WO2019228762A1

WO2019228762A1 - Zellkontaktieranordnung für ein energiespeichermodul

Info

Publication number: WO2019228762A1
Application number: PCT/EP2019/061546
Authority: WO
Inventors: Kilian Friedrich; Andreas Rozankovic
Original assignee: Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2019-05-06
Publication date: 2019-12-05
Also published as: CN111566845B; US11936013B2; CN111566845A; DE102018208340A1; US20200411919A1

Abstract

Offenbart wird eine Zellkontaktieranordnung für ein Energiespeichermodul, das mindestens eine Energiespeicherzelle umfasst, wobei jede Speicherzelle mindestens zwei Anschlussterminals aufweist, wobei die Zellkontaktieranordnung eine auf dem Energiespeichermodul anordenbare Trägerplatte, einen von der Trägerplatte getragenen Kabelbaum mit mehreren Signalleitungen, und mehrere in die Trägerplatte eingesetzte oder in die Trägerplatte integrierte Zellverbinder aufweist, die dazu ausgelegt sind, ein Anschlussterminal der Speicherzelle und eine Signalleitung des Kabelbaums zu verbinden, wobei weiterhin ein Verbindungselement vorgesehen ist, das ein erstes Ende aufweist, das mit der Signalleitung verbindbar ist und ein zweites Ende aufweist, das mit dem Zellverbinder verbindbar ist, wobei die Trägerplatte und/oder der Zellverbinder mindestens ein räumliches Orientierungselement aufweist, das die räumliche Orientierung zwischen Verbindungselement und Zellverbinder und/oder Trägerplatte festlegt, sowie ein Verfahren zum Kontaktieren eines Energiespeichermoduls mit einer solchen Zellkontaktieranordnung.

Description

Zellkontaktieranordnung für ein Energiespeichermodul

Beschreibung

Vorliegende Erfindung betrifft eine Zellkontaktieranordnung für ein Energiespei- chermodul, das mindestens eine Energiespeicherzelle umfasst, wobei jede Spei- cherzelle mindestens zwei Anschlussterminals aufweist und die Zellkontaktie- rungsanordnung einer auf dem Energiespeichermodul anordenbare Trägerplatte, einen von der Trägerplatte getragenen Kabelbaum mit mehreren Signalleitungen, und mehrere in die Trägerplatte eingesetzte oder in die Trägerplatte integrierte Zellverbinder aufweist, die dazu ausgelegt sind, ein Anschlussterminal der Spei- cherzelle und eine Signalleitung des Kabelbaums zu verbinden.

In Elektro- und/oder Hybridfahrzeugen werden bevorzugt Energiemodule einge- setzt, die aus einzelnen Batteriezellen, wie beispielsweise Lithiumionenzellen be- stehen. Lithiumionenzellen sind jedoch nicht eigensicher und somit muss die elekt- rische Spannung jeder einzelnen Zelle und ihre Temperatur überwacht werden. Diese Überwachung bzw. elektrische Verbindung des Temperatursensors erfolgt mittels eines Kabelbaums, der zur einfachen Montage an einer Trägerplatte befes- tigt wird, die wiederum auf dem Energiespeichermodul angeordnet wird. In die Trägerplatte integriert bzw. an der Trägerplatte angeordnet sind zudem Zellverbin- der, die eine Verbindung mit einem Anschlussterminal der Energiespeicherzelle ei- nerseits und mit der Signalleitung andererseits ermöglichen sollen. Eine derartige Zellverbindungsanordnung ist beispielsweise in der DE 102011087040 beschrie- ben. Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist jedoch, dass zum einen die Verbin- dung zwischen Signalleitung und Zellverbinder händisch bereitgestellt werden muss, und zum anderen Maßnahmen gegenüber Korrosion notwendig sind, um die Signalleitung aus Kupfer mit den Zellverbindern aus Aluminium zu verbinden. Dazu wird üblicherweise an der Verbindungsstelle zwischen Signalleitung und Zellverbinder ein Korrosionsschutz aufgetragen, nachdem das Kupfersignalleitung auf dem Zellverbinder mittels Ultraschweißen angebracht worden ist. Ist eine kor- rosionssichere Anbindung zwischen Signalleitung und Zellverbinder erreicht, wird üblicherweise die Trägerplatte an den Zellverbindern mit den zu kontaktierenden Anschlussterminals mittels Schmelzschweißen verbunden. Auch das Aufbringen des Korrosionsschutzlacks kann ein hündisches Eingreifen einer Person erfordern, sodass der Herstellungsprozess teuer und fehleranfällig ist. Aber auch wenn der Korrosionsschutzlack automatisiert aufgebracht wird, bleibt der Herstellungspro- zess teuer, da unter anderem eine hohe Menge an Korrosionsschutzlack einge- setzt werden musss, um die Fertigungstoleranzen auszugleichen. Darüber hinaus bedingt das automatisierte Verfahren das Risiko eines hohen Ausschusses, da durch die schlechte Positionstoleranz beim automatisieren Aufbringen oft nur eine unvollständige Abdeckung der Verbindungsstelle erreicht werden kann.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, eine vereinfachte Anbindung der Signalleitung an den Zellverbinder zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Zellkontaktieranordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Im Folgenden wird eine Zellkontaktieranordnung für ein Energiespeichermodul be- schrieben, das mindestens eine Energiespeicherzelle, die mindestens zwei An- schlussterminals aufweist, umfasst. Weiterhin weist die Zellkontaktierungsanord- nung eine auf dem Energiespeichermodul anordenbare Trägerplatte, einen von der Trägerplatte getragenen Kabelbaum mit mehreren Signalleitungen, und meh- rere in die Trägerplatte eingesetzte oder in die Trägerplatte integrierte Zellverbin- der auf, die dazu ausgelegt sind, ein Anschlussterminal der Speicherzelle und eine Signalleitung des Kabelbaums zu verbinden.

Um eine optimierte Anbindung der Signalleitung an den Zellverbinder zu errei- chen, ist weiterhin ein Verbindungselement vorgesehen, das ein erstes Ende auf- weist, das mit der Signalleitung verbindbar ist und ein zweites Ende aufweist, das mit dem Zellverbinder verbindbar ist, wobei weiterhin die Trägerplatte und/oder der Zellverbinder mindestens ein räumliches Orientierungselement aufweisen, das die räumliche Orientierung zwischen dem Verbindungselement und dem Zellverbinder und/oder der Trägerplatte festlegt. Durch das zusätzliche Verbindungselement und das Orientierungselement kann eine schnelle, einfache und ortsgenaue Anord- nung zwischen Signalleitung und Zellverbinder erreicht werden, sodass ein auto- matisiertes Befestigungsverfahren möglich ist. Dies wiederum reduziert die Fehler- anfälligkeit und ist kosteneffektiv.

Dabei kann, wie ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, das räumliche Orien- tierungselement als ein von dem Zellverbinder auskragender Abschnitt ausgebil- det sein, der mit dem zweiten Ende des Verbindungselements verbindbar ist. So kann beispielsweise das zweite Ende des Verbindungselements derart ausgestal- tet sein, dass es auf den auskragenden Abschnitt des Zellverbinders aufgescho- ben oder aufgesteckt wird. Dies erlaubt eine sehr schnelle und einfache räumliche Orientierung zwischen Signalleitung und Zellverbinder.

Alternativ oder zusätzlich kann das räumliche Orientierungselement ein an der Trägerplatte ausgebildetes Fixierelement sein, beispielsweise eine Einschnapp- verbindung oder ein Fixierstift, das mit dem Verbindungselement zusammenwirkt, und das das Verbindungselement in einer vordefinierten räumlichen Orientierung an der Trägerplatte und/oder den Zellverbinder fixiert.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist weiterhin das erste Ende des Verbindungselements aus einem ersten Material, insbesondere Kupfer, und das zweite Ende des Verbindungselements aus einem zweiten Material, ins- besondere Aluminium. Der Übergang zwischen den zwei Materialien im Verbin- dungselement kann dabei beispielsweise über Walzplattieren hergestellt werden, sodass kein zusätzlicher Korrosionsschutz aufgebracht werden muss. Durch den nahtlosen Übergang zwischen den zwei Materialien in dem Verbindungselement selbst kann ein korrosionsfreier Übergang zwischen den zwei Materialien bereitge- stellt werden. Das Verbindungselement selbst wird dann vorzugsweise an seinem zweiten Ende mittels Schmelzschweißens auf den Zellverbinder angeschweißt, während beispielsweise die Verbindung vom ersten Element mit der Signalleitung über ein Aufcrimpen erfolgen kann. Dadurch wird eine besonders einfache und korrosionsfreie Verbindungsmöglichkeit zwischen Signalleitung und Zellverbinder bereitgestellt.

Neben dem oben genannten Verschweißen und/oder Vercrimpen sind selbstver- ständlich auch andere Möglichkeiten der Verbindung zwischen zweitem Ende des Verbindungselements und Zellverbinder bzw. erstem Ende des Verbindungsele- ments und Signalleitung möglich. Dabei können geeignete Verbindungsprozesse von formschlüssiger und/oder kraftschlüssiger und/oder stoffschlüssiger Verbin- dung zum Einsatz kommen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verbindungselement wei- terhin ein gehäuseartiges Aufnahmeelement auf, das dazu ausgelegt ist, einen Temperatursensor aufzunehmen. Dabei kann auch hier die Verbindung zwischen Temperatursensor und gehäuseartigem Element insbesondere kraftschlüssig oder stoffschlüssig erfolgen.

So ist beispielsweise möglich, dass der Temperatursensor in das gehäuseartige Aufnahmeelement eingeklebt wird. Dazu kann an dem gehäuseartigen Aufnahme- element weiterhin eine Öffnung vorgesehen sein, durch die ein Bindemittel, insbe- sondere ein Klebstoff, zur stofflichen Verbindung zwischen Temperatursensor und Aufnahmeelement hergestellt wird. Alternativ kann das gehäuseartige Aufnahme- element auch derart bemaßt sein, dass ein Temperatursensor darin unter Reib- schluss fixiert werden kann. Dabei ist das gehäuseartige Aufnahmeelement an dem ersten Ende des Verbindungselements angeordnet, oder durch das erste Ende des Verbindungselements ausgebildet.

Eine reibschlüssige Verbindung ist insbesondere vorteilhaft, da dann ein Wärme- eintrag in den Temperatursensor ohne dazwischen liegendes Klebmaterial erfol- gen kann, wodurch die Temperaturmessung genauer und schneller wird.

Ein weiterer Aspekt vorliegender Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontaktieren eines Anschlussterminals einer Energiespeicherzelle in einem Energiespeicher- modul. Dabei umfasst das Verfahren vorzugsweise den Schritt des Vormontierens einer Zellkontaktieranordnung, wie oben beschrieben, wobei die Zellkontaktierano- rdnung eine Trägerplatte, einen mit der Trägerplatte verbundenen Kabelbaum mit mehreren Signalleitungen, und mindestens einem Zellverbinder, der dazu geeig- net sind, die Anschlusstermins der Energiespeicherzellen zu kontaktieren und die in die Trägerplatte integriert oder an der Trägerplatte angeordnet sind, aufweist.

In einem zweiten Schritt wird dann die derart vormontierte Zellkontaktieranordnung auf dem Energiespeichermodul angeordnet und nachfolgend werden die Zellver- binder mit den Anschlussterminals und die Verbindungselemente mit den Zellver- bindern verschweißt.

Dadurch kann ein besonders schnelles Verfahren zum Verbinden der einzelnen Zellspeicher erreicht werden, da zum einen ein zusätzlicher Schweißvorgang ent- fällt und kein zusätzlicher Korrosionsschutz aufgebracht werden muss. Dies resul- tiert in niedrigeren Kosten und einer kürzeren Prozesszeit.

Weiterhin kann der Schritt des Vormontierens der Trägerplatte die optionalen Schritte des Positionierens der Zellverbinder auf/an der Trägerplatte, des Anord- nens von Verbindungselementen an einem Kabelbaum und/oder an der Träger- platte, und des Verbindens der Signalleitungen des Kabelbaums mit den Verbin- dungselementen und/oder des Verbindens der Zellverbinder mit den Verbindungs- elementen, die an dem Kabelbaum angebracht sind, aufweisen. Die für die vorgeschlagene Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausfüh- rungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der je- weiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungs- beispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.

Es zeigen:

Fig. 1 : schematische, perspektivische Ansicht eines Energiespeichermoduls mit daran angeordneter Zellkontaktierungsanordnung gern einem ersten Ausfüh- rungsbeispiel;

Fig. 2a, 2b: schematische perspektivische Ansichten von Details des in Fig. 1 dargestellten Energiespeichermoduls;

Fig. 3a, 3b: schematische perspektivische Ansichten von anderen Details des in Fig. 1 dargestellten Energiespeichermoduls;

Fig. 4a - 4c: schematische perspektivische Ansichten einer alternativen Befesti- gungsmöglichkeit; und Fig. 5a - 5g: schematische Darstellung eines Herstellungsverlaufs des in Fig. 1 gezeigten Energiespeichermoduls.

Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit den- selben Bezugszeichen gekennzeichnet.

Figur 1 zeigt ein Energiespeichermodul 1 , das mehrere Energiespeicherzellen 2 mit jeweils 2 Anschlussterminals 4 (genauer in Fig. 2 bis 5 gezeigt) aufweist. Wei- terhin zeigt Figur 1 , dass auf dem Energiespeichermodul 1 eine Zellkontaktierano- rdnung 10 angeordnet ist, die eine Trägerplatte 12, einen von der Trägerplatte 12 getragenen Kabelbaum 14 mit mehreren Signalleitungen 16 und mehrere in die Trägerplatte 12 eingesetzte oder in die Trägerplatte 12 integrierte Zellverbinder 20 aufweist. Die Zellverbinder 20 sind dazu ausgelegt, das Anschlussterminal 4 von jeder Speicherzelle 2 und die Signalleitung 16 des Kabelbaums 14 miteinander zu verbinden. Die Signalleitungen 16 sind zum einen dazu ausgelegt, die Spannung von jeder Energiezelle 2 zu überwachen und an bestimmten Orten eine Verbin- dung zu einem Temperatursensor 18 zu schaffen, der die Temperatur der Spei- cherzelle misst. So ist in Figur 1 die Signalleitung 16-1 für eine Spannungsüberwa- chung zuständig, während die Signalleitung 16-2 Temperaturwerte überträgt.

Die verschiedenen Anschlussmöglichkeiten werden im Folgenden hinsichtlich der Spannungsüberwachung, insbesondere in den Figuren 2a und 2b und hinsichtlich des Temperatursensors in der Figur 3a und 3b näher erläutert. In den Figuren 4a bis 4c ist eine weitere Verbindungsmöglichkeit gezeigt, die sowohl für Signallei- tung als auch Temperatursensor möglich ist.

Figur 2a zeigt eine räumliche Seitenansicht eines Details des Energiespeichermo- duls 1 aus Figur 1 und Figur 2b zeigt eine räumliche Draufsicht auf ein Detail des Energiespeichermoduls 1.

In beiden Figuren 2a und 2b ist mittels einer Signalleitung 16-1 eine Spannungs- Überwachung der Energiezelle 2 ermöglicht. Wie der Figur 2a und 2b entnommen werden kann, ist auf dem Anschlussterminal 4 der Energiespeicherzelle 2 an der Trägerplatte 12 ein Zellverbinder 20 angeordnet, der in dem dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel mittels Hakenelementen 22, die integral mit der Trägerplatte 12 aus- gebildet sind, befestigt ist. Wie Figur 2a zu entnehmen, kontaktiert der Zellverbin- der 20 das Anschlussterminal 4 der Energiespeicherzelle 2. Weiterhin ist Figur 2a und 2b zu entnehmen, dass zur Verbindung zwischen Signalleitung 16-1 und Zell- verbinder 20 weiterhin ein Verbindungselement 24 angeordnet ist, das ein erstes Ende 26 und ein zweites Ende 28 aufweist, wobei das erste Ende 26 zu einer Ver- bindung mit der Signalleitung 16-1 ausgelegt ist, während das zweite Ende 28 für eine Verbindung mit dem Zellverbinder 20 ausgelegt ist. In dem in den Figuren 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erste Ende 26 mit Crimpelementen 30 ausgestattet, die ein Vercrimpen des Verbindungselements 24 mit der Signallei- tung 16-1 ermöglichen.

Das zweite Ende 28 des Verbindungselements 24 wird üblicherweise stoffschlüs- sig, beispielsweise durch Schweißen, mit dem Zellverbinder 20 verbunden. Um dieses Verschweißen nicht hündisch beim Zusammenbau der Trägerplatte 12 durchführen zu müssen, sondern zu ermöglichen, den Schweißprozess automati- siert ablaufen zu lassen, ist eine feste räumliche Orientierung des Verbindungsele- ments 24 an der Trägerplatte 12 nötig. Zu diesem Zweck sind an der Trägerplatte 12 weiterhin Orientierungselemente 32 ausgebildet, die in dem dargestellten Aus- führungsbeispiel als Rast- oder Schnapphaken 34 ausgebildet sind, die eine räum- liche feste Orientierung des Verbindungselements 24 an der Trägerplatte 12 und dem Zellverbinder 20 ermöglichen. Durch die Orientierungselemente 32 kann eine räumliche Anordnung des Verbindungselements 24 erreicht werden, sodass das Verschweißen des zweiten Endes 28 des Verbindungselements 24 mit dem Zell- verbinder 20 in einem automatisierten Prozess erfolgen kann.

Auf die gleiche Weise kann auch ein Temperatursensor 18 an dem Zellverbinder 20 angebracht werden, wie insbesondere Figuren 3a und 3b zu entnehmen ist. Auch hier ist wiederum das Verbindungselement 24 über die als Rastnasen 34 ausgebildeten Orientierungselemente 32 in seiner räumlichen Lage an dem Zell- verbinder 20 festgelegt. Während das zweite Ende 28 zur Verbindung mit dem Zellverbinder 20 analog zu dem in Figur 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, weist das Verbindungselement 24, das für die Verbindung mit ei- nem Temperatursensor 18 geeignet ist, an dem ersten Ende 26 weiterhin ein ge- häuseartiges Aufnahmeelement 36 auf, in dessen Innenraum 38 der Temperatur- sensor 18 aufgenommen ist. Dabei kann die sichere Verbindung des Temperatur- sensors 18 in dem Innenraum des gehäuseartigen Aufnahmeelements 36 bei spielsweise über enge Toleranzen und den damit ausgebildeten Reibschluss zwi- schen gehäuseartigem Aufnahmeelement 36 und Temperatursensor 18 bereitge- stellt sein, es ist jedoch auch möglich, den Temperatursensor 18 in das gehäuse- artige Aufnahmeelement 36 einzukleben. Dazu kann, wie insbesondere das Aus- führungsbeispiel der Figur 3b zeigt, in dem gehäuseartigen Aufnahmeelement 36 Langloch 40 vorgesehen sein, durch das ein Bindemittel, insbesondere ein Kleber in den Innenraum 38 des Gehäuses einbringbar ist. Da auch in diesem Fall die räumliche Orientierung des Verbindungselements 24 über die Orientierungsele- mente 32 festgelegt ist, kann auch hier der Verbindungsprozess zwischen Verbin- dungselement 24 und Zellverbinder 20 in einem automatisierten Verfahren erfol- gen.

Statt an der Trägerplatte 12 Rastnasen 34 als Orientierungselemente 32 vorzuse- hen, kann die räumliche Orientierung, wie in den Figuren 4a bis 4c dargestellt, auch über das Aufstecken des Verbindungselements 24 auf den Zellverbinder 20 erreicht werden. Dabei zeigt Fig. 4a eine räumliche Draufsicht, Fig. 4b eine räumli- che Ansicht von unten, und Fig. 4c eine räumliche Seitenansicht des Zellverbin- ders 20 mit daran angebrachtem Verbindungselement 24. Wie gezeigt, weist der Zellverbinder 20 auskragende Abschnitte 42 auf, die mit dem zweiten Ende 28 des Verbindungselements 24 verbindbar sind. Dazu ist insbesondere das zweite Ende 28 des Verbindungselements 24 zu Federlaschen 44, 46 umgebogen, die, wie ins- besondere den Figuren 4b und 4c zu entnehmen ist, die Auskragung 42 des Zell verbinders federnd umschließen. Dadurch kann ebenfalls eine räumliche Vorfixie- rung des Verbindungselements 24 mit dem Zellverbinder 20 erreicht werden, um in einem nachfolgenden, beispielsweise stofflichen, Verbindungsschritt das Ver- bindungselement 24 fest mit dem Zellverbinder 20 zu befestigen.

Wie weiterhin schematisch insbesondere in den Figuren 4a und 2b gezeigt, ist das Verbindungselement 24 als Hybridblech ausgebildet, wobei das Material des ers- ten Endes 26 an das Material der Signalleitung 16 angepasst ist, also insbeson- dere aus Kupfer ausgebildet ist, während das Material des zweiten Endes 28 an das Material des Zellverbinders 20 angepasst ist, also insbesondere aus Alumi- nium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist. Derartige Hybridbleche werden üblicherweise über Walzplattieren hergestellt und stellen einen spaltfreien Über- gang zwischen den Materialien, in diesem Fall Kupfer und Aluminium, bereit.

Dadurch wird über das Verbindungselement 24 direkt ein Korrosionsschutz einge- bracht, sodass auf einen zusätzlichen Korrosionsschutzlack, der das Eindringen von Flüssigkeit oder Feuchtigkeit in die Verbindungsstelle zwischen der Kupfersig- nalleitung 16 und dem Aluminiumzellverbinder 20 verhindert, verzichtet werden kann.

In Figur 5 mit den Teilfiguren 5a bis 5g ist schematisch das Herstellungsverfahren zum Verbinden eines Energiespeichermoduls mit einem Kabelbaum dargestellt.

Dabei wird in einem ersten Schritt (siehe Fig. 5a - Fig. 5d) die Zellkontaktieranord- nung 10 zusammengebaut, bevor die zusammengebaute Zellkontaktieranordnung 10 an dem Energiespeichermodul 1 befestigt wird (siehe Fig. 5e - 5g). Dabei um- fasst der Zusammenbau der Zellkontaktieranordnung 10 den ersten Schritt des Anordnens von Zellverbindern 20 an der Trägerplatte 12 (Fig. 5a, 5b). Dann wird der Kabelbaum 14 an den Enden der Signalleitungen 16 mit den ersten Enden 26 der Verbindungseinheiten 24 vercrimpt (Fig. 5c). Darauf folgend wird der so vor- montierte Kabelbaum 14 räumlich an den Zellverbindern 20 angeordnet, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel durch Aufstecken der Verbindungsele- mente 24 auf Auskragungen 42 an dem Zellverbinder 20 (Fig. 5d). Die so vormontierte Zellkontaktieranordnung 10 wird dann auf ein Energiespei- chermodul 1 aufgelegt (Fig. 5e) und darauf folgend werden in einem automatisier- ten Verfahren zum einen die Verbindungen zwischen Zellverbinder 20 und An- schlussterminal 4 durch Schweißen mittels eine Schweißvorrichtung 50 bereitge- stellt (Fig. 5f), als auch die räumliche Fixierung der Verbindungselemente 20 an den Zellverbindern 20 durch Schweißen mittels eine Schweißvorrichtung 50 bereit- gestellt (Fig. 5g). Dabei kann insbesondere dasselbe Schweißverfahren eingesetzt werden.

Da die räumliche Lage der Verbindungselemente 24 an den Zellverbindern 20 durch die Orientierungselemente 32 eindeutig festgelegt ist, kann auch für das Verbinden zwischen Zellverbinder 20 und Verbindungselement 24 ein automati- sierter Prozess verwendet werden.

Dadurch kann der im Stand der Technik nötige zusätzliche Schweiß- oder Monta- gevorgang von Signalleitung 16 und Zellverbinder 20 entfallen, der zudem übli cherweise hündisch durchgeführt werden musste. Ebenfalls nicht mehr nötig ist das Aufbringen eines Korrosionsschutzes auf die Verschweißstelle, da durch die Verwendung eines Hybridblechs für die Ausgestaltung des Verbindungselements 24 ein integrierter Korrosionsschutz bereitgestellt wird. Somit kann insgesamt eine kostengünstige und einfach zu montierende Zellkontaktieranordnung 10 bereitge- stellt werden.

Bezuqszeichen

1 Energiespeichermodul

2 Energiespeicherzelle

4 Anschlussterminal

10 Zellkontaktieranordnung

12 Trägerplatte

14 Kabelbaum

16 Signalleitung

18 Temperatursensor

20 Zellverbinder

22 Befestigungselement

24 Verbindungselement

26 erstes Ende des Verbindungselements

28 zweites Ende des Verbindungselements

30 Crimpelement

32 Orientierungselement

34 Rasthaken

36 gehäuseartiges Aufnahmeelement

38 Innenraum

40 Langloch

42 Auskragung

44,46 Federnasen

50 Schweißvorrichtung

Claims

Zellkontaktieranordnung für ein Energiespeichermodul Ansprüche:

1. Zellkontaktieranordnung (10) für ein Energiespeichermodul (1 ), das mindes- tens eine Energiespeicherzelle (2) umfasst, wobei jede Speicherzelle (2) mindes- tens zwei Anschlussterminals (4) aufweist, wobei die Zellkontaktieranordnung (10) eine auf dem Energiespeichermodul (1 ) anordenbare Trägerplatte (12), einen von der Trägerplatte (12) getragenen Kabelbaum (14) mit mehreren Signalleitungen (16), und mehrere in die Trägerplatte (12) eingesetzte oder in die Trägerplatte (12) integrierte Zellverbinder (20) aufweist, die dazu ausgelegt sind, ein Anschlusster- minal (4) der Speicherzelle (2) und eine Signalleitung (16) des Kabelbaums (14) zu verbinden,

dadurch gekennzeichnet, dass

weiterhin ein Verbindungselement (24) vorgesehen ist, das ein erstes Ende (26) aufweist, das mit der Signalleitung (16) verbindbar ist und ein zweites Ende (28) aufweist, das mit dem Zellverbinder (20) verbindbar ist, wobei die Trägerplatte (12) und/oder der Zellverbinder (20) mindestens ein räumliches Orientierungselement (32; 34, 42) aufweist, das die räumliche Orientierung zwischen Verbindungsele- ment (24) und Zellverbinder (20) und/oder Trägerplatte (12) festlegt.

2. Zellkontaktieranordnung (10) nach Anspruch 1 , wobei das räumliche Orien- tierungselement (32; 34, 42) als ein von dem Zellverbinder (20) auskragender Ab- schnitt (42) ausgebildet ist, der mit dem zweiten Ende (28) des Verbindungsele- ments (24) verbindbar ist.

3. Zellkontaktieranordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das räumliche Orientierungselement (32; 34, 42) ein an der Trägerplatte (12) ausgebildetes Fixie- relement ist, insbesondere eine Einschnappverbindung (34) und/oder ein Fixier- Stift, das mit dem Verbindungselement (24) zusammenwirkt und das Verbindungs- element (24) in einer vordefinierten räumlichen Orientierung an der Trägerplatte (12) und/oder dem Zellverbinder (20) fixiert.

4. Zellkontaktieranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Ende (26) des Verbindungselements (24) aus einem ersten Mate- rial, insbesondere Kupfer, und das zweite Ende (28) des Verbindungselements (24) aus einem zweiten Material, insbesondere Aluminium, besteht.

5. Zellkontaktieranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung zwischen Verbindungselement (24) und Zellverbinder (20) und/oder Signalleitung (16) formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoff- schlüssig ist.

6. Zellkontaktieranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement (24) weiterhin ein gehäuseartiges Aufnahmeele- ment (36) aufweist, in dem ein Temperatursensor (18) aufnehmbar ist.

7. Verfahren zum Kontaktieren einer oder mehrere Energiespeicherzellen (2) eines Energiespeichermoduls (1 ) mit jeweils einer Signalleitung (16) eines Kabel- baums (14) mit folgenden Schritten

- Vormontieren einer Zellkontaktieranordnung (10) nach einem der vor- hergehenden Ansprüche;

- Anordnen der vormontierten Zellkontaktieranordnung (10) auf dem

Energiespeichermodul (1 ); und

- Verschweißen der Zellverbinder (20) der Zellkontaktieranordnung (10) mit den Anschlussterminals (4) der Energiespeicherzelle (2) und Ver- schweißen der Verbindungselemente (24) mit den Zellverbindern (20).

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Vormontierens der Zell kontaktieranordnung (10) die folgenden Schritte aufweist:

- Fixieren, insbesondere Vercrimpen, des ersten Endes (26) des Verbin- dungselements (24) an einer Signalleitung (16) des Kabelbaums (14); - Räumliches Vorfixieren der Verbindungselemente (24) an den Zellver- bindern (20) mittels der Orientierungselemente (32; 34, 42), insbeson- dere durch Aufstecken oder Einschnappen.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Schritt des Vormontierens der Zellkontaktieranordnung (10) die folgenden Schritte aufweist:

- Räumliches Vorfixieren eines Verbindungselements (24) mit gehäusear- tigem Aufnahmeelement (36) an den Zellverbindern (20) mittels der Ori- entierungselemente (32; 34, 42), insbesondere durch Aufstecken oder Einschnappen;

- Einbringen eines Temperatursensors (18) in das gehäuseartige Aufnah- meelement (36) des Verbindungselements (24) und Befestigen des Temperatursensors (18) mittels Reibschluss oder Stoffschluss.