WO2016055133A1 - Energiespeicheranordnung, kraftfahrzeug umfassend eine solche energiespeicheranordnung und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Energiespeicheranordnung, kraftfahrzeug umfassend eine solche energiespeicheranordnung und verfahren zu deren herstellung Download PDF

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Erdal ACIKGOEZ
Jörg Schmidt
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Definitions

  • Energy storage arrangement motor vehicle comprising such an energy storage device and method for their preparation
  • the invention relates to an energy storage arrangement, comprising a plurality of electrically contactable or contacted electrical energy storage.
  • An electrical energy store is to be understood as an energy storage cell accommodated in an energy storage cell housing.
  • a known example of such an energy storage arrangement provides for a particular spatial arrangement of a plurality of cylindrical, d. H. a circular cross-section having, electrically contacted electrical energy storage before.
  • the electrical energy storage can be based for example on lithium or a lithium compound.
  • the invention has for its object to provide a simple and space-optimized producible or produced energy storage device.
  • an energy storage arrangement of the type mentioned which is characterized by a first receiving part with at least one bore-like receiving space for receiving at least one electrical energy storage, at least one connectable to the first receiving part or connected further receiving part with at least one bore-like receiving space for receiving at least one electrical energy storage, and at least one arranged between two adjacent arranged or arranged receiving parts plate-like electrical connection part for electrically contacting in each receiving part-side receiving spaces arranged electrical energy storage, wherein the electrical energy storage in respective receiving part-side receiving spaces are arranged or arranged such that respective energy storage side Jardin istspole exposed , so that this with the between o to be arranged next the arranged receiving parts to be arranged or arranged plate-like electrical connection member are materially contacted or contacted, wherein in the receiving parts in each case at least one separate passage for the passage of laser energy, in particular laser radiation to form the respective energy storage side electrical Kunststoff istspole to be arranged with adjacent to be arranged or arranged receiving parts or arranged plate-like electrical connection part cohesively contacting
  • the energy storage arrangement generally comprises a plurality of electrical energy storage, in short energy storage. Under an energy storage is typically to understand an energy storage cell. A corresponding energy storage cell is typically in an energy storage cell housing added. With regard to the electrochemically active constituents, a corresponding energy storage z. B. based on lithium or a lithium compound; Consequently, lithium or a lithium compound can form a relevant electrochemical component of a corresponding energy store.
  • the energy storage device can be used in the field of motor vehicle technology for the electrical supply of motor vehicle-side electrical consumers, which in particular also an electric motor drive of the motor vehicle is to be understood.
  • the energy storage arrangement comprises a first receiving part and at least one further receiving part, d. H. generally at least two receiving parts.
  • the further receiving part is connectable to the first receiving part or connected in the properly assembled state of the energy storage device.
  • the receiving parts are arranged adjacent, d. H. at least one surface portion of the first receiving part is arranged opposite at least one surface portion of the further receiving part.
  • all receiving parts of the energy storage arrangement can be connected to one another correspondingly or connected to one another in the properly mounted state of the energy storage arrangement.
  • the first receiving part is equipped with at least one bore-like receiving space for receiving at least one energy store.
  • Under a bore-like receiving space is a first receiving part between two opposite outer surfaces, in particular base surfaces, the first receiving part completely penetrating opening to understand.
  • a corresponding first receiving part may have a cuboid shape.
  • the respective bore-like receiving spaces are formed with respect to their longitudinal extension by a respective first receiving part typically angled, in particular perpendicular, to the respective receiving part-side base surfaces of the receiving part by passing through running.
  • the geometric shape, ie in particular dimension, shape and cross section, of the opening is typically adapted to the geometric shape, ie in particular dimension, shape and cross section, of an energy store to be arranged in the receiving space of the first receiving part.
  • an energy store can therefore be arranged or arranged in a precise fit in the receiving part-side receiving space of a first receiving part.
  • the first receiving part comprises a plurality of bore-like receiving spaces.
  • the receiving spaces can be distributed in a matrix-like manner in a plurality of rows and columns. Specifically, for. B. four horizontally juxtaposed receiving spaces a number and z. B. four vertically arranged one below the other receiving spaces form a column. A matrix-like arrangement of corresponding receiving spaces can z. B. four horizontally arranged below one another rows or four vertically juxtaposed columns.
  • the or generally another receiving part is also equipped with at least one bore-like receiving space for receiving at least one energy store. Under a bore-like receiving space is thereby also a the further receiving part between two opposite outer surfaces, in particular base surfaces, the further receiving part completely penetrating opening to understand. Also, a corresponding further receiving part may have a cuboid shape.
  • the respective bore-like receiving spaces are formed with respect to their longitudinal extent by a respective further receiving part typically angled, in particular perpendicular, to the respective receiving-part-side base surfaces of the receiving part passing through trained running.
  • the geometric shape, ie in particular dimension, shape and cross section, of the opening is typically adapted to the geometric shape, ie in particular dimension, shape and cross section, of an energy store to be arranged in the receiving space of the further receiving part.
  • an energy store is therefore suitable for use in the Doteil documenten receiving space of a further receiving part can be arranged or arranged.
  • the or generally another receiving part includes a plurality of bore-like receiving spaces. These can also be distributed in matrix-like manner in several rows and columns. The remarks on the matrix-like arrangement of corresponding bore-like receiving spaces in connection with the first receiving part apply analogously.
  • the number of respective bore-like receiving spaces of the first receiving part typically corresponds to the number of respective bore-like receiving spaces of the or in general a further receiving part.
  • the energy storage arrangement is in addition to the at least two receiving parts at least one plate-like or -förmiges electrical connection part, short connecting part, associated.
  • the connecting part is to be arranged between two receiving parts to be arranged adjacent to one another or, in the properly mounted state of the energy storage arrangement, arranged between two adjacent receiving parts.
  • the connecting part therefore has a surface section or upper side facing a first receiving part and one of these opposite (s), a further receiving part facing (s) surface portion or underside.
  • the connecting part is functionally considered to be the electrical contacting of the energy store to be arranged in respective receiving part-side receiving spaces or arranged in the properly mounted state of the energy storage device.
  • the energy stores can be arranged or arranged in respective receptacle-side receiving spaces such that respective energy-storage-side contacting poles (cell poles), ie typically one positive pole and one negative pole, are exposed.
  • the energy stores are therefore typically arranged with respect to their longitudinal axis in the longitudinal direction in the receiving part-side receiving spaces or arranged in the properly assembled state of the energy storage device.
  • the energy storage contacting Kunststoff istspole contactable with a corresponding connection part or contacted in the properly assembled state of the energy storage device with a corresponding connection part.
  • the contacting requires a mechanical as well as electrical connection of respective energy storage sidemaschinetechnikspole with the connecting part and is a cohesive connection.
  • Respective Kunststoffels distrpole are thus contacted cohesively with the connecting part; there is a cohesive contact.
  • the cohesive connection or contacting is in particular a welded connection.
  • a corresponding weld can z. B. be made via laser beam welding.
  • each separate, d. H. separate or in addition to the or the respective receiving part-side receiving spaces existing, passage opening for the passage of laser energy, d. H. in particular laser radiation, formed.
  • the passing through a corresponding passage opening laser energy is used to form the respective energy storage side Jardinleiterspole with a connecting part cohesively contacting contacting areas and thus the formation of the described cohesive contacting corresponding energy storage side Jardintechnikspole with a corresponding connection part.
  • a passage opening Under a passage opening is a respective receiving part between two opposite outer surfaces, in particular base surfaces, fully penetrating opening to understand.
  • the geometric shape, ie in particular dimension, shape and cross section, of respective openings is typically adapted to the geometric shape, ie in particular dimension, shape and cross section of a laser beam or laser beam passing through them.
  • the geometric shape of respective passage openings may be similar to the geometric shape of respective receiving spaces.
  • each respective receiving part-side passage openings each have a smaller cross-sectional area than respective receiving part-side receiving spaces.
  • the receiving parts typically each comprise a plurality of passage openings.
  • the number of respective receiving part-side passage openings typically corresponds to the number of respective receiving part-side bore-like receiving spaces. Consequently, the number of respective passage openings of the first receiving part typically corresponds to the number of respective passage openings of the or in general of a further receiving part.
  • the respective receiving part-side passage openings can also be distributed in a matrix-like manner in a plurality of rows and columns. Specifically, for. B. four horizontally juxtaposed receiving spaces a number and z. B. four vertically arranged one below the other receiving spaces form a column. A matrix-like arrangement can z. B. four horizontally arranged below one another rows or four vertically juxtaposed columns.
  • an energy-storage-side contacting pole is typically formed or arranged on opposite end faces of the energy store.
  • the at least one bore-like receiving space of the first receiving part is arranged offset relative to the at least one bore-like receiving space of the further receiving part in connected to the or a further adjacent receiving part connected state of the first receiving part.
  • Such are aligned Through openings of the first receiving part viewed axially with the contacting poles of arranged in the other receiving part energy storage. Accordingly, the material-bonded contacting of respective contacting poles with a corresponding connecting part or the formation of corresponding contacting regions is possible.
  • the at least one bore-like receiving space of the further receiving part is arranged offset relative to the at least one bore-like receiving space of the first receiving part in the state of the first receiving part connected to or adjacent to a first receiving part.
  • the accommodating part-side passage openings in the case in which a plurality of receiving spaces arranged in a plurality of rows and columns arranged on respective receiving parts and a plurality of arranged in a plurality of rows and columns arranged through openings are arranged or offset, offset the receiving spaces are arranged.
  • Respective receiving part-side passage openings thus expediently extend parallel or parallel offset relative to respective receiving part-side receiving spaces.
  • correspondingly corresponding connecting elements may be formed or arranged to form a plug connection between the first receiving part and the further receiving part. Due to the interaction of respective corresponding connecting elements, the formation of a plug connection and thus a simple and correct positioning of respective adjacent receiving parts to be arranged relative to each other is possible.
  • At least one connecting element in the form of a pin-shaped or peg-like plug-in projection or in the form of a further receiving part in the connected state of the first receiving part with the further receiving part opposite surface portion of the first receiving part be formed or arranged a plug-in receptacle.
  • At least one corresponding connecting element in the form of a plug-in receptacle or in the form of a pin or pin-like plug-in projection may be formed or arranged on a surface portion of the further receiving part opposite the first receiving part in the connected state of the first receiving part.
  • both connecting elements in the form of pin or pin-like plug-in projections as well as in the form of plug receptacles are formed or arranged on respective receiving parts. Respective plug-in projections and respective plug-in receptacles of respective receiving parts thus form corresponding plug-in partners of a plug connection.
  • At least one indentation or recess for receiving an electricalmaschineticianspol projecting from an energy storage may be formed.
  • an energy storage typically a positive pole
  • connection part As typically mentioned a welded connection, it is expedient if at least one slot-like or slot-shaped opening is formed in the connection part in the region of respective contacting regions. In this way, an improved flow of material and thus a process-reliable formation of a cohesive connection is possible.
  • the energy storage arrangement can basically also comprise more than two receiving parts.
  • a first receiving part and at least one connected thereto in the direction of the longitudinal axis of the receiving part side receiving space further receiving part can form a receiving subgroup.
  • Several such recording Groups may be arranged side by side parallel to the longitudinal axis of the receiving space of the first receiving part.
  • the arrangement possibilities of respective receiving parts or receiving subgroups are in principle freely selectable.
  • the arrangement of the receiving parts or receiving subgroups can therefore be selected individually, ie with regard to a specific area of application of the energy storage device, in order to optimize the space of the energy storage device in an application, ie, for example, in a motor vehicle.
  • the receiving parts are typically formed of a non-electrically conductive material.
  • the recording parts can sonach z. B. each formed of a plastic material. Suitable plastic materials are in particular thermoplastic materials such. As ABS, PC, PBT or mixtures (blends, compounds, etc.) of the aforementioned.
  • the plastic materials can be at least partially transparent and thus permeable to laser energy or laser radiation of specific frequency and amplitude. Specifically, this may be the case, for example, with PC or PBT types with a comparatively high transmission, in particular above 70% in the visible light spectrum.
  • the transmission of the plastic material or the selection of the plastic material is to be determined in this context as a function of a specific laser energy or its frequency and amplitude. In this case, an offset arrangement of respective receptacle-side receiving spaces or passage openings is not absolutely necessary, since the laser energy in this case can also be conducted through respective receiving parts to respective contacting areas to be formed.
  • the one or more connecting parts are formed in contrast to the receiving parts of an electrically conductive material.
  • the one or more connecting parts can therefore be formed from a, in particular weldable, metal. Suitable metals are, for example, aluminum, copper or nickel or corresponding aluminum, copper or nickel alloys. Of course, weldable iron compounds or steels are also conceivable.
  • the invention further relates to a motor vehicle which comprises at least one energy storage arrangement as described.
  • the energy storage device can be used to supply electrical motor-side electrical consumers, including in particular an electric motor drive of the motor vehicle is to be used.
  • the invention relates to a method for producing an energy storage device as described.
  • the method comprises the steps:
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an energy storage device associated electrical energy storage device according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 6, 7 each a schematic diagram of an energy storage device associated plate-like electrical connection part according to 'an embodiment of the invention.
  • 11-13 each a schematic diagram of a step of a method for
  • FIG. 1 according to an embodiment of the invention in a perspective view.
  • the view shown in Fig. 1 of the energy storage device 1 is rotated in comparison to the view shown in Fig. 2 by 180 °.
  • the energy storage device 1 is used to supply electric motor-side electrical consumers such. B. an electric motor drive, and is therefore in a motor vehicle (not shown) buildable.
  • the energy storage arrangement 1 comprises a number of electrical energy stores 2 contacted with one another. In the case of corresponding energy stores
  • FIG. 5 An individual view of a corresponding energy store 2 is shown in FIG. 5 in a perspective view.
  • the contacting poles 2a, 2b or cell poles formed on respective end faces of a corresponding energy store 2 can be seen on the basis of FIG.
  • the contacting pole 2a formed on the upper end side in the manner of a projection in FIG. 2 is the positive pole which is connected to the opposite end side, ie. H. 2 lower front side, trainedtechnischmaschinespol 2b is the negative pole of the energy storage. 2
  • the energy storage devices 2 associated with the energy storage device 1 are each connectable to one another in two interconnected or, as in FIG. 1, the correctly assembled state of the energy storage device 1 2, interconnected receiving parts 3, 4 are arranged.
  • the receiving parts 3, 4 each have a cuboid shape.
  • the receiving part 3 is referred to as "first receiving part” and the receiving part 4 as “further receiving part”.
  • the first receiving part 3 is provided with a plurality of bore-like receiving spaces
  • Each receiving space 5 is used to hold an energy store 2.
  • Under a bore-like receiving space 5 is a first receiving part 3 between two opposite outer surfaces, here base surfaces, the first receiving part 3 completely penetrating opening to understand.
  • the respective receiving spaces 5 are designed to extend running perpendicular to the respective receiving part-side base areas, the first receiving part 3.
  • Obvious is the geometric shape, d. H. in particular dimension, shape and cross-section of the receiving spaces 5 to the geometric shape, d. H. in particular dimension, shape and cross-section, respectively adapted to be arranged in the receiving spaces 5 energy storage 2.
  • the energy storage 2 are therefore accurately fit in the respective receiving part-side receiving spaces 5 can be arranged or arranged.
  • the receiving part-side receiving spaces 5 are distributed in a matrix-like manner in a plurality of rows and columns.
  • Formed four horizontally juxtaposed receiving spaces 5 a row and four vertically arranged with each other receiving spaces 5 a column.
  • the matrix-like arrangement of corresponding receiving spaces 5 thus comprises four horizontally mutually arranged rows or four columns arranged vertically next to one another.
  • the further receiving part 4 is also equipped with a plurality of bore-like receiving spaces 5.
  • the above statements in connection with the receiving spaces 5 of the first receiving part 3 apply to the design and arrangement of the receiving spaces 5 of the further receiving part 4 analogous.
  • the number and matrix-like arrangement of respective receiving spaces 5 of the first receiving part 3 basically corresponds to the number and matrix-like arrangement of respective receiving spaces 5 of the further receiving part 4.
  • the receiving parts 3, 4 are each made of a non-electrically conductive material, here a plastic material, for. As ABS, PC, PBT or mixtures of the above.
  • the plastic materials can be at least partially transparent and thus permeable to laser energy or laser radiation of specific frequency and amplitude. Specifically, this may be the case, for example, with PC or PBT types with a comparatively high transmission, in particular above 70% in the visible light spectrum.
  • the energy storage device 1 is in addition to the receiving parts 3, 4 a plate-like or-shaped electrical connection part 6 associated.
  • the connection part 6 separately shown in a perspective view in FIG. 6 is to be arranged between two receiving parts 3, 4 to be arranged adjacently, or arranged between two adjacent receiving parts 3, 4 in the properly mounted state of the energy storage device 1.
  • the connecting part 6 accordingly has a surface section 6a or upper side facing the first receiving part 3 and an upper side section (s) opposite this, the further receiving part 4 facing surface section 6b or underside.
  • the connecting part 6 is functionally considered to be the electrical contacting of the energy store 2 to be arranged in respective receiving part-side receiving spaces 5 or arranged in the properly mounted state of the energy storage device 1.
  • the connecting part 6 is made of a weldable, electrically conductive material, d. H. here a metal, z. As aluminum or an aluminum alloy formed.
  • indentations 12 or recesses for receiving one of an energy source are provided in the connection part 6.
  • Memory 2 projecting Bachleiterspols 2a, ie the positive pole formed.
  • the recesses 12 are adapted to the geometric-constructive shape of the electrical Kunststoffierurigspole 2a.
  • slit-like or slit-shaped openings 13 formed in the connecting part 6 serve a process-reliable training of corresponding cohesive, d. H. welded, contacting regions 9 between respective energy storage-sidemaschinetechnikspolen 2a, 2b and the connecting part 6 and a process-reliable design of a cohesive, d. H. welded, connection.
  • the energy stores 2 can be arranged or arranged in respective receiving part-side receiving spaces 5 in such a way that respective energy storage-side contacting pins 2a, 2b are exposed.
  • the energy storage 2 are thus arranged or arranged with respect to their longitudinal axis in the longitudinal direction in the receiving part-side receiving spaces 5.
  • the energy storage-side Kunststofftechnikspole 2a, 2b contacted with the connecting part 6 or contacted in the properly assembled state of the energy storage device 1 to the connecting part 6.
  • the contacting requires a mechanical and electrical connection of respective energy storage-sidemaschinetechnikspole 2a, 2b with the connecting part 6 and is connected via a material connection, d. H. a welded joint, realized.
  • the welded joint is here produced by laser beam welding. However, it would also be conceivable to use the welding connection via other welding methods, ie. H. z. B. ultrasonic welding or resistance welding to produce.
  • a plurality of separate, ie separately or in addition to the respective receiving spaces 5 existing through openings 7 are formed in the receiving parts 3, 4.
  • the passage openings 7 serve for the passage of laser energy 8, ie in particular special laser radiation (see Fig. 9, 10, which in addition to Fig. 8 each show a schematic representation of the arrangement of respective energy storage in two interconnected receiving parts 3, 4 without the respective receiving parts 3, 4).
  • a passage opening 7 is to be understood as meaning a respective receiving part 3, 4 between two opposite outer surfaces, in this case base surfaces, completely passing through the opening.
  • the geometric shape, d. H. in particular dimension, shape and cross section, respective passage openings 7 is in this case to the geometric shape, d. H. in particular dimension, shape and cross-section, of a laser beam or laser beam passing through them.
  • the geometric shape of respective passage openings 7 is similar to the geometric shape of respective receiving spaces 5.
  • the passage openings 7 here have a cross-sectional area which is smaller in comparison than the receiving spaces 5.
  • the number and arrangement of respective receiving-part-side passage openings 7 basically corresponds to the number and arrangement of respective receiving-part-side receiving spaces 5. This results from the fact that the passage openings 7 are also distributed in a matrix-like manner in corresponding rows and columns.
  • respective receiving part-side passage openings 7 are arranged offset relative to respective receiving part-side receiving spaces 5. Respective receiving part-side passage openings 7 extend parallel or parallel offset relative to respective receiving part-side receiving spaces 5.
  • the passing through corresponding through openings 7 laser energy 8 is used to form the respective energy storage side Kunststofftechnikspole 2a, 2b with the connecting part 6 cohesively contacting contacting tion areas 9 and thus the described cohesive contacting corresponding energy storage side Kunststofftechnikspole 2a, 2b with the Connecting part 6 (see Fig. 8 - 10).
  • the contacting regions 9 typically represent welding points or seams.
  • the contacting regions 9 can be circular or crossed.
  • the contacting areas 9 can be applied to the energy storage arrangement 1, for. B. in the context of their installation in a motor vehicle, take acting forces or moments.
  • FIGS. 8-10 which, as mentioned, each show a schematic representation of the arrangement of respective energy storage 2 in two interconnected receiving parts 3, 4 without the respective receiving parts 3, 4, wherein Fig. 8 is a frontal view, Fig. 9 is a plan view and FIG. 10 is a partially cutaway perspective view, it can be seen that the accommodating spaces 5 of the first accommodating part 3 are staggered relative to the accommodating spaces 5 of the further accommodating part 5 in the state of the first accommodating part 3 connected to the adjacently located further accommodating part 4.
  • the through-openings 7 of the first receiving part 3 are therefore aligned axially with the contacting poles 2a of the energy store 2 arranged in the further receiving part 4.
  • the described material-locking contacting of respective contacting poles 2a, 2b with the connecting part 6 or the formation of corresponding contacting regions 9 is possible ,
  • FIGS. 3, 4 are further receiving part-side connecting elements 10, 11 can be seen, the task and function will be explained in more detail below.
  • the base surfaces of the first receiving part 3 and the further receiving part 4 are thus corresponding connecting elements 10, 11 for forming a plug connection between the first receiving part 3 and formed the further receiving part 4.
  • respective corresponding connecting elements 10, 11 is the formation of a connector and thus a simple and correct Positioning respective adjacent to be arranged receiving parts 3, 4 relative to each other possible.
  • connecting elements 10 are formed in the form of plug-in receptacles in a diagonal arrangement.
  • corresponding connecting elements 11 are also formed in a diagonal arrangement in the form of pin or pin-like plug-in projections.
  • FIGS. 11-13 show a basic illustration of a step of a method for producing an energy storage arrangement 1 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • a first step the components required to form the energy storage arrangement 1 are first provided.
  • a first receiving part 3 a further receiving part 4 to be connected thereto and a connecting part 6 to be arranged between the first receiving part 3 and the further receiving part 4 are provided.
  • respective energy stores 2 are arranged in respective receiving part-side receiving spaces 5. As can be seen in Fig. 11 in the respective receiving part-side receiving spaces 5 already energy storage 2 are arranged.
  • an electrical contacting of the exposed contacting poles 2b of the energy store 2 arranged in the first receiving part 3 with the connecting part 6 takes place by forming the contacting by means of laser energy 8 (see FIGS. 9, 10), wherein the laser energy 8 is guided through respective passage openings 7 in the first receiving part 3.
  • the contacting of the energy storage-side contacting poles 2b with the connecting part 6 has already taken place in FIG.
  • the exposed Kunststofftechnikspole 2a of the arranged in the other receiving part 4 energy storage 2 is electrically connected to the connecting part 6 by forming the Kunststofftechnikspole 2a with the connecting part 6 materially contacting contacting takttechniks Schemee 9 by means of laser energy 8, the laser energy 8 here is guided through respective passage openings 7 in the second receiving part 4 (see Fig. 13).
  • the energy storage arrangement 1 may comprise more than two receiving parts 3, 4.
  • a first receiving part and a connected thereto in the direction of the longitudinal axis of the receiving part-side receiving spaces 5 further receiving part 4 may form a receiving subset.
  • Several such receiving subgroups may be arranged parallel to the longitudinal axis of the receiving spaces 5 of the first receiving part 3 next to each other.

Abstract

Energiespeicheranordnung (1), umfassend mehrere elektrisch miteinander kontaktierbare oder kontaktierte elektrische Energiespeicher (2), umfassend ein erstes Aufnahmeteil (3) mit wenigstens einem bohrungsartigen Aufnahmeraum (5) zur Aufnahme wenigstens eines elektrischen Energiespeichers (2), wenigstens ein mit dem ersten Aufnahmeteil (3) verbindbares oder verbundenes weiteres Aufnahmeteil (4) mit wenigstens einem bohrungsartigen Aufnahmeraum (5) zur Aufnahme wenigstens eines elektrischen Energiespeichers (2), wenigstens ein zwischen zwei benachbart anzuordnenden oder angeordneten Aufnahmeteilen (3, 4) anordenbares oder angeordnetes plattenartiges elektrisches Verbindungsteil (6) zur elektrischen Kontaktierung von in jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen (5) angeordneten elektrischen Energiespeichern (2), wobei die elektrischen Energiespeicher (2) in jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen (5) derart anordenbar oder angeordnet sind, dass jeweilige energiespeicherseitige Kontaktierungspole (2a, 2b) freiliegen, so dass diese mit dem zwischen benachbart anzuordnenden oder angeordneten Aufnahmeteilen (3, 4) anzuordnenden oder angeordneten plattenartigen elektrischen Verbindungsteil (6) stoffschlüssig kontaktierbar oder kontaktiert sind, wobei in den Aufnahmeteilen (3, 4) jeweils wenigstens eine separate Durchtrittsöffnung (7) zum Durchtritt von Laserenergie (8), insbesondere Laserstrahlung, zur Ausbildung von die jeweiligen energiespeicherseitigen elektrischen Kontaktierungspole (2a, 2b) mit dem zwischen benachbart anzuordnenden oder angeordneten Aufnahmeteilen (3, 4) anzuordnenden oder angeordneten plattenartigen elektrischen Verbindungsteil (6) stoffschlüssig kontaktierenden Kontaktierungsbereichen (9) ausgebildet sind.

Description

Energiespeicheranordnung, Kraftfahrzeug umfassend eine solche Energiespeicheranordnung und Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung betrifft eine Energiespeicheranordnung, umfassend mehrere elektrisch miteinander kontaktierbare oder kontaktierte elektrische Energiespeicher.
Derartige mehrere elektrische Energiespeicher umfassende Energiespeicheranordnungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden z. B. im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik zur elektrischen Versorgung kraftfahrzeug- seitiger elektrischer Verbraucher eingesetzt. Unter einem elektrischen Energiespeicher ist dabei eine in einem Energiespeicherzellgehäuse aufgenommene Energiespeicherzelle zu verstehen.
Ein bekanntes Beispiel einer solchen Energiespeicheranordnung sieht eine bestimmte räumliche Anordnung mehrerer zylindrischer, d. h. einen runden Querschnitt aufweisender, elektrisch kontaktierter elektrischer Energiespeicher vor. Die elektrischen Energiespeicher können dabei beispielsweise auf Lithium oder einer Lithiumverbindung basieren.
Die erwähnte elektrische Kontaktierung jeweiliger elektrischer Energiespeicher erfolgt im Rahmen der Herstellung entsprechender Energiespeicheranordnungen und ist in fertigungstechnischer Hinsicht vergleichsweise aufwändig. Ferner sind aufgrund von fertigungstechnischen Einschränkungen im Zusammenhang mit der elektrischen Kontaktierung jeweiliger elektrischer Energiespeicher regelmäßig nur bestimmte Anordnungsmöglichkeiten entsprechender elektrischer Energiespeicher möglich, was einer bauraumoptimierten Anordnung entsprechender elektrischer Energiespeicher entgegen stehen kann. Es besteht sonach ein Bedarf nach einer einfach und insbesondere bauraum- optimiert herstellbaren Energiespeicheranordnung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach und bauraumoptimiert herstellbare bzw. hergestellte Energiespeicheranordnung anzugeben.
Die Aufgabe wird durch eine Energiespeicheranordnung der eingangs genannten Art gelöst, welche sich durch ein erstes Aufnahmeteil mit wenigstens einem bohrungsartigen Aufnahmeraum zur Aufnahme wenigstens eines elektrischen Energiespeichers, wenigstens ein mit dem ersten Aufnahmeteil verbindbares oder verbundenes weiteres Aufnahmeteil mit wenigstens einem bohrungsartigen Aufnahmeraum zur Aufnahme wenigstens eines elektrischen Energiespeichers, und wenigstens ein zwischen zwei benachbart anzuordnenden oder angeordneten Aufnahmeteilen anordenbares oder angeordnetes plattenartiges elektrisches Verbindungsteil zur elektrischen Kontaktierung von in jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen angeordneten elektrischen Energiespeichern, wobei die elektrischen Energiespeicher in jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen derart anordenbar oder angeordnet sind, dass jeweilige energiespeicherseitige Kontaktierungspole freiliegen, so dass diese mit dem zwischen benachbart anzuordnenden oder angeordneten Aufnahmeteilen anzuordnenden oder angeordneten plattenartigen elektrischen Verbindungsteil stoffschlüssig kontaktierbar oder kontaktiert sind, wobei in den Aufnahmeteilen jeweils wenigstens eine separate Durchtrittsöffnung zum Durchtritt von Laserenergie, insbesondere Laserstrahlung, zur Ausbildung von die jeweiligen energiespeicherseitigen elektrischen Kontaktierungspole mit dem zwischen benachbart anzuordnenden oder angeordneten Aufnahmeteilen anzuordnenden oder angeordneten plattenartigen elektrischen Verbindungsteil stoffschlüssig kontaktierenden Kontaktierungsbereichen ausgebildet sind, auszeichnet.
Die Energiespeicheranordnung umfasst im Allgemeinen mehrere elektrische Energiespeicher, kurz Energiespeicher. Unter einem Energiespeicher ist typischerweise eine Energiespeicherzelle zu verstehen. Eine entsprechende Energiespeicherzelle ist typischerweise in einem Energiespeicherzellgehäuse aufgenommen. Hinsichtlich der elektrochemisch aktiven Bestandteile kann ein entsprechender Energiespeicher z. B. auf Lithium bzw. einer Lithiumverbindung basieren; mithin kann Lithium bzw. eine Lithiumverbindung einen relevanten elektrochemischen Bestandteil eines entsprechenden Energiespeichers bilden.
Die Energiespeicheranordnung kann im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik zur elektrischen Versorgung kraftfahrzeugseitiger elektrischer Verbraucher, worunter insbesondere auch ein elektromotorischer Antrieb des Kraftfahrzeugs zu verstehen ist, eingesetzt werden.
Die Energiespeicheranordnung umfasst ein erstes Aufnahmeteil und wenigstens ein weiteres Aufnahmeteil, d. h. im Allgemeinen wenigstens zwei Aufnahmeteile. Das weitere Aufnahmeteil ist mit dem ersten Aufnahmeteil verbindbar bzw. im ordnungsgemäß montierten Zustand der Energiespeicheranordnung verbunden. Im verbundenen Zustand der wenigstens zwei Aufnahmeteile sind die Aufnahmeteile benachbart angeordnet, d. h. wenigstens ein Flächenabschnitt des ersten Aufnahmeteils ist wenigstens einem Flächenabschnitt des weiteren Aufnahmeteils gegenüber liegend angeordnet. Grundsätzlich sind sämtliche Aufnahmeteile der Energiespeicheranordnung miteinander entsprechend verbindbar bzw. im ordnungsgemäß montierten Zustand der Energiespeicheranordnung entsprechend miteinander verbunden.
Das erste Aufnahmeteil ist mit wenigstens einem bohrungsartigen Aufnahmeraum zur Aufnahme wenigstens eines Energiespeichers ausgestattet. Unter einem bohrungsartigen Aufnahmeraum ist dabei eine das erste Aufnahmeteil zwischen zwei gegenüber liegenden Außenflächen, insbesondere Grundflächen, des ersten Aufnahmeteils vollständig durchsetzende Öffnung zu verstehen. Ein entsprechendes erstes Aufnahmeteil kann eine quaderförmige Gestalt aufweisen. Die jeweiligen bohrungsartigen Aufnahmeräume sind dabei bezüglich ihrer Längserstreckung durch ein jeweiliges erstes Aufnahmeteil typischerweise winklig, insbesondere lotrecht, zu den jeweiligen aufnahmeteil- seitigen Grundflächen des Aufnahmeteils durchsetzend verlaufend ausgebildet. Die geometrische Gestalt, d. h. insbesondere Abmessung, Form und Querschnitt, der Öffnung ist typischerweise an die geometrische Gestalt, d. h. insbesondere Abmessung, Form und Querschnitt, eines in dem Aufnahmeraum des ersten Aufnahmeteils anzuordnenden Energiespeichers angepasst. Typischerweise ist ein Energiespeicher daher passgenau in den aufnahmeteilseiti- gen Aufnahmeraum eines ersten Aufnahmeteils anordenbar bzw. angeordnet.
Typischerweise umfasst das erste Aufnahmeteil mehrere bohrungsartige Aufnahmeräume. Die Aufnahmeräume können matrixartig in mehreren Reihen und Spalten verteilt angeordnet sein. Konkret können z. B. vier horizontal nebeneinander angeordnete Aufnahmeräume eine Reihe und z. B. vier vertikal untereinander angeordnete Aufnahmeräume eine Spalte bilden. Eine matrixartige Anordnung entsprechender Aufnahmeräume kann sonach z. B. vier horizontal untereinander angeordnete Reihen oder vier vertikal nebeneinander angeordnete Spalten umfassen.
Das oder allgemein ein weiteres Aufnahmeteil ist ebenso mit wenigstens einem bohrungsartigen Aufnahmeraum zur Aufnahme wenigstens eines Energiespeichers ausgestattet. Unter einem bohrungsartigen Aufnahmeraum ist dabei ebenso dabei eine das weitere Aufnahmeteil zwischen zwei gegenüber liegenden Außenflächen, insbesondere Grundflächen, des weiteren Aufnahmeteils vollständig durchsetzende Öffnung zu verstehen. Auch ein entsprechendes weiteres Aufnahmeteil kann eine quaderförmige Gestalt aufweisen. Die jeweiligen bohrungsartigen Aufnahmeräume sind dabei bezüglich ihrer Längserstreckung durch ein jeweiliges weiteres Aufnahmeteil typischerweise winklig, insbesondere lotrecht, zu den jeweiligen aufnahmeteilseitigen Grundflächen des Aufnahmeteils durchsetzend verlaufend ausgebildet.
Die geometrische Gestalt, d. h. insbesondere Abmessung, Form und Querschnitt, der Öffnung ist dabei typischerweise an die geometrische Gestalt, d. h. insbesondere Abmessung, Form und Querschnitt, eines in dem Aufnahmeraum des weiteren Aufnahmeteils anzuordnenden Energiespeichers angepasst. Typischerweise ist ein Energiespeicher daher passgenau in den auf- nahmeteilseitigen Aufnahmeraum eines weiteren Aufnahmeteils anordenbar bzw. angeordnet.
Typischerweise umfasst auch das oder allgemein ein weiteres Aufnahmeteil mehrere bohrungsartige Aufnahmeräume. Diese können ebenso matrixartig in mehreren Reihen und Spalten verteilt angeordnet sein. Es gelten die Ausführungen zu der matrixartigen Anordnung entsprechender bohrungsartiger Aufnahmeräume im Zusammenhang mit dem ersten Aufnahmeteil analog.
Die Anzahl jeweiliger bohrungsartiger Aufnahmeräume des ersten Aufnahmeteils entspricht typischerweise der Anzahl jeweiliger bohrungsartiger Aufnahmeräume des oder allgemein eines weiteren Aufnahmeteils.
Der Energiespeicheranordnung ist neben den wenigstens zwei Aufnahmeteilen wenigstens ein plattenartiges bzw. -förmiges elektrisches Verbindungsteil, kurz Verbindungsteil, zugehörig. Das Verbindungsteil ist zwischen zwei benachbart anzuordnenden Aufnahmeteilen anzuordnen bzw. im ordnungsgemäß montierten Zustand der Energiespeicheranordnung zwischen zwei benachbart angeordneten Aufnahmeteilen angeordnet. Das Verbindungsteil weist sonach eine(n) einem ersten Aufnahmeteil zugewandte(n) Flächenabschnitt bzw. Oberseite und eine(n) dieser gegenüber liegende(n), einem weiteren Aufnahmeteil zugewandte(n) Flächenabschnitt bzw. Unterseite auf. Das Verbindungsteil dient funktionell betrachtet der elektrischen Kontaktierung der in jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen anzuordnenden oder im ordnungsgemäß montierten Zustand der Energiespeicheranordnung angeordneten Energiespeicher.
Die Energiespeicher sind dazu in jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen derart anordenbar bzw. angeordnet, dass jeweilige energiespeicher- seitige Kontaktierungspole (Zellpole), d. h. typischerweise ein Pluspol und ein Minuspol, freiliegen. Die Energiespeicher sind also typischerweise bezüglich ihrer Längsachse in Längsrichtung in den aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen anordenbar bzw. im ordnungsgemäß montierten Zustand der Energiespeicheranordnung angeordnet. Entsprechend sind die energiespeichersei- tigen Kontaktierungspole mit einem entsprechenden Verbindungsteil kontaktierbar bzw. im ordnungsgemäß montierten Zustand der Energiespeicheranordnung mit einem entsprechenden Verbindungsteil kontaktiert. Die Kontaktierung bedingt eine mechanische wie auch elektrische Verbindung jeweiliger energiespeicherseitiger Kontaktierungspole mit dem Verbindungsteil und ist über eine stoffschlüssige Verbindung. Jeweilige Kontaktierungspole sind sonach stoffschlüssig mit dem Verbindungsteil kontaktiert; es liegt eine stoffschlüssige Kontaktierung vor. Bei der stoffschlüssigen Verbindung bzw. Kontaktierung handelt es sich insbesondere um eine Schweißverbindung. Eine entsprechende Schweißverbindung kann z. B. über Laserstrahlschweißen hergestellt sein. Denkbar wäre es jedoch auch, die Schweißverbindung über andere Schweißverfahren, d. h. z. B. Ultraschallschweißen oder Widerstands- schweißen, herzustellen.
In den Aufnahmeteilen ist jeweils wenigstens eine separate, d. h. gesondert bzw. zusätzlich zu dem oder den jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen vorhandene, Durchtrittsöffnung zum Durchtritt von Laserenergie, d. h. insbesondere Laserstrahlung, ausgebildet. Die durch eine entsprechende Durchtrittsöffnung tretende Laserenergie dient der Ausbildung von die jeweiligen energiespeicherseitigen Kontaktierungspole mit einem Verbindungsteil stoffschlüssig kontaktierenden Kontaktierungsbereichen und somit der Ausbildung der beschriebenen stoffschlüssigen Kontaktierung entsprechender energiespeicherseitiger Kontaktierungspole mit einem entsprechenden Verbindungsteil.
Unter einer Durchtrittsöffnung ist eine ein jeweiliges Aufnahmeteil zwischen zwei gegenüber liegenden Außenflächen, insbesondere Grundflächen, vollständig durchsetzende Öffnung zu verstehen. Die geometrische Gestalt, d. h. insbesondere Abmessung, Form und Querschnitt, jeweiliger Öffnungen ist dabei typischerweise an die geometrische Gestalt, d. h. insbesondere Abmessung, Form und Querschnitt, eines diese durchtretenden Laserstrahls bzw. Laserstrahlbündels angepasst. Die geometrische Gestalt jeweiliger Durchtrittsöffnungen kann ähnlich der geometrischen Gestalt jeweiliger Aufnahmeräume sein. Typischerweise, jedoch keinesfalls zwingend, weisen je- weilige aufnahmeteilseitige Durchtrittsöffnungen jeweils eine im Vergleich kleinere Querschnittsfläche als jeweilige aufnahmeteilseitige Aufnahmeräume auf.
Die Aufnahmeteile umfassen typischerweise jeweils mehrere Durchtrittsöffnungen. Die Anzahl jeweiliger aufnahmeteilseitiger Durchtrittsöffnungen entspricht typischerweise der Anzahl jeweiliger aufnahmeteilseitiger bohrungsartiger Aufnahmeräume. Mithin entspricht die Anzahl jeweiliger Durchtrittsöffnungen des ersten Aufnahmeteils typischerweise der Anzahl jeweiliger Durchtrittsöffnungen des oder allgemein eines weiteren Aufnahmeteils.
Die jeweiligen aufnahmeteilseitigen Durchtrittsöffnungen können ebenso matrixartig in mehreren Reihen und Spalten verteilt angeordnet sein. Konkret können z. B. vier horizontal nebeneinander angeordnete Aufnahmeräume eine Reihe und z. B. vier vertikal untereinander angeordnete Aufnahmeräume eine Spalte bilden. Eine matrixartige Anordnung kann sonach z. B. vier horizontal untereinander angeordnete Reihen oder vier vertikal nebeneinander angeordnete Spalten umfassen.
Über das beschriebene Prinzip ermöglicht ist eine einfach und insbesondere bauraumoptimiert herstellbare Energiespeicheranordnung realisiert.
Das beschriebene Prinzip eignet sich insbesondere für Energiespeicher mit einer zylindrischen Gestalt, d. h. für Energiespeicher mit einem (kreis)runden Querschnitt. Bei entsprechenden Energiespeichern ist typischerweise jeweils ein energiespeicherseitiger Kontaktierungspol an gegenüber liegenden Stirnseiten des Energiespeichers ausgebildet bzw. angeordnet.
Hinsichtlich der Anordnung jeweiliger aufnahmeteilseitiger Aufnahmeräume ist es zweckmäßig, wenn der wenigstens eine bohrungsartige Aufnahmeraum des ersten Aufnahmeteils im mit dem oder einem benachbart angeordneten weiteren Aufnahmeteil verbundenen Zustand des ersten Aufnahmeteils relativ zu dem wenigstens einen bohrungsartigen Aufnahmeraum des weiteren Aufnahmeteils versetzt angeordnet ist. Derart fluchten entsprechende Durchtrittsöffnungen des ersten Aufnahmeteils axial betrachtet mit den Kon- taktierungspolen der in dem weiteren Aufnahmeteil angeordneten Energiespeicher. Entsprechend ist die beschriebene stoffschlüssige Kontaktierung jeweiliger Kontaktierungspole mit einem entsprechenden Verbindungsteil bzw. die Ausbildung entsprechender Kontaktierungsbereiche möglich. Umgekehrt ist es entsprechend zweckmäßig, wenn der wenigstens eine bohrungsartige Aufnahmeraum des weiteren Aufnahmeteils im mit dem oder einem benachbart angeordneten ersten Aufnahmeteil verbundenen Zustand des ersten Aufnahmeteils relativ zu dem wenigstens einen bohrungsartigen Aufnahmeraum des ersten Aufnahmeteils versetzt angeordnet ist.
Überdies ist es zweckmäßig, wenn die aufnahmeteilseitigen Durchtrittsöffnungen in dem Falle, in welchem an jeweiligen Aufnahmeteilen jeweils mehrere, matrixartig in mehreren Reihen und Spalten verteilt angeordnete Aufnahmeräume und mehrere, matrixartig in mehreren Reihen und Spalten verteilt angeordnete Durchtrittsöffnungen angeordnet bzw. ausgebildet sind, versetzt zu den Aufnahmeräumen angeordnet sind. Jeweilige aufnahme- teilseitige Durchtrittsöffnungen erstrecken sich also zweckmäßig parallel bzw. parallel versetzt zu jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen.
An im verbundenen Zustand des ersten Aufnahmeteils mit dem oder einem weiteren Aufnahmeteil einander benachbart angeordneten Flächenabschnitten des ersten Aufnahmeteils sowie des weiteren Aufnahmeteils können zweckmäßig korrespondierende Verbindungselemente zur Ausbildung einer Steckverbindung zwischen dem ersten Aufnahmeteil und dem weiteren Aufnahmeteil ausgebildet oder angeordnet sein. Durch das Zusammenwirken jeweiliger korrespondierender Verbindungselemente ist die Ausbildung einer Steckverbindung und somit ein einfaches und korrektes Positionieren jeweiliger benachbart anzuordnender Aufnahmeteile relativ zueinander möglich.
Konkret kann an einem dem weiteren Aufnahmeteil im verbundenen Zustand des ersten Aufnahmeteils mit dem weiteren Aufnahmeteil gegenüber liegenden Flächenabschnitt des ersten Aufnahmeteils wenigstens ein Verbindungselement in Form eines stift- oder zapfenartigen Steckvorsprungs oder in Form einer Steckaufnahme ausgebildet oder angeordnet sein. An einem dem ersten Aufnahmeteil im verbundenen Zustand des ersten Aufnahmeteils mit dem wie- teren Aufnahmeteil gegenüber liegenden Flächenabschnitt des weiteren Aufnahmeteils kann wenigstens ein korrespondierendes Verbindungselement in Form einer Steckaufnahme oder in Form eines stift- oder zapfenartigen Steckvorsprungs ausgebildet oder angeordnet sein. Selbstverständlich ist es möglich, dass an jeweiligen Aufnahmeteilen sowohl Verbindungselemente in Form von stift- oder zapfenartigen Steckvorsprüngen als auch in Form von Steckaufnahmen ausgebildet oder angeordnet sind. Jeweilige Steckvorsprünge und jeweilige Steckaufnahmen jeweiliger Aufnahmeteile bilden sonach korrespondierende Steckpartner einer Steckverbindung.
In dem oder allgemein einem Verbindungselement kann wenigstens eine Einbuchtung bzw. Vertiefung zur Aufnahme eines von einem Energiespeicher vorspringenden elektrischen Kontaktierungspol, typischerweise eines Pluspols, ausgebildet sein. Derart ist die korrekte Anordnung eines entsprechenden Verbindungsteils relativ zu entsprechenden Kontaktierungspolen und somit die Montage der Energiespeicheranordnung insgesamt vereinfacht. Die Einbuchtung bzw. Vertiefung ist zweckmäßig an die geometrische-konstruktive Gestalt des Kontaktierungspols angepasst.
Im Hinblick auf die Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung, wie erwähnt typischerweise einer Schweißverbindung, ist es zweckmäßig, wenn in dem Verbindungsteil im Bereich jeweiliger Kontaktierungsbereiche wenigstens eine schlitzartige bzw. schlitzförmige Durchbrechung ausgebildet ist. Derart ist ein verbesserter Stofffluss und somit eine prozesssichere Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung möglich.
Es wurde erwähnt, dass die Energiespeicheranordnung grundsätzlich auch mehr als zwei Aufnahmeteile umfassen kann. In diesem Falle bestehen unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten jeweiliger Aufnahmeteile. Ein erstes Aufnahmeteil und wenigstens ein mit diesem in Richtung der Längsachse des aufnahmeteilseitigen Aufnahmeraums verbundenes weiteres Aufnahmeteil kann dabei eine Aufnahmeteilgruppe bilden. Mehrere solcher Aufnahmeteil- gruppen können parallel zu der Längsachse des Aufnahmeraums des ersten Aufnahmeteils nebeneinander angeordnet sein. Die Anordnungsmöglichkeiten jeweiliger Aufnahmeteile bzw. Aufnahmeteilgruppen sind prinzipiell frei wählbar. Die Anordnung der Aufnahmeteile bzw. Aufnahmeteilgruppen kann also individuell, d. h. im Hinblick auf einen konkreten Einsatzbereich der Energiespeicheranordnung, gewählt werden, um die Energiespeicheranordnung möglichst bauraumoptimiert in einer Anwendung, d. h. z. B. in einem Kraftfahrzeug, anzuordnen.
Die Aufnahmeteile sind typischerweise aus einem nicht elektrisch leitfähigen Material gebildet. Die Aufnahmeteile können sonach z. B. jeweils aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein. Geeignete Kunststoffmaterialien sind insbesondere thermoplastische Kunststoffmaterialien, wie z. B. ABS, PC, PBT oder Mischungen (Blends, Compounds etc.) der Genannten.
Die Kunststoffmaterialien können zumindest teiltransparent und somit für Laserenergie bzw. Laserstrahlung bestimmter Frequenz und Amplitude durchlässig sein. Konkret kann dies beispielsweise bei PC- oder PBT-Typen mit einer vergleichsweise hohen Transmission, insbesondere oberhalb 70% im sichtbaren Lichtspektrum, der Fall sein. Die Transmission des Kunststoffmaterials bzw. die Auswahl des Kunststoffmaterials ist in diesem Zusammenhang in Abhängigkeit einer bestimmten Laserenergie bzw. deren Frequenz und Amplitude festzulegen. In diesem Fall ist eine versetzte Anordnung jeweiliger aufnahmeteilseitiger Aufnahmeräume bzw. Durchtrittsöffnungen nicht zwingend erforderlich, da die Laserenergie in diesem Fall auch durch jeweilige Aufnahmeteile an jeweilig auszubildende Kontaktierungsbereiche geleitet werden kann.
Das oder die Verbindungsteile sind im Gegensatz zu den Aufnahmeteilen aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Das oder die Verbindungsteile können sonach aus einem, insbesondere schweißbaren, Metall gebildet sein. Geeignete Metalle sind beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Nickel oder entsprechende Aluminium-, Kupfer- oder Nickellegierungen. Selbstverständlich sind auch schweißbare Eisenverbindungen bzw. Stähle denkbar. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, welches wenigstens eine wie beschriebene Energiespeicheranordnung umfasst. Die Energiespeicheranordnung kann zur elektrischen Versorgung kraftfahrzeugseitiger elektrischer Verbraucher, worunter insbesondere auch ein elektromotorischer Antrieb des Kraftfahrzeugs zu verstehen ist, eingesetzt werden.
Im Zusammenhang mit dem Kraftfahrzeug gelten grundsätzlich sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit der Energiespeicheranordnung analog.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer wie beschriebenen Energiespeicheranordnung. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- Bereitstellen eines ersten Aufnahmeteils, wenigstens eines weiteren Aufnahmeteils sowie wenigstens eines zwischen dem ersten Aufnahmeteil und dem wenigstens einen weiteren Aufnahmeteil anzuordnenden plattenartigen elektrischen Verbindungsteils,
- Anordnen jeweils wenigstens eines elektrischen Energiespeichers in jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen,
- elektrisches Kontaktieren der freiliegenden Kontaktierungspole des wenigstens einen in dem ersten Aufnahmeteil angeordneten elektrischen Energiespeichers mit dem plattenartigen elektrischen Verbindungsteil durch Ausbilden eines den Kontaktierungspol mit dem plattenartigen elektrischen Verbindungsteil stoffschlüssig kontaktierenden Kontaktierungsbereichs vermittels Laserenergie, insbesondere Laserstrahlung, wobei die Laserenergie durch eine auf- nahmeteilseitige Durchgangsöffnung, insbesondere des ersten Aufnahmeteils, geführt wird, und
- elektrisches Kontaktieren der freiliegenden Kontaktierungspole des wenigstens einen in dem weiteren Aufnahmeteil angeordneten elektrischen Energiespeichers mit dem plattenartigen elektrischen Verbindungsteil durch Ausbilden eines den Kontaktierungspol mit dem plattenartigen elektrischen Verbindungsteil stoffschlüssig kontaktierenden Kontaktierungsbereichs vermittels Laserenergie, insbesondere Laserstrahlung, wobei die Laserenergie durch eine auf- nahmeteilseitige Durchgangsöffnung, insbesondere des weiteren Aufnahmeteils, geführt wird.
Auch im Zusammenhang mit dem Verfahren gelten grundsätzlich sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit der Energiespeicheranordnung analog.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen: je eine Prinzipdarstellung einer Energiespeicheranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3, 4 je eine Prinzipdarstellung jeweiliger einer Energiespeicheranordnung zugehöriger Aufnahmeteile gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 eine Prinzipdarstellung eines einer Energiespeicheranordnung zugehörigen elektrischen Energiespeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 6, 7 je eine Prinzipdarstellung eines einer Energiespeicheranordnung zugehörigen plattenartigen elektrischen Verbindungsteils gemäß' einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 8 - 10 je eine Prinzipdarstellung einer Anordnung jeweiliger Energiespeicher in zwei miteinander verbundenen Aufnahmeteilen ohne die jeweiligen Aufnahmeteile; und
Fig. 11 - 13 je eine Prinzipdarstellung eines Schritts eines Verfahrens zur
Herstellung einer Energiespeicheranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Fig. 1 , 2 zeigen je eine Prinzipdarstellung einer Energiespeicheranordnung
1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht. Die in Fig. 1 gezeigte Ansicht der Energiespeicheranordnung 1 ist im Vergleich zu der in Fig. 2 gezeigten Ansicht um 180° gedreht.
Die Energiespeicheranordnung 1 dient der elektrischen Versorgung kraftfahr- zeugseitiger elektrischer Verbraucher, wie z. B. eines elektromotorischen Antriebs, und ist daher in einem Kraftfahrzeug (nicht gezeigt) verbaubar.
Die Energiespeicheranordnung 1 umfasst eine Anzahl an miteinander kontaktierten elektrischen Energiespeichern 2. Bei entsprechenden Energiespeichern
2 handelt es sich jeweils um, z. B. auf Lithium basierende, Energiespeicherzellen, welche jeweils in einem zylindrischen, d. h. einen runden Querschnitt aufweisenden Energiespeicherzellgehäuse aufgenommen sind. Eine Einzelansicht eines entsprechenden Energiespeichers 2 ist in Fig. 5 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Anhand von Fig. 5 sind die an jeweiligen Stirnseiten eines entsprechenden Energiespeichers 2 ausgebildeten Kontaktierungspole 2a, 2b bzw. Zellpole zu erkennen. Der an der in Fig. 2 oberen Stirnseite nach Art eines Vorsprungs ausgebildete Kontaktierungspol 2a ist der Pluspol, der an der gegenüber liegenden Stirnseite, d. h. der in Fig. 2 unteren Stirnseite, ausgebildete Kontaktierungspol 2b ist der Minuspol des Energiespeichers 2.
Wie sich aus den Fig. 1 , 2 in Verbindung mit den Fig. 3, 4 ergibt, sind die der Energiespeicheranordnung 1 zugehörigen Energiespeicher 2 jeweils in zwei miteinander verbindbaren bzw., wie in den den ordnungsgemäß montierten Zustand der Energiespeicheranordnung 1 darstellenden Fig. 1 , 2 gezeigt, miteinander verbundenen Aufnahmeteilen 3, 4 angeordnet. Die Aufnahmeteile 3, 4 weisen jeweils eine quaderförmige Gestalt auf. Im Folgenden wird das Aufnahmeteil 3 als„erstes Aufnahmeteil" und das Aufnahmeteil 4 als„weiteres Aufnahmeteil" bezeichnet.
Aus den Fig. 1 , 2 ergibt sich, dass die beiden Aufnahmeteile 3, 4 im miteinander verbundenen Zustand benachbart angeordnet sind. Entsprechend ist ein Flächenabschnitt, hier eine Grundfläche, des ersten Aufnahmeteils 3 einem Flächenabschnitt, hier ebenso einer Grundfläche, des weiteren Aufnahmeteils
4 gegenüber liegend angeordnet.
Das erste Aufnahmeteil 3 ist mit mehreren bohrungsartigen Aufnahmeräumen
5 ausgestattet. Jeder Aufnahmeraum 5 dient der Aufnahme eines Energiespeichers 2. Unter einem bohrungsartigen Aufnahmeraum 5 ist dabei eine das erste Aufnahmeteil 3 zwischen zwei gegenüber liegenden Außenflächen, hier Grundflächen, des ersten Aufnahmeteils 3 vollständig durchsetzende Öffnung zu verstehen. Die jeweiligen Aufnahmeräume 5 sind dabei bezüglich ihrer Längserstreckung das erste Aufnahmeteil 3 lotrecht zu den jeweiligen auf- nahmeteilseitigen Grundflächen durchsetzend verlaufend ausgebildet.
Ersichtlich ist die geometrische Gestalt, d. h. insbesondere Abmessung, Form und Querschnitt, der Aufnahmeräume 5 an die geometrische Gestalt, d. h. insbesondere Abmessung, Form und Querschnitt, jeweiliger in den Aufnahmeräumen 5 anzuordnender Energiespeicher 2 angepasst. Die Energiespeicher 2 sind daher passgenau in den jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen 5 anordenbar bzw. angeordnet.
Die aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräume 5 sind matrixartig in mehreren Reihen und Spalten verteilt angeordnet. In den in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispielen bilden vier horizontal nebeneinander angeordnete Aufnahmeräume 5 eine Reihe und vier vertikal untereinander angeordnete Aufnahmeräume 5 eine Spalte. Die matrixartige Anordnung entsprechender Aufnahmeräume 5 umfasst sonach vier horizontal untereinander angeordnete Reihen bzw. vier vertikal nebeneinander angeordnete Spalten.
Das weitere Aufnahmeteil 4 ist ebenso mit mehreren bohrungsartigen Aufnahmeräumen 5 ausgestattet. Auch hier dient jeder Aufnahmeraum 5 der Aufnahme eines Energiespeichers 2. Wie sich insbesondere aus den Fig. 1 - 4 ergibt, gelten für die Ausbildung und Anordnung der Aufnahmeräume 5 des weiteren Aufnahmeteils 4 die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit den Aufnahmeräumen 5 des ersten Aufnahmeteils 3 analog. Insbesondere aus den Fig. 3, 4 ist zu erkennen, dass Anzahl und matrixartige Anordnung jeweiliger Aufnahmeräume 5 des ersten Aufnahmeteils 3 grundsätzlich Anzahl und matrixartiger Anordnung jeweiliger Aufnahmeräume 5 des weiteren Aufnahmeteils 4 entspricht.
Die Aufnahmeteile 3, 4 sind jeweils aus einem nicht elektrisch leitfähigen Material, hier einem Kunststoffmaterial, z. B. ABS, PC, PBT oder Mischungen der Genannten, gebildet. Die Kunststoffmaterialien können zumindest teiltransparent und somit für Laserenergie bzw. Laserstrahlung bestimmter Frequenz und Amplitude durchlässig sein. Konkret kann dies beispielsweise bei PC- oder PBT-Typen mit einer vergleichsweise hohen Transmission, insbesondere oberhalb 70% im sichtbaren Lichtspektrum, der Fall sein.
Der Energiespeicheranordnung 1 ist neben den Aufnahmeteilen 3, 4 ein plattenartiges bzw. -förmiges elektrisches Verbindungsteil 6 zugehörig. Das in Fig. 6 gesondert in einer perspektivischen Ansicht gezeigte Verbindungsteil 6 ist zwischen zwei benachbart anzuordnenden Aufnahmeteilen 3, 4 anzuordnen bzw. im ordnungsgemäß montierten Zustand der Energiespeicheranordnung 1 zwischen zwei benachbart angeordneten Aufnahmeteilen 3, 4 angeordnet. Das Verbindungsteil 6 weist sonach eine(n) dem ersten Aufnahmeteil 3 zugewandte(n) Flächenabschnitt 6a bzw. Oberseite und eine(n) dieser gegenüber liegende(n), dem weiteren Aufnahmeteil 4 zugewandte(n) Flächenabschnitt 6b bzw. Unterseite auf. Das Verbindungsteil 6 dient funktionell betrachtet der elektrischen Kontaktierung der in jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen 5 anzuordnenden oder im ordnungsgemäß montierten Zustand der Energiespeicheranordnung 1 angeordneten Energiespeicher 2.
Das Verbindungsteil 6 ist aus einem schweißbaren, elektrisch leitfähigen Material, d. h. hier einem Metall, z. B. Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, gebildet.
Wie sich aus Fig. 6 und Fig. 7, welche eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 6 gezeigten Einzelheit VII darstellt, ergibt, sind in dem Verbindungteil 6 Einbuchtungen 12 bzw. Vertiefungen zur Aufnahme eines von einem Energie- Speicher 2 vorspringenden Kontaktierungspols 2a, d. h. des Pluspols, ausgebildet. Derart ist die korrekte Anordnung eines entsprechenden Verbindungsteils 6 relativ zu entsprechenden Kontaktierungspolen 2a, 2b und somit die Montage der Energiespeicheranordnung 1 insgesamt vereinfacht. Die Einbuchtungen 12 sind an die geometrische-konstruktive Gestalt der elektrischen Kontaktierurigspole 2a angepasst.
Anhand von Fig. 6 sind ferner in dem Verbindungsteil 6 ausgebildete schlitzartige bzw. schlitzförmige Durchbrechungen 13 zu erkennen. Diese dienen einer prozesssicheren Ausbildung entsprechender stoffschlüssiger, d. h. geschweißter, Kontaktierungsbereiche 9 zwischen jeweiligen energiespeicherseitigen Kontaktierungspolen 2a, 2b und dem Verbindungsteil 6 bzw. einer prozesssicheren Ausbildung einer stoffschlüssigen, d. h. geschweißten, Verbindung.
Insbesondere aus den Fig. 1 , 2 ergibt sich, dass die Energiespeicher 2 in jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen 5 derart anordenbar bzw. angeordnet sind, dass jeweilige energiespeicherseitige Kontaktierungspole 2a, 2b freiliegen. Die Energiespeicher 2 sind also bezüglich ihrer Längsachse in Längsrichtung in den aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen 5 anordenbar bzw. angeordnet. Entsprechend sind die energiespeicherseitigen Kontaktierungspole 2a, 2b mit dem Verbindungsteil 6 kontaktierbar bzw. im ordnungsgemäß montierten Zustand der Energiespeicheranordnung 1 mit dem Verbindungsteil 6 kontaktiert. Die Kontaktierung bedingt eine mechanische wie auch elektrische Verbindung jeweiliger energiespeicherseitiger Kontaktierungspole 2a, 2b mit dem Verbindungsteil 6 und ist über eine stoffschlüssige Verbindung, d. h. eine Schweißverbindung, realisiert. Die Schweißverbindung ist hier über Laserstrahlschweißen hergestellt. Denkbar wäre es jedoch auch, die Schweißverbindung über andere Schweißverfahren, d. h. z. B. Ultraschallschweißen oder Widerstandsschweißen, herzustellen.
Wie insbesondere anhand der Fig. 3, 4 erkennbar, sind in den Aufnahmeteilen 3, 4 jeweils mehrere separate, d. h. gesondert bzw. zusätzlich zu den jeweiligen Aufnahmeräumen 5 vorhandene, Durchtrittsöffnungen 7 ausgebildet. Die Durchtrittsöffnungen 7 dienen dem Durchtritt von Laserenergie 8, d. h. insbe- sondere Laserstrahlung (vgl. Fig. 9, 10, welche neben Fig. 8 jeweils eine Prinzipdarstellung der Anordnung jeweiliger Energiespeicher in zwei miteinander verbundenen Aufnahmeteilen 3, 4 ohne die jeweiligen Aufnahmeteile 3, 4 zeigen).
Insbesondere anhand der Fig. 3, 4 ist zu erkennen, dass unter einer Durchtrittsöffnung 7 eine ein jeweiliges Aufnahmeteil 3, 4 zwischen zwei gegenüber liegenden Außenflächen, hier Grundflächen, vollständig durchsetzende Öffnung zu verstehen ist. Die geometrische Gestalt, d. h. insbesondere Abmessung, Form und Querschnitt, jeweiliger Durchtrittsöffnungen 7 ist dabei an die geometrische Gestalt, d. h. insbesondere Abmessung, Form und Querschnitt, eines diese durchtretenden Laserstrahls bzw. Laserstrahlbündels an- gepasst. Ersichtlich ist die geometrische Gestalt jeweiliger Durchtrittsöffnungen 7 ähnlich der geometrischen Gestalt jeweiliger Aufnahmeräume 5. Die Durchtrittsöffnungen 7 weisen hier allerdings eine im Vergleich kleinere Querschnittsfläche als die Aufnahmeräume 5 auf.
Anhand der Fig. 3, 4 ist ferner zu erkennen, dass die Anzahl und Anordnung jeweiliger aufnahmeteilseitiger Durchtrittsöffnungen 7 grundsätzlich der Anzahl und Anordnung jeweiliger aufnahmeteilseitiger Aufnahmeräume 5 entspricht. Dies ergibt sich dadurch, dass die Durchtrittsöffnungen 7 ebenso matrixartig in entsprechenden Reihen und Spalten verteilt angeordnet sind.
Anhand der Fig. 3, 4 ist außerdem zu erkennen, dass jeweilige aufnahmeteil- seitige Durchtrittsöffnungen 7 versetzt zu jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen 5 angeordnet sind. Jeweilige aufnahmeteilseitige Durchtrittsöffnungen 7 erstrecken sich parallel bzw. parallel versetzt zu jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen 5.
Die durch entsprechende Durchtrittsöffnungen 7 tretende Laserenergie 8 dient der Ausbildung von die jeweiligen energiespeicherseitigen Kontaktierungspole 2a, 2b mit dem Verbindungsteil 6 stoffschlüssig kontaktierenden Kontaktie- rungsbereichen 9 und somit der beschriebenen stoffschlüssigen Kontaktierung entsprechender energiespeicherseitiger Kontaktierungspole 2a, 2b mit dem Verbindungsteil 6 (vgl. Fig. 8 - 10). DA es sich bei der stoffschlüssigen Kon- taktierung um eine Schweißverbindung handelt, stellen die Kontaktierungsbe- reichen 9 typischerweise Schweißpunkte bzw. -nähte dar. Die Kontaktie- rungsbereiche 9 können kreisförmig oder gekreuzt ausgebildet sein. Die Kon- taktierungsbereiche 9 können auf die Energiespeicheranordnung 1 , z. B. im Rahmen deren Verbaus in einem Kraftfahrzeug, wirkende Kräfte bzw. Momente aufnehmen.
Anhand der Fig. 8 - 10, welche, wie erwähnt, jeweils eine Prinzipdarstellung der Anordnung jeweiliger Energiespeicher 2 in zwei miteinander verbundenen Aufnahmeteilen 3, 4 ohne die jeweiligen Aufnahmeteile 3, 4 zeigen, wobei Fig. 8 eine Frontalansicht, Fig. 9 eine Aufsicht und Fig. 10 eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht ist, lässt sich erkennen, dass die Aufnahmeräume 5 des ersten Aufnahmeteils 3 im mit dem benachbart angeordneten weiteren Aufnahmeteil 4 verbundenen Zustand des ersten Aufnahmeteils 3 relativ zu den Aufnahmeräumen 5 des weiteren Aufnahmeteils 5 versetzt angeordnet sind. Die Durchtrittsöffnungen 7 des ersten Aufnahmeteils 3 fluchten daher axial betrachtet mit den Kontaktierungspolen 2a der in dem weiteren Aufnahmeteil 4 angeordneten Energiespeicher 2. Entsprechend ist die beschriebene stoffschlüssige Kontaktierung jeweiliger Kontaktierungspole 2a, 2b mit dem Verbindungsteil 6 bzw. die Ausbildung entsprechender Kontaktierungsberei- che 9 möglich.
Insbesondere in den Fig. 3, 4 sind ferner jeweilige aufnahmeteilseitige Verbindungselemente 10, 11 zu erkennen, deren Aufgabe und Funktion im weiteren näher erläutert wird. An im verbundenen Zustand des ersten Aufnahmeteils 3 mit dem weiteren Aufnahmeteil 4 einander benachbart angeordneten Flä- chenabschnitten, hier den Grundflächen, des ersten Aufnahmeteils 3 sowie des weiteren Aufnahmeteils 4 sind also korrespondierende Verbindungselemente 10, 11 zur Ausbildung einer Steckverbindung zwischen dem ersten Aufnahmeteil 3 und dem weiteren Aufnahmeteil 4 ausgebildet. Durch das Zusammenwirken jeweiliger korrespondierender Verbindungselemente 10, 11 ist die Ausbildung einer Steckverbindung und somit ein einfaches und korrektes Positionieren jeweiliger benachbart anzuordnender Aufnahmeteile 3, 4 relativ zueinander möglich.
An der dem weiteren Aufnahmeteil 4 im verbundenen Zustand des ersten Aufnahmeteils 3 mit dem weiteren Aufnahmeteil 3 gegenüber liegenden Grundfläche des ersten Aufnahmeteils 3 sind in diagonaler Anordnung Verbindungselemente 10 in Form von Steckaufnahmen ausgebildet. An der dem ersten Aufnahmeteil 3 im verbundenen Zustand des ersten Aufnahmeteils 3 mit dem weiteren Aufnahmeteil 4 gegenüber liegenden Grundfläche des weiteren Aufnahmeteils 4 sind ebenso in diagonaler Anordnung korrespondierende Verbindungselemente 11 in Form von stift- oder zapfenartigen Steckvorsprüngen ausgebildet.
Anhand der Fig. 11 - 13, welche jeweils eine Prinzipdarstellung eines Schritts eines Verfahrens zur Herstellung einer Energiespeicheranordnung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen, soll ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Energiespeicheranordnung 1 erläutert werden.
Im Rahmen des Verfahrens werden in einem ersten Schritt zunächst die zur Ausbildung der Energiespeicheranordnung 1 erforderlichen Komponenten bereitgestellt. Es werden also ein erstes Aufnahmeteil 3, ein mit diesem zu verbindendes weiteres Aufnahmeteil 4 sowie ein zwischen dem ersten Aufnahmeteil 3 und dem weiteren Aufnahmeteil 4 anzuordnendes Verbindungsteil 6 bereitgestellt.
In einem zweiten Schritt werden jeweilige Energiespeicher 2 in jeweiligen auf- nahmeteilseitigen Aufnahmeräumen 5 angeordnet. Ersichtlich sind in Fig. 11 in den jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen 5 bereits Energiespeicher 2 angeordnet.
In einem dritten Schritt erfolgt ein elektrisches Kontaktieren der freiliegenden Kontaktierungspole 2b der in dem ersten Aufnahmeteil 3 angeordneten Energiespeicher 2 mit dem Verbindungsteil 6 durch Ausbilden von die Kontaktie- rungspole 2b mit dem Verbindungsteil 6 stoffschlüssig kontaktierenden Kon- taktierungsbereichen 9 vermittels Laserenergie 8 (vgl. Fig. 9, 10), wobei die Laserenergie 8 durch jeweilige Durchgangsöffnungen 7 in dem ersten Aufnahmeteil 3 geführt wird. Die Kontaktierung der energiespeicherseitigen Kon- taktierungspole 2b mit dem Verbindungsteil 6 ist in Fig. 12 bereits erfolgt.
In einem vierten Schritt erfolgt ein elektrisches Kontaktieren der freiliegenden Kontaktierungspole 2a der in dem weiteren Aufnahmeteil 4 angeordneten Energiespeicher 2 mit dem Verbindungsteil 6 durch Ausbilden von die Kontaktierungspole 2a mit dem Verbindungsteil 6 stoffschlüssig kontaktierenden Kon- taktierungsbereichen 9 vermittels Laserenergie 8, wobei die Laserenergie 8 hier durch jeweilige Durchgangsöffnungen 7 in dem zweiten Aufnahmeteil 4 geführt wird (vgl. Fig. 13).
Wenngleich in den Fig. nur Energiespeicheranordnungen 1 mit zwei Aufnahmeteilen 3, 4 gezeigt sind, ist es grundsätzlich möglich, dass die Energiespeicheranordnung 1 mehr als zwei Aufnahmeteile 3, 4 umfassen kann. In diesem Falle bestehen unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten jeweiliger Aufnahmeteile 3, 4. Ein erstes Aufnahmeteil und ein mit diesen in Richtung der Längsachse der aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräume 5 verbundenes weiteres Aufnahmeteil 4 kann eine Aufnahmeteilgruppe bilden. Mehrere solcher Aufnahmeteilgruppen können parallel zu der Längsachse der Aufnahmeräume 5 des ersten Aufnahmeteils 3 nebeneinander angeordnet sein.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Energiespeicheranordnung (1 ), umfassend mehrere elektrisch miteinander kontaktierbare oder kontaktierte elektrische Energiespeicher (2), gekennzeichnet durch
ein erstes Aufnahmeteil (3) mit wenigstens einem bohrungsartigen Aufnahmeraum (5) zur Aufnahme wenigstens eines elektrischen Energiespeichers (2),
wenigstens ein mit dem ersten Aufnahmeteil (3) verbindbares oder verbundenes weiteres Aufnahmeteil (4) mit wenigstens einem bohrungsartigen Aufnahmeraum (5) zur Aufnahme wenigstens eines elektrischen Energiespeichers (2),
wenigstens ein zwischen zwei benachbart anzuordnenden oder angeordneten Aufnahmeteilen (3, 4) anordenbares oder angeordnetes plattenartiges elektrisches Verbindungsteil (6) zur elektrischen Kontaktie- rung von in jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen (5) angeordneten elektrischen Energiespeichern (2), wobei
die elektrischen Energiespeicher (2) in jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen (5) derart anordenbar oder angeordnet sind, dass jeweilige energiespeicherseitige Kontaktierungspole (2a, 2b) freiliegen, so dass diese mit dem zwischen benachbart anzuordnenden oder angeordneten Aufnahmeteilen (3, 4) anzuordnenden oder angeordneten plattenartigen elektrischen Verbindungsteil (6) stoffschlüssig kontaktierbar oder kontaktiert sind, wobei
in den Aufnahmeteilen (3, 4) jeweils wenigstens eine separate Durchtrittsöffnung (7) zum Durchtritt von Laserenergie (8), insbesondere Laserstrahlung, zur Ausbildung von die jeweiligen energiespeicher- seitigen elektrischen Kontaktierungspole (2a, 2b) mit dem zwischen benachbart anzuordnenden oder angeordneten Aufnahmeteilen (3, 4) anzuordnenden oder angeordneten plattenartigen elektrischen Verbindungsteil (6) stoffschlüssig kontaktierenden Kontaktierungsbereichen (9) ausgebildet sind.
2. Energiespeicheranordnung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der wenigstens eine bohrungsartige Aufnahmeraum (5) des ersten Aufnahmeteils (3) im mit dem oder einem benachbart angeordneten weiteren Aufnahmeteil (4) verbundenen Zustand des ersten Aufnahmeteils (3) relativ zu dem wenigstens einen bohrungsartigen Aufnahmeraum (5) des weiteren Aufnahmeteils (4) versetzt angeordnet ist.
3. Energiespeicheranordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elektrischen Energiespeicher (2) jeweils eine zylindrische Gestalt aufweisen, wobei jeweils ein energiespeicherseitiger elektrischer Kontaktierungspol (2a, 2b) an gegenüber liegenden Stirnseiten des jeweiligen elektrischen Energiespeichers (2) ausgebildet ist.
4. Energiespeicheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Aufnahmeteile (3, 4) eine quaderförmige Gestalt aufweisen, wobei die jeweiligen bohrungsartigen Aufnahmeräume (5) die Aufnahmeteile (3, 4) jeweils winklig, insbesondere lotrecht, zu den jeweiligen aufnahmeteilseitigen Grundflächen durchsetzend verlaufend ausgebildet sind.
5. Energiespeicheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass an im verbundenen Zustand des ersten Aufnahmeteils (3) mit dem oder einem weiteren Aufnahmeteil (4) einander benachbart angeordneten Flächenabschnitten des ersten Aufnahmeteils (3) sowie des weiteren Aufnahmeteils (4) korrespondierende Verbindungselemente (10, 11 ) zur Ausbildung einer Steckverbindung zwischen dem ersten Aufnahmeteil (3) und dem weiteren Aufnahmeteil (4) ausgebildet sind.
6. Energiespeicheranordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass an einem dem weiteren Aufnahmeteil (4) im verbundenen Zustand des ersten Aufnahmeteils (3) mit dem weiteren Aufnahmeteil (4) gegenüber liegenden Flächenabschnitt des ersten Aufnahmeteils (3) wenigstens ein Verbindungselement (10) in Form eines stift- oder zapfenartigen Steckvorsprungs oder in Form einer Steckaufnahme ausgebildet ist und an einem dem ersten Aufnahmeteil (3) im verbundenen Zustand des ersten Aufnahmeteils (3) mit dem weiteren Aufnahmeteil (4) gegenüber liegenden Flächenabschnitt des weiteren Aufnahmeteils (4) wenigstens ein korrespondierendes Verbindungselement (11 ) in Form einer Steckaufnahme oder in Form eines stift- oder zapfenartigen Steckvorsprungs ausgebildet ist.
9. Energiespeicheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass an jeweiligen Aufnahmeteilen (3, 4) jeweils mehrere, matrixartig in mehreren Reihen und Spalten verteilt angeordnete Aufnahmeräume (5) und mehrere, matrixartig in mehreren Reihen und Spalten verteilt angeordnete Durchtrittsöffnungen (7) angeordnet sind, wobei die Durchtrittsöffnungen (7) versetzt zu den Aufnahmeräumen (5) angeordnet sind.
9. Energiespeicheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem plattenartigen elektrischen Verbindungsteil (6) wenigstens eine Vertiefung (12) zur Aufnahme eines von einem elektrischen Energiespeicher (2) vorspringenden elektrischen Kontaktierungspols (2a) ausgebildet ist.
10. Energiespeicheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem plattenartigen elektrischen Verbindungsteil (6) im Bereich jeweiliger Kontaktierungsbereiche (9) wenigstens eine schlitzartige Durchbrechung (13) ausgebildet ist.
11. Energiespeicheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein erstes Aufnahmeteil (3) und wenigstens ein mit diesen in Richtung der Längsachse der aufnahmeteilseitigen bohrungsartigen Aufnahmeraums (5) verbundenes weiteres Aufnahmeteil (4) eine Aufnahmeteilgruppe bildet, wobei mehrere solcher Aufnahmeteilgruppen parallel zu der Längsachse des bohrungsartigen Aufnahmeraums (5) des ersten Aufnahmeteils (3) nebeneinander angeordnet sind.
12. Energiespeicheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Aufnahmeteile (3, 4) jeweils aus einem, insbesondere für Laserenergie durchlässigen, Kunststoffmaterial gebildet sind.
13. Energiespeicheranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das plattenartige elektrische Verbindungselement (6) aus einem, insbesondere schweißbaren, Metall gebildet ist.
14. Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine Energiespeicheranordnung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
15. Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicheranordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Bereitstellen eines ersten Aufnahmeteils (3), wenigstens eines weiteren Aufnahmeteils (4) sowie wenigstens eines zwischen dem ersten Aufnahmeteil (3) und dem wenigstens einen weiteren Aufnahmeteil (4) anzuordnenden plattenartigen elektrischen Verbindungsteils (6),
- Anordnen jeweils wenigstens eines elektrischen Energiespeichers (2) in jeweiligen aufnahmeteilseitigen Aufnahmeräumen (5),
- elektrisches Kontaktieren der freiliegenden Kontaktierungspole (2a, 2b) des wenigstens einen in dem ersten Aufnahmeteil (3) angeordneten elektrischen Energiespeichers (2) mit dem plattenartigen elektrischen Verbindungsteil (6) durch Ausbilden eines den Kontaktierungspol (2a, 2b) mit dem plattenartigen elektrischen Verbindungsteil (6) stoffschlüssig kontaktierenden Kontaktierungsbereichs (9) vermittels Laserenergie (8), insbesondere Laserstrahlung, wobei die Laserenergie (8) durch eine aufnahmeteilseitige Durchgangsöffnung (7) geführt wird, und
- elektrisches Kontaktieren der freiliegenden Kontaktierungspole (2a, 2b) des wenigstens einen in dem weiteren Aufnahmeteil (4) angeordneten elektrischen Energiespeichers (2) mit dem plattenartigen elektrischen Verbindungsteil (6) durch Ausbilden eines den Kontaktierungspol (2a, 2b) mit dem plattenartigen elektrischen Verbindungsteil (6) stoffschlüssig kontaktierenden Kontaktierungsbereichs (9) vermittels Laserenergie (8), insbesondere Laserstrahlung, wobei die Laserenergie (8) durch eine aufnahmeteilseitige Durchgangsöffnung (7) geführt wird.
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