WO2015074735A1

WO2015074735A1 - Batterie mit einer mehrzahl von batteriezellen wobei die pole mittels verbindungselemente verbunden sind

Info

Publication number: WO2015074735A1
Application number: PCT/EP2014/002815
Authority: WO
Inventors: Erdal ACIKGOEZ; Jörg Schmidt
Original assignee: Audi Ag
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2014-10-18
Publication date: 2015-05-28
Also published as: DE102013019468B4; DE102013019468A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie (12) mit einer Mehrzahl von Batteriezellen (10), wobei die Pole wenigstens zweier Batteriezellen (10) mittels eines Verbindungselements (28) elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Der Pol einer jeweiligen Batteriezelle (10) ist durch ein Kontaktelement (16) gebildet, welches eine Kontaktfläche (18) und eine aus der Kontaktfläche (18) hervorstehende Erhebung (20) aufweist. Das Verbindungselement (28) ist in einem Verbindungsbereich mit dem Kontaktelement (16) stoffschlüssig verbunden. Das Verbindungselement (28) weist im Verbindungsbereich eine Ausnehmung (48) auf, wobei die Erhebung (20) im Bereich der Ausnehmung (48) angeordnet ist.

Description

BATTERIE MIT EINER MEHRZAHL VON BATTERIEZELLEN WOBEI DIE POLE MITTELS VERBINDUNGSELEMENTE VERBUNDEN SIND

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, wobei die Pole wenigstens zweier Batteriezellen mittels eines Verbindungsele- ments elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Der Pol einer jeweiligen Batteriezelle ist durch ein Kontaktelement gebildet, welches eine Kontaktfläche und eine aus der Kontaktfläche hervorstehende Erhebung aufweist. Das Verbindungselement ist in einem Verbindungsbereich mit dem Kontaktelement stoffschlüssig verbunden. Das Verbindungselement weist im Verbin- dungsbereich eine Ausnehmung auf, wobei die Erhebung im Bereich der Ausnehmung angeordnet ist.

Die WO 2013/131 607 A1 beschreibt eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, wobei die elektrischen Pole der Batteriezellen mittels eines Verbindungselements elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Hierbei ist das Verbindungselement durch eine Litze mit einer Vielzahl von Einzeldrähten gebildet, welche in einem jeweiligen Anschlussbereich kompaktiert sind. Die elektrischen Pole der Batteriezellen können stiftförmige Komponenten aufweisen, welche durch in dem Anschlussbereich vorgesehene Durch- trittsöffnungen hindurchtreten. Das im Anschlussbereich quaderförmig ausgebildete Verbindungselement liegt mit einer ebenen Kontaktfläche an einer ebenfalls ebenen Kontaktfläche eines Sockelbereichs des elektrischen Pols an. Im Anschlussbereich ist das Verbindungselement mit dem elektrischen Pol stoffschlüssig verbunden, etwa mittels eines Strahlschweißverfahrens

Eine weitere Batterie (22) ist in Fig. 2 schematisch gezeigt. Das Verbindungselement, mittels welchem die in Fig. 2 gezeigten Batteriezellen (10) der Batterie (22) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wird auch als Stromschiene (24) oder Busbar bezeichnet. Bei der in Fig. 2 gezeigten Batte- rie (22) sind die Pole mit dem Verbindungselement durch Verschweißen verbunden.

Bei einem alternativen Verfahren des elektrischen Verbindens von Polen von Batteriezellen miteinander kann die Stromschiene auch mit dem jeweiligen Pol verschraubt sein. Die Kontaktelemente der jeweiligen Batteriezelle, welche auch als Terminals bezeichnet werden, unterscheiden sich jedoch je nach der Verbindungsart, nämlich je nachdem, ob die Stromschiene mit dem Terminal verschraubt oder verschweißt werden soll.

Der jeweilige Pol der in Fig. 2 gezeigten Batteriezelle (10) ist durch ein plattenartiges Kontaktelement (16) gebildet, welches eine Kontaktfläche (18) aufweist. Aus dieser Kontaktfläche (18) tritt eine Erhebung (20) hervor. Die Erhebung (20) ist dadurch bedingt, dass an der Stelle der Erhebung (20) die einzelnen Ableiterelemente der gleichnamigen Elektroden der jeweiligen Batteriezelle (10) zusammengefasst und mit dem plattenartigen Kontaktelement (16) insbesondere durch Verschweißen verbunden sind. Das Verbindungselement oder die Stromschiene (24) liegt in einem neben dieser Erhebung (20) zur Verfügung stehenden Verbindungsbereich an der Kontaktfläche (18) des Kontaktelements (16) an und ist hier mit dem Kontaktelement (16) verschweißt.

Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass neben der Erhebung vergleichsweise wenig Platz für das Verbindungselement zur Verfügung steht. Um dennoch mittels des Verbindungselements einen für eine bestimmte Stromdichte vorzusehenden Leitungsquerschnitt bereitzustellen, weist das in Fig. 2 gezeigte Verbindungselement eine vergleichsweise große Dicke von etwa 2 Millimetern auf. Dies beansprucht einerseits vergleichsweise viel Bauraum. Andererseits sind dadurch die zum stoffschlüssigen Verbinden zur Verfügung stehenden Verbindungsverfahren eingeschränkt.

Die vorstehend beschriebenen Batterien kommen insbesondere in Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen als elektrische Energiespeicher zum Einsatz. Durch elektrisch leitendes Verbinden einer Vielzahl von Batteriezellen werden hierbei entsprechend hohe Ströme und Spannungen bereitgestellt.

Die DE 10 2007 031 859 A1 beschreibt eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, bei welcher die Pole von zwei Batteriezellen durch ein Verbindungselement elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Ein Kontaktab- schnitt des Verbindungselements, welcher mit dem jeweiligen Pol in Anlage ist, ist hierbei gabelförmig ausgebildet. Der gabelförmige Kontaktabschnitt wird mittels zweier Schweißpunkte an dem elektrischen Pol der Batteriezelle befestigt. Hierbei wird in den beiden voneinander durch einen Spalt getrenn- ten Zinken des gabelförmigen Kontaktabschnitts jeweils ein Schweißpunkt gesetzt.

Ein Batteriezellenverbinder, welcher mit jeweiligen Batteriezellen einer Batte- rie durch Laserschweißen stoffschlüssig verbunden ist, ist des weiteren in der DE 10 2011 109 238 A1 beschrieben.

Des Weiteren beschreibt die DE 198 32 234 A1 ein elektrisches Sicherungselement mit einem zwischen Anschlussstücken angeordneten Schmelzstrei- fen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Batterie der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher sich ein verringerter Bauraumbedarf erreichen lässt.

Diese Aufgabe wird durch eine Batterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Bei der erfindungsgemäßen Batterie weist das Verbindungselement im Verbindungsbereich eine Ausnehmung auf, wobei die Erhebung im Bereich der Ausnehmung angeordnet ist. Durch diese Art der Gestaltung des Verbindungselements kann die durch das Kontaktelement bereitgestellte Kontaktfläche optimal ausgenutzt werden. Das Verbindungselement liegt nämlich im Verbindungsbereich beiderseits der Ausnehmung und somit auch beiderseits der Erhebung an der Kontaktfläche an. Durch dieses besonders weitgehende Ausnutzen der zur Verfügung stehenden Kontaktfläche kann eine Dicke oder Wandstärke des Verbindungselements besonders gering gehalten werden. Dies ermöglicht den Einsatz besonders günstiger Verbindungsverfahren für das stoffschlüssige Verbinden des Verbindungselements mit der Kontaktfläche im Verbindungsbereich. Es können insbesondere Verbindungsverfahren zum Einsatz kommen, welche bei einem im Verbindungsbereich vergleichsweise dicken Verbindungselement Schwierigkeiten bereiten oder nicht einsetzbar sind.

Des Weiteren lässt sich so ein verringerter Bauraumbedarf erreichen. Durch die große Anlagefläche des Verbindungselements in dem Verbindungsbereich kann nämlich selbst bei einer vergleichsweise geringen Dicke oder Wandstärke des Verbindungselements die beim Laden und Entladen der Batterie auftretende Stromdichte gering gehalten werden.

Aufgrund des hierdurch erzielbaren Gewinns an Bauraum lassen sich be- sonders leicht weitere Komponenten an den Batteriezellen anordnen, beispielsweise eine Platine zum Überwachen und/oder Balancieren der einzelnen Batteriezellen der Batterie.

Zudem lassen sich durch das optimale Ausnutzen der Kontaktfläche mehrere Verbindungsstellen im Verbindungsbereich realisieren, beispielsweise jeweils eine Verbindungsstelle beiderseits der Erhebung. Dies führt zu einer erhöhten Sicherheit der stoffschlüssigen Verbindung des Verbindungselements mit dem Kontaktelement. Sollte also eine der Verbindungsstellen aufgrund äußerer Einflüsse geschwächt werden, so kann die Funktion der elektrisch leiten- den Verbindung über die zweite Verbindungsstelle weiterhin sichergestellt werden.

Durch die Möglichkeit, ein vergleichsweise dünnes Verbindungselement einzusetzen, also ein Verbindungselement mit im Verbindungsbereich ver- gleichsweise geringer Wandstärke, lassen sich zudem Fertigungstoleranzen der Batteriezellen und insbesondere der Kontaktelemente ausgleichen. Das Verbindungselement geringer Wandstärke weist nämlich eine vergleichsweise große Flexibilität auf. Darüber hinaus lässt sich aufgrund des großflächigen Verbindungsbereichs eine gute Wärmeabgabe erreichen.

Einem geringen Gewicht der Batterie ist es des Weiteren zuträglich, dass gemäß der Erfindung das Verbindungselement in einem zwischen den Kontaktflächen zweier benachbarter Batteriezellen angeordneten Übergangsbereich wenigstens eine, insbesondere randliche, Aussparung aufweist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ausnehmung als Bereich des Verbindungselements ausgebildet, welcher eine im Vergleich zu an die Ausnehmung angrenzenden Bereichen des Verbindungselements verringerte Wandstärke aufweist. Hierbei ist eine Tiefe der Ausnehmung größer oder gleich einer Höhe der Erhebung. Ein solches Verbindungselement mit in dem Bereich der Erhebung verringerter Wandstärke lässt sich fertigungstechnisch besonders einfach realisieren, etwa durch Eindrücken der Ausnehmung oder einer solchen Vertiefung in das Verbindungselement mittels eines Werkzeugs. Durch das Vorsehen der Vertiefung wird besonders einfach vermie- den, dass die Erhebung des Kontaktelements als Störkontur wirkt, also ein In-Anlage-Bringen des Verbindungselements mit der Kontaktfläche erschwert. Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Ausnehmung als Durch- trittsöffnung ausgebildet ist. Eine solche Durchtrittsöffnung lässt sich besonders leicht bereitstellen, etwa in einem Stanzverfahren durch Ausstanzen eines von der Größe her dem der Erhebung entsprechenden Bereichs aus dem Verbindungselement. Bei dieser Ausbildung des Verbindungselements lässt sich selbiges zudem besonders einfach und prozesssicher positionieren, da durch die Durchtrittsöffnungen die Erhebungen der Kontaktelemente benachbarter Batteriezellen sichtbar sind. Zudem können die Erhebungen als Positionierhilfen genutzt werden. Es kann nämlich beispielsweise optisch erfasst werden, wenn die Erhebungen in den Bereich der Durchtrittsöffnun- gen gelangen. Darüber hinaus lässt sich mit einem Verbindungselement, bei welchem im Verbindungsbereich lediglich die mit den Erhebungen korrespondierenden Durchtrittsöffnungen ausgespart sind, die an dem Kontaktelement zur Verfügung stehende Kontaktfläche besonders weitgehend ausnutzen.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Ausnehmung als Schlitz ausgebildet ist, an welchen zwei im Verbindungsbereich angeordnete Schenkel des Verbindungselements angrenzen. Auch ein solches Verbindungselement lässt sich fertigungstechnisch einfach bereitstellen, etwa durch Ausstanzen der Schlitze. Des Weiteren kann hierbei insbesondere das gesamte Verbindungselement in einem Stanzverfahren hergestellt werden. Durch das Vorsehen des Schlitzes in dem Verbindungselement lässt sich zudem ein vergleichsweise geringes Gewicht des Verbindungselements erreichen.

Ein besonders geringer Bauraumbedarf der Batterie lässt sich erreichen, wenn eine Wandstärke des Verbindungselements im Verbindungsbereich kleiner oder gleich etwa 1 Millimeter ist. Zudem lässt sich so das Gewicht der Batterie gering halten.

Das Verbindungselement liegt in dem Verbindungsbereich bevorzugt flächig an der Kontaktfläche an. So lässt sich eine besonders sichere und belastbare stoffschlüssige Verbindung des Verbindungselements mit der Kontaktflä- che des Kontaktelements erreichen, welche im Betrieb der Batterie zu besonders geringen Übergangswiderständen führt.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Verbindungselement in dem Verbindungsbereich mit der Kontaktfläche durch ein Schweißverfahren verbunden ist. Hierbei können insbesondere das Laserschweißen, das Widerstandsschweißen oder das Buckelschweißen zum Einsatz kommen. Derartige Verbindungstechnologien sind besonders einfach und kostengünstig realisierbar.

Das Verbindungselement kann aus einer Aluminiumlegierung oder aus Kupfer gebildet sein. Bei Verwendung einer Aluminiumlegierung kann insbesondere ein aus der Aluminiumlegierung gebildeter Grundkörper des Verbindungselements mit einer Nickel enthaltenden Beschichtung versehen sein. Derartige Materialien lassen sich besonders gut mit den Kontaktelementen der Batteriezellen verbinden, insbesondere durch Schweißverfahren.

Das Verbindungselement kann jedoch auch als Hybridbauteil ausgebildet sein, welches bereichsweise eine Aluminiumlegierung und bereichsweise Kupfer aufweist. Auch hier kann die Aluminiumlegierung eine Nickel- Beschichtung aufweisen. Mit einem solchen, als Hybridbauteil ausgebildeten Verbindungselement lässt sich insbesondere ein sortenreiner Kontakt zu den Polen der Batteriezellen herstellen. Es kann also ein aus Aluminium gebildetes Kontaktelement mit dem die Aluminiumlegierung aufweisenden Bereich des Hybridbauteils und ein aus Kupfer gebildetes Kontaktelement mit dem aus Kupfer gebildeten Bereich des Hybridbauteils verbunden werden. Dies ist im Hinblick auf die im Betrieb der Batterie auftretenden Übergangswiderstände vorteilhaft. Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn mittels des Verbindungselements die Pole von genau zwei oder einem Vielfachen von zwei Batteriezellen elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Entsprechende Verbindungselemente lassen sich nämlich fertigungstechnisch besonders leicht realisieren. Dies gilt insbesondere, wenn das Verbindungselement die Pole von genau vier Batteriezellen elektrisch leitend miteinander verbindet.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombina- tionen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch und in einer Perspektivansicht zwei prismatische

Batteriezellen einer Batterie für ein Fahrzeug;

Fig. 2 in einer Draufsicht eine Batterie gemäß dem Stand der Technik, bei welcher die elektrischen Pole der Batteriezellen über eine Stromschiene miteinander verbunden sind, welche in jeweiligen Verbindungsbereichen mit den Polen verschweißt ist;

Fig. 3 eine Batterie mit den Batteriezellen gemäß Fig. 1 , wobei die elektrischen Pole benachbarter Batteriezellen mittels H-förmiger Verbindungselemente miteinander verbunden sind; Fig. 4 die Batterie gemäß Fig. 3 in einer Draufsicht;

Fig. 5 das H-förmige Verbindungselement gemäß Fig. 3 in einer Perspektivansicht; Fig. 6 das H-förmige Verbindungselement gemäß Fig. 5 in einer

Draufsicht;

Fig. 7 in einer perspektivischen Ansicht eine weitere Art eines Verbindungselements, welches bei einer Batterie zum Verbinden der elektrischen Pole der Batteriezellen gemäß Fig. 1 eingesetzt wird;

Fig. 8 die Batterie gemäß Fig. 3, bei welcher jedoch die elektrischen

Pole der benachbarten Batteriezellen mittels des in Fig. 7 ge- zeigten Verbindungselements elektrisch leitend miteinander verbunden sind; die Batterie gemäß Fig. 8 in einer Draufsicht; das Verbindungselement gemäß Fig. 7 in einer Draufsicht'; ein Verbindungselement, welches von der Gestalt her dem in Fig. 7 gezeigten entspricht, bei welchem jedoch anstelle von Durchtrittsöffnungen Bereiche verringerter Wandstärke vorgesehen sind; das Verbindungselement gemäß Fig. 11 in einer geschnittenen Detailansicht; ein Verbindungselement, welches zum elektrischen Verbinden von vier Batteriezellen ausgebildet ist; und ein Verbindungselement, mittels welchem sich mehr als zwei Batteriezellen elektrisch leitend miteinander verbinden lassen oder aus welchem sich die in Fig. 11 oder in Fig. 13 gezeigten Verbindungselemente herstellen lassen.

Fig. 1 zeigt zwei prismatische Batteriezellen 10 einer in Fig. 3 gezeigten Bat- terie 12 für ein Fahrzeug. Eine jeweilige Batteriezelle 10 umfasst ein Zellgehäuse 14 sowie zwei elektrische Pole. Die beiden Pole der Batteriezelle 10 sind durch Kontaktelemente 16 gebildet, welche auch als Terminals bezeichnet werden. Diese plattenförmigen Kontaktelemente 16 weisen eine Kontaktfläche 18 auf. Die Kontaktfläche 18 ist jedoch herstellungsbedingt nicht voll- ständig eben. Vielmehr befindet sich im Bereich der Kontaktfläche 18 des jeweiligen Kontaktelements 16 eine kleine Erhebung 20. Die Erhebung 20 ist dadurch bedingt, dass in diesem Bereich die Abieiter der einzelnen in einem jeweiligen Zellgehäuse 14 angeordneten Elektroden zusammengefasst und mit dem übrigen Teil des jeweiligen Kontaktelements 16 verbunden sind.

Fig. 2 zeigt eine dem Stand der Technik gemäße Batterie 22 mit den beiden in Fig. 1 gezeigten Batteriezellen 10. Hierbei sind zum elektrischen Verbinden der elektrischen Pole der benachbarten Batteriezellen 10 miteinander zwei Stromschienen 24 vorgesehen. Die Stromschienen 24 sind mit einem jeweiligen Bereich des Kontaktelements 16 verschweißt, welcher sich neben der Erhebung 20 befindet. Vorliegend sind die Stromschienen 24 innenliegend angeordnet, also zwischen der jeweiligen Erhebung 20 und einem inneren Rand 26 des jeweiligen Kontaktelements 16. An dieser Stelle ist nämlich etwas mehr Platz als zwischen der Erhebung 20 und einem gegenüberliegenden Rand des jeweiligen Kontaktelements 16.

Dennoch ist der für die Stromschienen 24 zur Verfügung stehende Teil der Kontaktfläche 18 eingeschränkt, so dass die Stromschienen 24 eine ver- gleichsweise große Dicke aufweisen. Diese beträgt üblicherweise etwa 2 Millimeter oder mehr.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Batterie 12 kommen hingegen Verbindungselemente 28 zum Verbinden der elektrischen Pole der beiden in Fig. 1 gezeig- ten Batteriezellen 10 zum Einsatz, welche die Kontaktfläche 18 des jeweiligen Kontaktelements 16 besonders weitgehend ausnutzen. Diese im Wesentlichen H-förmig ausgebildeten Verbindungselemente 28 weisen nämlich Schlitze 30 auf (vergleiche Fig. 5), in welchen die Erhebungen 20 der Kontaktelemente 16 angeordnet sind.

Das jeweilige Verbindungselement 28 ist also bei der Batterie 12 gemäß Fig. 3 mit einem größeren Teil der Kontaktfläche 18 des jeweiligen Kontaktelements 16 in Anlage als dies bei der Batterie 22 gemäß Fig. 2 der Fall ist. Dies liegt daran, dass an die Schlitze 30 angrenzende Schenkel 32 des Ver- bindungselements 28 mit der Kontaktfläche 18 des jeweiligen Kontaktelements 16 beiderseits der jeweiligen Erhebung 20 in Anlage sind (vergleiche Fig. 4).

In einem Übergangsbereich 34 des Verbindungselements 28, welcher bei Anordnung des Verbindungselements 28 an den beiden benachbarten Batteriezellen 10 zwischen den jeweiligen Kontaktflächen 18 der Batteriezellen 10 angeordnet ist, weist das Verbindungselement 28 weitere, randliche Aussparungen 36 auf (vergleiche Fig. 5). Eine Breite 38 dieser Aussparungen 36 kann etwa 8 Millimeter bis 9 Millimeter betragen und beispielsweise bei 8,6 Millimetern liegen. Eine Breite 40 der Schlitze 30 kann demgegenüber etwa 10 Millimeter betragen. Im Bereich der Schenkel 32 kann das Verbindungselement 28 eine Breite 42 von etwa 30 Millimetern aufweisen. Eine Breite 44 des Verbindungselements 28 zwischen den Aussparungen 36 kann bei etwa 24 Millimetern liegen. Schließlich kann eine Länge 46 des Verbin- dungselements 28 etwa 40 Millimeter betragen und insbesondere bei 40,6 Millimetern liegen (vergleiche Fig. 6).

Bei dem in Fig. 7 gezeigten Verbindungselement 28 sind anstelle der Schlit- ze 30 Durchtrittsöffnungen 48 vorgesehen, welche bei Anordnung des Verbindungselements 28 an den Batteriezellen 10 der Batterie 12 im Bereich der jeweiligen Erhebungen 20 zu liegen kommen (vergleiche Fig. 8). Auch dieses Verbindungselement 28 weist im Übergangsbereich 34 die randlichen Aussparungen 36 auf (vergleiche Fig. 10).

Das in Fig. 7 gezeigte Verbindungselement 28 umschließt im Verbindungsbereich, in welchem das Verbindungselement 28 mit den Kontaktflächen 18 der Kontaktelemente 16 der benachbarten Batteriezellen 10 verschweißt ist, die Erhebungen 20 außenumfangsseitig (vergleiche Fig. 9). So wird die zur Verfügung stehende Kontaktfläche 18 der Kontaktelemente 16 besonders weitgehend ausgenutzt.

Die in Fig. 5 und Fig. 7 gezeigten Verbindungselemente 28 können eine Dicke von beispielsweise etwa 1 Millimeter oder weniger aufweisen. Durch die Verwendung derartiger, flacher Verbindungselemente 28 beansprucht die Batterie 12 weniger Bauraum in der Höhe, also in eine in Fig. 8 durch einen Pfeil 49 angegebene Hochrichtung der Batteriezellen 10. Dies ermöglicht es, beispielsweise einen Zellmodulcontroller anzubringen, mittels welchem insbesondere die elektrischen Eigenschaften der einzelnen Batteriezellen 10 überwacht werden können.

Bei dem in Fig. 10 in einer Draufsicht gezeigten Verbindungselement 28 gemäß Fig. 7 kann ein Durchmesser 50 der Durchtrittsöffnungen 48 beispielsweise bei 7 Millimetern liegen. Die Breite 44 zwischen den Aussparungen 36 und die Länge 46 sind vorliegend wie bei dem in Fig. 6 gezeigten Verbindungselement 28 bemessen. Des Weiteren kann eine Breite 52 zwischen abgerundeten Ecken des Verbindungselements 28 beispielsweise bei etwa 28 Millimetern liegen. Die anhand von Fig. 6 und Fig. 10 beschriebenen Bemaßungen der Verbindungselemente 28 können je nach Anzahl der elektrisch miteinander zu verbindenden Batteriezellen 10 und in Abhängigkeit von der jeweiligen Geometrie der Verbindungselemente 28 variieren. Das in Fig. 11 gezeigte Verbindungselement 28 entspricht von der äußeren Gestalt her dem in Fig. 10 gezeigten. Jedoch sind hier keine Durchtrittsöffnungen 48 vorgesehen, sondern an deren Stelle sind Einbuchtungen 54 vorhanden. Im Bereich der Einbuchtungen 54 weist das Verbindungselement 28 dementsprechend eine geringere Dicke oder Wandstärke auf als im restlichen Bereich des Verbindungselements 28. Derartige Einbuchtungen 54 können beispielsweise durch Eindrücken derselben mit einem Werkzeug hergestellt werden. Insbesondere aus der in Fig. 12 gezeigten Schnittansicht des Verbindungselements 28 gemäß Fig. 11 geht die im Bereich der jeweili- gen Einbuchtung 54 verringerte Wandstärke oder Dicke des Verbindungselements 28 gut hervor.

Die Verbindungselemente 28 werden mit den Kontaktflächen 18 der Kontaktelemente 16 der Batteriezellen 10 in Anlage gebracht. Anschließend werden die an den Kontaktflächen 18 anliegenden Bereiche der Verbindungselemente 28 mit den Kontaktelementen 16 durch ein Schweißverfahren verbunden. Hierbei können beispielsweise Laserschweißen, Widerstandsschweißen oder Buckelschweißen zum Einsatz kommen. Fig. 13 zeigt ein weiteres Verbindungselement 56, welches doppelt so groß ist wie das in Fig. 11 gezeigte Verbindungselement 28. Entsprechend weist dieses Verbindungselement 56 vier Einbuchtungen 54 auf, in welchen jeweils eine Erhebung 20 eines jeweiligen Kontaktelements 16 Platz findet. Mit dem in Fig. 13 gezeigten Verbindungselement 56 lassen sich somit die elektri- sehen Pole von vier Batteriezellen 10 elektrisch leitend miteinander verbinden.

Auch ein in Fig. 14 gezeigtes weiteres Verbindungselement 58 ist dazu geeignet, die Pole einer Mehrzahl von Batteriezellen 10 elektrisch leitend mitei- nander zu verbinden. Hier sind nämlich acht Einbuchtungen 54 vorgesehen, in welchen die Erhebungen 20 von elektrisch miteinander zu verbindenden Polen einer Mehrzahl von Batteriezellen 10 angeordnet werden können.

Das Verbindungselement 58 kann jedoch auch dazu genutzt werden, Stücke bereitzustellen, welche jeweils dem in Fig. 1 1 oder in Fig. 13 gezeigten Verbindungselement 28 entsprechen. Ein derartiges Stück kann von dem in Fig. 14 gezeigten Verbindungselement 58 abgetrennt und dann zum Verbinden der elektrischen Pole von zwei oder vier Batteriezellen 10 genutzt werden. Dies kann insbesondere in einem automatisierten Fertigungsverfahren zum Herstellen einer Batterie 12 geschehen. Bei diesem werden von einem bandförmigen Materialstrang, wie er in Fig. 14 gezeigt ist, die Stücke in Form der Verbindungselemente 28 abgetrennt. Mit den Stücken oder Verbindungselementen 28 werden dann jeweils zwei oder vier Pole benachbarter Batteriezellen 10 elektrisch leitend miteinander verbunden.

Auch das Verschweißen der jeweiligen Stücke oder Verbindungselemente 28 mit den Kontaktelementen 16 der benachbarten Batteriezellen 10 kann bei dem Fertigungsverfahren automatisiert erfolgen.

Claims

NEUE PATENTANSPRÜCHE:

1. Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen (10), wobei die Pole wenigstens zweier Batteriezellen (10) mittels eines Verbindungselements (28, 56, 58) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wobei der Pol einer jeweiligen Batteriezelle (10) durch ein Kontaktelement (16) gebildet ist, welches eine Kontaktfläche (18) und eine aus der Kontaktfläche (18) hervorstehende Erhebung (20) aufweist, wobei das Verbindungselement (28, 56, 58) in einem Verbindungsbereich mit dem Kontaktelement (16) stoffschlüssig verbunden ist,

wobei das Verbindungselement (28, 56, 58) im Verbindungsbereich eine Ausnehmung (30, 48, 54) aufweist, und wobei die Erhebung (20) im Bereich der Ausnehmung (30, 48, 54) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Verbindungselement (28, 56, 58) in einem zwischen den Kontaktflächen (18) zweier benachbarter Batteriezellen (10) angeordneten Übergangsbereich (34) wenigstens eine Aussparung (36) aufweist.

2. Batterie nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ausnehmung (54) als Bereich des Verbindungselements (56, 58) mit einer im Vergleich zu an die Ausnehmung (54) angrenzenden Bereichen des Verbindungselements (56, 58) verringerter Wandstärke ausgebildet ist.

3. Batterie nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ausnehmung als Durchtrittsöffnung (48) ausgebildet ist.

4. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ausnehmung als Schlitz (30) ausgebildet ist, an welchen zwei im Verbindungsbereich angeordnete Schenkel (32) des Verbindungselements (28) angrenzen.

5. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Wandstärke des Verbindungselements (28, 56, 58) im Verbindungsbereich kleiner oder gleich etwa 1 mm ist. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die wenigstens eine Aussparung (36) in dem Übergangsbereich (34) randlich angeordnet ist.

Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Verbindungselement (28, 56, 58) in dem Verbindungsbereich flächig an der Kontaktfläche (18) anliegt.

Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Verbindungselement (28, 56, 58) in dem Verbindungsbereich mit der Kontaktfläche (18) durch ein Schweißverfahren verbunden ist.

Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Verbindungselement (28, 56, 58)

aus einer Aluminiumlegierung oder aus Kupfer gebildet oder als bereichsweise eine Aluminiumlegierung und bereichsweise Kupfer aufweisendes Hybridbauteil ausgebildet

ist.

Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

mittels des Verbindungselements (28, 56, 58) die Pole von genau zwei oder einem Vielfachen von zwei Batteriezellen (10) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.