WO2021259641A1 - Arrester element for an electrode assembly of a plurality of electrochemical cells - Google Patents

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Definitions

  • the invention is based on a diverter element of an electrode arrangement of a plurality of electrochemical cells, a method for the produc- tion of a battery system with the diverter element and a use of the diverter element in electrical energy stores according to the preamble of the independent claims.
  • the procedure according to the invention comprises that the conductor element comprises a first electrically conductive area and second electrically conductive areas, the second electrically conductive areas each comprising at least two electrically conductive finger-like elements, with one electrode of the electrochemical cells of the electrode arrangement, in particular an anode or cathode, one of the second areas can be electrically connected to at least two of the finger-like elements, the first electrically conductive area being electrically connected to the second electrically conductive areas and the electrically conductive connection between the first area and the second areas being at least partially electrical is not conductive.
  • the diverter element is made from nickel-plated steel.
  • electrochemical cells can be connected to one another in an electrically conductive manner and electrical current, in particular a nominal current, can flow between the first area and the second area without substantial voltage losses.
  • the nickel-plated steel is in particular a high-purity, nickel-plated steel, which is also known under the name Hilumin.
  • Such a nickel-plated steel has a comparably high corrosion resistance and a comparatively good electrical conductivity. Furthermore, a triggering speed of the fuse can be increased noticeably in this way; Compared to pure nickel, for example, the release time is reduced by around 40 percent. With such a more rapid triggering, on the one hand, the risk of thermal propagation is significantly reduced, which means that overall security can be increased.
  • the material thickness of the arrester element could also be increased due to the more rapid tripping; compared to pure nickel For example, the material thickness could be increased from 0.2 mm to 0.3 mm. Diverting elements with a higher material thickness are overall mechanically more robust against vibrations and shock loads. Furthermore, Ableiterele elements with a higher material thickness are comparably easier to weld and can form a more robust and reliable connection.
  • nickel-plated steel is also comparably inexpensive; roughly compared to nickel.
  • the electrically non-conductive interruptions form melting areas, as a result of which the current-carrying capacity of the electrically conductive connection between the first area and the second areas is reduced.
  • the melting areas can be reliably produced with the aid of common stamping and bending processes and have a sufficiently high resistance to mechanical loads, for example vibrations, and temperature changes.
  • the electrical connection between the first area and one of the second areas is interrupted when a threshold value of the current flowing between the first area and the second area is exceeded.
  • a current-carrying capacity of the electrical connection between the first area and the second area is reduced, so that a fuse is formed by means of the electrical connection in the form of a web.
  • the interruption of the electrical connection can take place independently, for example in the event of a fault, by melting the melting areas of the electrical connection between the first area and the second area.
  • At least one short-circuited electrochemical cell can be disconnected from a circuit during an abnormal operating state, which reliably prevents further heating.
  • a chain reaction with a high level of reliability is essentially prevented compared to the prior art.
  • the current-carrying capacity can be adapted to a particular application, that is to say the threshold value of the maximum permissible current flowing between the first area and the second area can be defined.
  • the finger-like elements have at least partially third electrically conductive areas which are electrically connected to the second electrically conductive areas.
  • the third electrically conductive areas advantageously enable process-reliable contacting of the second electrically conductive areas with electrochemical cells, in particular electrodes of the electrochemical cells, by means of the third electrically conductive areas.
  • the third electrically conductive areas can advantageously be used for a resistance welding process.
  • the melting areas are advantageously between 0.3 and 2 mm, in particular 0.5 mm, wide and / or between 1 and 5 mm, in particular 1 mm, long.
  • the melting areas are advantageously between 0.3 and 2 mm, in particular 0.75 mm, wide and / or between 0.5 and 5 mm, in particular 1 mm, long.
  • the conductor element advantageously has a material thickness between 0.1 and 5 mm, in particular between 0.2 and 0.5 mm.
  • the third electrically conductive areas advantageously have a convex or concave shape. As a result, a sufficiently small contact area for a welding current is achieved in the resistance welding process.
  • the third regions comprise a projection that is substantially deformed back during the resistance welding.
  • Resistance welding by means of at least two conductive finger-like elements in each case one of the second areas for contacting the finger-like elements with the electrodes of the cells to form a series connection and / or the parallel connection of the plurality of cells;
  • the punched second areas are bent in such a way that third areas electrically connected to the second areas are formed and at least two third areas of the conductive finger-like elements each have one of the second areas of the finger-like elements with the electrodes of the cells by means of resistance welding to a series connection and / or parallel connection of the plurality of cells are contacted.
  • the battery system with a plurality of electrochemical cells and the diverter element according to the invention can advantageously be manufactured using conventional manufacturing methods.
  • a highly automated manufacturing process is also possible.
  • An adaptation of a series connection and / or a parallel connection of the plurality of cells is possible by a simple geometric change in the Ableiterele element.
  • the arrester element according to the invention is advantageously used in electrical energy storage devices for electric vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, pedelecs, or e-bikes, for portable devices for telecommunications or data processing, for electrical hand tools or kitchen appliances, and in stationary storage devices for storing, in particular, regeneratively obtained electrical energy Uses energy.
  • FIG. 1 shows a battery system with a first embodiment of a diverter element according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic detailed illustration of the first embodiment of the conductor element
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a diverter element according to the invention.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a melting behavior of the first embodiment of the arrester element according to the invention.
  • FIG. 1 shows a battery system with a first embodiment of an inventive diverter element.
  • the battery system 100 comprises a plurality of electrochemical cells 109, 110, 111, 112, 113, which are inserted in a cell holder 106, a conductor element 101 with a first electrically conductive area 101 (1), second electrically conductive areas 101 (FIG. 2) ) and third electrically conductive areas 101 (3).
  • the second regions 101 (2) comprise first electrically conductive fingers 101 (2a) and second electrically conductive fingers 101 (2b).
  • a first, third area 101 (3a) is embossed on the first fingers 101 (2a) and a second, third area 101 (3b) is embossed on the second fingers 101 (2b).
  • the second areas 101 (2) further include an expansion area 105, whereby, for example, movements of the electrochemical cells in the cell holder 106 can be compensated and / or a spatial distance between the conductor element 101 and the cell holder 106 and / or a housing of the electrochemical cells 109 , 110, 111, 112, 113 is ensured.
  • the first area 101 (1) is connected in an electrically conductive manner to the second areas 101 (2), electrically non-conductive interruptions, for example in the form of recesses 132, being provided which reduce the current-carrying capacity of the electrically conductive connections.
  • the recesses 132 are punched out, that is to say electrically non-conductive.
  • First, second and third melting areas 130 (1), 130 (2), 130 (3) and further melting areas 131 (1), 131 (2) are formed by the recesses 132.
  • the first cell 109, the third cell 111 and the fifth cell 113 are inserted into the cell holder 106 in such a way that the cathode is oriented in the direction of the cell holder 106.
  • the second cell 110 and the fourth cell 112 are inserted into the cell holder 106 in such a way that the anode is oriented in the direction of the cell holder 106.
  • the first and second fingers 101 (2a), 101 (2b) are electrically connected to the electrodes of the electrochemical cells 109, 110, 111, 112, 113, preferably a connection produced by a resistance welding process.
  • the second and fourth cells 110, 112 and the first, third and fifth cells 109, 111, 113 are connected in parallel.
  • the second and fourth cells 110, 112 are electrically connected in series with the first, third and fifth cells 109, 111, 113.
  • Typical nominal currents flow through the melting areas 130 (1), 130 (2), 130 (3) or 131 (1), 131 (2) without significant voltage losses. If a short circuit occurs in one of the cells 109, 110, 111, 112, 113, the first, second and third melting areas 130 (1), 130 (2), 130 (3) or the first and second are heated Melting areas 131 (1), 131 (2) so strong within a short time that they melt and the respective cell 109, 110, 111, 112, 113 is electrically separated from the first area 101 (1) of the conductor element 101.
  • This separation takes place in a serial direction. Electrical monitoring of voltage levels on each individual arrester element 101 is carried out by a battery management system via measuring lines connected to it, which are welded to one side end for each conductor element.
  • the separation in the serial direction has significant advantages over a separation in the parallel direction according to the prior art, since this has the consequence that all cells that are "behind" the separated area are also separated in relation to the measuring line, whereby whose condition can no longer be monitored by the battery management system.
  • FIG. 2 shows a first schematic detailed representation of the first embodiment of the diverter element.
  • An electrochemical cell 410 is in electrical contact with a conductor element 401 by means of a second area 401 (FIG. 2).
  • the conductor element 401 is electromechanically connected to an electrode of the cell 410, for example by means of a connection produced by resistance welding.
  • a length 442 of the fingers, for example between 3 and 10 millimeters, of the second region 401 is selected such that an electrical resistance is set in such a way that an electrical current 440 flowing during resistance welding is essentially completely removed from the third area 401 (3b) of the second finger of the second area 401 (2) flows via the electrode of the cell 410 to the third area 401 (3a) of the first finger of the second area 401 (2) of the diverter element 401.
  • a further increase in the electrical resistance of the first and second fingers of the second area 401 (2) of the arrester element 401 can be achieved through a suitable choice of geometries 443 and 445, whereby an undesired current flow 441 is further reduced and damage caused by resistance welding during a manufacturing process essentially excluded.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a conductor element according to the invention in the form of a cell connector 501 for electrochemical cells.
  • the cell connector 501 fifteen cells can be electrically connected in parallel with one another, which form a so-called row, and two of these rows can be connected in series.
  • the cell connector 501 comprises a first area 501 (1), second areas 501 (2), the second areas 501 (2) including first fingers 501 (2a) and second fingers 501 (2b). Furthermore, the first fingers 501 (2a) comprise first third regions 501 (3a) and the second fingers 501 (2b) comprise second third regions 501 (3b).
  • Electrically conductive connections between the first region 501 (1) and the second regions 501 (2) comprise a plurality of electrically non-conductive ones Interruptions, for example in the form of recesses 532a, 532b, whereby melting areas 530a, 530b, 530c or 530d, 530e according to the invention are advantageously formed.
  • the three melting areas 530a, 530b, 530c or the two melting areas 530d, 530e are advantageously 0.5 mm and 0.75 mm wide in the embodiment shown.
  • the cell connector 501 has a material thickness of essentially 0.3 mm. This results in a total cross-sectional area of 0.45 mm 2 for the three melting areas 530a, 530b, 530c as well as for the two melting areas 530d, 530e.
  • the cell connector 501 shown in FIG. 3 is produced, for example, by rolling an electrically conductive blank, punching the rolled blank and then bending it.
  • the cell connector 501 is used in an electrical energy storage system, a short circuit in electrochemical cells results in the melting areas 530a, 530b, 530c of the cell connector 501 in the corresponding cells being quickly heated to temperatures above a melting temperature of the material.
  • currents of different sizes flow through the melting areas 530a, 530b, 530c, which advantageously results in a cascading effect.
  • a conductor element 601 comprises a first area 601 (1), which is electrically conductively connected to second areas 601 (2), the electrically conductive connection being at least partially interrupted in an electrically non-conductive manner, for example by recesses 632a, 632b.
  • a current carrying capacity of the electrical connection between the first area 601 (1) and the second area 601 (2) is reduced by melting areas 630a, 630b, 630c, so that a fuse is formed by means of the electrical connection in the form of a web.
  • the electrical connection between the first area 601 (1) and one of the second areas 601 (2) is interrupted when a threshold value of the current flowing between the first area 601 (1) and the second area 601 (2) is exceeded.
  • the electrical connection is interrupted independently by melting the melting areas 630a, 630b, 630c of the electrical connection between the first 601 (1) area and the second area 601 (2).
  • the arrester element 601 Before time t0, the arrester element 601 is in normal operation, in which a typical nominal electrical current can flow across all melting areas 603a, 630b, 630c.
  • the cell and the second area 601 (2) of the diverter element 601 heat up rapidly and the first melts due to the abnormal electric current flowing above the rated current Melting range 630c at a point in time tl.
  • the abnormal current therefore only flows through the melting areas 630a and 630b. Due to the smaller cross section of the melting area 630b compared to the melting area 630a, the melting area 630b melts at a point in time t2, wherein it is to be expected in particular that a difference between the time periods t2 and t1 is smaller than a difference between the time periods t1 and t0. From time t2, the complete abnormal current now flows through melting area 630a, which melts at time t3, it being particularly to be expected that a difference between time periods t3 and t2 is smaller than a difference between time periods t2 and tl. From the point in time t3, the cell is irreversibly separated from the diverter element 601, as a result of which a safe state is achieved and propagation due to the heating by the discharge currents to other cells is reliably prevented.

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Abstract

The invention relates to an arrester element for an electrode assembly of a plurality of electrochemical cells, comprising a first electrically conductive region and second electrically conductive regions, wherein the second electrically conductive regions each comprise at least two electrically conductive finger-shaped elements, wherein in each case one electrode of the electrochemical cells of the electrode assembly, in particular an anode or cathode, can be electrically connected to at least two of the finger-shaped elements of one of the second regions, wherein the first electrically conductive region is electrically connected to the second electrically conductive regions, and the electrically conductive connection between the first region and the second region is at least partially interrupted electrically non-conductively, and the arrester element consists of nickel-plated steel.

Description

Beschreibung description
Titel title
Ableiterelement einer Elektrodenanordnung von einer Mehrzahl von elektroche- mischen Zellen Conductor element of an electrode arrangement from a plurality of electrochemical cells
Die Erfindung geht aus von einem Ableiterelement einer Elektrodenanordnung von einer Mehrzahl von elektrochemischen Zellen, einem Verfahren zur Herstel lung eines Batteriesystems mit dem Ableiterelement sowie einer Verwendung des Ableiterelements in elektrischen Energiespeichern gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche. The invention is based on a diverter element of an electrode arrangement of a plurality of electrochemical cells, a method for the produc- tion of a battery system with the diverter element and a use of the diverter element in electrical energy stores according to the preamble of the independent claims.
Stand der Technik State of the art
Die am 29.11.2018 veröffentliche Druckschrift EP 3631882 der Anmelderin ist Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung und offenbart ein Ableiterelement ei ner Elektrodenanordnung von einer Mehrzahl von elektrochemischen Zellen. The applicant's publication EP 3631882 published on November 29, 2018 is the starting point of the present invention and discloses a discharge element of an electrode arrangement of a plurality of electrochemical cells.
Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung Disclosure of the Invention Advantages of the Invention
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise umfasst, dass das Ableiterelement ei nen ersten elektrisch leitfähigen Bereich sowie zweite elektrisch leitfähige Berei che umfasst, wobei die zweiten elektrisch leitfähigen Bereiche jeweils zumindest zwei elektrisch leitfähige fingerartige Elemente umfassen, wobei jeweils eine Elektrode der elektrochemischen Zellen der Elektrodenanordnung, insbesondere eine Anode oder Kathode, mit zumindest zwei der fingerartigen Elementen eines der zweiten Bereiche elektrisch verbindbar ist, wobei der erste elektrisch leitfä hige Bereiche mit den zweiten elektrisch leitfähigen Bereichen elektrisch verbun den ist und die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Bereich und den zweiten Bereichen zumindest teilweise elektrisch nicht leitend unterbrochen ist. Weiterhin ist das Ableiterelement erfindungsgemäß aus einem vernickelten Stahl ausgebildet ist. The procedure according to the invention comprises that the conductor element comprises a first electrically conductive area and second electrically conductive areas, the second electrically conductive areas each comprising at least two electrically conductive finger-like elements, with one electrode of the electrochemical cells of the electrode arrangement, in particular an anode or cathode, one of the second areas can be electrically connected to at least two of the finger-like elements, the first electrically conductive area being electrically connected to the second electrically conductive areas and the electrically conductive connection between the first area and the second areas being at least partially electrical is not conductive. Furthermore, according to the invention, the diverter element is made from nickel-plated steel.
Dadurch können elektrochemische Zellen elektrisch leitend miteinander verbun den werden und elektrischer Strom, insbesondere ein Nennstrom, ohne wesentli che Spannungsverluste zwischen dem ersten Bereich und den zweiten Berei chen fließen kann. As a result, electrochemical cells can be connected to one another in an electrically conductive manner and electrical current, in particular a nominal current, can flow between the first area and the second area without substantial voltage losses.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass der vernickelte Stahl insbesondere ein hochreiner, vernickelter Stahl ist, welcher auch unter dem Namen Hilumin be kannt ist. At this point it should be noted that the nickel-plated steel is in particular a high-purity, nickel-plated steel, which is also known under the name Hilumin.
Ein solch vernickelter Stahl weist eine vergleichbar hohe Korrosionsbeständigkeit und eine vergleichbar gute elektrische Leitfähigkeit auf. Weiterhin kann hiermit eine Auslösegeschwindigkeit der Schmelzsicherung merklich erhöht werden; im Vergleich zu reinem Nickel sinkt bspw. die Auslösezeit um etwa 40 Prozent. Durch eine solche zügigere Auslösung nimmt einerseits das Risiko einer thermi schen Propagation deutlich ab, wodurch insgesamt die Sicherheit erhöht werden kann. Andererseits könnte aufgrund der solch zügigeren Auslösung auch die Ma terialstärke des Ableiterelements erhöht werden; im Vergleich zu reinem Nickel könnte die Materialstärke bspw. von 0,2 mm auf 0,3 mm erhöht werden. Ablei terelemente mit einer höheren Materialstärke sind insgesamt mechanisch robus ter gegenüber Vibrationen und Schockbelastungen. Weiterhin sind Ableiterele mente mit einer höheren Materialstärke vergleichbar besser schweißbar und kön nen hierbei robustere und zuverlässigere Verbindung ausbilden. Such a nickel-plated steel has a comparably high corrosion resistance and a comparatively good electrical conductivity. Furthermore, a triggering speed of the fuse can be increased noticeably in this way; Compared to pure nickel, for example, the release time is reduced by around 40 percent. With such a more rapid triggering, on the one hand, the risk of thermal propagation is significantly reduced, which means that overall security can be increased. On the other hand, the material thickness of the arrester element could also be increased due to the more rapid tripping; compared to pure nickel For example, the material thickness could be increased from 0.2 mm to 0.3 mm. Diverting elements with a higher material thickness are overall mechanically more robust against vibrations and shock loads. Furthermore, Ableiterele elements with a higher material thickness are comparably easier to weld and can form a more robust and reliable connection.
Ferner ist vernickelter Stahl auch vergleichbar kostengünstig; etwa im Vergleich zu Nickel. Furthermore, nickel-plated steel is also comparably inexpensive; roughly compared to nickel.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Further advantageous embodiments are the subject of the subclaims.
Durch die elektrisch nichtleitenden Unterbrechungen werden Schmelzbereiche gebildet, wodurch eine Stromtragfähigkeit der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem ersten Bereich und den zweiten Bereichen reduziert wird. The electrically non-conductive interruptions form melting areas, as a result of which the current-carrying capacity of the electrically conductive connection between the first area and the second areas is reduced.
Vorteilhafterweise sind die Schmelzbereiche mit Hilfe gängiger Stanz- Biege-Ver- fahren prozesssicher herstellbar und weisen eine ausreichend hohe Wider standsfähigkeit gegenüber mechanischen Belastungen, beispielsweise Vibratio nen, und Temperaturwechseln auf. Advantageously, the melting areas can be reliably produced with the aid of common stamping and bending processes and have a sufficiently high resistance to mechanical loads, for example vibrations, and temperature changes.
Die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Bereich und einem der zweiten Bereiche wird bei einem Überschreiten eines Schwellenwerts des zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich fließenden Stroms unterbrochen. Durch die Schmelzbereiche ist eine Stromtragfähigkeit der elektrischen Verbindung zwi schen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich verringert, so dass mittels der elektrischen Verbindung in Form eines Stegs eine Schmelzsicherung gebildet wird. Die Unterbrechung der elektrischen Verbindung kann beispielsweise in ei nem Fehlerfall durch ein Aufschmelzen der Schmelzbereiche der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich eigenständig erfolgen. The electrical connection between the first area and one of the second areas is interrupted when a threshold value of the current flowing between the first area and the second area is exceeded. As a result of the melting areas, a current-carrying capacity of the electrical connection between the first area and the second area is reduced, so that a fuse is formed by means of the electrical connection in the form of a web. The interruption of the electrical connection can take place independently, for example in the event of a fault, by melting the melting areas of the electrical connection between the first area and the second area.
Dadurch kann beispielweise während eines abnormen Betriebszustands zumin dest eine kurzgeschlossene elektrochemische Zelle von einem Stromkreis abge trennt werden, wodurch eine weitere Erhitzung zuverlässig verhindert wird. Dadurch wird gegenüber dem Stand der Technik eine Kettenreaktion mit einer hohen Zuverlässigkeit im Wesentlichen verhindert. As a result, for example, at least one short-circuited electrochemical cell can be disconnected from a circuit during an abnormal operating state, which reliably prevents further heating. As a result, a chain reaction with a high level of reliability is essentially prevented compared to the prior art.
Durch eine geeignete Wahl einer Geometrie der Schmelzbereiche kann die Stromtragfähigkeit an einen jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden, also der Schwellenwert des zwischen dem ersten Bereich und den zweiten Bereich maximal zulässigen fließenden Stroms, definiert werden. By suitably selecting a geometry for the melting areas, the current-carrying capacity can be adapted to a particular application, that is to say the threshold value of the maximum permissible current flowing between the first area and the second area can be defined.
Die fingerartigen Elemente weisen zumindest teilweise dritte elektrisch leitfähige Bereich auf, die mit den zweiten elektrisch leitfähigen Bereichen elektrisch ver bunden sind. The finger-like elements have at least partially third electrically conductive areas which are electrically connected to the second electrically conductive areas.
Durch die dritten elektrisch leitfähigen Bereiche ist vorteilhafterweise eine pro zesssichere Kontaktierung der zweiten elektrisch leifähigen Bereiche mit elektro chemischen Zellen, insbesondere von Elektroden der elektrochemischen Zellen, mittels der dritten elektrisch leifähigen Bereiche möglich. Die dritten elektrisch leitfähigen Bereiche können vorteilhafterweise für ein Widerstandsschweißver fahren genutzt werden. The third electrically conductive areas advantageously enable process-reliable contacting of the second electrically conductive areas with electrochemical cells, in particular electrodes of the electrochemical cells, by means of the third electrically conductive areas. The third electrically conductive areas can advantageously be used for a resistance welding process.
Vorteilhafterweise sind die Schmelzbereiche zwischen 0,3 und 2 mm, insbeson dere 0,5 mm, breit und/oder zwischen 1 und 5 mm, insbesondere 1 mm, lang. The melting areas are advantageously between 0.3 and 2 mm, in particular 0.5 mm, wide and / or between 1 and 5 mm, in particular 1 mm, long.
Vorteilhafterweise sind die Schmelzbereiche zwischen 0,3 und 2 mm, insbeson dere 0,75 mm, breit und/oder zwischen 0,5 und 5 mm, insbesondere 1 mm, lang. The melting areas are advantageously between 0.3 and 2 mm, in particular 0.75 mm, wide and / or between 0.5 and 5 mm, in particular 1 mm, long.
Vorteilhafterweise weist das Ableiterelement eine Materialstärke zwischen 0,1 und 5 mm, insbesondere zwischen 0,2 und 0,5 mm, auf. The conductor element advantageously has a material thickness between 0.1 and 5 mm, in particular between 0.2 and 0.5 mm.
Die dritten elektrisch leitfähigen Bereiche weisen vorteilhafterweise eine konvexe oder konkave Form auf. Dadurch wird eine hinreichend kleine Kontaktfläche für einen Schweißstrom bei dem Widerstandsschweißverfahren erreicht. In einer Ausführungsform umfassen die dritten Bereiche einen Buckel, der während des Widerstandsschweißen im Wesentlich zurückverformt wird. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Batteriesystems mit ei ner Mehrzahl von elektrochemischen Zellen und einem Ableiterelement umfasst folgende Schritte: The third electrically conductive areas advantageously have a convex or concave shape. As a result, a sufficiently small contact area for a welding current is achieved in the resistance welding process. In one embodiment, the third regions comprise a projection that is substantially deformed back during the resistance welding. A method according to the invention for producing a battery system with a plurality of electrochemical cells and an arrester element comprises the following steps:
Herstellung eines Ableiterelements durch: Production of an arrester element by:
Walzen eines elektrisch leitfähigen Rohlings aus vernickeltem Stahl, wodurch ein erster Bereich des Ablei terelements geformt wird; Rolling an electrically conductive blank made of nickel-plated steel, whereby a first portion of the Ablei terelements is formed;
Stanzen des gewalzten ersten Bereichs, wodurch zweite Bereiche, insbesondere zwei elektrisch leitfähige fingerar tige Elemente umfassend, und/oder eine Mehrzahl von elektrisch nichtleitenden Unterbrechungen geformt werden; Punching the rolled first area, whereby second areas, in particular comprising two electrically conductive fingerar term elements, and / or a plurality of electrically non-conductive interruptions are formed;
Einsetzen der Mehrzahl von Zellen in eine Zellhalterung, insbesondere mit abwechselnder Anordnung von Elektroden der Zellen; Inserting the plurality of cells into a cell holder, in particular with an alternating arrangement of electrodes of the cells;
Einsetzen einer Mehrzahl von Ableiterelementen, um mechanisches Kontak tieren mit den Elektroden; Inserting a plurality of diverter elements to mechanical Kontak animals with the electrodes;
Widerstandsschweißen mittels zumindest zwei die leitfähigen fingerartigen Elemente jeweils eines der zweiten Bereiche zum Kontaktieren der fingerarti gen Elemente mit den Elektroden der Zellen zu einer Serienschaltung und/o der Parallelschaltung der Mehrzahl von Zellen; Resistance welding by means of at least two conductive finger-like elements in each case one of the second areas for contacting the finger-like elements with the electrodes of the cells to form a series connection and / or the parallel connection of the plurality of cells;
Elektrisches Kontaktieren der Ableiterelemente mit Anschlusspolen des Batteriesystems. Electrical contacting of the arrester elements with connection poles of the battery system.
In einer alternativen Ausführungsform werden die gestanzten zweiten Bereiche in der Art gebogen, dass mit den zweiten Bereichen elektrisch verbundene dritte Be reiche geformt und mittels Widerstandsschweißen zumindest zwei dritte Bereiche der leitfähigen fingerartigen Elemente jeweils eines der zweiten Bereiche der fin gerartigen Elemente mit den Elektroden der Zellen zu einer Serienschaltung und/oder Parallelschaltung der Mehrzahl von Zellen kontaktiert werden. In an alternative embodiment, the punched second areas are bent in such a way that third areas electrically connected to the second areas are formed and at least two third areas of the conductive finger-like elements each have one of the second areas of the finger-like elements with the electrodes of the cells by means of resistance welding to a series connection and / or parallel connection of the plurality of cells are contacted.
Vorteilhafterweise kann mittels herkömmlicher Herstellungsverfahren das Batterie system mit einer Mehrzahl von elektrochemischen Zellen und dem erfindungsge mäßen Ableiterelement hergestellt werden. Weiter ist ein hochautomatisierter Her stellungsprozess möglich. Eine Anpassung einer Serienschaltung und/oder einer Parallelschaltung der Mehr zahl von Zellen, ist durch eine einfache geometrische Änderung des Ableiterele ments möglich. The battery system with a plurality of electrochemical cells and the diverter element according to the invention can advantageously be manufactured using conventional manufacturing methods. A highly automated manufacturing process is also possible. An adaptation of a series connection and / or a parallel connection of the plurality of cells is possible by a simple geometric change in the Ableiterele element.
Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße Ableiterelement in elektrischen Energiespeichern für Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge, Plug-In-Hybridfahrzeuge, Pedelecs, oder E-Bikes, für portable Einrichtungen zur Telekommunikation oder Datenverarbeitung, für elektrische Handwerkzeuge oder Küchenmaschinen, sowie in stationären Speichern zur Speicherung insbesondere regenerativ gewonnener elektrischer Energie verwendet. The arrester element according to the invention is advantageously used in electrical energy storage devices for electric vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, pedelecs, or e-bikes, for portable devices for telecommunications or data processing, for electrical hand tools or kitchen appliances, and in stationary storage devices for storing, in particular, regeneratively obtained electrical energy Uses energy.
Kurzbeschreibung der Figuren Brief description of the figures
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the description below.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 ein Batteriesystem mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsge mäßen Ableiterelements; und FIG. 1 shows a battery system with a first embodiment of a diverter element according to the invention; and
Figur 2 eine schematische Detaildarstellung der ersten Ausführungsform des Ab leiterelements; und FIG. 2 shows a schematic detailed illustration of the first embodiment of the conductor element; and
Figur 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ableiterelements; und FIG. 3 shows a second embodiment of a diverter element according to the invention; and
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Aufschmelzverhaltens der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ableiterelements. FIG. 4 shows a schematic representation of a melting behavior of the first embodiment of the arrester element according to the invention.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele Detailed description of the exemplary embodiments
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskompo nenten. Figur 1 zeigt ein Batteriesystem mit einer ersten Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Ableiterelements. Das Batteriesystem 100 umfasst eine Mehrzahl von elektrochemischen Zellen 109, 110, 111, 112, 113, welche in einer Zellhalte rung 106 eingesetzt sind, ein Ableiterelement 101 mit einem ersten elektrisch leit fähigen Bereich 101 (1), zweiten elektrisch leitfähigen Bereichen 101 (2) sowie dritten elektrisch leitfähigen Bereichen 101 (3). Die zweiten Bereiche 101 (2) um fassen in der gezeigten Ausführungsform erste elektrisch leitfähige Finger 101 (2a) und zweite elektrisch leitfähige Finger 101 (2b). Ein erster dritter Bereich 101 (3a) ist auf den ersten Fingern 101 (2a) sowie ein zweiter dritter Bereich 101 (3b) auf den zweiten Fingern 101 (2b) ausgeprägt. Weiter umfassen die zweiten Bereiche 101 (2) einen Dehnungsbereich 105, wodurch beispielsweise Bewegungen der elektrochemischen Zellen in dem Zellhalter 106 ausgeglichen werden können und/oder ein räumlicher Abstand zwischen dem Ableiterelement 101 und dem Zell halter 106 und/oder einem Gehäuse der elektrochemischen Zellen 109, 110, 111, 112, 113 sichergestellt wird. The same reference symbols denote the same device components in all figures. Figure 1 shows a battery system with a first embodiment of an inventive diverter element. The battery system 100 comprises a plurality of electrochemical cells 109, 110, 111, 112, 113, which are inserted in a cell holder 106, a conductor element 101 with a first electrically conductive area 101 (1), second electrically conductive areas 101 (FIG. 2) ) and third electrically conductive areas 101 (3). In the embodiment shown, the second regions 101 (2) comprise first electrically conductive fingers 101 (2a) and second electrically conductive fingers 101 (2b). A first, third area 101 (3a) is embossed on the first fingers 101 (2a) and a second, third area 101 (3b) is embossed on the second fingers 101 (2b). The second areas 101 (2) further include an expansion area 105, whereby, for example, movements of the electrochemical cells in the cell holder 106 can be compensated and / or a spatial distance between the conductor element 101 and the cell holder 106 and / or a housing of the electrochemical cells 109 , 110, 111, 112, 113 is ensured.
Der erste Bereich 101 (1) ist elektrisch leitend mit den zweiten Bereichen 101 (2) verbunden, wobei elektrisch nicht leitende Unterbrechungen, beispielsweise in Form von Aussparungen 132, vorgesehen sind, welche die Stromtragfähigkeit der elektrisch leitenden Verbindungen reduzieren. In der dargestellten Ausführungs form sind die Aussparungen 132 ausgestanzt, also elektrisch nicht leitend. Durch die Aussparungen 132 werden erste, zweite und dritte Schmelzbereiche 130 (1), 130 (2), 130 (3) sowie weitere Schmelzbereiche 131 (1), 131 (2) gebildet. The first area 101 (1) is connected in an electrically conductive manner to the second areas 101 (2), electrically non-conductive interruptions, for example in the form of recesses 132, being provided which reduce the current-carrying capacity of the electrically conductive connections. In the embodiment shown, the recesses 132 are punched out, that is to say electrically non-conductive. First, second and third melting areas 130 (1), 130 (2), 130 (3) and further melting areas 131 (1), 131 (2) are formed by the recesses 132.
In der gezeigten Ausführungsform sind die erste Zelle 109, die dritte Zelle 111 und die fünfte Zelle 113 der Art in die Zellhalterung 106 eingesetzt, dass die Kathode in Richtung des Zellhalters 106 ausgerichtet ist. Die zweite Zelle 110 und die vierte Zelle 112 sind in der Art in die Zellhalterung 106 eingesetzt, dass die Anode in Richtung der Zellhalterung 106 ausgerichtet ist. In the embodiment shown, the first cell 109, the third cell 111 and the fifth cell 113 are inserted into the cell holder 106 in such a way that the cathode is oriented in the direction of the cell holder 106. The second cell 110 and the fourth cell 112 are inserted into the cell holder 106 in such a way that the anode is oriented in the direction of the cell holder 106.
Die ersten und zweiten Finger 101 (2a), 101 (2b) sind elektrisch mit den Elektro den der elektrochemischen Zellen 109, 110, 111, 112, 113 verbunden, vorzugs weise eine durch ein Widerstandschweißverfahren hergestellte Verbindung. In der gezeigten Ausführungsform sind die zweite und vierte Zelle 110, 112 bzw. die erste, dritte und fünfte Zelle 109, 111, 113 parallel geschalten. Durch das Ab leiterelement 101 sind die zweite und vierte Zelle 110, 112 in Serie zu der ersten, dritten und fünften Zelle 109, 111, 113 elektrisch verbunden. The first and second fingers 101 (2a), 101 (2b) are electrically connected to the electrodes of the electrochemical cells 109, 110, 111, 112, 113, preferably a connection produced by a resistance welding process. In the embodiment shown, the second and fourth cells 110, 112 and the first, third and fifth cells 109, 111, 113 are connected in parallel. From the conductor element 101, the second and fourth cells 110, 112 are electrically connected in series with the first, third and fifth cells 109, 111, 113.
Typische Nennströme fließen ohne wesentliche Spannungsverluste durch die Schmelzbereiche 130 (1), 130 (2), 130 (3) bzw.131 (1), 131 (2). Tritt ein Kurz schlussfall in einer der Zellen 109, 110, 111, 112, 113 auf, so erwärmen sich die ersten, zweiten und dritten Schmelzbereiche 130 (1), 130 (2), 130 (3) bzw. die ers ten und zweiten Schmelzbereiche 131 (1), 131 (2) innerhalb kurzer Zeit so stark, dass diese aufschmelzen und die jeweilige Zelle 109, 110, 111, 112, 113 von dem ersten Bereich 101 (1) des Ableiterelements 101 elektrisch abgetrennt wird. Typical nominal currents flow through the melting areas 130 (1), 130 (2), 130 (3) or 131 (1), 131 (2) without significant voltage losses. If a short circuit occurs in one of the cells 109, 110, 111, 112, 113, the first, second and third melting areas 130 (1), 130 (2), 130 (3) or the first and second are heated Melting areas 131 (1), 131 (2) so strong within a short time that they melt and the respective cell 109, 110, 111, 112, 113 is electrically separated from the first area 101 (1) of the conductor element 101.
Diese Trennung erfolgt in serieller Richtung. Eine elektrische Überwachung von Spannungspegeln auf jedem einzelnen Ableiterelement 101 erfolgt durch ein Bat teriemanagementsystem über mit diesem verbundene Messleitungen, die pro Ab leiterelement an einem seitlichen Ende angeschweißt werden. Die Trennung in se rieller Richtung hat wesentliche Vorteile gegenüber einer Auftrennung in paralleler Richtung gemäß dem Stand der Technik, da dies zur Folge hat, dass alle Zellen, die „hinter“ dem abgetrennten Bereich liegen, bezogen auf die Messleitung eben falls abgetrennt sind, wodurch deren Zustand nicht mehr durch das Batteriemana gementsystem überwacht werden kann. This separation takes place in a serial direction. Electrical monitoring of voltage levels on each individual arrester element 101 is carried out by a battery management system via measuring lines connected to it, which are welded to one side end for each conductor element. The separation in the serial direction has significant advantages over a separation in the parallel direction according to the prior art, since this has the consequence that all cells that are "behind" the separated area are also separated in relation to the measuring line, whereby whose condition can no longer be monitored by the battery management system.
Figur 2 zeigt eine erste schematische Detaildarstellung der ersten Ausführungs form des Ableiterelements. Eine elektrochemische Zelle 410 ist mittels eines zwei ten Bereichs 401 (2) mit einem Ableiterelement 401 elektrisch kontaktiert. Mittels dritter Bereiche 401 (3a) und 401 (3b) wird das Ableiterelement 401 mit einer Elektrode der Zelle 410 elektromechanisch verbunden, beispielsweise mittels einer durch Widerstandsschweißen hergestellten Verbindung. Figure 2 shows a first schematic detailed representation of the first embodiment of the diverter element. An electrochemical cell 410 is in electrical contact with a conductor element 401 by means of a second area 401 (FIG. 2). By means of third areas 401 (3a) and 401 (3b), the conductor element 401 is electromechanically connected to an electrode of the cell 410, for example by means of a connection produced by resistance welding.
Beim Widerstandsschweißen kann es dazu kommen, dass ein erheblicher Teil ei nes elektrischen Stroms von der Elektrode der Zelle 410 über das Ableiterelement 401 durch einen zweiten Finger des zweiten Bereichs 401 (2) fließt und von dort wieder über einen ersten Finger des zweiten Bereichs 401 (2) in die Elektrode zu- rück fließt. Dieser unerwünschte elektrische Stromfluss ist in Figur 2 durch das Be zugszeichen 441 dargestellt. Diese nicht vermeidbare Randbedingung muss bei einer Geometrie der Finger des zweiten Bereichs 401 (2) des Ableiterelements 401 berücksichtigt werden, so dass angrenzende Schmelzbereiche aufgrund einer Erwärmung bzw. eines Hitzeeintrags mit einer verringerten Stromtragfähigkeit nicht beschädigt werden. During resistance welding it can happen that a considerable part of an electrical current flows from the electrode of the cell 410 via the conductor element 401 through a second finger of the second area 401 (2) and from there again via a first finger of the second area 401 ( 2) into the electrode flows back. This undesired electrical current flow is shown in FIG. 2 by reference numeral 441. This unavoidable boundary condition must be taken into account in the geometry of the fingers of the second area 401 (2) of the arrester element 401 so that adjacent melting areas are not damaged due to heating or heat input with a reduced current-carrying capacity.
In der gezeigten Ausführungsform ist eine Länge 442 der Finger, beispielsweise zwischen 3 und 10 Millimetern, des zweiten Bereichs 401 (2) derart gewählt, dass ein elektrischer Widerstand derart eingestellt wird, dass ein beim Widerstands schweißen fließender elektrischer Strom 440 im Wesentlichen vollständig von dem dritten Bereich 401 (3b) des zweiten Fingers des zweiten Bereichs 401 (2) über die Elektrode der Zelle 410 zu dem dritten Bereich 401 (3a) des ersten Fingers des zweiten Bereichs 401 (2) des Ableiterelements 401 fließt. In the embodiment shown, a length 442 of the fingers, for example between 3 and 10 millimeters, of the second region 401 (FIG. 2) is selected such that an electrical resistance is set in such a way that an electrical current 440 flowing during resistance welding is essentially completely removed from the third area 401 (3b) of the second finger of the second area 401 (2) flows via the electrode of the cell 410 to the third area 401 (3a) of the first finger of the second area 401 (2) of the diverter element 401.
Eine weitere Erhöhung des elektrischen Widerstands des ersten und des zweiten Fingers des zweiten Bereichs 401 (2) des Ableiterelements 401 kann durch eine geeignete Wahl von Geometrien 443 und 445 werden, wodurch ein unerwünschter Stromfluss 441 weiter verringert wird und Beschädigen durch Widerstandschwei ßen während eines Herstellungsverfahren im Wesentlichen ausgeschlossen wer den. A further increase in the electrical resistance of the first and second fingers of the second area 401 (2) of the arrester element 401 can be achieved through a suitable choice of geometries 443 and 445, whereby an undesired current flow 441 is further reduced and damage caused by resistance welding during a manufacturing process essentially excluded.
Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ableiterele ments in Form eines Zellverbinders 501 für elektrochemische Zellen. Mittels des Zellverbinders 501 können fünfzehn Zellen parallel miteinander elektrisch ver schaltet werden, welche eine sogenannte Reihe bilden, sowie zwei dieser Reihen in Serien verschaltet werden. FIG. 3 shows a second embodiment of a conductor element according to the invention in the form of a cell connector 501 for electrochemical cells. By means of the cell connector 501, fifteen cells can be electrically connected in parallel with one another, which form a so-called row, and two of these rows can be connected in series.
Der Zellverbinder 501 umfasst einen ersten Bereich 501 (1), zweite Bereiche 501 (2), wobei die zweiten Bereiche 501 (2) erste Finger 501 (2a) und zweite Finger 501 (2b) umfassen. Ferner umfassen die ersten Finger 501 (2a) erste dritte Berei che 501 (3a) und die zweiten Finger 501 (2b) zweite dritte Bereiche 501 (3b). The cell connector 501 comprises a first area 501 (1), second areas 501 (2), the second areas 501 (2) including first fingers 501 (2a) and second fingers 501 (2b). Furthermore, the first fingers 501 (2a) comprise first third regions 501 (3a) and the second fingers 501 (2b) comprise second third regions 501 (3b).
Elektrisch leitende Verbindungen zwischen dem ersten Bereich 501 (1) und den zweiten Bereichen 501 (2) umfassen eine Mehrzahl von elektrisch nicht leitenden Unterbrechungen, beispielsweise in Form von Aussparungen 532a, 532b, wodurch vorteilhafterweise erfindungsgemäße Schmelzbereiche 530a, 530b, 530c bzw. 530d, 530e geformt werden. Electrically conductive connections between the first region 501 (1) and the second regions 501 (2) comprise a plurality of electrically non-conductive ones Interruptions, for example in the form of recesses 532a, 532b, whereby melting areas 530a, 530b, 530c or 530d, 530e according to the invention are advantageously formed.
Die drei Schmelzbereiche 530a, 530b, 530c bzw. die zwei Schmelzbereiche 530d, 530e sind in der gezeigten Ausführungsform vorteilhafterweise 0,5 mm bzw. 0,75 mm breit. Der Zellverbinder 501 weist eine Materialstärke von im Wesentlichen 0,3 mm auf. Dadurch ergibt sich eine gesamte Querschnittsfläche von 0,45 mm2 so wohl für die drei Schmelzbereiche 530a, 530b, 530c, als auch für die zwei Schmelzbereiche 530d, 530e. The three melting areas 530a, 530b, 530c or the two melting areas 530d, 530e are advantageously 0.5 mm and 0.75 mm wide in the embodiment shown. The cell connector 501 has a material thickness of essentially 0.3 mm. This results in a total cross-sectional area of 0.45 mm 2 for the three melting areas 530a, 530b, 530c as well as for the two melting areas 530d, 530e.
Der in Figur 3 gezeigte Zellverbinder 501 ist beispielsweise durch Walzen eines elektrisch leitfähigen Rohlings, Stanzen des gewalzten Rohlings und anschließen dem Biegen hergestellt. The cell connector 501 shown in FIG. 3 is produced, for example, by rolling an electrically conductive blank, punching the rolled blank and then bending it.
Wird der Zellverbinder 501 in einem elektrischen Energiespeichersystem verwen det, so führt ein Kurzschlussfall in elektrochemischen Zellen dazu, dass die Schmelzbereiche 530a, 530b, 530c des Zellverbinders 501 bei den entsprechen den Zellen schnell auf Temperaturen oberhalb einer Schmelztemperatur des Mate rials erhitzt werden. Die Schmelzbereiche 530a, 530b, 530c werden in der Praxis von unterschiedlich großen Strömen durchflossen, was vorteilhafterweise einen kaskadischen Effekt zur Folge hat. If the cell connector 501 is used in an electrical energy storage system, a short circuit in electrochemical cells results in the melting areas 530a, 530b, 530c of the cell connector 501 in the corresponding cells being quickly heated to temperatures above a melting temperature of the material. In practice, currents of different sizes flow through the melting areas 530a, 530b, 530c, which advantageously results in a cascading effect.
Bei drei Schmelzbereichen 530a, 530b, 530c bedeutet dies, dass zunächst ein Schmelzbereich der Schmelzbereiche 530a, 530b, 530c aufschmilzt, wodurch sich der Strom auf die verbleibenden Schmelzbereiche verteilt. In der Praxis fließt durch einen der beiden Stege ein höherer Strom als durch den anderen Schmelz bereich, so dass wiederum zunächst einer der beiden Schmelzbereiche auf schmilzt. Somit fließt der vollständige Strom nach einer gewissen Zeitspanne nur noch durch einen der drei Schmelzbereiche 530a, 530b, 530c wodurch dieser ebenfalls aufschmilzt. Dadurch sind ist die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Bereich 501 (1) und zweiten Bereich 501 (2) elektrisch getrennt. Durch die Schmelzbereiche sind gegenüber dem Stand der Technik schnelle Auslösezeiten zu erreichen, insbesondere unterhalb von 5 Sekunden. Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Aufschmelzverhaltens der ers ten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ableiterelements. Ein Ableiterele ment 601 umfasst einen ersten Bereich 601 (1), der mit zweiten Bereichen 601 (2) elektrisch leitend verbunden ist, wobei die elektrisch leitende Verbindung zumin dest teilweise elektrisch nicht leitend unterbrochen ist, beispielsweise durch Aus sparungen 632a, 632b. Durch Schmelzbereiche 630a, 630b, 630c ist eine Strom tragfähigkeit der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Bereich 601 (1) und dem zweiten Bereich 601 (2) verringert, so dass mittels der elektrischen Ver bindung in Form eines Stegs eine Schmelzsicherung gebildet wird. Die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Bereich 601 (1) und einem der zweiten Bereich 601 (2) wird bei einem Überschreiten eines Schwellenwerts des zwischen dem ersten Bereich 601 (1) und dem zweiten Bereich 601 (2) fließenden Stroms unter brochen. Die Unterbrechung der elektrischen Verbindung erfolgt im Fehlerfall durch ein Aufschmelzen der Schmelzbereiche 630a, 630b, 630c der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten 601 (1) Bereich und dem zweiten Bereich 601 (2) eigenständig. With three melting areas 530a, 530b, 530c, this means that first one melting area of the melting areas 530a, 530b, 530c melts, as a result of which the current is distributed over the remaining melting areas. In practice, a higher current flows through one of the two webs than through the other melting area, so that in turn one of the two melting areas first melts. Thus, after a certain period of time, the full current only flows through one of the three melting areas 530a, 530b, 530c, which also melts it. As a result, the electrical connection between the first area 501 (1) and the second area 501 (2) is electrically isolated. Due to the melting ranges, quick release times can be achieved compared to the prior art, in particular below 5 seconds. FIG. 4 shows a schematic representation of a melting behavior of the first embodiment of the arrester element according to the invention. A conductor element 601 comprises a first area 601 (1), which is electrically conductively connected to second areas 601 (2), the electrically conductive connection being at least partially interrupted in an electrically non-conductive manner, for example by recesses 632a, 632b. A current carrying capacity of the electrical connection between the first area 601 (1) and the second area 601 (2) is reduced by melting areas 630a, 630b, 630c, so that a fuse is formed by means of the electrical connection in the form of a web. The electrical connection between the first area 601 (1) and one of the second areas 601 (2) is interrupted when a threshold value of the current flowing between the first area 601 (1) and the second area 601 (2) is exceeded. In the event of a fault, the electrical connection is interrupted independently by melting the melting areas 630a, 630b, 630c of the electrical connection between the first 601 (1) area and the second area 601 (2).
Vor Zeitpunkt tO ist das Ableiterelement 601 in einem Normalbetrieb, bei dem ein typischer elektrischer Nennstrom über alle Schmelzbereiche 603a, 630b, 630c flie ßen kann. Before time t0, the arrester element 601 is in normal operation, in which a typical nominal electrical current can flow across all melting areas 603a, 630b, 630c.
Aufgrund eines Fehlers der Zelle zum Zeitpunkt tO, beispielsweise bei einem Kurz schluss der Zelle, erwärmt sich diese und der zweite Bereich 601(2) des Ablei terelements 601 in kurzer Zeit stark und durch den oberhalb des Nennstroms flie ßenden abnormen elektrischen Stroms schmilzt der erste Schmelzbereich 630c zu einem Zeitpunkt tl auf. Due to a fault in the cell at time t0, for example in the event of a short circuit in the cell, the cell and the second area 601 (2) of the diverter element 601 heat up rapidly and the first melts due to the abnormal electric current flowing above the rated current Melting range 630c at a point in time tl.
Ab dem Zeitpunkt tl fließt daher der abnorme Strom nur noch durch die Schmelz bereiche 630a und 630b. Aufgrund des geringeren Querschnitts des Schmelzbe reichs 630b im Vergleich zu dem Schmelzbereich 630a schmilzt der Schmelzbe reich 630b zu einem Zeitpunkt t2 auf, wobei insbesondere zu erwarten ist, dass eine Differenz der Zeitspannen t2 und tl kleiner als eine Differenz der Zeitspannen tl und tO ist. Ab dem Zeitpunkt t2 fließt der komplette abnorme Strom nun durch den Schmelz bereich 630a, der zu einem Zeitpunkt t3 aufschmilzt, wobei insbesondere zu er warten ist, dass eine Differenz der Zeitspannen t3 und t2 kleiner als eine Differenz der Zeitspannen t2 und tl ist. Ab dem Zeitpunkt t3 ist die Zelle von dem Ableiterelement 601 irreversibel ge trennt, wodurch ein sicherer Zustand erreicht wird und eine Propagation aufgrund der Erwärmung durch die Entladeströme auf andere Zellen zuverlässig verhindert wird. From the point in time t1, the abnormal current therefore only flows through the melting areas 630a and 630b. Due to the smaller cross section of the melting area 630b compared to the melting area 630a, the melting area 630b melts at a point in time t2, wherein it is to be expected in particular that a difference between the time periods t2 and t1 is smaller than a difference between the time periods t1 and t0. From time t2, the complete abnormal current now flows through melting area 630a, which melts at time t3, it being particularly to be expected that a difference between time periods t3 and t2 is smaller than a difference between time periods t2 and tl. From the point in time t3, the cell is irreversibly separated from the diverter element 601, as a result of which a safe state is achieved and propagation due to the heating by the discharge currents to other cells is reliably prevented.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Ableiterelement (101, 401, 501, 601) einer Elektrodenanordnung von einer Mehrzahl von elektrochemischen Zellen (109, 110, 111, 112, 113, 410), um fassend einen ersten elektrisch leitfähigen Bereich (101(1), 501(1), 601(1)) sowie zweite elektrisch leitfähige Bereiche (101(2), 401(2), 501(2), 601(2)), wobei die zweiten elektrisch leitfähigen Bereiche (101(2), 401(2), 501(2), 601(2)) jeweils zumindest zwei elektrisch leitfähige fingerartige Elemente (101(2a), 101(2b), 501(2a), 501(2b), 601(2a), 601(2b)), umfassen, wobei je weils eine Elektrode der elektrochemischen Zellen (109, 110, 111, 112, 113, 410) der Elektrodenanordnung, insbesondere eine Anode oder Kathode, mit zumindest zwei der fingerartigen Elementen (101(2a), 101(2b), 501(2a), 501(2b), 601(2a), 601(2b)) eines der zweiten Bereiche (101(2), 401(2), 501(2), 601(2)) elektrisch verbindbar ist, wobei der erste elektrisch leitfähige Bereich (101(1), 601(1)) mit den zweiten elektrisch leitfähigen Bereichen (101(2), 401(2), 501(2), 601(2)) elektrisch verbunden ist und die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Bereich (101(1), 501(1), 601(1)) und dem zweiten Bereich (101(2), 401(2), 501(2), 601(2)) zumindest teil weise elektrisch nicht leitend unterbrochen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableiterelement aus einem vernickelten Stahl ausgebildet ist. 1. Conductor element (101, 401, 501, 601) of an electrode arrangement of a plurality of electrochemical cells (109, 110, 111, 112, 113, 410), comprising a first electrically conductive area (101 (1), 501 (1 ), 601 (1)) and second electrically conductive areas (101 (2), 401 (2), 501 (2), 601 (2)), the second electrically conductive areas (101 (2), 401 (2) , 501 (2), 601 (2)) at least two electrically conductive finger-like elements (101 (2a), 101 (2b), 501 (2a), 501 (2b), 601 (2a), 601 (2b)), each of the electrodes of the electrochemical cells (109, 110, 111, 112, 113, 410) of the electrode arrangement, in particular an anode or cathode, with at least two of the finger-like elements (101 (2a), 101 (2b), 501 (2a), 501 (2b), 601 (2a), 601 (2b)) one of the second areas (101 (2), 401 (2), 501 (2), 601 (2)) can be electrically connected, the first electrically conductive area (101 (1), 601 (1)) with the second electrically conductive areas (101 (2), 401 (2), 501 (2), 6 01 (2)) is electrically connected and the electrically conductive connection between the first area (101 (1), 501 (1), 601 (1)) and the second area (101 (2), 401 (2), 501 ( 2), 601 (2)) is at least partially interrupted in an electrically non-conductive manner, characterized in that the diverter element is made of nickel-plated steel.
2. Ableiterelement (101, 401, 501, 601) einer Elektrodenanordnung gemäß An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die elektrisch nicht leitende Unterbrechung (132,532a, 532b, 632a, 632b) Schmelzbereiche (130(1), 130(2), 130(3)) gebildet werden, welche eine Stromtragfähigkeit der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem ersten Bereich (101(1), 501(1), 601(1)) und den zweiten Bereichen (101(2), 401(2), 501(2), 601(2)) reduzieren. 2. Conductor element (101, 401, 501, 601) of an electrode arrangement according to claim 1, characterized in that the electrically non-conductive interruption (132,532a, 532b, 632a, 632b) melt areas (130 (1), 130 (2)) , 130 (3)), which have a current carrying capacity of the electrically conductive connection between the first area (101 (1), 501 (1), 601 (1)) and the second areas (101 (2), 401 (2) , 501 (2), 601 (2)).
3. Ableiterelement (101, 401, 501, 601) einer Elektrodenanordnung gemäß ei nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Bereich (101(1), 501(1),3. Conductor element (101, 401, 501, 601) of an electrode arrangement according to egg NEM of the preceding claims, characterized in that the electrical connection between the first area (101 (1), 501 (1),
601(1)) und einem der zweiten Bereiche (101(2), 401(2), 501(2), 601(2)) bei einem Überschreiten eines Schwellenwerts des zwischen dem ersten Be reich (101(1), 501(1), 601(1)) und dem zweiten Bereich (101(2), 401(2), 501(2), 601(2)) fließenden Stroms unterbrochen wird. 601 (1)) and one of the second areas (101 (2), 401 (2), 501 (2), 601 (2)) when a threshold value between the first area (101 (1), 501 ( 1), 601 (1)) and the second area (101 (2), 401 (2), 501 (2), 601 (2)) flowing current is interrupted.
4. Ableiterelement (101, 401, 501, 601) einer Elektrodenanordnung gemäß ei nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fin gerartigen Elemente (101(2a), 101(2b), 501(2a), 501(2b), 601(2a), 601(2b)) dritte elektrisch leitfähige Bereiche (101(3)) aufweisen, die mit den zweiten elektrisch leitfähigen Bereichen (101(2), 401(2), 501(2), 601(2)) elektrisch verbunden sind. 4. Conductor element (101, 401, 501, 601) of an electrode arrangement according to egg nem of the preceding claims, characterized in that the fin ger-like elements (101 (2a), 101 (2b), 501 (2a), 501 (2b), 601 (2a), 601 (2b)) have third electrically conductive areas (101 (3)) which are connected to the second electrically conductive areas (101 (2), 401 (2), 501 (2), 601 (2)) are electrically connected.
5. Ableiterelement (101, 401, 501, 601) einer Elektrodenanordnung gemäß ei nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzbereiche (130(1), 130(2), 130(3), 131(1), 131(2)) zwischen 0,3 und 2 Millimetern breit und/oder zwischen 1 und 5 Millimetern, lang sind. 5. Conductor element (101, 401, 501, 601) of an electrode arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the melting areas (130 (1), 130 (2), 130 (3), 131 (1), 131 ( 2)) between 0.3 and 2 millimeters wide and / or between 1 and 5 millimeters long.
6. Ableiterelement (101, 401, 501, 601) einer Elektrodenanordnung gemäß ei nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableiterelement (101, 401, 501, 601) eine Materialstärke zwischen 0,1 und 5 Millimetern, insbesondere zwischen 0,2 und 0,5 Millimetern, aufweist. 6. Arrester element (101, 401, 501, 601) of an electrode arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the arrester element (101, 401, 501, 601) has a material thickness between 0.1 and 5 millimeters, in particular between 0, 2 and 0.5 millimeters.
7. Ableiterelement (101, 401, 501, 601) einer Elektrodenanordnung gemäß ei nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drit ten elektrisch leitfähigen Bereiche (101(3)) eine konvexe oder konkave Form aufweisen. 7. Conductor element (101, 401, 501, 601) of an electrode arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the third electrically conductive areas (101 (3)) have a convex or concave shape.
8. Verfahren zur Herstellung eines Batteriesystems mit einer Mehrzahl von elektrochemischen Zellen (109, 110, 111, 112, 113, 410) und einem Ablei terelement (101, 401, 501, 601) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 umfas send folgende Schritte: 8. A method for producing a battery system with a plurality of electrochemical cells (109, 110, 111, 112, 113, 410) and a Ablei terelement (101, 401, 501, 601) according to one of claims 1 to 7, comprising the following steps :
Herstellung eines Ableiterelements (101, 401, 501, 601) durch o Walzen eines elektrisch leitfähigen Rohlings aus vernickeltem Stahl, wodurch ein erster Bereich (101(1), 601(1)) des Ableiterelements (101, 401, 501, 601) geformt wird; o Stanzen des gewalzten ersten Bereichs (101(1), 501(1), 601(1)), wodurch zweite Bereiche (101(2), 401(2), 501(2), 601(2)), insbesondere zwei elektrisch leitfähige fingerartige Elemente (101(2a), 101(2b), 501(2a), 501(2b), 601(2a), 601(2b)) um fassend, und/oder eine Mehrzahl von elektrisch nicht leitenden Unterbrechungen (132, 532a, 532b, 632a, 632b) geformt werden; Production of an arrester element (101, 401, 501, 601) by o rolling an electrically conductive blank made of nickel-plated steel, whereby a first region (101 (1), 601 (1)) of the conductor element (101, 401, 501, 601) is formed; o Punching of the rolled first area (101 (1), 501 (1), 601 (1)), whereby second areas (101 (2), 401 (2), 501 (2), 601 (2)), in particular two electrically conductive finger-like elements (101 (2a), 101 (2b), 501 (2a), 501 (2b), 601 (2a), 601 (2b)) and / or a plurality of electrically non-conductive interruptions (132 , 532a, 532b, 632a, 632b);
Einsetzen der Mehrzahl von Zellen (109, 110, 111, 112, 113, 410) in eine Zellhal terung, insbesondere mit abwechselnder Anordnung von Elektroden der Zellen (109, 110, 111, 112, 113, 410); Inserting the plurality of cells (109, 110, 111, 112, 113, 410) in a cell holder, in particular with an alternating arrangement of electrodes of the cells (109, 110, 111, 112, 113, 410);
Einsetzen einer Mehrzahl von Ableiterelementen (101, 401, 501, 601) und mecha nisches Kontaktierung mit den Elektroden; Insertion of a plurality of conductor elements (101, 401, 501, 601) and mechanical contact with the electrodes;
Widerstandsschweißen mittels zumindest zwei leitfähigen fingerartigen Elementen (101(2a), 101(2b), 501(2a), 501(2b), 601(2a), 601(2b)) jeweils eines der zweiten Bereiche (101(2), 401(2), 501(2), 601(2)) und/oder zumindest zwei, mit den zwei ten Bereichen (101(2), 401(2), 501(2), 601(2)) elektrisch verbundenen, dritten Be reichen (101(3), 101(3a), 101(3b)) zum elektrischen Kontaktieren der fingerartigen Elemente (101(2a), 101(2b), 501(2a), 501(2b), 601(2a), 601(2b)) mit den Elektro den der Zellen (109, 110, 111, 112, 113, 410) zu einer Serienschaltung und/oder Parallelschaltung der Mehrzahl von Zellen (109, 110, 111, 112, 113, 410); Elektrisches Kontaktieren der Ableiterelemente (101, 401, 501, 601) mit An schlusspolen des Batteriesystems (100). Resistance welding by means of at least two conductive finger-like elements (101 (2a), 101 (2b), 501 (2a), 501 (2b), 601 (2a), 601 (2b)) each of one of the second areas (101 (2), 401) (2), 501 (2), 601 (2)) and / or at least two third, electrically connected to the two th areas (101 (2), 401 (2), 501 (2), 601 (2)) Be range (101 (3), 101 (3a), 101 (3b)) for electrical contacting of the finger-like elements (101 (2a), 101 (2b), 501 (2a), 501 (2b), 601 (2a), 601 (2b)) with the electrodes of the cells (109, 110, 111, 112, 113, 410) to form a series connection and / or parallel connection of the plurality of cells (109, 110, 111, 112, 113, 410); Electrical contacting of the arrester elements (101, 401, 501, 601) with connection poles of the battery system (100).
9. Verwendung eines Ableiterelements (101, 401, 501, 601) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 in elektrischen Energiespeichern für Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge, Plug-In-Hybridfahrzeuge, Pedelecs oder E-Bikes, für por table Einrichtungen zur Telekommunikation oder Datenverarbeitung, für elektrische Handwerkzeuge oder Küchenmaschinen, sowie in stationären Speichern zur Speicherung insbesondere regenerativ gewonnener elektri scher Energie. 9. Use of an arrester element (101, 401, 501, 601) according to one of claims 1 to 8 in electrical energy storage devices for electric vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, pedelecs or e-bikes, for portable telecommunications or data processing equipment, for electric hand tools or kitchen machines, as well as in stationary storage for storing especially regeneratively generated electrical energy.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202042528U (en) * 2011-02-24 2011-11-16 上海空间电源研究所 High-energy-density lithium ion storage battery module
WO2013131548A1 (en) * 2012-03-05 2013-09-12 Husqvarna Ab Battery cell connector
US20150104689A1 (en) * 2013-10-10 2015-04-16 Boston-Power, Inc. Modular battery system and components
CN204927218U (en) * 2015-08-20 2015-12-30 武汉标迪电子科技有限公司 Fuse is used in protection of aluminum -shell battery of batteries of electric vehicle group
EP3631882A1 (en) 2017-05-24 2020-04-08 Robert Bosch GmbH Arrester element for an electrode assembly of a plurality of electrochemical cells

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202010017685U1 (en) 2010-09-06 2012-05-03 Bmz Batterien-Montage-Zentrum Gmbh Connecting element for an energy storage module and energy storage module
DE102014017622A1 (en) 2014-11-27 2016-06-02 Audi Ag Connecting element, current collecting device and associated manufacturing method
CN207303223U (en) 2017-11-27 2018-05-01 深圳市比克电池有限公司 Drainage piece, cylindrical battery module and electric automobile

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202042528U (en) * 2011-02-24 2011-11-16 上海空间电源研究所 High-energy-density lithium ion storage battery module
WO2013131548A1 (en) * 2012-03-05 2013-09-12 Husqvarna Ab Battery cell connector
US20150104689A1 (en) * 2013-10-10 2015-04-16 Boston-Power, Inc. Modular battery system and components
CN204927218U (en) * 2015-08-20 2015-12-30 武汉标迪电子科技有限公司 Fuse is used in protection of aluminum -shell battery of batteries of electric vehicle group
EP3631882A1 (en) 2017-05-24 2020-04-08 Robert Bosch GmbH Arrester element for an electrode assembly of a plurality of electrochemical cells

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