WO2016015806A1 - Vorrichtung und verfahren zur ausbildung einer elektrischen kontaktierung zwischen einer energiespeicherzelle und einer leiterblechstruktur durch verwendung eines leiterdrahtes - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur ausbildung einer elektrischen kontaktierung zwischen einer energiespeicherzelle und einer leiterblechstruktur durch verwendung eines leiterdrahtes Download PDF

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conductor plate
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Definitions

  • the invention relates to a device for forming an electrical contact between an electrical energy storage cell and an electrically conductive conductor plate structure via an electrically conductive conductor wire, comprising a tool for forming an electrical Kontak- tion between an electrically conductive conductor wire and an electrical energy storage cell and for forming a electrical contact between the or an electrically conductive conductor wire and the or an electrically conductive conductor plate structure.
  • a device comprising a tool for forming an electrical contact between an electrically conductive conductor wire and an electrical energy storage cell and for forming an electrical contact between the or an electrically conductive conductor wire and the or an electrically conductive conductor plate structure is used.
  • the device is associated with a separate device to the tool, via which the required for the formation of the electrical contacts described energy is provided.
  • the invention has for its object to provide an improved device for forming an electrical contact between an electrical energy storage cell and an electrically conductive conductor plate structure.
  • a device of the aforementioned type which is characterized in that the tool comprises a movable at least one free end by a laderblech Modellbrooke opening tool element, wherein on or in the region of the movable through a laderblech Modellbrooke opening free end of the tool element at least one contacting device for forming an electrical contact between the or an electrically conductive conductor wire and the or an electrical energy storage cell and for forming an electrical contact between the electrically conductive conductor wire and the or an electrically conductive conductor plate structure is arranged or formed.
  • the device is generally designed or set up to form an electrical contact between an electrical energy storage cell and an electrically conductive conductor plate structure via an electrically conductive conductor wire.
  • the device comprises a tool for forming an electrical contact between an electrically conductive conductor wire and an electrical energy storage cell and for forming an electrical contact between the or an electrically conductive conductor wire and the or an electrically conductive conductor plate structure.
  • the formation of the electrical contact between the electrically conductive conductor wire and the electrical energy storage cell and the formation of the electrical contact between the electrically conductive conductor wire and the electrically conductive conductor plate structure typically takes place via bonding or wire bonding; therefore Typically, the tool is a bonding or wire bonding tool.
  • the tool comprises at least one tool element which is movable at least with a free end through a conductor plate-structure-side opening.
  • the tool element is therefore on the one hand, at least in the region of a free end, in geometrical-constructive respects designed such that it is in principle by a corresponding laderblech Modell Tooe, d. H. formed in a conductor plate structure, opening or opening can be moved.
  • the tool element is so movably mounted via a corresponding bearing, that it by a corresponding laderblech Modell Tooe, d. H. formed in a conductor plate structure, opening can be moved.
  • the storage is typically a manually or at least partially automated driven or driven drive device, for. B. in the form of a servomotor, assigned, via which can realize movements of the tool element.
  • the tool element is a contacting device for forming an electrical contact between the or an electrically conductive conductor wire and the or an electrical energy storage cell and for forming an electrical contact between the electrically conductive conductor wire and the or an electrically conductive conductor plate structure associated.
  • the actual formation of corresponding electrical contacts between a corresponding energy storage cell and a corresponding conductor plate structure ensues via the contacting device.
  • the contacting device it is thus possible to form the energy required to form corresponding electrical contacts. Since the electrical contacts, as mentioned, are typically formed by means of bonding or wire bonding, it is with the contacting device is typically a bonding or wire bonding device. '
  • the contacting device is arranged or formed on or in the region of the free end of the tool element, which is movable by the or generally a conductor plate-structure-side opening, and thus directly on the tool element.
  • the contacting device is therefore an integral part of the tool element.
  • the device is so compact in terms of plant technology and thus constructed advantageously.
  • the tool element equipped with the contacting device can be called or considered the first tool element.
  • the contacting device is in particular as a vibration device for generating and / or introducing vibrations; in particular mechanical vibrations (vibrations), at least formed in an electrically conductive conductor wire or comprises at least one such.
  • the vibrating device allows the energy required to form corresponding electrical contacts in the form of oscillations, ie. H. in particular vibration, train.
  • the vibration device can therefore be called or considered a bonding head.
  • the oscillation generation can therefore take place directly or locally on the particular contact area to be formed. Based on a bonding process, the generation of the vibrations required for the bonding takes place directly or locally on the respective contacting region to be formed.
  • the vibration device can be controlled in such a way that it is possible to realize these different vibrations, in particular different vibration amplitudes or frequencies. Consequently, the oscillations can be adapted or optimized with regard to a concrete pairing of two joining partners, ie, for example, conductor wire and conductor sheet structure.
  • different technical approaches are possible for generating vibrations.
  • the vibration device may be formed, for example, as a piezoelectric element and / or as a magnetic element or comprise at least one piezoelectric element and / or at least one magnetic element.
  • the tool element may have an angle, in particular plumb, projecting from an elongated base portion of pliers portion on which the contacting device is arranged or formed.
  • the tool element can thus have an L-shaped geometric shape formed by an elongated base section and a tong section that is angularly, in particular perpendicular, projecting from the latter.
  • the pliers section comprising the contacting device can be designated or considered as the first pliers section of the tool.
  • the tool is expediently designed in several parts, d. H.
  • it expediently comprises at least one further tool element.
  • Another tool element may also have an angle, in particular plumb, projecting from an elongated base portion pliers section.
  • the forceps region can form a support region for supporting the further tool element on the conductor plate structure, in particular of a surface or side of a conductor plate structure facing away from an energy storage cell.
  • the further tool element can also have an L-shaped geometric shape formed by an elongate base section and an angle, in particular plumb, projecting tong section.
  • the pliers section having the support section can be referred to as a further pliers section of the tool.
  • the forceps section of the or a further tool element can prevent at least one securing projection for, in particular form-fitting engagement with a corresponding conductor plate structure-side recess such that a relative movement, in particular a sliding movement, between the further tool element resting on the electrically conductive conductor plate structure and the electrically conductive conductor plate structure is prevented, exhibit.
  • a corresponding securing projection movements, in particular sliding movements, of the further tool element relative to the conductor plate structure, in particular along the conductor plate structure, can thus be prevented, thus realizing a stable arrangement of the further tool element on or on the conductor plate structure.
  • the conductor plate structure is expediently prepared with corresponding recesses corresponding to the tool element-side securing projections, ie, for example, groove-like depressions.
  • the tool element-side securing projections ie, for example, groove-like depressions.
  • an inverse principle ie tool element-side recesses and corresponding thereto conductor plate structure-side projections, conceivable.
  • the at least two tool elements ie the first tool element and the at least one further tool element, are mounted so as to be movable relative to one another.
  • the movable mounting of the tool elements makes it possible for them to overlap or encompass an exposed region of the conductor plate structure delimiting, in particular a conductor plate-side opening, in a state which is moved relative to one another.
  • the first tool element is typically moved against a (lower) surface or underside of the or a conductor sheet structure facing an energy storage cell and the or a further tool element is moved against an (upper) surface or a conductor sheet structure facing away from an energy storage cell, so that the overall result is that the printed circuit board structure or an exposed region of the printed circuit board structure is encompassed or encompassed.
  • a certain contact pressure which for the formation of stable electrical contacts between a corresponding conductor wire and a corresponding conductor plate structure may be required or appropriate.
  • the individual tool elements of the tool are mounted movably independently of one another, ie they can be moved independently of one another in different directions of movement or spatial directions.
  • the invention further relates to a method for forming an electrical contact between an electrical energy storage cell and an electrically conductive conductor plate structure, wherein the electrical energy storage cell is contacted via at least one electrically conductive conductor wire with the conductor plate structure.
  • at least one electrically conductive conductor wire for electrically contacting the electrical energy storage cell with the electrically conductive conductor plate structure is connected by means of a device described above to one of the electrical energy storage cell facing surface or side of the electrically conductive conductor plate structure.
  • all embodiments in connection with the device apply analogously.
  • all embodiments in connection with the method apply analogously.
  • the method generally relates to the formation of electrically conductive contacts or connections between at least one electrical energy storage cell and at least one electrically conductive conductor plate structure.
  • the method can be used in particular in connection with the formation of energy storage cell modules comprising a plurality of electrical energy storage cells, as are installed, for example, for the electrical supply of vehicle-side electrical consumers in motor vehicles.
  • corresponding electrically conductive contacts between corresponding energy storage cells and the or generally a conductor plate structure are formed by electrically contacting the energy storage cells via at least one electrically conductive conductor wire with the or generally a conductor plate structure, ie be electrically connected to these.
  • the conductor plate structure may also be referred to as a current collecting plate.
  • the peculiarity of the method is that corresponding conductor wires are connected exclusively to the or one of the respective energy storage cell to be contacted directly facing surface or side of corresponding conductor plate structures.
  • the electrical contacting of the conductor wires therefore takes place exclusively at the surface or side of the conductor track structure which is also to be designated or to be regarded as the underside of the conductor track structure and which faces the respective energy storage cell.
  • the conductor wires are therefore not guided by the conductor plate structure. Rather, the conductor wires or are typically performed starting from the energy storage cell directly to the energy storage cell directly facing surface or side of the conductor plate structure.
  • a conductor sheet structure formed at least in sections as a perforated sheet metal structure having a plurality of perforations may be used. Even if such a conductor sheet metal structure, which is also commonly referred to as a perforated metal sheet or to be considered, is used, according to the method it is not intended to guide corresponding conductor wires through perforations on the perforated sheet structure side.
  • the conductor wires are connected to the conductor plate structure side at the respective surface or side of the conductor plate structure directly facing the energy storage cell.
  • the or generally a conductor plate structure used in the method has a flat shape.
  • plate-like or sheet-shaped conductor sheet structures are therefore used.
  • corresponding conductor plate structures can at least partially also have curved or curved areas.
  • the conductor wire is connected energy storage cell side to an electrical connection element, in particular a cell pole, the electrical energy storage cell.
  • an electrical connection element in particular a cell pole
  • negative or positive cell poles are therefore suitably used as suitable contacting areas for electrically contacting corresponding conductor wires to corresponding energy storage cells.
  • connection of or generally a conductor wire to or generally an electrically conductive conductor plate structure is advantageously carried out by means of bonding or wire bonding.
  • bonding or wire bonding In principle, all bonding or Drahtbondbacter in question.
  • connection of the or generally a conductor wire to the or in general a conductor plate structure according to z. B. by means of thermocompression bonding, thermosonic ball-Wedge- bonding or ultrasonic wedge-wedge bonding done.
  • the conductor wire used is expediently formed from an electrically good conductive metal.
  • the metal which of course also metal alloys are to be understood, should be suitable for use in the context of appropriate bonding methods. In particular come therefore from aluminum, gold or copper formed or aluminum, gold or copper comprehensive conductor wires into consideration. The list is merely exemplary and therefore not exhaustive.
  • the conductor plate structure used is expediently formed from a highly electrically conductive metal.
  • the metal which of course also metal alloys are to be understood here, should be suitable for use in the context of appropriate bonding methods.
  • the conductor plate structure can also consist of a plurality of differently electrically conductive materials which are present in a multilayer or multilayer structure. However, at least the surface or side of the conductor plate structure to be turned or facing the energy storage cell should be formed from a material or metal which is highly electrically conductive and suitable for use in the context of corresponding bonding methods.
  • the conductor wire can be guided around the tool element-side contacting device, in particular around the tool element equipped with the contacting device. In this way, the conductor wire can be handled well and safely during the formation of the electrical contact.
  • the invention further relates to an electrical arrangement, comprising at least one electrical energy storage cell and at least one electrically conductive conductor plate structure, wherein the at least one electrical energy storage cell is electrically contacted with the electrically conductive conductor plate structure according to a method as described above. Consequently, all designs in connection with the method apply analogously to the electrical arrangement.
  • the electrical arrangement can be, for example, an energy storage cell module having a plurality of energy storage cells which are in contact with one another or connected to one another and which is installed, for example, for the electrical supply of motor vehicle-side electrical consumers in a motor vehicle.
  • FIGS. 1-3 each show a schematic representation of a device for forming an electrical contact between an energy storage cell and a conductor plate structure according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 1 to 3 each show a schematic representation of a device 1 for forming an electrical contact between an electrical energy storage cell 2 and an electrically conductive conductor plate structure 3 according to an embodiment of the invention.
  • FIGS. 1 to 3 different process stages of a method for forming an electrical contact between an energy storage cell 2, which z. B. based on lithium or a lithium compound, and a conductor plate 3 shown.
  • the conductor sheet structure 3 is a sheet-like or plate-like, several, typically formed in a regular array, perforations 7 exhibiting perforated plate.
  • the conductor plate structure 3 may also be referred to as current collecting sheet.
  • the device 1 comprises a tool for forming an electrical contact between an electrically conductive conductor wire 4 and an electrical energy storage cell 2 as well as for forming an electrical contact between the or an electrically conductive conductor wire 4 and the or an electrically conductive conductor sheet structure 3.
  • the tool which, as will be apparent from the following explanations, can generally also be referred to as a bond or wire bonding tool that can be used in a bonding or wire bonding method, comprises two tool elements 5, 6.
  • a bond or wire bonding tool that can be used in a bonding or wire bonding method, comprises two tool elements 5, 6.
  • FIGS engages a first tool element 5 a conductor plate structure-side opening 7 and is therefore located with its free end directly in the region of the energy storage cell 2 facing underside of the conductor plate 3.
  • Another tool element 6 is located directly in the area the energy storage cell 2 facing away from the upper side of the conductor plate 3 or lies on this.
  • the tool elements 5, 6 each have an L-shaped geometric shape with an angle of an elongated base portion 5a, 6a projecting tongs portion 5b, 6b.
  • the respective pliers sections 5b, 6b form the respective free ends of the tool elements 5, 6.
  • the forceps section 5a of the first tool element 5 and thus the free end 'of the first tool element 5 is provided with a contacting device
  • the contacting device 8 is designed or configured to form an electrical contact between the or an electrically conductive conductor wire 4 and the or an electrical energy storage cell 2 and for forming an electrical contact between the electrically conductive conductor wire 4 and the or an electrically conductive conductor plate structure 3.
  • the contacting device 8 comprises a vibration device, not shown in more detail, for generating and / or introducing vibrations, at least into or an electrically conductive conductor wire 4. Via the vibration device, the oscillation generation can be directly or locally applied to the respective contacting region 10 respectively.
  • the vibration device may be formed as a piezoelectric element and / or as a magnetic element.
  • the vibrating device may also be referred to as a bonding head.
  • the two tool elements 5, 6 are via a suitable bearing device
  • the two tool elements 5, 6 can be independent of each other in differentensl. Move spatial directions.
  • FIG. 1 shows a state of the tool elements 5, 6 that can also be designated as a closed position or to be considered relative to each other, in which the tool elements 5, 6 an overhanging, here a conductor sheet metal structure-side opening 7 delimiting, area of the conductor plate structure 3 over or encompass.
  • the first tool element 5 is moved against an energy storage cell 2 facing (lower) surface or underside of the conductor plate 3 and the tool element 6 against a the energy storage cell 2 facing away from (upper) surface or top of the conductor plate 3, so that it is a total of one Over or encompassing the conductor plate 3 and the exposed area of the conductor plate 3 comes.
  • a contact pressure in particular of the lower tool element 5, indicated by the arrows F directed towards one another in FIG. 1, can be exerted against the conductor plate structure 3, which is used to form stable electrical Contacting between the conductor wire 4 and the conductor plate 3 may be required or appropriate.
  • the further tool element 6 in the region of the pliers section 6b which, as is apparent from FIGS. 1, 2, forms a support region for supporting the further tool element 6 on a side of the conductor plate structure 3 facing away from the energy storage cell 2 is provided with a securing projection 6c ,
  • the securing projection 6c engages, in particular a form-fitting manner, in a corresponding recess 3a prepared on the conductor plate structure side.
  • the securing projection 6c thus interacts with the conductor plate-side recess 3a in such a way that movements, in particular sliding movements, of the further tool element 6 relative to the conductor plate structure 3, in particular along the conductor plate structure 3, prevent and thus provide a stable arrangement of at least the further tool element 6 ., Is realized on the conductor plate 3.
  • the conductor wire 4 which is typically present as a continuous material, is guided around the forceps section 5b of the first tool element 5.
  • the conductor wire 4 can be handled so well and safely. 2 an electrical contacting between the conductor wire 4 and the energy storage cell 2 facing surface or side of the conductor plate 3 forming contact region 10 is formed.
  • the contact area 10 can, for. B. point or line-shaped.
  • the conductor wire 4 was guided by means of the tool element 5 directly to the energy storage cell 2 facing surface or underside of the conductor plate 3.
  • the tool element 5 was moved against the energy storage cell 2 with a certain contact pressure indicated by the arrow F.
  • the first tool element 5 is guided in the direction of the energy storage cell 2 in order there to form an electrical contacting between the conductor wire 4 and the energy storage cell 2 forming contacting region 10 as well.
  • the first tool element 5 can be moved with a certain contact pressure against the energy storage cell 2.
  • the contacting region 10 is in the region of an electrical energy cell-side electrical connection element 11, d. H. a cell pole formed.
  • the contacting area 10 may, for. B. point or line-shaped.
  • the described method can be an electrical arrangement, in particular in the form of a plurality of electrical energy storage cells 2 comprehensive energy storage cell module, which is installed, for example, for the electrical supply motor-side electrical consumers in motor vehicles produce.
  • the conductor wires 4 shown in the figures are made of a good electrical conductivity metal, such. As aluminum or an aluminum alloy formed. The metal is suitable for use in the context of appropriate bonding methods.
  • the conductor plate structure 3 is made of a highly electrically conductive metal such. As copper or a copper alloy. The metal is suitable for use in the context of appropriate bonding methods.
  • the conductor plate structure 3 could also consist of several different electrically conductive materials, which are present in a multilayer or multilayer structure. However, at least the surface of the conductor plate structure 3 facing or facing the energy storage cells 2 should be formed from a material or metal which is readily electrically conductive and suitable for use in the context of corresponding bonding methods.

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Abstract

Diese Anmeldung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einer elektrischen Energiespeicherzelle (2) und einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur (3) Ober einen elektrisch leitfähigen Leiterdraht (4), umfassend ein Werkzeug (6) zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht (4) und einer elektrischen Energiespeicherzelle (2) sowie zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem oder einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht (4) und der oder einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur (3), wobei das Werkzeug (6) ein zumindest mit einem freien Ende durch eine leiterblechstrukturseitige Durchbrechung (7) bewegbares Werkzeugelement (5) umfasst, wobei an dem oder im Bereich des durch eine leiterblechstrukturseitige Durchbrechung (7) bewegbaren freien Endes des Werkzeugelements (5) wenigstens eine Kontaktierungseinrichtung (8) zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem oder einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht (4) und der oder einer elektrischen Energiespeicherzelle (2) sowie zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem elektrisch leitfähigen Leiterdraht (4) und der oder einer elektrisch leitfähigen Lelterblechstruktur (3) angeordnet oder ausgebildet ist.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR AUSBILDUNG EINER ELEKTRISCHEN
KONTAKTIERUNG ZWISCHEN EINER ENERGIESPEICHERZELLE UND EINER LEITERBLECHSTRUKTUR DURCH VERWENDUNG EINES LEITERDRAHTES
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausbildung einer elektrischen Kon- taktierung zwischen einer elektrischen Energiespeicherzelle und einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur über einen elektrisch leitfähigen Leiterdraht, umfassend ein Werkzeug zur Ausbildung einer elektrischen Kontak- tierung zwischen einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht und einer elektrischen Energiespeicherzelle sowie zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktie- rung zwischen dem oder einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht und der oder einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur.
Es ist im Zusammenhang mit der Herstellung elektrischer Anordnungen, bestehend aus mehreren über eine elektrisch leitfähige Leiterblechstruktur elektrisch miteinander kontaktierten elektrischen Energiespeicherzellen, d. h. insbesondere der Herstellung von mehrere elektrische Energiespeicherzellen umfassenden Energiespeicherzellmodulen, bekannt, jeweilige elektrische Energiespeicherzellen über elektrisch leitfähige Leiterdrähte mit der Leiterblechstruktur zu kontaktieren.
Hierfür wird eine ein Werkzeug zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktie- rung zwischen einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht und einer elektrischen Energiespeicherzelle sowie zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem oder einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht und der oder einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur umfassende Vorrichtung eingesetzt.
Der Vorrichtung ist eine zu dem Werkzeug separat ausgebildete Einrichtung zugehörig, über welche die zur Ausbildung der beschriebenen elektrischen Kontaktierungen erforderliche Energie bereitgestellt wird. Mithin ist die Vor-
BESTÄTIGUNGSKOPIE richtung in anlagentechnischer Hinsicht vergleichsweise aufwändig aufgebaut.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einer elektrischen Energiespeicherzelle und einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur anzugeben.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche sich dadurch auszeichnet, dass das Werkzeug ein zumindest mit einem freien Ende durch eine leiterblechstrukturseitige Durchbrechung bewegbares Werkzeugelement umfasst, wobei an dem oder im Bereich des durch eine leiterblechstrukturseitige Durchbrechung bewegbaren freien Endes des Werkzeugelements wenigstens eine Kontaktierungseinrichtung zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem oder einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht und der oder einer elektrischen Energiespeicherzelle sowie zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem elektrisch leitfähigen Leiterdraht und der oder einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur angeordnet oder ausgebildet ist.
Die Vorrichtung ist im Allgemeinen dazu ausgebildet bzw. eingerichtet, eine elektrische Kontaktierung zwischen einer elektrischen Energiespeicherzelle und einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur über einen elektrisch leitfähigen Leiterdraht auszubilden bzw. herzustellen. Hierzu umfasst die Vorrichtung ein Werkzeug zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht und einer elektrischen Energiespeicherzelle sowie zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem oder einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht und der oder einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur. Die Ausbildung der elektrischen Kontaktierung zwischen dem elektrisch leitfähigen Leiterdraht und der elektrischen Energiespeicherzelle sowie die Ausbildung der elektrischen Kontaktierung zwischen dem elektrisch leitfähigen Leiterdraht und der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur erfolgt typischerweise über Bonden bzw. Drahtbonden; mithin handelt es sich bei dem Werkzeug typischerweise um ein Bond- bzw. Drahtbondwerkzeug.
Das Werkzeug umfasst wenigstens ein zumindest mit einem freien Ende durch eine leiterblechstrukturseitige Durchbrechung bewegbares Werkzeugelement. Das Werkzeugelement ist sonach einerseits, zumindest im Bereich eines freien Endes, in geometrisch-konstruktiver Hinsicht derart ausgebildet, dass es grundsätzlich durch eine entsprechende leiterblechstrukturseitige, d. h. in einer Leiterblechstruktur ausgebildete, Durchbrechung bzw. Öffnung bewegt werden kann. Andererseits ist das Werkzeugelement über eine entsprechende Lagerung derart bewegbar gelagert, dass es durch eine entsprechende leiterblechstrukturseitige, d. h. in einer Leiterblechstruktur ausgebildete, Durchbrechung bewegt werden kann. Über die Lagerung ist also eine bestimmte Bewegungsmöglichkeit des Werkzeugelements in wenigstens einer Bewegungs- bzw. Raumrichtung realisiert, so dass es, zumindest im Bereich des freien Endes, durch eine entsprechende leiterblechstrukturseitige Durchbrechung bewegt werden kann. Der Lagerung ist typischerweise ein manuell oder zumindest teilautomatisiert antreibbare bzw. angetriebene Antriebseinrichtung, z. B. in Form eines Stellmotors, zugeordnet, über welche sich Bewegungen des Werkzeugelements realisieren lassen.
Dem Werkzeugelement ist eine Kontaktierungseinrichtung zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem oder einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht und der oder einer elektrischen Energiespeicherzelle sowie zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem elektrisch leitfähigen Leiterdraht und der oder einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur zugehörig. Über die Kontaktierungseinrichtung erfolgt sonach die eigentliche Ausbildung entsprechender elektrischer Kontaktierungen zwischen einer entsprechenden Energiespeicherzelle und einer entsprechenden Leiterblechstruktur. Über die Kontaktierungseinrichtung lässt sich sonach die zur Ausbildung entsprechender elektrischer Kontaktierungen erforderliche Energie ausbilden. Da die elektrischen Kontaktierungen, wie erwähnt, typischerweise vermittels Bondens bzw. Drahtbondens ausgebildet werden, handelt es sich bei der Kontaktierungseinrichtung typischerweise um eine Bond- bzw. Drahtbondeinrichtung. '
Wesentlich ist, dass die Kontaktierungseinrichtung an dem oder im Bereich des durch die bzw. allgemein eine leiterblechstrukturseitige Durchbrechung bewegbaren freien Ende des Werkzeugelements und somit unmittelbar an dem Werkzeugelement angeordnet bzw. ausgebildet ist. Die Kontaktierungseinrichtung ist sonach fester Bestandteil des Werkzeugelements. Die Vorrichtung ist derart in anlagentechnischer Hinsicht kompakt und somit vorteilhaft aufgebaut.
Das mit der Kontaktierungseinrichtung ausgestattete Werkzeugelement kann als erstes Werkzeugelement bezeichnet bzw. erachtet werden.
Die Kontaktierungseinrichtung ist insbesondere als Schwingungseinrichtung zur Erzeugung und/oder Einbringung von Schwingungen; insbesondere mechanischen Schwingungen (Vibrationen), zumindest in einen elektrisch leitfähigen Leiterdraht ausgebildet oder umfasst wenigstens eine solche. Über die Schwingungseinrichtung lässt sich sonach die zur Ausbildung entsprechender elektrischer Kontaktierungen erforderliche Energie in Form von Schwingungen, d. h. insbesondere Vibrationen, ausbilden. Die Schwingungseinrichtung kann deshalb als Bondkopf bezeichnet bzw. erachtet werden. Die Schwingungserzeugung kann sonach direkt bzw. lokal an dem jeweils auszubildenden Kontaktierungsbereich erfolgen. Bezogen auf einen Bondvorgang erfolgt die Erzeugung der für das Bonden erforderlichen Schwingungen sonach direkt bzw. lokal an dem jeweils auszubildenden Kontaktierungsbereich.
Die Schwingungseinrichtung kann derart angesteuert werden, dass sich über diese unterschiedliche Schwingungen, insbesondere unterschiedliche Schwingungsamplituden bzw. -frequenzen, realisieren lassen. Mithin lassen sich die Schwingungen im Hinblick auf eine konkrete Paarung zweier Fügepartner, d. h. z. B. Leiterdraht und Leiterblechstruktur, anpassen bzw. optimieren. Zur Erzeugung von Schwingungen sind prinzipiell unterschiedliche technische Ansätze möglich. Lediglich beispielhaft wird auf piezoelektrisch und magnetisch erzeugte Schwingungen bzw. Vibrationen verwiesen. Entsprechend kann die Schwingungseinrichtung beispielsweise als piezoelektrisches Element und/oder als magnetisches Element ausgebildet sein oder wenigstens ein piezoelektrisches Element und/oder wenigstens ein magnetisches Element umfassen.
In konstruktiver Hinsicht kann das Werkzeugelement einen winklig, insbesondere lotrecht, von einem länglichen Grundabschnitt abragenden Zangenabschnitt aufweisen, an welchem die Kontaktierungseinrichtung angeordnet oder ausgebildet ist. Das Werkzeugelement kann also eine durch einen länglichen Grundabschnitt und einen von diesem winklig, insbesondere lotrecht, abragenden Zangenabschnitt gebildete L-förmige geometrische Gestalt aufweisen. Der die Kontaktierungseinrichtung aufweisende bzw. umfassende Zangenabschnitt kann als erster Zangenabschnitt des Werkzeugs bezeichnet bzw. erachtet werden.
Das Werkzeug ist zweckmäßig mehrteilig ausgeführt, d. h. es umfasst neben dem beschrieben (ersten) Werkzeugelement zweckmäßig wenigstens ein weiteres Werkzeugelement.
Ein weiteres Werkzeugelement kann dabei ebenso einen winklig, insbesondere lotrecht, von einem länglichen Grundabschnitt abragenden Zangenabschnitt aufweisen. Der Zangenbereich kann einen Auflagebereich zur Auflage des weiteren Werkzeugelements auf der Leiterblechstruktur, insbesondere einer einer Energiespeicherzelle abgewandten Fläche bzw. Seite einer Leiterblechstruktur, bilden. Das weitere Werkzeugelement kann also ebenso eine durch einen länglichen Grundabschnitt und einen von diesem winklig, insbesondere lotrecht, abragenden Zangenabschnitt gebildete L-förmige geometrische Gestalt aufweisen. Der den Auflageabschnitt aufweisende bzw. umfassende Zangenabschnitt kann als weiterer Zangenabschnitt des Werkzeugs bezeichnet bzw. erachtet werden. Der Zangenabschnitt des oder eines weiteren Werkzeugelements kann wenigstens einen Sicherungsvorsprung zum, insbesondere formschlüssigen, Eingriff in eine korrespondierende leiterblechstrukturseitige Ausnehmung derart, dass eine Relativbewegung, insbesondere eine Schiebebewegung, zwischen dem auf der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur aufliegenden weiteren Werkzeugelement und der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur verhindert ist, aufweisen. Über einen entsprechenden Sicherungsvorsprung lassen sich somit Bewegungen, insbesondere Schiebebewegungen, des weiteren Werkzeugelements relativ zu der Leiterblechstruktur, insbesondere entlang der Leiterblechstruktur, verhindern und somit eine stabile Anordnung des weiteren Werkzeugelements an bzw. auf der Leiterblechstruktur realisieren. Die Leiterblechstruktur ist hierfür zweckmäßig mit entsprechenden zu den werkzeugelementseitigen Sicherungsvorsprüngen korrespondierenden Ausnehmungen, d. h. z. B. nutartigen Vertiefungen, vorbereitet. Selbstverständlich ist auch ein umgekehrtes Prinzip, d. h. werkzeugelementseitige Ausnehmungen und hierzu korrespondierende leiterblechstrukturseitige Vorsprünge, denkbar.
Zweckmäßig sind die wenigstens zwei Werkzeugelemente, d. h. das erste Werkzeugelement und das wenigstens eine weitere Werkzeugelement, relativ zueinander bewegbar gelagert. Die bewegbare Lagerung der Werkzeugelemente ermöglicht es, dass diese in einem relativ zueinander bewegten Zustand einen, insbesondere eine leiterblechelementseitige Durchbrechung begrenzenden, freiliegenden Bereich der Leiterblechstruktur über- bzw. umgreifen. Typischerweise wird das erste Werkzeugelement hierzu gegen eine einer Energiespeicherzelle zugewandte (untere) Fläche bzw. Unterseite der bzw. einer Leiterblechstruktur und das oder ein weiteres Werkzeugelement gegen eine einer Energiespeicherzelle abgewandte (obere) Fläche bzw. Oberseite der bzw. einer Leiterblechstruktur bewegt, so dass es insgesamt zu einem Über- bzw. Umgreifen der Leiterblechstruktur respektive eines freiliegenden Bereichs der Leiterblechstruktur kommt. In dem relativ zueinander bewegten Zustand, welcher insofern auch als Schließstellung des Werkzeugs bezeichnet bzw. erachtet werden kann, lässt sich ein bestimmter Anpressdrück ausüben, welcher zur Ausbildung stabiler elektrischer Kontaktierungen zwischen einem entsprechenden Leiterdraht und einer entsprechenden Leiterblechstruktur erforderlich bzw. zweckmäßig sein kann. Grundsätzlich sind die einzelnen Werkzeugelemente des Werkzeugs unabhängig voneinander bewegbar gelagert, d. h. diese lassen sich unabhängig voneinander in unterschiedliche Be- wegungs- bzw. Raumrichtungen bewegen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einer elektrischen Energiespeicherzelle und einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur, wobei die elektrische Energiespeicherzelle über wenigstens einen elektrisch leitfähigen Leiterdraht mit der Leiterblechstruktur kontaktiert wird. Verfahrensgemäß wird wenigstens ein elektrisch leitfähiger Leiterdraht zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Energiespeicherzelle mit der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur vermittels einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung an eine der elektrischen Energiespeicherzelle zugewandte Fläche bzw. Seite der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur angebunden. Grundsätzlich gelten im Zusammenhang mit dem Verfahren sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit der Vorrichtung analog. Umgekehrt gelten im Zusammenhang mit der Vorrichtung sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren analog.
Das Verfahren betrifft im Allgemeinen die Ausbildung von elektrisch leitfähigen Kontaktierungen bzw. Verbindungen zwischen wenigstens einer elektrischen Energiespeicherzelle und wenigstens einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur. Das Verfahren ist insbesondere im Zusammenhang mit der Ausbildung von mehrere elektrische Energiespeicherzellen umfassenden Energiespeicherzellmodulen, wie sie beispielsweise zur elektrischen Versorgung kraft- fahrzeugseitiger elektrischer Verbraucher in Kraftfahrzeugen eingebaut werden, einsetzbar.
Im Allgemeinen werden entsprechende elektrisch leitfähige Kontaktierungen zwischen entsprechenden Energiespeicherzellen und der oder allgemein einer Leiterblechstruktur verfahrensgemäß dadurch ausgebildet, dass die Energiespeicherzellen jeweils über wenigstens einen elektrisch leitfähigen Leiterdraht mit der oder allgemein einer Leiterblechstruktur elektrisch kontaktiert, d. h. elektrisch an diese angebunden werden. Die Leiterblechstruktur kann auch als Stromsammelblech bezeichnet bzw. erachtet werden.
Die Besonderheit des Verfahrens liegt darin, dass entsprechende Leiterdrähte ausschließlich an der bzw. einer der jeweiligen zu kontaktierenden Energiespeicherzelle unmittelbar zugewandten Fläche bzw. Seite entsprechender Leiterblechstrukturen angebunden werden. Die elektrische Kontaktierung der Leiterdrähte erfolgt sonach ausschließlich an der auch als Unterseite der Leiterblechstruktur zu bezeichnenden bzw. zu erachtenden, der bzw. einer jeweiligen Energiespeicherzelle zugewandten Fläche bzw. Seite der Leiterblech- struktur. Die Leiterdrähte werden also nicht durch die Leiterblechstruktur geführt. Vielmehr wird der oder werden die Leiterdrähte typischerweise ausgehend von der Energiespeicherzelle direkt an die der Energiespeicherzelle unmittelbar zugewandte Fläche bzw. Seite der Leiterblechstruktur geführt.
Der beschriebene verfahrensmäßige Ansatz ist in fertigungstechnischer Hinsicht vorteilhaft, als auf ein aufwändiges Durchführen entsprechender Leiterdrähte durch leiterblechstrukturseitige Durchbrechungen verzichtet werden kann.
Im Rahmen des Verfahrens kann eine zumindest abschnittsweise als eine mehrere Durchbrechungen aufweisende Lochblechstruktur ausgebildete Leiterblechstruktur verwendet werden. Auch wenn eine derartige, gemeinhin auch als Lochblech zu bezeichnende bzw. zu erachtende Leiterblechstruktur verwendet wird, ist es verfahrensgemäß nicht vorgesehen, entsprechende Leiterdrähte durch lochblechstrukturseitige Durchbrechungen zu führen. Die Leiterdrähte werden auch hier leiterblechstrukturseitig an jeweiligen der Energiespeicherzelle unmittelbar zugewandten Fläche bzw. Seite der Leiterblechstruktur angebunden.
Typischerweise weist die oder allgemein eine im Rahmen des Verfahrens verwendete Leiterblechstruktur eine ebene bzw. flächige Gestalt auf. Insbesondere werden sonach plattenartige bzw. -förmige Leiterblechstrukturen verwendet. Grundsätzlich können entsprechende Leiterblechstrukturen jedoch zumindest abschnittsweise auch gekrümmte oder gewölbte Bereiche aufweisen.
Hinsichtlich der elektrischen Anbindung bzw. Kontaktierung des oder allgemein eines Leiterdrahts an die oder allgemein eine Energiespeicherzelle ist es im Rahmen des Verfahrens zweckmäßig vorgesehen, dass der Leiterdraht energiespeicherzellenseitig an einem elektrischen Anschlusselement, insbesondere einem Zellpol, der elektrischen Energiespeicherzelle angebunden wird. Jeweilige energiespeicherzellseitige elektrische Anschlusselemente, d. h. insbesondere negative oder positive Zellpole, werden sonach zweckmäßig als geeignete Kontaktierungsbereiche zur elektrischen Kontaktierung entsprechender Leiterdrähte an entsprechende Energiespeicherzellen verwendet.
Die Anbindung des oder allgemein eines Leiterdrahts an die oder allgemein eine elektrisch leitfähige Leiterblechstruktur erfolgt zweckmäßig vermittels Bondens bzw. Drahtbondens. Es kommen prinzipiell alle Bond- bzw. Drahtbondverfahren in Frage. Insbesondere kann die Anbindung des oder allgemein eines Leiterdrahts an die oder allgemein eine Leiterblechstruktur sonach z. B. vermittels Thermokompressionsbondens, Thermosonic-Ball-Wedge- Bondens oder Ultraschall-Wedge-Wedge-Bondens erfolgen.
Der verwendete Leiterdraht ist zweckmäßig aus einem elektrisch gut leitfähigen Metall gebildet. Das Metall, worunter selbstverständlich ebenso Metalllegierungen zu verstehen sind, sollte sich zur Anwendung im Rahmen entsprechender Bondverfahren eignen. Insbesondere kommen daher aus Aluminium, Gold oder Kupfer gebildete oder Aluminium, Gold oder Kupfer umfassende Leiterdrähte in Betracht. Die Aufzählung ist lediglich beispielhaft und deshalb nicht abschließend.
Auch die verwendete Leiterblechstruktur ist zweckmäßig aus einem elektrisch gut leitfähigen Metall gebildet. Das Metall, worunter auch hier selbstverständlich ebenso Metalllegierungen zu verstehen sind, sollte sich zur Anwendung im Rahmen entsprechender Bondverfahren eignen. Insbesondere kommen daher aus Aluminium oder Kupfer gebildete oder Aluminium oder Kupfer umfassen- de Leiterblechstrukturen in Betracht. Auch diese Aufzählung ist lediglich beispielhaft und deshalb nicht abschließend.
Die Leiterblechstruktur kann auch aus mehreren unterschiedlich elektrisch leitfähigen Materialien bestehen, welche in einem mehrlagigen bzw. mehrschichtigen Aufbau vorliegen. Zumindest die der Energiespeicherzelle zuzuwendende oder zugewandte Fläche bzw. Seite der Leiterblechstruktur sollte jedoch aus einem elektrisch gut leitfähigen, sich zur Anwendung im Rahmen entsprechender Bondverfahren eignenden Material bzw. Metall gebildet sein.
Der Leiterdraht kann während der Ausbildung der elektrischen Kontaktierung, insbesondere als Endlosdraht, um die werkzeugelementseitige Kontaktie- rungseinrichtung, insbesondere um das mit der Kontaktierungseinrichtung ausgestattete Werkzeugelement, geführt werden. Derart lässt sich der Leiterdraht während der Ausbildung der elektrischen Kontaktierung gut und sicher handhaben.
Die Erfindung betrifft ferner eine elektrische Anordnung, umfassend wenigstens eine elektrische Energiespeicherzelle und wenigstens eine elektrisch leitfähige Leiterblechstruktur, wobei die wenigstens eine elektrische Energiespeicherzelle gemäß einem wie vorstehend beschriebenen Verfahren elektrisch mit der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur kontaktiert ist. Mithin gelten sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren analog für die elektrische Anordnung.
Bei der elektrischen Anordnung kann es sich beispielsweise um ein mehrere elektrisch miteinander kontaktierte bzw. verbundene Energiespeicherzellen aufweisendes Energiespeicherzellmodul, welches beispielsweise zur elektrischen Versorgung kraftfahrzeugseitiger elektrischer Verbraucher in einem Kraftfahrzeug eingebaut wird, handeln.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen: Fig. 1 - 3 jeweils eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einer Energiespeicherzelle und einer Leiterblechstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Fig. 1 - 3 zeigen jeweils eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung 1 zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einer elektrischen Energiespeicherzelle 2 und einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur 3 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In den Fig. 1 - 3 sind dabei unterschiedliche Verfahrensstufen eines Verfahrens zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einer Energiespeicherzelle 2, welche z. B. auf Lithium oder einer Lithium-Verbindung basiert, und einer Leiterblechstruktur 3 dargestellt. Ersichtlich handelt es sich bei der Leiterblechstruktur 3 um ein flächiges bzw. plattenartiges, mehrere, typischerweise in regelmäßiger Anordnung ausgebildete, Durchbrechungen 7 aufweisendes Lochblech. Die Leiterblechstruktur 3 kann auch als Stromsammeiblech bezeichnet bzw. erachtet werden.
Die Vorrichtung 1 umfasst ein Werkzeug zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht 4 und einer elektrischen Energiespeicherzelle 2 sowie zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem oder einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht 4 und der oder einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur 3.
Das Werkzeug, welches, wie sich anhand nachfolgender Erläuterungen ergibt, im Allgemeinen auch als ein in einem Bond- bzw. Drahtbondverfahren einsetzbares Bond- oder Drahtbondwerkzeug bezeichnet bzw. erachtet werden kann, umfasst zwei Werkzeugelemente 5, 6. In den Fig. 1 , 2 durchgreift ein erstes Werkzeugelement 5 eine leiterblechstrukturseitige Durchbrechung 7 und befindet sich sonach mit seinem freien Ende unmittelbar im Bereich einer der Energiespeicherzelle 2 zugewandten Unterseite der Leiterblechstruktur 3. Ein weiteres Werkzeugelement 6 befindet sich unmittelbar im Bereich einer der Energiespeicherzelle 2 abgewandten Oberseite der Leiterblechstruktur 3 bzw. liegt auf dieser auf.
Die Werkzeugelemente 5, 6 weisen jeweils eine L-förmige geometrische Gestalt mit einem von einem länglichen Grundabschnitt 5a, 6a winklig abragenden Zangenabschnitt 5b, 6b auf. Die jeweiligen Zangenabschnitte 5b, 6b bilden die jeweiligen freien Enden der Werkzeugelemente 5, 6.
Der Zangenabschnitt 5a des ersten Werkzeugelements 5 und somit das freie Ende'des ersten Werkzeugelements 5 ist mit einer Kontaktierungseinrichtung
8 versehen. Die Kontaktierungseinrichtung 8 ist zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem oder einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht 4 und der oder einer elektrischen Energiespeicherzelle 2 sowie zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem elektrisch leitfähigen Leiterdraht 4 und der oder einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur 3 ausgebildet bzw. eingerichtet.
Die Kontaktierungseinrichtung 8 umfasst hierzu eine nicht näher gezeigte Schwingungseinrichtung zur Erzeugung und/oder Einbringung von Schwingungen, insbesondere Vibrationen, zumindest in den bzw. einen elektrisch leitfähigen Leiterdraht 4. Über die Schwingungseinrichtung kann die Schwingungserzeugung sonach direkt bzw. lokal an dem jeweils auszubildenden Kontaktierungsbereich 10 erfolgen. Die Schwingungseinrichtung kann als piezoelektrisches Element und/oder als magnetisches Element ausgebildet sein. Die Schwingungseinrichtung kann auch als Bondkopf bezeichnet bzw. erachtet werden.
Die beiden Werkzeugelemente 5, 6 sind über eine geeignete Lagereinrichtung
9 relativ zueinander bewegbar gelagert. Die beiden Werkzeugelemente 5, 6 lassen sich dabei voneinander unabhängig in unterschiedlichen Bewegungsbzw. Raumrichtungen bewegen.
In Fig. 1 ist ein auch als Schließstellung zu bezeichnender bzw. zu erachtender, relativ zueinander bewegter Zustand der Werkzeugelemente 5, 6 gezeigt, in welchem die Werkzeugelemente 5, 6 einen freiliegenden, hier eine leiter- blechstrukturseitige Durchbrechung 7 begrenzenden, Bereich der Leiterblechstruktur 3 über- bzw. umgreifen. Dabei ist das erste Werkzeugelement 5 gegen eine einer Energiespeicherzelle 2 zugewandte (untere) Fläche bzw. Unterseite der Leiterblechstruktur 3 und das Werkzeugelement 6 gegen eine der Energiespeicherzelle 2 abgewandte (obere) Fläche bzw. Oberseite der Leiterblechstruktur 3 bewegt, so dass es insgesamt zu einem Über- bzw. Umgreifen der Leiterblechstruktur 3 respektive des freiliegenden Bereichs der Leiterblechstruktur 3 kommt.
Durch eine relative Bewegung der in Fig. 1 gezeigten Werkzeugelemente 5, 6 aufeinander zu kann ein durch die in Fig. 1 aufeinander zu gerichteten Pfeile F angedeuteter Anpressdruck, insbesondere des unteren Werkzeugelements 5, gegen die Leiterblechstruktur 3 ausgeübt werden, welcher zur Ausbildung stabiler elektrischer Kontaktierungen zwischen dem Leiterdraht 4 und der Leiterblechstruktur 3 erforderlich bzw. zweckmäßig sein kann.
Ersichtlich ist das weitere Werkzeugelement 6 im Bereich des Zangenabschnitts 6b, welcher, wie sich aus den Fig. 1 , 2 ergibt, einen Auflagebereich zur Auflage des weiteren Werkzeugelements 6 auf einer der Energiespeicherzelle 2 abgewandten Seite der Leiterblechstruktur 3 bildet, mit einem Sicherungsvorsprung 6c versehen. Der Sicherungsvorsprung 6c greift, insbesondere formschlüssig, in eine leiterblechstrukturseitig vorbereitete korrespondierende Ausnehmung 3a ein. Der Sicherungsvorsprung 6c wirkt also mit der lei- terblechstrukturseitigen Ausnehmung 3a derart zusammen, dass Bewegungen, insbesondere Schiebebewegungen, des weiteren Werkzeugelements 6 relativ zu der Leiterblechstruktur 3, insbesondere entlang der Leiterblechstruktur 3, verhindert und somit eine stabile Anordnung zumindest des weiteren Werkzeugelements 6 an bzw. auf der Leiterblechstruktur 3 realisiert ist.
Ersichtlich ist der, typischerweise als Endlosmaterial vorliegende, Leiterdraht 4 um den Zangenabschnitt 5b des ersten Werkzeugelements 5 geführt. Der Leiterdraht 4 kann derart gut und sicher gehandhabt werden. In Fig. 2 ist ein eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Leiterdraht 4 und der der Energiespeicherzelle 2 zugewandten Fläche bzw. Seite der Leiterblechstruktur 3 bildender Kontaktierungsbereich 10 ausgebildet. Der Kontak- tierungsbereich 10 kann z. B. punkt- oder linienförmig ausgebildet sein. Hierfür wurde der Leiterdraht 4 vermittels des Werkzeugelements 5 direkt an die der Energiespeicherzelle 2 zugewandte Fläche bzw. Unterseite der Leiterblechstruktur 3 geführt. Zur Ausbildung des energiespeicherzellseitigen Kontaktie- rungsbereichs 10 wurde das Werkzeugelement 5 mit einem gewissen, durch den Pfeil F angedeuteten Anpressdruck gegen die Energiespeicherzelle 2 bewegt.
Das erste Werkzeugelement 5 wird in Richtung der Energiespeicherzelle 2 geführt, um dort ebenso einen eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Leiterdraht 4 und der Energiespeicherzelle 2 bildenden Kontaktierungsbereich 10 auszubilden. Hierfür kann das erste Werkzeugelement 5 mit einem bestimmten Anpressdruck gegen die Energiespeicherzelle 2 bewegt werden. Ersichtlich wird der Kontaktierungsbereich 10 im Bereich eines energiespeicherzellseitigen elektrischen Anschlusselements 11 , d. h. eines Zellpols, gebildet. Auch der Kontaktierungsbereich 10 kann z. B. punkt- oder linienförmig ausgebildet sein.
In Fig. 3 ist überschüssiges Leiterdrahtmaterial entfernt und eine elektrische Kontaktierung zwischen der Energiespeicherzelle 2 und der dieser unmittelbar zugewandten Seite der Leiterblechstruktur 3 durch die Kontaktierungsbe- reiche 10 ausgebildet. Auch das Werkzeug, d. h. die Werkzeugelemente 5, 6, sind bewegt worden, etwa um das beschriebene Verfahren an einer anderen Stelle analog durchzuführen.
Über das beschriebene Verfahren lässt sich eine elektrische Anordnung, insbesondere in Form eines mehrere elektrische Energiespeicherzellen 2 umfassenden Energiespeicherzellmoduls, welches beispielsweise zur elektrischen Versorgung kraftfahrzeugseitiger elektrischer Verbraucher in Kraftfahrzeugen eingebaut wird, herstellen. Die in den Fig. gezeigten Leiterdrähte 4 sind aus einem elektrisch gut leitfähigen Metall, wie z. B. Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, gebildet. Das Metall eignet sich zur Anwendung im Rahmen entsprechender Bondverfahren.
Auch die Leiterblechstruktur 3 ist aus einem elektrisch gut leitfähigen Metall, wie z. B. Kupfer oder einer Kupferlegierung, gebildet. Das Metall, eignet sich zur Anwendung im Rahmen entsprechender Bond verfahren. Die Leiterblechstruktur 3 könnte auch aus mehreren unterschiedlich elektrisch leitfähigen Materialien bestehen, welche in einem mehrlagigen bzw. mehrschichtigen Aufbau vorliegen. Zumindest die den Energiespeicherzellen 2 zuzuwendende oder zugewandte Fläche der Leiterblechstruktur 3 sollte jedoch aus einem elektrisch gut leitfähigen, sich zur Anwendung im Rahmen entsprechender Bondverfahren eignenden Material bzw. Metall gebildet sein.
Wenngleich in der Fig. nur eine oberhalb der Energiespeicherzellen 2 angeordnete (obere) Leiterblechstruktur 3 gezeigt ist, ist es selbstverständlich auch möglich, eine weitere (untere) Leiterblechstruktur 3 unterhalb der Energiespeicherzellen 2 anzuordnen und die Energiespeicherzellen 2 entsprechend, insbesondere alternativ oder ergänzend, mit der (unteren) Leiterblechstruktur 3 zu kontaktieren. Die elektrische Kontaktierung wäre auch hier derart, dass die Leiterdrähte 4 zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Energiespeicherzelle 2 mit der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur 3 an die der elektrischen Energiespeicherzelle 2 zugewandte Fläche der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur 3 angebunden wird.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Vorrichtung (1) zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einer elektrischen Energiespeicherzelle (2) und einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur (3) über einen elektrisch leitfähigen Leiterdraht (4), umfassend ein Werkzeug zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht (4) und einer elektrischen Energiespeicherzelle (2) sowie zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem oder einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht (4) und der oder einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur (3),
dadurch gekennzeichnet,
dass das Werkzeug ein zumindest mit einem freien Ende durch eine leiterblechstrukturseitige Durchbrechung (7) bewegbares Werkzeugelement (5) umfasst, wobei an dem oder im Bereich des durch eine leiterblechstrukturseitige Durchbrechung (7) bewegbaren freien Endes des Werkzeugelements (5) wenigstens eine Kontaktierungseinrichtung (8) zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem oder einem elektrisch leitfähigen Leiterdraht (4) und der oder einer elektrischen Energiespeicherzelle (2) sowie zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem elektrisch leitfähigen Leiterdraht (4) und der oder einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur (3) angeordnet oder ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontaktierungseinrichtung (8) als Schwingungseinrichtung zur Erzeugung und/oder Einbringung von Schwingungen zumindest in einen elektrisch leitfähigen Leiterdraht (4) ausgebildet ist oder wenigstens eine solche umfasst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungseinrichtung als piezoelektrisches Element und/oder als magnetisches Element ausgebildet ist oder wenigstens ein piezoelektrisches Element und/oder wenigstens ein magnetisches Element umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Werkzeugelement (5) einen winklig, insbesondere lotrecht, von einem länglichen Grundabschnitt (5a) abragenden Zangenabschnitt (5b) aufweist, an welchem die Kontaktierungseinrichtung (8) angeordnet oder ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
wenigstens ein weiteres Werkzeugelement (6), welches einen winklig, insbesondere lotrecht, von einem länglichen Grundabschnitt (6a) abragenden Zangenabschnitt (6b) aufweist, welcher einen Auflagebereich zur Auflage des weiteren Werkzeugelements (6) auf einer einer Energiespeicherzelle (2) abgewandten Fläche der oder einer Leiterblechstruktur (3) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zangenabschnitt (6b) des weiteren Werkzeugelements (6) wenigstens einen Sicherungsvorsprung (6c) zum Eingriff in eine korrespondierende leiterblechstrukturseitige Ausnehmung (3a), derart, dass eine Relativbewegung, insbesondere eine Schiebebewegung, zwischen dem auf der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur (3) aufliegenden weiteren Werkzeugelement (6) und der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur (3) verhindert ist, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Werkzeugelemente (5, 6) relativ zueinander bewegbar gelagert sind, derart, dass diese in einem relativ zueinander bewegten Zustand einen, insbesondere eine leiterblechelementseitige Durchbrechung (7) begrenzenden, freiliegenden Bereich der Leiterblechstruktur (3) umgreifen.
Verfahren zur Ausbildung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einer elektrischen Energiespeicherzelle (2) und einer elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur (3), wobei die elektrische Energiespeicherzelle (2) über wenigstens einen elektrisch leitfähigen Leiterdraht (4) mit der Leiterblechstruktur (3) kontaktiert wird, wobei wenigstens ein elektrisch leitfähiger Leiterdraht (4) zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Energiespeicherzelle (2) mit der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur (3) vermittels einer Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche an eine der elektrischen Energiespeicherzelle (2) zugewandte Fläche der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur (3) angebunden wird.
Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der elektrisch leitfähige Leiterdraht (4), insbesondere als Endlosdraht, um die oder eine werkzeugelementseitige Kontaktierungseinrichtung (8), insbesondere um das mit der Kontaktierungseinrichtung (8) ausgestattete Werkzeugelement (5), geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest abschnittsweise als eine mehrere Durchbrechungen (7) aufweisende Lochblechstruktur ausgebildete elektrisch leitfähige Leiterblechstruktur (3) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Leiterdraht (4) direkt an die der elektrischen Energiespeicherzelle (2) zugewandte Fläche der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur (3) geführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Leiterdraht (4) energiespeicherzellen- seitig an einem elektrischen Anschlusselement (5), insbesondere einem Zellpol, der elektrischen Energiespeicherzelle (2) angebunden wird.
13. Elektrische Anordnung, umfassend wenigstens eine elektrische Energiespeicherzelle (2) und eine elektrisch leitfähige Leiterblechstruktur (3), wobei die wenigstens eine elektrische Energiespeicherzelle (2) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12 elektrisch mit der elektrisch leitfähigen Leiterblechstruktur (3) kontaktiert ist.
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