WO2018108596A1 - Kontaktierungsanordnung zum verbinden eines batterieterminals - Google Patents

Kontaktierungsanordnung zum verbinden eines batterieterminals Download PDF

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WO2018108596A1
WO2018108596A1 PCT/EP2017/081290 EP2017081290W WO2018108596A1 WO 2018108596 A1 WO2018108596 A1 WO 2018108596A1 EP 2017081290 W EP2017081290 W EP 2017081290W WO 2018108596 A1 WO2018108596 A1 WO 2018108596A1
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temperature sensor
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contacting arrangement
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Alexandra WÜRFEL
Wolfgang Gebauer
Ronny SEIDEL
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ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp System Engineering GmbH
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ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp System Engineering GmbH
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    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a contacting arrangement for connecting a battery terminal of a battery cell to a charging device, in particular for monitoring a charging state and a temperature state of the battery cell during a formation of the battery cell, a voltage measuring sensor for measuring a first measurement value representing a voltage potential of the battery terminal during charging and discharging and a Temperature sensor for measuring a second measured value representing a temperature of the battery terminal.
  • temperature and voltage monitoring take place. This is done via temperature sensors or voltage sensors.
  • the voltage sensor measures a first measured value, which represents a potential or a voltage
  • the temperature sensor a second measured value, which represents a temperature.
  • a charger which may comprise an evaluation unit for the sensors.
  • a voltage measuring sensor of the voltage sensor is arranged so that the voltage sensor results from the respective voltage measuring sensor in the two contacting arrangements and a suitably designed voltmeter or an evaluation unit.
  • the voltage measuring sensor is electrically isolated from the live charging contact, which is either structurally separate or integrated in the contacting block, in order to ensure a precise voltage measurement.
  • the temperature sensor is thermally isolated from the immediate contact area with the charging contacts in order to be able to determine the temperature of the battery terminal itself as accurately as possible.
  • the temperature sensor and the voltage sensor occupy a significant part of the available contact area between the contacting block and the battery terminal and only a limited contact surface of the battery terminal can be used for the current-carrying charging contacts.
  • An increase in the contact current available to the charging contacts. surface would be desirable in that this would reduce the contact resistance and would result in a reduction of the heat input into the battery cell.
  • the object of the present invention is to provide a Kunststoffmaschines- arrangement, which is simplified on the sensor side and thereby increases the contact area for the current-carrying charging contacts.
  • the object is achieved by a contacting arrangement for connecting a battery terminal of a battery cell to a charger, in particular for monitoring a charging state and a temperature state of the battery cell during a formation of the battery cell
  • a voltage sensor for measuring a first measurement value representing a voltage potential of the battery terminal during charging and discharging
  • a temperature sensor for measuring a second measured value representing a temperature of the battery terminal
  • the contact point is a contact surface, so that in the context of these terms the smallest possible spatial extent of a contact between voltage sensor and temperature sensor on the one hand and battery terminal on the other hand is a point contact.
  • the temperature sensor and the voltage measuring sensor are combined in one unit.
  • the principle-related immediate contact surface between the temperature sensor and the battery terminal is used for a potential tap by the voltage measuring sensor.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the voltage measuring sensor and the temperature sensor are received in a Kunststofftechniksstempel the Kunststofftechniksblocks.
  • the contacting stamp ensures that the voltage measuring sensor and the temperature sensor are structurally combined.
  • the contact rungsstempel the possibility of the voltage sensor and the temperature sensor to impart a relative movement with respect to a housing of the contacting arrangement.
  • a specific embodiment provides that the Kunststofftechniksstkov is spring-loaded in a housing of the contacting arrangement.
  • the entire contacting arrangement can be delivered to the respective battery terminal via a suitable actuator, so that a defined contact pressure of the contacting punch on the battery terminal is set via the spring action. This is particularly advantageous for compensating tolerances and a consistent contact quality.
  • An advantageous first embodiment of the invention provides that the Kunststoff michsstkov is formed of an electrically conductive material. This results in the possibility that the Kunststoff michsstkov acts as a voltage measuring sensor and at the upper end of a voltage measuring cable is connected. Furthermore, as a result of the electrical conductivity of the material of the contacting punch, a good thermal conductivity of the contacting punch is also achieved, so that extensive design freedom exists at what point within the contacting punch the temperature sensor is to be arranged.
  • An advantageous second embodiment of the invention provides that the Kunststoff istsstkov is formed of an electrically insulating material.
  • This has the advantage that the temperature sensor is protected against thermal environmental influences, so that measured temperature changes can be correlated to a greater extent with temperature changes of the battery terminal without having to take into account disturbing influences. Proceeding from this it can be provided in a specific embodiment that the voltage measuring sensor is integrated with a sensor line of the temperature sensor. This results in a significant simplification of the wiring. Also, it no longer needs to be ensured that an additional voltage measuring cable has to be laid in the contacting die. It can also be provided in a specific embodiment that the voltage measuring sensor and the temperature sensor contact the battery terminal via a contact plate.
  • this offers the possibility of directing the voltage measuring cable directly to the contact plate and tapping the voltage potential over it. It is also possible via the contact plate to realize an improved heat transfer from the battery terminal to the temperature sensor. In this respect, it is preferred if the contact plate of a well electrically and thermally conductive, z. B. copper-containing, material is formed.
  • the temperature sensor is designed as a thermocouple.
  • the temperature sensor is designed as a resistance thermometer.
  • Figure 1 shows a charging arrangement with a contacting block according to the prior
  • Figures 2a, 2b respectively a first and a second embodiment of the invention
  • Figures 3a, 3b each have a third and a fourth embodiment of the invention
  • the contacting block 1 shows a charging arrangement consisting of a battery cell 2, of which only one of the two battery terminals 4 is shown, and a charger 6, which contacts the battery terminal 4 via a contacting block 1.
  • the contacting block 1 is constructed in accordance with the prior art and in the present case has three charging contacts 12, a voltage measuring sensor 20 and a temperature sensor 30, wherein the voltage measuring sensor 20 and the temperature sensor 30 are spatially separated from one another via insulation 8 in the contacting block 10.
  • the charging contacts 12, the voltage measuring sensor 20 and the temperature sensor 30 are connected via unspecified electrical connections to the charger 6.
  • the voltage measuring sensor 20 and the temperature sensor 30 form a contacting arrangement in the sense of this description and are designated by the reference numeral 10. It can also be provided that the charging contacts 12 are structurally separated from the contacting arrangement 10, insofar as in this case the comprehensive unit of the contacting block would no longer be present.
  • FIGS. 2 a) and 2 b) each initially show an embodiment of a contacting arrangement 10 according to the invention with a voltage measuring sensor 20 and a temperature sensor 30. It can be seen that a contacting punch 40 is held movably in the vertical direction in the contacting arrangement 10. It is preferred that the Kunststoffssensstkov 40 is acted upon by a compression spring 44 in an initial position and can be moved against the spring loading in the contacting assembly 10 into it. Thetechnischtechnischsstempel 40 and the compression spring 44 may be in the contacting assembly 10 via a Insulation 8 be held. By the contacting assembly 10 is delivered by suitable means to the battery terminal 4, the Kunststoff suitssstempel 40 comes into contact with the battery terminal 4, as shown here.
  • the temperature sensor 30 is arranged, which may be embodied in the present case as a resistance thermometer.
  • the two sensor lines 32 of the temperature sensor 30 are guided by a shaft 46 - shown here with dashed lines - the Kunststofftechnischsstkovs 40 upwards.
  • the contacting punch 40 is formed from an electrically conductive material so that the contacting punch 40 acts as a voltage measuring sensor 20 per se.
  • a voltage measuring cable 22 is connected in the upper end region of the Kunststofftechnischsstkovs 40 in order to establish the electrical connection to the charger 6 can.
  • the contacting punch 40 is formed from an electrically insulating material.
  • a contact plate 42 is arranged in the contacting punch 40 between the temperature sensor 30 and a lower end face 48 of the contacting punch 40, which contacts the battery terminal 4 vertically downwards and which is contacted by the temperature sensor 30 from vertically above.
  • the voltage measuring cable 22 is connected to the contact plate 42, so that the contact plate 42 acts as a voltage measuring sensor 20.
  • FIGS. 3a) and 3b) each show a further embodiment of a contacting arrangement 10 according to the invention with a voltage measuring sensor 20 and a temperature sensor 30.
  • the basic structure of the contacting arrangement 10 has already been described with reference to FIGS. 2a) and 2b).
  • the temperature sensor 30, which can be embodied as a thermocouple, is arranged in the end region of the contacting punch 40 facing the battery terminal 4.
  • the temperature sensor 30 is arranged directly on the lower end face 48 of the contacting punch 40 so that the temperature sensor 30 abruptly contacts the battery terminal 4.
  • the temperature sensor 30 has a housing, via which this contacting of the battery terminal 4 can take place.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsanordnung (10) zum Verbinden eines Batterieterminals (4) einer Batteriezelle (2) mit einem Ladegerät (6), insbesondere zur Überwachung eines Ladezustandes und einer Temperaturzustandes der Batteriezelle während einer Formation der Batteriezelle, mit einem Spannungsmessfühler (20) zum Messen eines ein Spannungspotential des Batterieterminals repräsentierenden ersten Messwertes während des Ladens und Entladens und einem Temperatursensor (30) zum Messen eines eine Temperatur des Batterieterminals repräsentierenden zweiten Messwertes.

Description

Kontaktierungsanordnung zum Verbinden eines Batterieterminals
Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsanordnung zum Verbinden eines Batterieterminals einer Batteriezelle mit einem Ladegerät, insbesondere zur Überwachung eines Ladezustandes und einer Temperaturzustandes der Batteriezelle während einer Formation der Batteriezelle, einem Spannungsmessfühler zum Messen eines ein Spannungspotential des Batterieterminals repräsentierenden ersten Messwertes während des Ladens und Entladens und einem Temperatursensor zum Messen eines eine Temperatur des Batterieterminals repräsentierenden zweiten Messwertes.
Bei Lithium-Ionen-Batteriezellen findet sowohl bei dem initialen Lade- und Entladevorgang, der sogenannten Formation, als auch häufig während des späteren Betriebs der Batteriezelle eine Temperatur- und eine Spannungsüberwachung statt. Dies erfolgt über Temperatursensoren beziehungsweise über Spannungssensoren. Hierbei misst der Spannungssensor einen ersten Messwert, der ein Potential oder eine Spannung repräsentiert, und der Temperatursensor einen zweiten Messwert, der einen Temperatur repräsentiert. Hierzu sei beispielsweise auf die DE 10 2010 055 612 AI verwiesen. Diese Sensoren können sowohl in baulich eigenständigen Kontaktierungsanordnungen zusammengefasst sein oder zusammen mit stromführenden Ladekontakten in einem Kontaktierungsblock zusammengefasst sein. Entweder über die Kontaktierungsanordnung und baulich getrennte Ladekontakte oder über die Kontaktierungsblöcke sind die beiden Batterieterminals der Batteriezelle mit einem Ladegerät, welches eine Auswerteeinheit für die Sensoren umfassen kann, verbunden. In jeder Kontaktierungsanordnung ist ein Spannungsmessfühler des Spannungssensors angeordnet, so dass sich der Spannungssensor durch den jeweiligen Spannungsmessfühler in den beiden Kontaktierungsanordnungen und einen geeignet ausgebildeten Spannungsmesser bzw. eine Auswerteeinheit ergibt. Bei dieser Anordnung sollte sichergestellt sein, dass der Spannungsmessfühler gegenüber dem stromführenden Ladekontakt, der entweder baulich getrennt angeordnet ist oder im Kontaktierungsblock integriert ist, elektrisch isoliert ist, um eine genaue Spannungsmessung zu gewährleisten. Weiterhin sollte sichergestellt sein, dass der Temperatursensor thermisch gegen den unmittelbaren Kontaktbereich mit den Ladekontakten isoliert ist, um die Temperatur des Batterieterminals an sich mög- liehst genau bestimmen zu können. Diese Anforderungen führen dazu, dass der Temperatursensor und der Spannungssensor einen signifikanten Teil der zur Verfügung stehenden Kontaktfläche zwischen dem Kontaktierungsblock und dem Batterieterminal einnehmen und nur eine begrenzte Kontaktfläche des Batterieterminals für die stromführenden Ladekontakte genutzt werden kann. Eine Erhöhung der den stromführenden Ladekontakten zur Verfügung stehenden Kontakt- fläche wäre insofern wünschenswert, als dass dies den Übergangswiderstand verringern würde und eine Reduzierung des Wärmeeintrags in die Batteriezelle zu Folge hätte.
Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kontaktierungs- anordnung bereitzustellen, die sensorseitig vereinfacht ist und dabei die Kontaktfläche für die stromführenden Ladekontakte erhöht.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kontaktierungsanordnung zum Verbinden eines Batterieterminals einer Batteriezelle mit einem Ladegerät, insbesondere zur Überwachung eines Ladezustandes und eines Temperaturzustandes der Batteriezelle während einer Formation der Batteriezelle, umfassend
einen Spannungsmessfühler zum Messen eines ein Spannungspotential des Batterieterminals repräsentierenden ersten Messwertes während des Ladens und Entladens und
einen Temperatursensor zum Messen eines eine Temperatur des Batterieterminals repräsentierenden zweiten Messwertes,
wobei der Spannungsmessfühler und der Temperatursensor das Batterieterminal über einen gemeinsamen Kontaktpunkt kontaktieren.
Hierbei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass es sich bei dem Kontaktpunkt um eine Kontaktfläche handelt, so dass im Kontext dieser Begrifflichkeiten die kleinstmögliche räumliche Ausdehnung eines Kontaktes zwischen Spannungsmessfühler und Temperatursensor einerseits und Batterieterminal andererseits ein Punktkontakt ist. Erfindungsgemäß ist demnach vorgese- hen, dass der Temperatursensor und der Spannungsmessfühler in einer Einheit zusammenge- fasst sind. Für die Erfindung wird die prinzipbedingte unmittelbare Kontaktfläche zwischen Temperatursensor und dem Batterieterminal für einen Potentialabgriff durch den Spannungsmessfühler genutzt. Indem nun in ein und demselben Kontaktpunkt über den Temperatursensor die Temperatur des Batterieterminals und über den Spannungsmessfühler das Potential des Batte- rieterminals gemessen wird, kann auf einen räumlich getrennt zu dem Temperatursensor angeordneten Spannungsmessfühler verzichtet werden. Die Spannungsmessung der Batteriezelle erfolgt somit mittelbar über den Temperatursensor. Insofern steht, verglichen mit herkömmlichen Lösungen, mehr Kontaktfläche für die stromführenden Ladekontakte zur Verfügung, so dass hier der Übergangswiderstand, bei gleichbleibendem Ladestrom, reduziert ist und weniger Wärme erzeugt wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Spannungsmessfühler und der Temperatursensor in einem Kontaktierungsstempel des Kontaktierungsblocks aufgenommen sind. Über den Kontaktierungsstempel ist sichergestellt, dass der Spannungsmessfühler und der Temperatursensor baulich zusammengefasst sind. Weiterhin bietet sich über den Kontaktie- rungsstempel die Möglichkeit dem Spannungsmessfühler und dem Temperatursensor eine Relativbewegung bezüglich eines Gehäuses der Kontaktierungsanordnung aufzuprägen. Insofern sieht eine konkrete Ausgestaltung vor, dass der Kontaktierungsstempel in einem Gehäuse der Kontaktierungsanordnung federbeaufschlagt beweglich ist. Somit kann die gesamte Kontaktie- rungsanordnung über eine geeignete Aktuatorik auf das jeweilige Batterieterminal zugestellt werden, so dass sich über die Federbeaufschlagung ein definierter Anpressdruck des Kontaktie- rungsstempels auf das Batterieterminal einstellt. Dies ist insbesondere zum Ausgleich von Toleranzen und eine gleichbleibende Kontaktqualität vorteilhaft.
Eine vorteilhafte erste Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Kontaktierungsstempel aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, dass der Kontaktierungsstempel als Spannungsmessfühler fungiert und an dessen oberem Ende eine Spannungsmesskabel angeschlossen ist. Weiterhin ergibt sich durch die elektrische Leitfähigkeit des Materials des Kontaktierungsstempels auch eine gute thermische Leitfähigkeit des Kontaktierungsstempels, so dass weitgehende konstruktive Freiheiten darin bestehen, an wel- eher Stelle innerhalb des Kontaktierungsstempels der Temperatursensor anzuordnen ist.
Eine vorteilhafte zweite Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Kontaktierungsstempel aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Temperatursensor gegenüber thermischen Umgebungseinflüssen geschützt ist, so dass gemessene Temperaturänderung in stärkerem Maße mit Temperaturänderungen des Batterietermi- nals korreliert werden können, ohne Störeinflüsse berücksichtigen zu müssen. Ausgehend hiervon kann in einer konkreten Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Spannungsmessfühler integriert mit einer Sensorleitung des Temperatursensors ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich eine deutliche Vereinfachung der Verkabelung. Auch muss nicht mehr dafür gesorgt werden, dass ein zusätzliches Spannungsmesskabel in dem Kontaktierungsstempel verlegt werden muss. Auch kann in einer konkreten Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Spannungsmessfühler und der Temperatursensor über eine Kontaktplatte das Batterieterminal kontaktieren. Dies bietet zum einen die Möglichkeit, das Spannungsmesskabel unmittelbar an die Kontaktplatte zu führen und hierüber das Spannungspotential abzugreifen. Auch ist es möglich über die Kontaktplatte einen verbesserten Wärmeübergang von dem Batterieterminal auf den Temperaturfühler zu reali- sieren. Insofern ist es bevorzugt, wenn die Kontaktplatte aus einem gut elektrisch und thermisch leitfähigem, z. B. kupferhaltigen, Material ausgebildet ist.
Für die Ausgestaltungen, bei der der Spannungsmessfühler integriert mit einer Sensorleitung des Temperatursensors ausgebildet ist, kann vorgesehen sein, dass der Temperatursensor als Thermoelement ausgebildet ist. Für die Ausgestaltungen, bei der das Spannungsmesskabel getrennt von dem Temperatursensor geführt ist, kann vorgesehen sein, dass der Temperatursensor als Widerstandsthermometer ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen anhand der beigefügten Figuren erläutert. Die Figuren illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Hierin zeigen
Figur 1 eine Ladeanordnung mit einem Kontaktierungsblock nach dem Stand der
Technik;
Figuren 2a, 2b jeweils eine erste und eine zweite erfindungsgemäße Ausgestaltung eines
Spannungsmessfühlers und eines Temperatursensors in der Kontaktierungsanordnung und
Figuren 3a, 3b jeweils eine dritte und eine vierte erfindungsgemäße Ausgestaltung eines
Spannungsmessfühlers und eines Temperatursensors in der Kontaktierungsanordnung.
Die Figur 1 zeigt eine Ladeanordnung bestehend aus einer Batteriezelle 2, von der nur eins der beiden Batterieterminals 4 dargestellt ist, und einem Ladegerät 6, das über einen Kontaktierungsblock 1 das Batterieterminal 4 kontaktiert. Der Kontaktierungsblock 1 ist gemäß dem Stand der Technik aufgebaut und weist vorliegend drei Ladekontakte 12, einen Spannungsmessfühler 20 und einen Temperatursensor 30 auf, wobei der Spannungsmessfühler 20 und der Tempera- tursensor 30 räumlich voneinander getrennt über Isolierungen 8 in dem Kontaktierungsblock 10 einsitzen. Die Ladekontakte 12, der Spannungsmessfühler 20 und der Temperatursensor 30 sind über nicht näher zu bezeichnende elektrische Verbindungen mit dem Ladegerät 6 verbunden. Der Spannungsmessfühler 20 und der Temperatursensor 30 bilden in Sinne dieser Beschreibung eine Kontaktierungsanordnung und sind mit dem Bezugszeichen 10 belegt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ladekontakte 12 baulich getrennt von der Kontaktierungsanordnung 10 gestaltet sind, insofern in diesem Fall die umfassende Einheit des Kontaktierungsblocks nicht mehr vorhanden wäre.
Die Figuren 2a) und 2b) zeigen zunächst jeweils eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsanordnung 10 mit einem Spannungsmessfühler 20 und einem Temperatursensor 30. Zu erkennen ist, dass in der Kontaktierungsanordnung 10 ein Kontaktierungsstempel 40 in vertikaler Richtung beweglich gehalten ist. Bevorzugt ist, dass der Kontaktierungsstempel 40 über eine Druckfeder 44 in eine Ausgangsstellung beaufschlagt wird und entgegen der Federbeaufschlagung in die Kontaktierungsanordnung 10 hinein verschoben werden kann. Der Kontaktierungsstempel 40 und die Druckfeder 44 können in die Kontaktierungsanordnung 10 über eine Isolierung 8 gehalten sein. Indem die Kontaktierungsanordnung 10 über geeignete Mittel auf das Batterieterminal 4 zugestellt wird, gelangt der Kontaktierungsstempel 40 in Kontakt mit dem Batterieterminal 4, so wie vorliegend dargestellt.
In dem dem Batterieterminal 4 zugewandten Endbereich des Kontaktierungsstempels 40 ist der Temperatursensor 30 angeordnet, der vorliegend als Widerstandthermometer ausgeführt sein kann. Die beiden Sensorleitungen 32 des Temperatursensors 30 sind durch einen Schaft 46 - hier mit gestrichelten Linien dargestellt - des Kontaktierungsstempels 40 nach oben geführt. Bei der in der Figur 2a) gezeigten Ausgestaltung wird der Kontaktierungsstempel 40 aus einem elektrisch leitenden Material gebildet, so dass der Kontaktierungsstempel 40 als Spannungsmess- fühler 20 an sich fungiert. In diesem Fall ist in dem oberen Endbereich des Kontaktierungsstempels 40 ein Spannungsmesskabel 22 angeschlossen, um die elektrische Verbindung zu dem Ladegerät 6 herstellen zu können. Bei der in der Figur 2b) gezeigten Ausgestaltung wird der Kontaktierungsstempel 40 aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet. In diesem Fall ist in dem Kontaktierungsstempel 40 zwischen dem Temperatursensor 30 und einer unteren Stirnflä- che 48 des Kontaktierungsstempels 40 eine Kontaktplatte 42 angeordnet, die nach vertikal unten hin das Batterieterminal 4 kontaktiert und die von vertikal oben von dem Temperatursensor 30 kontaktiert wird. Außerdem ist an die Kontaktplatte 42 das Spannungsmesskabel 22 angeschlossen, so dass die Kontaktplatte 42 als Spannungsmessfühler 20 fungiert. Beiden anhand der Figuren 2a) und 2b) beschriebenen Ausgestaltungen ist gemeinsam, dass zumindest der zwischen dem Temperatursensor 30 und dem Batterieterminal 4 gelegene Bereich des Kontaktierungsstempels 40 sowohl der Potentialmessung als auch der Temperaturmessung dient.
Die Figuren 3a) und 3b) zeigen jeweils eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsanordnung 10 mit einem Spannungsmessfühler 20 und einem Temperatursensor 30. Der grundsätzliche Aufbau der Kontaktierungsanordnung 10 wurde bereits anhand der Figu- ren 2a) und 2b) beschrieben. Auch vorliegend ist in dem dem Batterieterminal 4 zugewandten Endbereich des Kontaktierungsstempels 40 der Temperatursensor 30 angeordnet, der als Thermoelement ausgeführt sein kann. Bei der Ausgestaltung der Figur 3a) ist der Temperatursensor 30 unmittelbar an die untere Stirnfläche 48 des Kontaktierungsstempels 40 angeordnet, sodass der Temperatursensor 30 unvermittelt das Batterieterminal 4 kontaktiert. Bevorzugt weist der Temperatursensor 30 ein Gehäuse auf, über welches diese Kontaktierung des Batterieterminals 4 erfolgen kann. Bei der Ausgestaltung der Figur 3b) ist - gleich der in der Figur 2b) dargestellten Ausgestaltung - in dem Kontaktierungsstempel 40 zwischen dem Temperatursensor 30 und einer unteren Stirnfläche 48 eine Kontaktplatte 42 angeordnet, die nach vertikal unten hin das Batterieterminal 4 kontaktiert und die von vertikal oben von dem Temperatursensor 30 kontak- tiert wird. Beiden anhand der Figuren 3a) und 3b) beschriebenen Ausgestaltungen ist gemeinsam, dass der Spannungsmessfühler 20 integriert mit einer der beiden Sensorleitungen 32 des Temperatursensors 30 ausgebildet ist. Insofern kann auf ein separat geführtes Spannungsmesskabel verzichtet werden und zwar durchgängig von der Kontaktierungsstelle mit dem Batterieter- minal 4 bis zu dem Ladegerät 6.
Bezugszeichenliste
1 Kontaktierungsblock
2 Batteriezelle
4 Batterieterminal
6 Ladegerät
8 Isolierung
10 Kontaktierungsanordnung
12 Ladekontakt
14 Gehäuse
20 Spannungsmessfühler
22 Spannungsmesskabel
30 Temperatursensor
32 Sensorleitung
40 Kontaktierungsstempel
42 Kontaktplatte
44 Druckfeder
46 Schaft
48 Stirnfläche

Claims

Patentansprüche
1. Kontaktierungsanordnung (10) zum Verbinden eines Batterieterminals (4) einer Batteriezelle (2) mit einem Ladegerät (6), insbesondere zur Überwachung eines Ladezustandes und einer Temperaturzustandes der Batteriezelle (2) während einer Formation der Batteriezelle (2), umfassend
einen Spannungsmessfühler (20) zum Messen eines ein Spannungspotentials des Batterieterminals (4) repräsentierenden ersten Messwertes während des Ladens und Entladens und
einen Temperatursensor (30) zum Messen eines eine Temperatur des Batterieterminals (4) repräsentierenden zweiten Messwertes,
wobei der Spannungsmessfühler (20) und der Temperatursensor (30) das Batterieterminal (4) über einen gemeinsamen Kontaktpunkt kontaktieren.
2. Kontaktierungsanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsmessfühler (20) und der Temperatursensor (30) in einem Kontaktierungs- stempel (40) der Kontaktierungsanordnung (10) aufgenommen sind.
3. Kontaktierungsanordnung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsstempel (40) in einem Gehäuse (14) der Kontaktierungsanordnung (10) federbeaufschlagt beweglich ist.
4. Kontaktierungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsstempel (40) aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet ist.
5. Kontaktierungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsstempel (40) aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist.
6. Kontaktierungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsmessfühler (20) integriert mit einer Sensorleitung (32) des Temperatursensors (30) ausgebildet ist.
7. Kontaktierungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsmessfühler (20) und der Temperatursensor (30) über eine Kontaktplatte (42) das Batterieterminal (4) kontaktieren.
8. Kontaktierungsanordnung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kon- taktplatte (42) aus einem elektrisch und thermisch leitfähigen Material ausgebildet ist.
9. Kontaktierungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (20) als Thermoelement ausgebildet ist.
10. Kontaktierungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (20) als Widerstandsthermometer ausgebildet ist.
11. Kontaktierungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsanordnung (10) ferner einen Ladekontakt (12) zum Laden und Entladen der Batteriezelle (2) mit einem Lade- oder Entladestrom umfasst.
PCT/EP2017/081290 2016-12-15 2017-12-04 Kontaktierungsanordnung zum verbinden eines batterieterminals Ceased WO2018108596A1 (de)

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