen keine starren Bestandteile auf. Die flexiblen Preferably, the sections are made exclusively of flexible material and have no rigid components. The flexible one
Abschnitte sind dabei mit Vortei l entlang einer Längserstreckung der Frei räume anordenbar. Au f diese Weise wi rd bi sher ungenutzter B auraum nu tzbar. Sections are arranged with Vortei l along a longitudinal extension of the free spaces. In this way, unused space is also useful.
In einer vortei lhaften Weiterbi ldung der Erfindung ist vorgesehen, dass der flex ible Abschnitt zum indest überwiegend in durch die Form und Anordnung der Energiespeicherei nheiten gebildeten Hohlräu men anordenbar ist, wobei die Energiespeichereinheiten kreiszyl i ndrisch, i nsbesondere a ls Akkuzel len, und der Energiespeicher a ls Akkublock ausgebi ldet si nd . Hierdurch wi rd ungenutzter Bauraum nutzbar gemacht. In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the flexible section may be arranged predominantly in cavities formed by the shape and arrangement of the energy storage units, the energy storage units being circular, in particular a battery, and Energy storage a ls battery block si nd si nd. As a result, unused space can be utilized.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der flexible Abschni tt als, insbesondere zyl indrische, vorzugsweise kreiszylindrische, und/oder unisolierte, Litze ausgebi ldet. Di ese vereint einerseits hohe Leitfähigkeit und andererseits hohe Flex ibi lität, insbesondere in Querrichtung zu den Litzendrähten. Darüber hinaus sind Litzen, besonders kreiszylindrische, preiswert verfügbar. In a further embodiment of the invention, the flexible Abschni tt as, in particular cyl Indian, preferably circular cylindrical, and / or uninsulated, stranded ausgebi. Di ese combines on the one hand high conductivity and on the other hand high flexibility, especially in the transverse direction to the Stranded wires. In addition, strands, especially circular cylindrical, are available at low cost.
Indem der erste Kontaktierungsanschluss an einem ersten Ende des flexiblen Abschnitts angebracht ist und der zweite In that the first contacting terminal is attached to a first end of the flexible portion and the second
Kontaktierungsanschluss an einem, insbesondere mit Axialabstand zum ersten Ende angeordneten, zweiten Ende des flexiblen Abschnitts angebracht ist, lässt sich die elektrische Verbindung auf Platz sparende Weise unterbringen.  Contacting terminal on a, in particular arranged with axial distance to the first end, the second end of the flexible portion is mounted, can accommodate the electrical connection in a space-saving manner.
Mit Vorteil sind der erste und der zweite Kontaktierungsanschluss als Metallplättchen ausgebildet. Auch diese Maßnahme trägt zu einer weiteren Reduzierung des benötigten Bauraums, insbesondere im Bereich oberhalb der Pole der Energiespeichereinheiten, bei. Advantageously, the first and the second contacting terminal are formed as metal platelets. This measure also contributes to a further reduction in the required installation space, in particular in the region above the poles of the energy storage units.
Soweit der erste und der zweite Kontaktierungsanschluss einen L- förmigen Querschnitt mit jeweils einem Polkontaktierungsschenkel und jeweils einem Litzenkontaktierungsschenkel aufweisen, kann der benötigte Bauraum weiter optimiert werden. If the first and the second contacting terminal have an L-shaped cross section, each with a Polkontaktierungsschenkel and each a Litzenkontaktierungsschenkel, the required space can be further optimized.
Durch die technische Maßnahme, dass die Litzenkontaktierungsschenkel zueinander beabstandet sind, wird in Verbindung mit dem flexiblen Abschnitt, insbesondere durch Fügestellen in Form von The technical measure that the Litzenkontaktierungsschenkel are spaced from each other, in conjunction with the flexible portion, in particular by joints in the form of
Kraftschlussverbindungen, die vorzugsweise durch Schweiß- oder Frictional connections, preferably by welding or
Crimpverbindungen an der elektrischen Verbindung beziehungsweise einer Litze befestigt sind, selbst bei starken Vibrationen oder Stößen eine sichere Verbindung zwischen der elektrischen Verbindung und den Kontaktierungsanschlüssen gewährleistet. Soweit gleichzeitig eine materialschlüssige Anbindung der Kontaktierungsanschlüsse an Pluspol und/oder Minuspol der Energiespeichereinheiten erfolgt, vorzugsweise durch Schweißen, ist auch hier eine Störung durch Trennen der Crimped connections are attached to the electrical connection or a stranded wire, ensuring a secure connection between the electrical connection and the Kontaktierungsanschlüssen even with strong vibrations or shocks. As far as a simultaneous material connection of the contacting terminals to positive pole and / or negative pole of the energy storage units, preferably by welding, is also a disturbance by separating the
elektrischen Verbindung praktisch ausgeschlossen . Als besonders electrical connection virtually impossible. As special
wirksame Schweißtechnologie wird im vorliegenden Anwendungsfal l das Laser- oder Ultraschallschweißen angesehen, wobei vorzugsweise der Übergang auf die Energiespeichereinheiten durch Laserschweißen und der Kontaktierungsanschlüsse auf die Leitung, insbesondere Litze, durch Ultraschallschweißen erfolgt. Hierdurch wird eine homogene Verbindung mi t mi n imalen oder geri ngstmöglichen Übergangswiderstand geschaffen. M it Vortei l ist an einer der Fügestellen ein Zel lspannungsabgri ffleiter vorgesehen, vorzugsweise mi t angeschweißt, um bei einem Ladevorgang und beim Betrieb s i chere und störungsfreie Informationen über den effective welding technology is in the present Anwendungsfal l the laser or ultrasonic welding considered, preferably the transition to the energy storage units by laser welding and the Kontaktierungsanschlüsse on the line, in particular stranded, takes place by ultrasonic welding. This creates a homogeneous connection with minimal or minimal contact resistance. Advantageously, a cell stress conductor is provided at one of the joints, preferably welded, so as to ensure safe and trouble-free information on the battery during charging and during operation
Zustand jeder Energiespeichereinheit zu erhalten. Condition of each energy storage unit to receive.
In einer weiteren, vortei l haften Ausführungsform der Erfi ndung ist vorgesehen, das die Polkontaktierungsschenkel zueinander zumi ndest überwiegend parallel verlaufen und die Litzenkontaktierungsschenkel zumindest überwiegend zueinander parallel und zumindest teilweise aufeinander zu verlaufen . Auch diese Maßnahme trägt zu einer wei teren Opti mierung des benötigten Bauraums bei . In a further, advantageous embodiment of the invention, it is provided that the pole contacting legs run predominantly parallel to one another and that the strand contacting legs extend at least predominantly parallel to one another and at least partially toward one another. This measure also contributes to a further optimization of the required installation space.
Soweit die Kontaktierungsanschlüsse zum Anschluss an die Pluspol e aus ei nem anderen Material, i nsbesondere Alum i nium , als das Material, insbesondere Kupfer oder vernickelter Stahl , der Insofar as the contacting connections for connection to the positive pole are made of a different material, in particular aluminum, than the material, in particular copper or nickel-plated steel, the
Kontaktierungsansch lüsse zum Ansch luss an die M inuspole gebildet si nd, wi rd einerseits ei ne qual itativ hochwertige Kontaktierung erreicht und wegen der geringstmögl ichen Korrosionsprobleme bei der Kombination von Metallen mit ungleichen elektrochemischen Spannungspotential eine Langlebigkei t der Kontaktierungsanschlüsse gewährleistet. Mit Vortei l sind die Kontaktierungsplättchen aus walzplattiertem Band gefertigt. Contacting connections for connection to the magnetic inlets are formed, on the one hand achieving a qualitatively high-quality contacting and, because of the lowest possible corrosion problems in the combination of metals with unequal electrochemical voltage potential, ensuring a long service life of the contacting connections. With advantage the contacting plates are made of roll-coated strip.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Particularly preferred is an embodiment in which the
Kontaktierungsanschlüsse an die P luspole und/oder di e Mi nuspole anschweißbar sind. Kontaktierungsanschlüsse are welded to the P luspole and / or di e Mi nuspole.
A ls eigenständige Erfindung ist ein Isolationsdeckel zur Verrastung mit einem zylindri sche Energiespeichereinheiten aufweisenden A self-contained invention is an insulation cover for latching with a cylindri cal energy storage units having
Energi espeicher und zum Schutz von Pluspolen und/oder Minuspol en der Energi espeichereinheiten vorgesehen, wobei an einer Innenseite des Iso lationsdeckels Rippen zum Abdichten und/oder Abgrenzen eines paral lel zur Zylinderlängsachse der Energiespeichereinheiten Energi storage and protection of positive poles and / or Minuspol en the energy storage units provided, wherein on an inner side of the Iso lationsdeckels ribs for sealing and / or delimiting a paral lel to the cylinder longitudinal axis of the energy storage units
anordenbaren flexiblen Abschnitts gegenüber den disposable flexible section opposite the
Energiespeichereinheiten vorgesehen sind. Energy storage units are provided.
Da es beim Schwei ßvorgang mittel s Laser- oder U ltraschal lschwei ßen immer wieder vorkommen kann, dass einzelne Litzen abgelöst werden oder unzureichend im Litzenstrang verbunden si nd und die unerwünschten Kontakt zwischen den Zellen herstellen können, wird erfindungsgemäß durch die vorgenannten Rippen ein abgetrennter Bauraum geschaffen, i n welchem so lche abgelösten Li tzen gefangen werden. D ie Rippen bi lden mi t Vortei l einen Auffangraum, also ei nen abgetrennten Bauraum, aus dem d ie Li tzen oder einzelne Litzendrähte, di e sich beispielsweise auch bei der Montage oder auch beim Gebrauch durch Erschütterungen lösen können, zumindest nicht ohne weiteres heraus können. D ie Trennwände sind dabei mit Vortei l so ausgebi ldet, dass eine Li tze oder eine Tei l l itze nicht aus dem gebildeten Bauraum herausrutschen bezi ehungsweise herausgeraten kann. Since it can occur again and again during the welding process by means of laser or laser cutting, that individual strands are detached or are insufficiently connected in the strand strand and can produce the undesired contact between the cells, a separated space is achieved by the above-mentioned ribs created, in which such detached soles are caught. The ribs provide at least a catchment space, ie a separated space from which the wires or individual stranded wires, which can be released, for example, during assembly or during use by vibrations, at least not readily apparent can. The dividing walls are designed with such advantages that a column or a piece of lint can not slip out of or even out of the built-up space.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, die Rippen V-förmig mit zwei Isolationsschenkeln, insbesondere mi t einem Zwischenwinkel von größer 30° und kleiner 60°, auszubilden, um den benötigten Bauraum weiter zu minimieren. It is particularly advantageous, the ribs V-shaped with two isolation legs, in particular mi t an intermediate angle of greater 30 ° and less than 60 °, in order to further minimize the space required.
Dazu trägt außerdem die Maßnahme bei, dass die Isolationsschenkel eine konkave Krümmung zur Aufnahme je einer benachbarten In addition, the measure contributes to the fact that the isolation leg has a concave curvature for receiving one adjacent each
Energiespeichereinheit aufweisen. Have energy storage unit.
Als eigenständige Erfindung ist außerdem ein System aus einer As an independent invention is also a system of a
vorliegend beschriebenen elektrischen Verbindung und einem vorliegend beschriebenen Isolationsdeckel anzusehen, ebenso wie ein to be considered herein described electrical connection and an insulation cover described herein, as well as a
Energiespeicher, insbesondere für Hybridfahrzeuge, bestehend aus mehreren Energiespeichereinheiten, wobei die Energiespeichereinheiten durch vorliegend beschriebene elektrische Verbindungen parallel und/oder seriell miteinander elektrisch verbunden sind. Energy storage, in particular for hybrid vehicles, consisting of a plurality of energy storage units, wherein the energy storage units are electrically connected in parallel and / or in series by electrical connections described herein.
Weiterhin sind als eigenständige Erfindung Energiespeicher nach einem der Ansprüche 13 oder 15 vorgesehen. Furthermore, energy storage devices according to one of claims 13 or 15 are provided as an independent invention.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie an Hand der Zeichnungen. Diese zeigen in: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the description of preferred embodiments and with reference to the drawings. These show in:
Fig. 1: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fig. 1: a perspective view of an inventive
Energiespeichers mit zwölf Energiespeichereinheiten,  Energy storage with twelve energy storage units,
Fig.2: eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines 2 shows a perspective view of a detail of a
erfindungsgemäßen Energiespeichers gemäß Figur 1. Fig.3: eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines Inventive energy storage according to FIG. 1 3 shows a perspective view of a detail of a
erfindungsgemäßen Isolationsdeckels und  insulation cover according to the invention and
Fig.4: eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines 4 shows a perspective view of a detail of a
erfindungsgemäßen Energiespeichers mit einer  Energy storage according to the invention with a
erfindungsgemäßen elektrischen Verbindung und einem erfindungsgemäßen Isolationsdeckel.  inventive electrical connection and an insulation cover according to the invention.
In den Figuren sind gleiche beziehungsweise gleichwirkende Bauteile mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet. In the figures, identical or equivalent components are denoted by identical reference numerals.
Figur 1 zeigt einen Energiespeicher 50, wie er beispielsweise in FIG. 1 shows an energy store 50, as used, for example, in FIG
Kraftfahrzeugen mit Elektro- oder Hybridantrieb zum Einsatz kommt, wobei auch mehrere der in Figur 1 gezeigten Energiespeicher seriell und/oder parallel verbunden werden können, und zwar an Anschlüssen 51, 52. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Anschluss 51 an einem Minuspol 5 einer Energiespeichereinheit 6 angeschlossen, während der Anschluss 52 an einem Pluspol 5' einer weiteren Energiespeichereinheit 6 des Energiespeichers 50 angeschlossen ist. Die zwölf, insbesondere funktional gleich wirkenden, Energiespeichereinheiten 6 des Motor vehicles with electric or hybrid drive is used, wherein a plurality of the energy storage shown in Figure 1 can be connected in series and / or in parallel, namely at terminals 51, 52. In the present embodiment, the terminal 51 at a negative terminal 5 of an energy storage unit 6, while the terminal 52 is connected to a positive pole 5 'of another energy storage unit 6 of the energy storage 50. The twelve, in particular functionally the same, energy storage units 6 of
Energiespeichers 50 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Serie miteinander kontaktiert, indem Pluspole 5' und Minuspole 5 der Energy storage 50 are contacted in the present embodiment in series with each other by Pluspole 5 'and negative poles 5 of
hintereinander angeordneten Energiespeichereinheiten 6 im Wechsel angeordnet und geschaltet sind. Der Spannungsverlauf ist daher arranged successively energy storage units 6 are alternately arranged and connected. The voltage curve is therefore
mäanderartig. meandering.
Die Energiespeichereinheiten 6 sind als Kreiszylinder mit parallel zueinander ausgerichteten Zylinderlängsachsen Z ausgebildet, wobei die in der Figur 1 oben liegenden Pluspole 5' und Minuspole 5 der Energiespeichereinheiten 6 eine obere Ebene 53 und die jeweils The energy storage units 6 are formed as a circular cylinder with parallel aligned cylinder longitudinal axes Z, wherein the Pluspole 5 ' and negative poles 5 lying in the top of FIG Energy storage units 6, an upper level 53 and the respectively
gegenüberliegenden Pluspole 5' und Minuspole 5 der opposite positive poles 5 'and negative poles 5 of
Energiespeichereinheiten 6 eine untere Ebene 54 bilden. Energy storage units 6 form a lower level 54.
In vorteilhafter Weise besteht der Energiespeicher 50 aus einer ersten Reihe 55 und einer zweiten Reihe 56, so dass zwischen jeweils Advantageously, the energy store 50 consists of a first row 55 and a second row 56, so that between each
benachbarten Energiespeichereinheiten 6 ein von Außen zugänglicher Freiraum als Hohlraum 7 für die Unterbringung beziehungsweise adjacent energy storage units 6 an externally accessible space as a cavity 7 for the accommodation or
Anbringung der erfindungsgemäßen elektrischen Verbindung 1 Attachment of the electrical connection 1 according to the invention
vorgesehen ist. is provided.
Am Beispiel zweier benachbarter Energiespeichereinheiten 6 des Using the example of two adjacent energy storage units 6 of
Energiespeichers 50 ist in Figur 2 ein vergrößerter Ausschnitt mit der elektrischen Verbindung 1 dargestellt. Energy storage 50 is shown in Figure 2 is an enlarged section of the electrical connection 1.
Am Pluspol 5' ist ein Polkontaktierungsschenkel 9 eines At the positive pole 5 ' is a Polkontaktierungsschenkel 9 a
Kontaktierungsanschlusses 3 der elektrischen Verbindung 1 Contact connection 3 of the electrical connection 1
angeschlossen, insbesondere durch Schweißverbindung, um einen sicheren Halt zu gewährleisten. Mit Vorteil sind zusätzlich zu der connected, in particular by welding, to ensure a secure fit. With advantage are in addition to the
Schweißverbindung Rastnasen 57 an der Kante der Welded connection locking lugs 57 at the edge of
Energiespeichereinheiten 6 vorgesehen, insbesondere als Rastnasenpaare, in welche der zweite Kontaktierungsanschluss 3 zur Kontaktierung des Pluspols 5' oder ein erster Kontaktierungsanschluss 2 zur Kontaktierung des Minuspols 5 einrastbar ist.  Energy storage units 6 are provided, in particular as latching lug pairs, in which the second contacting terminal 3 for contacting the positive pole 5 'or a first contacting terminal 2 for contacting the negative pole 5 can be latched.
Die Kontaktierungsanschluss 2, 3 sind als Metallplättchen konstanter Dicke ausgebildet. Der Kontaktierungsanschluss 3 verläuft von dem Pluspol 5' zum in Bezug auf den Energiespeicher 50 außen liegenden Rand und verlässt dort in L-förmiger Ausgestaltung die obere Ebene 53 und geht in einen Litzenkontaktierungsschenkel 11 über, der in den The contacting terminals 2, 3 are formed as metal plates of constant thickness. The contacting terminal 3 runs from the positive pole 5 'to the outer edge with respect to the energy store 50 and leaves the upper level 53 there in an L-shaped configuration and merges into a Litzungskontaktierungsschenkel 11, which in the
Hohlraum 7 hineinragt und dort den als Litze ausgebildeten flexiblen Abschnitt 12 kontaktiert. Die Kontaktierung der Litze 12 erfolgt an einem zweiten Ende 12.2 der Litze 12, das mit Axialabstand zu einem ersten Ende 12.1 der Litze 12 angeordnet ist. An dem ersten Ende 12.1 wird ein Litzenkontaktierungsschenkel 10 des ersten Kontaktierungsanschlusses 2 in Kontakt gebracht und durch den Axialabstand ist gewährleistet, dass eine Flexibilität der elektrischen Verbindung sowohl in radialer als auch in axialer Richtung des flexiblen Abschnitts 12 gegeben ist. Der Cavity 7 protrudes and contacted there designed as a strand flexible portion 12. The contacting of the strand 12 takes place at a second end 12.2 of the strand 12, which is arranged at an axial distance to a first end 12.1 of the strand 12. At the first end 12.1, a Litzenkontaktierungsschenkel 10 of the first Kontaktierungsanschlusses 2 is brought into contact and by the axial distance is ensured that a flexibility of the electrical connection in both the radial and in the axial direction of the flexible portion 12 is given. Of the
Axialabstand zwischen dem Litzenkontaktierungsschenkel 10 und dem Litzenkontaktierungsschenkel 11 im Bereich des ersten und zweiten Endes 12.1, 12.2 entlang einer Längsachse L des flexiblen Abschnitts 12 entspricht zumindest dem halben Durchmesser des flexiblen Abschnitts 12. Das erste Ende 12.1 des flexiblen Abschnitts 12 endet mit Vorteil in der korrespondierenden oberen oder unteren Ebene 53, 54. Axial distance between the Litzenkontaktierungsschenkel 10 and the Litzenkontaktierungsschenkel 11 in the region of the first and second ends 12.1, 12.2 along a longitudinal axis L of the flexible portion 12 corresponds to at least half the diameter of the flexible portion 12. The first end 12.1 of the flexible portion 12 ends with advantage in the corresponding upper or lower level 53, 54.
Der erste Kontaktierungsanschluss 2 besteht analog dem zweiten The first contacting terminal 2 is analogous to the second
Kontaktierungsanschluss 3 aus dem Litzenkontaktierungsschenkel 10 und einem Polkontaktierungsschenkel 8, der den Minuspol 5 der benachbarten Energiespeichereinheit 6 kontaktiert. Die Polkontaktierungsschenkel 8, 9 sind parallel zueinander und in der korrespondierenden oberen oder unteren Ebene 53, 54 angeordnet. Auch die Litzenkontaktierungsschenkel 10, 11 verlaufen fluchtend beziehungsweise parallel entlang einer gedachten Außenkontur des Energiespeichers 50 und aufeinander zu. Contacting terminal 3 from the Litzenkontaktierungsschenkel 10 and a Polkontaktierungsschenkel 8, which contacts the negative terminal 5 of the adjacent energy storage unit 6. The Polkontaktierungsschenkel 8, 9 are arranged parallel to each other and in the corresponding upper or lower level 53, 54. The Litzenkontaktierungsschenkel 10, 11 are aligned or parallel along an imaginary outer contour of the energy storage 50 and toward each other.
Die Polkontaktierungsschenkel 8, 9 sind praktisch identisch, während die Litzenkontaktierungsschenkel 10, 11 unterschiedlich ausgeformt sind. Mit anderen Worten: Die Polkontaktierungsschenkel 8, 9 verlaufen in einem gedachten kartesischen Koordinatensystem in einer Z-Richtung, während die Litzenkontaktierungsschenkel in einer X-Richtung und der flexible Abschnitt in einer Y-Richtung verlaufen, die jeweils zueinander orthogonal ausgerichtet sind. The Polkontaktierungsschenkel 8, 9 are virtually identical, while the Litzenkontaktierungsschenkel 10, 11 are formed differently. In other words, the pole contacting legs 8, 9 extend in an imaginary Cartesian coordinate system in a Z direction, while the strand contacting legs extend in an X direction and the flexible section in a Y direction, which are respectively orthogonal to each other.
Zum Abdichten und Isolieren der Pole ist ein die Oberseite des To seal and isolate the poles is a the top of the
Energiespeichers 50 abschließender Isolationsdeckel 20 vorgesehen, der auch zum Abschließen der Unterseite des Energiespeichers 50 verwendet werden kann. An dem Deckel sind erfindungsgemäß an dessen InnenseiteEnergy storage 50 final insulation cover 20 is provided, which can also be used to complete the bottom of the energy storage 50. On the lid are according to the invention on the inside
21 Rippen 22 vorgesehen, die zumindest teilweise in die jeweils 21 ribs 22 provided at least partially in the respective
korrespondierenden Hohlräume 7 eintauchen und dort zwischen dem flexiblen Abschnitt 12 und den korrespondierenden immerse corresponding cavities 7 and there between the flexible portion 12 and the corresponding
Energiespeichereinheiten 6 angeordnet sind. Die Rippen 22 sind V-förmig mit zwei Isolationsschenkeln 22, 23 angeordnet, die sich konkav an die jeweils korrespondierende Außenkontur der benachbarten  Energy storage units 6 are arranged. The ribs 22 are V-shaped with two isolation legs 22, 23 arranged, which are concave to the respective corresponding outer contour of the adjacent
Energiespeichereinheit 6 anschmiegen und dadurch einer Stabilisierung der elektrischen Verbindung 1 dienen. Darüber hinaus haben die RippenClinging energy storage unit 6 and thereby serve to stabilize the electrical connection 1. In addition, the ribs have
22 den Effekt, dass etwaige Litzendrähte der Litzen 12, die sich durch Vibrationen oder sonstige Einflüsse von der Litze gelöst haben, von einer Fehlkontaktierung abgehalten werden. 22 the effect that any stranded wires of the strands 12, which have been released from the strand by vibrations or other influences, are prevented from making a faulty contact.
Dies ist in Figuren 3 und 4 zu erkennen. Elektrische Verbindung für Energiespeicher B e z u g s z e i c h e n l i s t e This can be seen in Figures 3 and 4. Electrical connection for energy storage
Elektrische Verbindung Electrical connection
Kontaktierungsanschluss  bonding pad
Kontaktierungsanschluss bonding pad
, 5' Pole (Minuspol, Pluspol) '5 ' pole (negative pole, plus pole)
Akkuzellen (Energiespeichereinheiten) Battery cells (energy storage units)
Hohlräume cavities
Polkontakt ierungsschenkel  Polkontaktierungs leg
Po Ikontaktierungs Schenkel  Po Ikontaktierungs thighs
10 Li tzenkontaktierungs Schenkel  10 solder contacting legs
11 Litzenko taktierungsschenkel  11 Litzenko timing legs
12 Litze (flexibler Abschnitt)  12 strand (flexible section)
12.1 erstes Ende  12.1 first end
12.2 zweites Ende 12.2 second end
0 Isolationsdeckel  0 insulation cover
21 Innenseite  21 inside
22, 23 Isolationsschenkel  22, 23 isolation legs
50 Akkublock (Energiespeicher)  50 battery pack (energy storage)
51, 52 Anschlüsse  51, 52 connections
53 obere Ebene  53 upper level
54 untere Ebene  54 lower level
55 erste Reihe  55 first row
56 zweite Reihe  56 second row
57 Rastnasen  57 locking lugs
L Längsachse L longitudinal axis
W Zwischenwinkel  W intermediate angle
Z Zylinderlängsachse  Z cylinder longitudinal axis

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Elektrische Verbindung (1) zur parallelen und/oder seriellen 1. Electrical connection (1) for parallel and / or serial
Kontaktierung mehrerer, parallel zueinander angeordneter, zylindrischer Energiespeichereinheiten (6) eines Energiespeichers (50) durch erste und zweite Kontaktierungsanschlüsse (2, 3) zur Kontaktierung von Pluspolen (5') und/oder Minuspolen (5) der Energiespeichereinheiten (6) Contacting of a plurality of parallel, cylindrical energy storage units (6) of an energy store (50) by first and second contacting terminals (2, 3) for contacting positive poles (5 ' ) and / or negative poles (5) of the energy storage units (6)
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Kontaktierungsanschlüsse (2, 3) durch mindestens einen mit seiner Längsachse (L) parallel zur Zylinderlängsachse (Z) der Energiespeichereinheiten (6) anordenbaren flexiblen Abschnitt (12) elektrisch verbunden sind. the contacting connections (2, 3) are electrically connected by at least one flexible section (12) which can be arranged parallel to the cylinder longitudinal axis (Z) of the energy storage units (6) with its longitudinal axis (L).
2. Elektrische Verbindung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der flexible Abschnitt (12) zumindest überwiegend in durch die Form und Anordnung der Energiespeichereinheiten (6) gebildeten Hohlräumen (7) anordenbar ist, wobei die 2. Electrical connection (1) according to any one of the preceding claims, wherein the flexible portion (12) at least predominantly in formed by the shape and arrangement of the energy storage units (6) cavities (7) can be arranged, wherein the
Energiespeichereinheiten (6) kreiszylindrisch, insbesondere als Akkuzellen (6), und der Energiespeicher (50) als Akkublock (50) ausgebildet sind.  Energy storage units (6) circular cylindrical, in particular as a battery cells (6), and the energy storage device (50) are designed as a battery pack (50).
3. Elektrische Verbindung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der flexible Abschnitt (12) als, insbesondere zylindrische, vorzugsweise kreiszylindrische, und/oder unisolierte, Litze (12) ausgebildet ist. 3. Electrical connection (1) according to one of the preceding claims, wherein the flexible portion (12) as, in particular cylindrical, preferably circular cylindrical, and / or uninsulated, stranded wire (12) is formed.
4. Elektrische Verbindung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der erste Kontaktierungsanschluss (2) an einem ersten Ende4. Electrical connection (1) according to one of the preceding claims, wherein the first contacting terminal (2) at a first end
(12.1) des flexiblen Abschnitts (12) angebracht ist und der zweite Kontaktierungsanschluss (3) an einem, insbesondere mit (12.1) of the flexible portion (12) is mounted and the second contacting terminal (3) at one, in particular with
Axialabstand zum ersten Ende (12.1) angeordneten, zweiten Ende Axial distance to the first end (12.1) arranged second end
(12.2) des flexiblen Abschnitts (12) angebracht ist. (12.2) of the flexible portion (12) is mounted.
5. Elektrische Verbindung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der erste und der zweite Kontaktierungsanschluss (2, 3) als Metallplättchen ausgebildet sind. 5. Electrical connection (1) according to one of the preceding claims, wherein the first and the second contacting terminal (2, 3) are formed as metal platelets.
6. Elektrische Verbindung (l) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der erste und der zweite Kontaktierungsanschluss (2, 3) einen L-förmigen Querschnitt mit jeweils einem 6. Electrical connection (l) according to one of the preceding claims, wherein the first and the second contacting terminal (2, 3) has an L-shaped cross section, each having a
Polkontaktierungsschenkel (8, 9) und jeweils einem  Polkontaktierungsschenkel (8, 9) and one each
Litzenkontaktierungsschenkel (10, 11) aufweisen.  Litzungskontaktierungsschenkel (10, 11).
7. Elektrische Verbindung (1) nach Anspruch 6, bei der die 7. Electrical connection (1) according to claim 6, wherein the
Litzenkontaktierungsschenkel (10, 11) zueinander beabstandet sind.  Litzungskontaktierungsschenkel (10, 11) are spaced from each other.
8. Elektrische Verbindung (1) nach Anspruch 6 oder 7, bei der die Polkontaktierungsschenkel (8, 9) zueinander zumindest 8. Electrical connection (1) according to claim 6 or 7, wherein the Polkontaktierungsschenkel (8, 9) to each other at least
überwiegend parallel verlaufen und die  run mostly parallel and the
Litzenkontaktierungsschenkel (10, 11) zumindest überwiegend zueinander parallel und zumindest teilweise aufeinander zu verlaufen.  Litzenkontaktierungsschenkel (10, 11) at least predominantly parallel to each other and at least partially to each other.
9. Isolationsdeckel (20) zur Venastung mit einem zylindrische 9. Isolation cover (20) for Venastung with a cylindrical
Energiespeichereinheiten (6) aufweisenden Energiespeicher (50) und zum Schutz von Pluspolen (5') und/oder Minuspolen (5) der Energiespeichereinheiten (6), dadurch gekennzeichnet, dass an einer Innenseite (21) des Isolationsdeckels (20) Rippen (22) zum Abgrenzen eines parallel zur Zylinderlängsachse (Z) der  Energy storage units (6) having energy storage (50) and for the protection of positive poles (5 ') and / or negative poles (5) of the energy storage units (6), characterized in that on an inner side (21) of the insulation cover (20) ribs (22) for delimiting a parallel to the cylinder longitudinal axis (Z) of
Energiespeichereinheiten (6) anordenbaren flexiblen Abschnitts (12) gegenüber den Energiespeichereinheiten (6) vorgesehen sind.  Energy storage units (6) can be arranged flexible section (12) relative to the energy storage units (6) are provided.
10. Isolationsdeckel (20) nach Anspruch 9, bei dem die Rippen V- förmig mit zwei Isolationsschenkeln (23, 24), insbesondere mit einem Zwischenwinkel (W) von größer 30° und kleiner 60°, ausgebildet sind. 10. insulation cover (20) according to claim 9, wherein the ribs V-shaped with two isolation legs (23, 24), in particular with an intermediate angle (W) of greater than 30 ° and less than 60 °, are formed.
1 . Isolationsdeckel (20) nach Anspruch 1 0, bei dem d ie Iso lationsschenkel (23 , 24) eine konkave Krümmung zur Aufnahme je einer benachbarten Energiespeichereinhei t (6) aufweisen . 2. System aus einer elektrischen Verbindung ( l ) nach einem der 1 . Insulation cover (20) according to claim 1 0, wherein the iso lationschenkel (23, 24) have a concave curvature for receiving ever an adjacent Energiespeichereinhei t (6). 2. System of an electrical connection (l) according to one of
Ansprüche 1 bis 8 und einem Isolationsdeckel (20) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 . 3 . Energiespeicher (50), insbesondere für Hybridfahrzeuge, bestehend aus mehreren Energiespeichereinheiten (6), wobei die  Claims 1 to 8 and an insulation cover (20) according to any one of claims 9 to 1 1. 3. Energy storage (50), in particular for hybrid vehicles, consisting of a plurality of energy storage units (6), wherein the
Energiespeichereinheiten (6) durch elektrische Verbindungen ( 1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 parallel und/oder seriell miteinander elektrisch verbunden sind. 4. Energiespeicher (50) nach Anspruch 1 3 , bei dem ei n  Energy storage units (6) by electrical connections (1) according to one of claims 1 to 8 are connected in parallel and / or in series with each other electrically. 4. energy store (50) according to claim 1 3, wherein the egg n
Iso lationsdeckel (20) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1  Iso lationsdeckel (20) according to any one of claims 9 to 1 1
vorgesehen ist. 5. Energiespeicher (50), insbesondere für Hybridfahrzeuge, bestehend aus mehreren Energiespeichereinheiten (6), und einem  is provided. 5. Energy storage (50), in particular for hybrid vehicles, consisting of a plurality of energy storage units (6), and a
Isolationsdeckel (20) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 zur Ausbildung von Abtrennräumen zwischen benachbarten  Insulation cover (20) according to one of claims 9 to 11 for the formation of separation spaces between adjacent ones
Energiespeichereinheiten (6) des Energiespeichers (50).  Energy storage units (6) of the energy store (50).
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