DE102019120497A1 - CELL CONTACT AGENT AND BATTERY SYSTEM - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Zellkontaktierungsmittel (100, 200, 300) zur elektrischen Kontaktierung von Batteriezellen, aufweisend eine Kontaktkrone (101, 102, 103, 104, 201, 301) für jede der Batteriezellen, wobei jede der Kontaktkronen (101, 102, 103, 104, 201, 301) einen Kontaktboden (105) aufweist, an dessen äußerem Umfang mindestens zwei sich gegenüberliegende Kontaktfahnen (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) angeordnet sind, und eine Anzahl von Verbindungsstegen (115, 116, 177), welche jeweils zwei nebeneinanderliegende Kontaktkronen (101, 102, 103, 104, 201, 301) miteinander verbinden, wobei die Kontaktfahnen (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) derart an dem äußeren Umfang des Kontaktbodens (105) angeordnet sind, dass sich jeweils in zwei benachbarten Kontaktkronen (101, 102, 103, 104, 201, 301) und über dem jeweiligen Verbindungssteg (115, 116, 177) ein freier Kanal (118) ausbildet. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung ein Batteriesystem (350).

The present invention discloses a cell contacting means (100, 200, 300) for making electrical contact with battery cells, having a contact crown (101, 102, 103, 104, 201, 301) for each of the battery cells, each of the contact crowns (101, 102, 103 , 104, 201, 301) has a contact base (105), on the outer circumference of which at least two opposing contact lugs (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) are arranged, and a number of connecting webs (115 , 116, 177), which connect two adjacent contact crowns (101, 102, 103, 104, 201, 301) to one another, the contact lugs (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) in such a way on the outer circumference of the contact base (105) are arranged so that a free channel (118) is formed in two adjacent contact crowns (101, 102, 103, 104, 201, 301) and above the respective connecting web (115, 116, 177). The present invention also discloses a battery system (350).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zellkontaktierungsmittel zur elektrischen Kontaktierung von Batteriezellen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Batteriesystem.The present invention relates to a cell contacting means for making electrical contact with battery cells. The present invention also relates to a corresponding battery system.

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit elektrischen Antrieben für Fahrzeuge beschrieben. Es versteht sich aber, dass die vorliegende Erfindung auch in anderen Anwendungen, z.B. stationären Energiespeichern, eingesetzt werden kann.The present invention is described below mainly in connection with electric drives for vehicles. It goes without saying, however, that the present invention can also be used in other applications, e.g. stationary energy storage devices.

Bei elektrochemischen Energiespeichersystemen, bspw. Batterien, erfolgt eine Bereitstellung des gewünschten Spannungslevels durch Hintereinanderschalten von einzelnen elektrochemischen Zellen. Eine Mehrzahl an Zellen kann in einzelnen Modulen zusammengefasst sein. Die gewünschte Spannung wird häufig durch Aneinanderreihung entsprechender Module mit einer entsprechenden Anzahl an Zellen erzeugt.In electrochemical energy storage systems, for example batteries, the desired voltage level is provided by connecting individual electrochemical cells in series. A plurality of cells can be combined in individual modules. The desired voltage is often generated by lining up corresponding modules with a corresponding number of cells.

Typisches Einsatzgebiet derartiger Energiespeichersysteme ist die Elektromobilität, insbesondere elektrisch betriebene Fahrzeuge, jedoch ist der Einsatz hierauf nicht beschränkt. Der Elektromotor zum Antrieb eines Fahrzeugs verbraucht bei der Beschleunigung eine hohe elektrische Leistung, welche vom Energiespeichersystem bzw. den elektrochemischen Zellen des Energiespeichers bereitzustellen ist.A typical field of application of such energy storage systems is electromobility, in particular electrically operated vehicles, but their use is not restricted to this. The electric motor for driving a vehicle consumes high electrical power during acceleration, which is to be provided by the energy storage system or the electrochemical cells of the energy storage.

In den einzelnen Modulen werden üblicherweise Zellreihen aus Batteriezellen elektrisch gegensinnig aneinander gestapelt. Die Zellen der einzelnen Zellreihen werden dabei üblicherweise elektrisch parallel verschaltet. Durch eine Serienschaltung der einzelnen Zellreihen kann die Ausgangsspannung eines solchen Energiespeichersystems eingestellt werden. Dies bedeutet, dass zumindest am Anfang bzw. am Ende einer Aneinanderreihung von Modulen, einzelne Zellreihen miteinander verbunden werden müssen. Dies geschieht bisher über sehr aufwändige mechanische Konstruktionen. Solche mechanischen Konstruktionen müssen unter hohem Aufwand gefertigt werden und eine umfassende Qualitätskontrolle der gefertigten Teile ist nötig.In the individual modules, rows of battery cells are usually stacked together in opposite directions. The cells of the individual cell rows are usually connected electrically in parallel. The output voltage of such an energy storage system can be set by connecting the individual cell rows in series. This means that at least at the beginning or at the end of a series of modules, individual rows of cells must be connected to one another. So far, this has been done using very complex mechanical constructions. Such mechanical constructions have to be manufactured with great effort and a comprehensive quality control of the manufactured parts is necessary.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine konstruktiv möglichst einfache Verschaltung von Batteriezellen in Energiespeichersystemen zu ermöglichen.It is therefore an object of the invention to enable a structurally simple interconnection of battery cells in energy storage systems.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben. Insbesondere können die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein.The object is achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous developments of the invention are given in the dependent claims, the description and the accompanying figures. In particular, the independent claims of one claim category can also be developed analogously to the dependent claims of another claim category.

Ein erfindungsgemäßes Zellkontaktierungsmittel zur elektrischen Kontaktierung von Batteriezellen weist auf: eine Kontaktkrone für jede der Batteriezellen, wobei jede der Kontaktkronen einen Kontaktboden aufweist, an dessen äußerem Umfang mindestens zwei sich gegenüberliegende Kontaktfahnen angeordnet sind, und eine Anzahl, also einer oder mehrere, von Verbindungsstegen, welche jeweils zwei nebeneinanderliegende Kontaktkronen miteinander verbinden, wobei die Kontaktfahnen derart an dem äußeren Umfang des Kontaktbodens angeordnet sind, dass sich jeweils in zwei benachbarten Kontaktkronen und über dem jeweiligen Verbindungssteg ein freier Kanal ausbildet.A cell contacting means according to the invention for making electrical contact with battery cells has: a contact crown for each of the battery cells, each of the contact crowns having a contact base, on the outer circumference of which at least two opposing contact lugs are arranged, and a number, that is to say one or more, of connecting webs, which each connect two adjacent contact crowns to one another, the contact lugs being arranged on the outer circumference of the contact base in such a way that a free channel is formed in each of two adjacent contact crowns and above the respective connecting web.

Ein erfindungsgemäßes Batteriesystem weist auf: eine Anzahl, also eines oder mehrere, von Zellmodulen, wobei die Zellmodule jeweils gestapelte Zellreihen aufweisen, wobei die Zellreihen jeweils elektrisch gegensinnig gestapelt sind, und wobei die Zellmodule hintereinander angeordnet sind, und eine erste Endplatte zur Abdeckung des ersten Zellmoduls und eine zweite Endplatte zur Abdeckung des letzten Zellmoduls, wobei die Endplatten an Positionen, welche den Zellreihen entsprechen, jeweils Zellkontaktierungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen.A battery system according to the invention has: a number, i.e. one or more, of cell modules, the cell modules each having stacked rows of cells, the rows of cells being stacked electrically in opposite directions, and the cell modules being arranged one behind the other, and a first end plate for covering the first Cell module and a second end plate for covering the last cell module, the end plates each having cell contacting means according to the present invention at positions which correspond to the cell rows.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Kontaktierung von Zellen in Batteriesystemen bisher sehr aufwändig ist.The present invention is based on the knowledge that the contacting of cells in battery systems has hitherto been very complex.

Um nun die Kontaktierung von Batteriezellen in Batteriesystemen zu vereinfachen, sieht die vorliegende Erfindung das Zellkontaktierungsmittel vor, welches einzelne Batteriezellen auf zwei Arten kontaktieren kann. Einerseits kann ein Pol einer Batteriezelle, üblicherweise der Pluspol, mit dem Boden der Kontaktkrone verbunden werden. Andererseits kann ein anderer Pol der Batteriezelle, üblicherweise der Minuspol, mit den Kontaktfahnen kontaktiert werden.In order to simplify the contacting of battery cells in battery systems, the present invention provides the cell contacting means, which can contact individual battery cells in two ways. On the one hand, one pole of a battery cell, usually the positive pole, can be connected to the bottom of the contact crown. On the other hand, another pole of the battery cell, usually the negative pole, can be contacted with the contact tabs.

In einem Batteriesystem, z.B. für ein Elektrofahrzeug, können einzelne Batteriezellen in Zellmodulen angeordnet sein. In den Zellmodulen können einzelne Zellreihen elektrisch gegensinnig gestapelt werden. Elektrisch gegensinnig bedeutet, dass die Batteriezellen einer Zellreihe den Minuspol auf der gleichen Seite aufweisen, während die Batteriezellen der nächsten Zellreihe auf dieser Seite den Pluspol aufweisen.In a battery system, e.g. for an electric vehicle, individual battery cells can be arranged in cell modules. In the cell modules, individual rows of cells can be stacked in opposite directions. Electrically in opposite directions means that the battery cells of one row of cells have the negative pole on the same side, while the battery cells of the next row of cells have the positive pole on this side.

Mit Hilfe der Kontaktkronen können einzelne Zellreihen ineinandergesteckt werden, also an Plus- und Minuspol miteinander verbunden werden. Dazu wird ein Streifen aus Kontaktkronen mit Verbindungsstegen z.B. auf die Pluspole einer Zellreihe aufgebracht. Die folgende Zellreihe kann mit den Minuspolen in die Kontaktkronen gesteckt werden. Entsprechend können auch alle Zellreihen zweier Zellmodule mit Hilfe der Kontaktkronen miteinander verbunden werden.With the help of the contact crowns, individual rows of cells can be plugged into one another, i.e. connected to one another at the plus and minus poles. For this purpose, a strip of contact crowns with connecting webs is applied, for example, to the positive poles of a row of cells. The following row of cells can be inserted into the contact crowns with the negative poles. Correspondingly, all rows of cells in two cell modules can also be connected to one another with the aid of the contact crowns.

Das Zellkontaktierungsmittel kann als ein Streifen bzw. eine Kette aus Kontaktkronen mit dazwischenliegenden Verbindungsstegen ausgebildet sein. Folglich können die Batteriezellen von Zellreihen mit elektrisch gleichsinnig, nebeneinander liegenden Batteriezellen mit dem Zellkontaktierungsmittel elektrisch parallel verschaltet werden, wenn ein Streifen des Zellkontaktierungsmittels auf die Batteriezellen aufgebracht wird. Es können also auch sehr einfach Serienschaltungen einzelner Zellreihen erzeugt werden, indem diese mit einem dazwischen liegenden Streifen des Zellkontaktierungsmittels ineinandergesteckt werden.The cell contacting means can be designed as a strip or a chain of contact crowns with connecting webs in between. Consequently, the battery cells of cell rows with battery cells lying next to one another in the same direction can be electrically connected in parallel to the cell contacting means when a strip of the cell contacting means is applied to the battery cells. It is therefore also very easy to create series connections of individual cell rows by plugging them into one another with an intervening strip of the cell contacting means.

Üblicherweise wird das Zellkontaktierungsmittel eine Art Streifen oder Kette sein. Es versteht sich aber, dass einzelne Verbindungsstege auch in einem vorgegebenen Winkel, z.B. 45° oder 90°, zu anderen Verbindungsstegen ausgebildet sein können. Dadurch wird es möglich, das Zellkontaktierungsmittel an unterschiedliche Geometrien von Zellreihen anzupassen.Usually the cell contacting means will be a type of strip or chain. It goes without saying, however, that individual connecting webs can also be formed at a predetermined angle, e.g. 45 ° or 90 °, to other connecting webs. This makes it possible to adapt the cell contacting means to different geometries of cell rows.

Das Zellkontaktierungsmittel weist ferner einen freien Kanal auf, der durch die Innenräume der Kontaktkronen, also dem durch die Kontaktfahnen begrenzten Raum, und die Verbindungsstege definiert wird.The cell contacting means also has a free channel which is defined by the interior spaces of the contact crowns, that is to say the space delimited by the contact tabs, and the connecting webs.

Der freie Kanal ermöglicht es, in den Kanal weitere einstückige Elemente z.B. Stromschienen (siehe unten) einzulegen bzw. zu stecken. Einstückige Elemente sind sehr einfach herzustellen, z.B. als Stanzteil. Der freie Kanal ermöglicht damit eine sehr einfache externe Kontaktierung der einzelnen Batteriezellen bzw. Zellreihen, da keine komplexen bzw. mehrstückigen Kontaktelemente nötig sind.The free channel enables additional one-piece elements, e.g. power rails (see below) to be inserted or plugged into the channel. One-piece elements are very easy to manufacture, e.g. as a stamped part. The free channel thus enables very simple external contacting of the individual battery cells or cell rows, since no complex or multi-piece contact elements are required.

In der Endplatte eines Batteriesystems kann das Zellkontaktierungsmittel genutzt werden, um z.B. den Minuspol des Batteriesystems zu bilden. Dazu kann in der Endplatte ein Zellkontaktierungsmittel vorgesehen sein, welches z.B. mit dem externen Minuspol des Batteriesystems verbunden ist. Wird die Endplatte auf das erste bzw. letzte Zellmodul aufgesetzt, schieben sich die Kontaktfahnen auf die einzelnen Batteriezellen. Die einzelnen Batteriezellen der entsprechenden Zellreihe werden damit elektrisch parallel kontaktiert und mit dem externen Minuspol verbunden. Ähnlich kann ein externer Pluspol für das Batteriesystem geschaffen werden bzw. einzelne Zellreihen in der Endplatte in Serie miteinander verschaltet werden (siehe unten).The cell contacting agent can be used in the end plate of a battery system, e.g. to form the negative pole of the battery system. For this purpose, a cell contacting means can be provided in the end plate, which is e.g. connected to the external negative pole of the battery system. If the end plate is placed on the first or last cell module, the contact lugs slide onto the individual battery cells. The individual battery cells of the corresponding cell row are thus electrically contacted in parallel and connected to the external negative pole. Similarly, an external positive pole can be created for the battery system or individual rows of cells in the end plate can be interconnected in series (see below).

Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Further embodiments and developments emerge from the subclaims and from the description with reference to the figures.

In einer Ausführungsform können die Positionen der Kontaktfahnen an dem Kontaktboden der äußeren Kontur der zu kontaktierenden Batteriezellen in einem Querschnitt durch deren Längsachse entsprechen.In one embodiment, the positions of the contact lugs on the contact base can correspond to the outer contour of the battery cells to be contacted in a cross section through their longitudinal axis.

Die Kontaktfahnen können im Wesentlichen orthogonal zu dem Kontaktboden angeordnet sein, also aus der Ebene des Kontaktbodens herausstehen. Es versteht sich, dass die Kontaktfahnen jede geeignete Geometrie aufweisen können. Beispielsweise können die Kontaktfahnen als eine Art Blattfedern ausgebildet sein. An deren oberen, also dem Kontaktboden gegenüberliegenden, Ende können die Kontaktfahnen nach außen gebogen sein. Das obere Ende bildet somit eine schräge Fläche zur Einschubrichtung der Batteriezellen. Beim Einbringen der Batteriezellen werden die Kontaktfahnen folglich nach außen gedrückt.The contact lugs can be arranged essentially orthogonally to the contact base, that is to say protrude from the plane of the contact base. It goes without saying that the contact tabs can have any suitable geometry. For example, the contact lugs can be designed as a type of leaf spring. At their upper end, that is to say opposite the contact base, the contact lugs can be bent outwards. The upper end thus forms an inclined surface in relation to the direction in which the battery cells are inserted. When the battery cells are inserted, the contact lugs are consequently pressed outwards.

Die Kontaktfahnen können derart an der äußeren Kontur des Kontaktbodens angeordnet sein, dass diese mit einer vorgegebenen Federkraft auf die aufzunehmende Batteriezelle gedrückt werden, wenn die aufzunehmende Batteriezelle zwischen die Kontaktfahnen gedrückt wird bzw. das Zellkontaktierungsmittel auf die Batteriezelle aufgesetzt wird. Die Kontaktfahnen können sich folglich ausgehend von dem äußeren Umfang des Kontaktbodens in den Aufnahmeraum erstrecken, in welchem die Batteriezelle aufgenommen wird. Beim Einsetzen der Batteriezelle werden die Kontaktfahnen nach außen gedrückt und kontaktieren diese im Anschluss an der Außenfläche des Batteriezellengehäuses. Die Außenfläche des Batteriezellengehäuses entspricht üblicherweise dem Minuspol der Batteriezelle.The contact lugs can be arranged on the outer contour of the contact base in such a way that they are pressed with a predetermined spring force onto the battery cell to be received when the battery cell to be received is pressed between the contact lugs or the cell contacting means is placed on the battery cell. The contact lugs can consequently extend from the outer circumference of the contact base into the receiving space in which the battery cell is received. When the battery cell is inserted, the contact lugs are pressed outwards and then contact them on the outer surface of the battery cell housing. The outer surface of the battery cell housing usually corresponds to the negative pole of the battery cell.

Insbesondere können die Kontaktfahnen bezogen auf die Mitte der Kontaktkronen paarweise gegenüberliegend angeordnet werden. Daraus folgt, dass sich beim Einsetzen einer Batteriezelle die Kräfte gegenseitig aufheben.In particular, the contact lugs can be arranged opposite one another in pairs relative to the center of the contact crowns. It follows that when a battery cell is inserted, the forces cancel each other out.

In noch einer Ausführungsform können die Kontaktkronen mit den Verbindungsstegen entlang einer Hauptrichtung angeordnet sein.In another embodiment, the contact crowns with the connecting webs can be arranged along a main direction.

Das Zellkontaktierungsmittel bildet folglich eine Art Kette bzw. einen Streifen. Zwischen den einzelnen Kontaktkronen in dem Bereich der Verbindungsstege befinden sich keine Kontaktfahnen. Die Kontaktfahnen sind folglich oberhalb und unterhalb einer Längsachse entlang der Längsausdehnung des Streifens angeordnet. Die Kontaktfahnen sind somit nicht gleichmäßig über den Umfang der jeweiligen Kontaktkrone verteilt. Der freie Kanal liegt daher auf der Längsachse des Streifen-artigen Zellkontaktierungsmittels.The cell contacting agent consequently forms a type of chain or a strip. Between the individual contact crowns in the area of the There are no contact lugs in the connecting webs. The contact lugs are consequently arranged above and below a longitudinal axis along the longitudinal extent of the strip. The contact lugs are therefore not evenly distributed over the circumference of the respective contact crown. The free channel therefore lies on the longitudinal axis of the strip-like cell contacting means.

Eine solche Ausgestaltung des Zellkontaktierungsmittels ermöglicht es, dieses als Stanzbiegeteil aus einem entsprechenden Materialstreifen herzustellen und aufzurollen. Such a configuration of the cell contacting means enables it to be produced as a stamped and bent part from a corresponding strip of material and rolled up.

Folglich kann das Zellkontaktierungsmittel sehr einfach hergestellt und weiterverarbeitet werden.As a result, the cell contacting agent can be produced and further processed very easily.

In einer weiteren Ausführungsform kann der der Kontaktboden einen Kontaktbereich aufweisen, welcher mit einer zu kontaktierenden Stirnseite der entsprechenden Batteriezelle koppelbar ist.In a further embodiment, the contact base can have a contact area which can be coupled to an end face of the corresponding battery cell to be contacted.

Der Kontaktboden kann, wie oben bereits erläutert, mit einer Stirnseite der jeweiligen Batteriezelle verschweißt werden. Üblicherweise wird diese Stirnseite der Pluspol der Batteriezelle sein.As already explained above, the contact base can be welded to an end face of the respective battery cell. Usually this face will be the positive pole of the battery cell.

In noch einer weiteren Ausführungsform kann der Kontaktbereich mit der zu kontaktierenden Stirnseite der entsprechenden Batteriezelle auf der Unterseite des Kontaktbodens elektrisch koppelbar sein, also z.B. verschweißbar sein. Die Kontaktfahnen können auf der Oberseite des Kontaktbodens angeordnet sein bzw. sich von der Oberseite des Kontaktbodens aus nach oben erstrecken.In yet another embodiment, the contact area can be electrically coupled to the end face to be contacted of the corresponding battery cell on the underside of the contact base, i.e. it can be welded, for example. The contact lugs can be arranged on the top of the contact base or extend upwards from the top of the contact base.

Der Kontaktbereich kann z.B. unterhalb einer Referenzebene des Kontaktbodens ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Kontaktbereich als Ausstülpung realisiert sein, die mit dem jeweiligen Pluspol verschweißt oder verklebt werden kann. Die Kontaktfahnen dagegen können oberhalb der Referenzebene angeordnet sein und sich nach oben, also von den Pluspolen weg, erstrecken.The contact area can, for example, be formed below a reference plane of the contact base. For example, the contact area can be implemented as a protuberance that can be welded or glued to the respective positive pole. In contrast, the contact lugs can be arranged above the reference plane and extend upwards, that is to say away from the positive poles.

Die Kontaktfahnen erstrecken sich dann in axialer Richtung weg von der Batteriezelle und bilden eine Aufnahme. In diese Aufnahme kann z.B. eine weitere Batteriezelle mit dem entsprechenden Pol, also z.B. dem Minuspol, gesteckt werden, um die zwei Batteriezellen elektrisch in Reihe bzw. Serie miteinander zu verschalten.The contact lugs then extend axially away from the battery cell and form a receptacle. For example, another battery cell with the corresponding pole, e.g. the negative pole, can be plugged into this receptacle in order to connect the two battery cells electrically in series or series.

Ein Streifen des Zellkontaktierungsmittels kann auf die Pluspole aller Batteriezellen einer Zellreihe aufgesetzt und mit diesen gekoppelt werden. Damit sind die einzelnen Pluspole elektrisch parallelgeschaltet. Gleichzeitig steht auf der den Zellen abgewandten Seite des Zellkontaktierungsmittels der freie Kanal zur Verfügung um die Zellreihe extern zu kontaktieren bzw. mit einer weiteren Zellreihe in Serie zu schalten.A strip of the cell contacting agent can be placed on the positive poles of all battery cells of a cell row and coupled to them. The individual positive poles are thus connected electrically in parallel. At the same time, the free channel is available on the side of the cell contacting means facing away from the cells in order to contact the cell row externally or to connect it in series with another cell row.

In einer Ausführungsform kann das Zellkontaktierungsmittel eine Stromschiene aufweisen, welche in dem freien Kanal anordenbar ist und im angeordneten Zustand elektrisch von den Kontaktfahnen kontaktiert wird.In one embodiment, the cell contacting means can have a busbar, which can be arranged in the free channel and, in the arranged state, is electrically contacted by the contact lugs.

Wie oben bereits erläutert, kann eine Stromschiene zur externen Kontaktierung der mit dem Zellkontaktierungsmittel verbundenen Batteriezellen vorgesehen sein. Eine solche Stromschiene kann z.B. einstückig als Kupfer- oder Aluminiumstanzteil ausgebildet sein. Es versteht sich, dass die Stromschiene z.B. mit einem Kabel oder einer weiteren Stromschiene gekoppelt sein kann, um die Batteriezellen extern zu kontaktieren. Beispielsweise kann die Stromschiene über ein Kabel mit einem externen Anschluss eines Batteriesystems gekoppelt sein.As already explained above, a busbar can be provided for external contacting of the battery cells connected to the cell contacting means. Such a busbar can for example be made in one piece as a copper or aluminum stamped part. It goes without saying that the busbar can be coupled, for example, to a cable or another busbar in order to make external contact with the battery cells. For example, the busbar can be coupled to an external connection of a battery system via a cable.

In noch einer Ausführungsform kann die Kontur der Stromschiene entlang Ihrer Längsachse der Kontur des freien Kanals in den Kontaktkronen und über den Verbindungsstegen entsprechen.In yet another embodiment, the contour of the busbar along its longitudinal axis can correspond to the contour of the free channel in the contact crowns and above the connecting webs.

Werden mit den Kontaktkronen z.B. zylindrische Batteriezellen kontaktiert, werden die Kontaktkronen in einer Aufsicht ebenfalls eine zylindrische bzw. runde Form aufweisen. Ein Streifen aus Kontaktkronen mit Verbindungsstegen wird in einer Aufsicht eine Art Wellenform aufweisen. Die Stromschiene kann folglich ebenfalls eine Wellenkontur aufweisen. Die Wellenberge können dabei den gleichen Radius haben, wie die entsprechenden zylindrischen Batteriezellen. Bei Zellen des Typs „21700“ entspricht dieser Radius ca. 10,5 mm, also einem Durchmesser der Batteriezellen von 21 mm. Die Wellentäler ergeben sich durch den Abstand der Batteriezellen in dem Zellraster der einzelnen Zellreihen. Bei Zellen des Typs „21700“ kann dieser Abstand ca. 24 mm betragen.If, for example, cylindrical battery cells are contacted with the contact crowns, the contact crowns will also have a cylindrical or round shape when viewed from above. A strip of contact crowns with connecting webs will have a kind of wave shape in a plan view. The busbar can consequently also have a wave contour. The wave crests can have the same radius as the corresponding cylindrical battery cells. For cells of the type “21700”, this radius corresponds to approx. 10.5 mm, i.e. a diameter of the battery cells of 21 mm. The wave troughs result from the distance between the battery cells in the cell grid of the individual cell rows. With cells of the type "21700" this distance can be approx. 24 mm.

Die Kontaktfahnen können an den Kontaktböden jeweils derart angeordnet sein, dass diese noch an den konvexen Abschnitten der Wellenberge liegen.The contact lugs can each be arranged on the contact bases in such a way that they are still located on the convex sections of the wave crests.

Mit dieser Anordnung des Zellkontaktierungsmittels können sehr einfach und mit wenigen Bauteilen Zellreihen kontaktiert werden.With this arrangement of the cell contacting means, rows of cells can be contacted very easily and with a few components.

In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Zellkontaktierungsmittel ein Verbindungselement aufweisen, welches einen ersten Verbindungsbereich und einen zweiten Verbindungsbereich aufweist, welche auf der gleichen Seite des Verbindungselements angeordnet sind, wobei der erste Verbindungsbereich mit dem Kontaktbereich koppelbar ist und wobei der zweite Verbindungsbereich mit der Stromschiene koppelbar ist.In yet another embodiment, the cell contacting means can have a connection element which has a first connection area and a second connection area, which are arranged on the same side of the connection element, the first connection area with the contact area can be coupled and wherein the second connection area can be coupled to the busbar.

Das Verbindungselement kann ein einfaches Blech sein. Es versteht sich, dass je nach Anordnung der Batteriezellen bzw. Zellreihen in einem Batteriemodul das Verbindungselement entsprechend geformt sein kann. Beispielsweise kann das Verbindungselement als ein Z-Profil ausgebildet sein, um den Abstand des ersten Verbindungsbereichs und den Abstand des zweiten Verbindungsbereichs, und damit den Abstand der Stromschiene und den Abstand der Kontaktkronen von den jeweiligen Batteriezellen einzustellen.The connecting element can be a simple sheet metal. It goes without saying that, depending on the arrangement of the battery cells or cell rows in a battery module, the connecting element can be shaped accordingly. For example, the connecting element can be designed as a Z-profile in order to set the distance between the first connection area and the distance between the second connection area, and thus the distance between the busbar and the distance between the contact crowns and the respective battery cells.

In dieser Ausführungsform wird die Stromschiene nicht in die Kontaktkronen des Zellkontaktierungsmittels eingesetzt, um z.B. eine Parallelschaltung von Batteriezellen zu erzeugen. Vielmehr wird ein Zellkontaktierungsmittel geschaffen, welches sehr einfach eine Serienschaltung von zwei Zellreihen bzw. den entsprechenden Batteriezellen ermöglicht.In this embodiment, the busbar is not inserted into the contact crowns of the cell contacting means in order, for example, to produce a parallel connection of battery cells. Rather, a cell contacting means is created which very easily enables two rows of cells or the corresponding battery cells to be connected in series.

Die Kontaktkronen sind mit dem ersten Verbindungsbereich gekoppelt, z.B. verschweißt, elektrisch leitend verklebt oder verlötet. Der zweite Verbindungsbereich ist mit der Stromschiene gekoppelt, z.B. verschweißt, verklebt oder verlötet. Folglich ist die Stromschiene elektrisch mit den Kontaktkronen verbunden. Dabei befinden sich die Stromschiene und die Kontaktkronen auf der gleichen Seite des Verbindungselementes. Ein solches Verbindungselement kann nun auf zwei elektrisch gegensinnig angeordnete, nebeneinanderliegende Zellreihen aufgesetzt werden. Die Kontaktkronen kontaktieren dabei die Minuspole der ersten Zellreihe und die Stromschiene kontaktiert die Pluspole der zweiten Zellreihe. Dabei wird davon ausgegangen, dass auf den Pluspolen der zweiten Zellreihe ebenfalls Kontaktkronen angeordnet sind. Es versteht sich, dass ein weiterer Streifen aus Kontaktkronen und Verbindungsstegen als Bestandteil dieser Ausführungsform angesehen werden kann. Alternativ kann dieser Streifen als ein weiteres, separates Zellkontaktierungsmittel angesehen werden, welches als Streifen mit Kontaktkronen ausgebildet ist, wie z.B. in Ansprüchen 4 und 5 dargestellt.The contact crowns are coupled to the first connection area, e.g. welded, electrically conductive glued or soldered. The second connection area is coupled to the busbar, e.g. welded, glued or soldered. As a result, the busbar is electrically connected to the contact crowns. The busbar and the contact crowns are located on the same side of the connecting element. Such a connecting element can now be placed on two rows of cells lying next to one another, electrically arranged in opposite directions. The contact crowns contact the negative poles of the first row of cells and the busbar makes contact with the positive poles of the second row of cells. It is assumed that contact crowns are also arranged on the positive poles of the second row of cells. It goes without saying that a further strip of contact crowns and connecting webs can be regarded as part of this embodiment. Alternatively, this strip can be viewed as a further, separate cell contacting means, which is designed as a strip with contact crowns, as shown in claims 4 and 5, for example.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:

• 1 eine Darstellung einer bekannten Kontaktkrone;
• 2 eine Darstellung eines bekannten Verbindungselements;
• 3 eine Aufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Zellkontaktierungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung;
• 4 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels eines Zellkontaktierungsmittels der 3;
• 5 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Zellkontaktierungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung;
• 6 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Batteriesystems gemäß der vorliegenden Erfindung; und
• 7 eine weitere Ansicht des Ausführungsbeispiels eines Batteriesystems der 6.

Advantageous exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying figures. Show it:

• 1 a representation of a known contact crown;
• 2 a representation of a known connecting element;
• 3 a plan view of an embodiment of a cell contacting means according to the present invention;
• 4th a side view of the embodiment of a cell contacting means of FIG 3 ;
• 5 a view of a further embodiment of a cell contacting means according to the present invention;
• 6 a view of an embodiment of a battery system according to the present invention; and
• 7th a further view of the embodiment of a battery system of FIG 6 .

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic representations and serve only to explain the invention. Identical or identically acting elements are provided with the same reference symbols throughout.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

1 zeigt eine Darstellung einer bekannten Kontaktkrone K. Die Kontaktkrone K weist einen kreisförmigen Boden B auf, an dessen äußerem Umfang sechs Kontaktfahnen F gleichmäßig verteilt angeordnet sind. In der Mitte des Bodens B ist eine nach unten versetzte Kontaktfläche KF angeordnet. 1 shows an illustration of a known contact crown K . The contact crown K has a circular bottom B. on, on the outer circumference of which there are six contact lugs F. are arranged evenly distributed. In the middle of the floor B. is a contact surface offset downwards Theatrical Version arranged.

Die gezeigte Kontaktkrone K kann z.B. als Stanzbiegeteil hergestellt werden. Der elektrische Kontakt mit dem Pluspol einer Batteriezelle kann über das Verbinden der Kontaktaktfläche KF mit dem Pluspol erfolgen. Der Minuspol einer Batteriezelle kann kontaktiert werden, indem die Kontaktfahnen F über das Gehäuse der Batteriezelle geschoben werden.The shown contact crown K can be manufactured, for example, as a stamped and bent part. The electrical contact with the positive pole of a battery cell can be made by connecting the contact area Theatrical Version with the positive pole. The negative pole of a battery cell can be contacted by the contact lugs F. be pushed over the housing of the battery cell.

Soll eine parallele Verbindung mehrerer Minuspole erfolgen, muss eine entsprechende Anzahl von Kontaktkronen K mit der Kontaktfläche KF auf einem leitenden Träger angeordnet werden.If several negative poles are to be connected in parallel, a corresponding number of contact crowns must be used K with the contact surface Theatrical Version be placed on a conductive support.

2 zeigt eine Darstellung einer bekannten Stromschiene S, die benötigt wird, um mit Kontaktkronen K der 1 versehene Pluspole von Batteriezellen elektrisch parallel zu kontaktieren. 2 shows an illustration of a known busbar S. that is needed to work with contact crowns K the 1 to contact provided positive poles of battery cells electrically in parallel.

Werden die Pluspole der Batteriezellen über die Kontaktfläche KF mit der Kontaktkrone K verbunden, stehen die Kontaktfahnen in axialer Richtung von den Batteriezellen ab. Um die einzelnen Kontaktkronen K nun zu kontaktieren, müssen die Minuspole der entsprechenden Batteriezellen nachgebildet werden.Will the positive poles of the battery cells over the contact surface Theatrical Version with the contact crown K connected, the contact lugs protrude in the axial direction from the battery cells. To the individual contact crowns K To contact now, the negative poles of the corresponding battery cells must be reproduced.

Dazu sind bei der Stromschiene S entsprechende Töpfe T vorgesehen. Die Töpfe T sind über einen Verbindungsschiene V elektrisch miteinander gekoppelt. Die Herstellung dieser Stromschiene S ist sehr aufwändig und erfordert das Stanzen der Verbindungsschiene V, das Tiefziehen der Töpfe T, das Vereinzeln und Positionieren der Verbindungsschiene V und das Vereinzeln, Positionieren und Verschweißen der Töpfe T auf der Verbindungschiene V.These are at the power rail S. appropriate pots T intended. The pots T are via a connecting rail V electrically with each other coupled. The manufacture of this conductor rail S. is very complex and requires punching the connecting bar V , the deep drawing of the pots T , the separation and positioning of the connecting rail V and the separation, positioning and welding of the pots T on the connecting rail V .

Die aufwändige Fertigung der Stromschiene S ist nötig, da bekannte Kontaktkronen K nebeneinanderliegend keinen durchgängigen Kanal zum Einlegen einer Stromschiene ausbilden können.The elaborate production of the power rail S. is necessary because known contact crowns K adjacent to each other cannot form a continuous channel for inserting a busbar.

3 zeigt eine Aufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Zellkontaktierungsmittels 100. Das Zellkontaktierungsmittel 100 der 3 weist beispielhaft vier Kontaktkronen 101, 102, 103, 104 auf. Es versteht sich, dass die Anzahl der Kontaktkronen 101, 102, 103, 104 lediglich beispielhaft gewählt wurde und dass jede andere Anzahl an Kontaktkronen 101, 102, 103, 104 ebenfalls möglich ist. Die einzelnen Kontaktkronen 101, 102, 103, 104 sind über Verbindungsstege 115, 116, 117 miteinander verbunden. Der Übersichtlichkeit halber ist lediglich die linke Kontaktkrone 101 mit Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, dass die folgenden Erläuterungen auf die Kontaktkronen 102, 103, 104 analog anzuwenden sind. 3 shows a plan view of an embodiment of a cell contacting means 100 . The cell contacting agent 100 the 3 has four contact crowns as an example 101 , 102 , 103 , 104 on. It goes without saying that the number of contact crowns 101 , 102 , 103 , 104 was chosen only as an example and that any other number of contact crowns 101 , 102 , 103 , 104 is also possible. The individual contact crowns 101 , 102 , 103 , 104 are via connecting bridges 115 , 116 , 117 connected to each other. For the sake of clarity, only the left contact crown is 101 provided with reference symbols. It goes without saying that the following explanations apply to the contact crowns 102 , 103 , 104 apply analogously.

Die Kontaktkronen 101, 102, 103, 104 des Zellkontaktierungsmittels 100 weisen jeweils einen Kontaktboden 114 mit einer im Wesentlichen runden Form auf. An jeder der Kontaktkronen 101, 102, 103, 104 sind beispielhaft acht Kontaktfahnen 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113 angeordnet. Es versteht sich, dass die Anzahl von acht Kontaktfahnen 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113 lediglich beispielhaft gewählt wurde und dass jede andere Anzahl von Kontaktfahnen beginnend mit zwei Kontaktfahnen möglich ist.The contact crowns 101 , 102 , 103 , 104 of the cell contacting agent 100 each have a contact base 114 with a substantially round shape. On each of the contact crowns 101 , 102 , 103 , 104 are exemplary eight contact lugs 106 , 107 , 108 , 109 , 110 , 111 , 112 , 113 arranged. It is understood that the number of eight contact lugs 106 , 107 , 108 , 109 , 110 , 111 , 112 , 113 was chosen merely as an example and that any other number of contact lugs starting with two contact lugs is possible.

Im Gegensatz zu der Kontaktkrone K der 1 sind die Kontaktfahnen 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113 nicht gleichmäßig über den Umfang der Kontaktkronen 101, 102, 103, 104 verteilt. Vielmehr sind vier der Kontaktfahnen 106, 107, 108, 109 in dem unteren Bereich des Umfangs angeordnet und vier der Kontaktfahnen 110, 111, 112, 113 an dem oberen Bereich des Umfangs der jeweiligen Kontaktkrone 101, 102, 103, 104 angeordnet. Damit ergibt sich auf der Längsachse des Zellkontaktierungsmittels 100 ein freier Kanal 118.In contrast to the contact crown K the 1 are the contact flags 106 , 107 , 108 , 109 , 110 , 111 , 112 , 113 not evenly over the circumference of the contact crowns 101 , 102 , 103 , 104 distributed. Rather, there are four of the contact lugs 106 , 107 , 108 , 109 arranged in the lower area of the circumference and four of the contact lugs 110 , 111 , 112 , 113 at the upper area of the circumference of the respective contact crown 101 , 102 , 103 , 104 arranged. This results in the cell contacting means on the longitudinal axis 100 a free channel 118 .

Der untere und der obere Bereich können z.B. als Kreisbogensegmente über einen entsprechenden Winkel definiert werden, z.B. einem Winkel zwischen 30° und 90°. Alternativ können der untere und der obere Bereich auch über die Größe des in der Mitte freizuhaltenden Kanals 118 definiert werden. Beispielsweise können die Dimensionen des Kanals 118 vorgegeben sein, so dass keine der Kontaktfahnen 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113 in diesem Bereich angeordnet werden darf.The lower and the upper area can for example be defined as circular arc segments over a corresponding angle, for example an angle between 30 ° and 90 °. Alternatively, the lower and upper areas can also be larger than the size of the channel to be kept free in the middle 118 To be defined. For example, the dimensions of the channel 118 be predetermined so that none of the contact lugs 106 , 107 , 108 , 109 , 110 , 111 , 112 , 113 may be arranged in this area.

Die Kontaktfahnen 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113 können bezogen auf den Mittelpunkt der Kontaktkronen 101, 102, 103, 104 paarweise gegenüberliegend angeordnet werden. Dadurch heben sich beim Einstecken einer Batteriezelle zwischen die Kontaktfahnen 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113 die Kräfte auf.The contact flags 106 , 107 , 108 , 109 , 110 , 111 , 112 , 113 can refer to the center of the contact crowns 101 , 102 , 103 , 104 be arranged in pairs opposite one another. As a result, when a battery cell is inserted, they lift between the contact lugs 106 , 107 , 108 , 109 , 110 , 111 , 112 , 113 the forces on.

Ferner kann mittig in den Kontaktböden 105 ein Kontaktbereich 114 ausgebildet sein, der zur Kontaktierung z.B. eines Pluspols einer Batteriezelle geeignet ist. Beispielsweise kann der Kontaktbereich 114 mit dem Pluspol einer Batteriezelle verschweißt werden.Furthermore, in the middle of the contact floors 105 a contact area 114 be designed which is suitable for contacting, for example, a positive pole of a battery cell. For example, the contact area 114 be welded to the positive pole of a battery cell.

Wird das Zellkontaktierungsmittel 100 auf die Pluspole der Batteriezellen einer Zellreihe aufgebracht, werden die einzelnen Batteriezellen elektrisch parallel kontaktiert. Auf der den Batteriezellen gegenüberliegenden Seite des Zellkontaktierungsmittels 100 wird durch die Anordnung der Kontaktfahnen 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113 der freie Kanal 118 ausgebildet. Wie z.B. in 5 und 7 dargestellt, kann in diesen freien Kanal 118 eine Stromschiene eingelegt werden, die aus lediglich einem Teil besteht, also sehr einfach in der Herstellung ist.Becomes the cell contacting agent 100 When applied to the positive poles of the battery cells in a row of cells, the individual battery cells are electrically contacted in parallel. On the side of the cell contacting means opposite the battery cells 100 is determined by the arrangement of the contact lugs 106 , 107 , 108 , 109 , 110 , 111 , 112 , 113 the free channel 118 educated. As in 5 and 7th shown, can in this free channel 118 a busbar can be inserted, which consists of only one part, so is very easy to manufacture.

4 zeigt eine Seitenansicht des Zellkontaktierungsmittels 100. In der Seitenansicht ist zu erkennen, dass der bei den Kontaktkronen 101, 102, 103, 104 die Kontaktböden 105 mit den Verbindungsstegen 115, 116, 117 in einer Ebene (auch Referenzebene genannt) liegen. Die Kontaktbereiche 114 der einzelnen Kontaktkronen 101, 102, 103, 104 liegen unterhalb dieser Ebene und die Kontaktfahnen 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113 liegen oberhalb dieser Ebene. 4th shows a side view of the cell contacting means 100 . The side view shows that the contact crowns 101 , 102 , 103 , 104 the contact floors 105 with the connecting bars 115 , 116 , 117 lie in one plane (also called the reference plane). The contact areas 114 of the individual contact crowns 101 , 102 , 103 , 104 are below this level and the contact lugs 106 , 107 , 108 , 109 , 110 , 111 , 112 , 113 lie above this level.

Die einzelnen Kontaktfahnen 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113 sind als eine Art Blattfeder ausgebildet und sind ausgehend von Ihrem Ausgangspunkt an dem Kontaktboden 105 zum Mittelpunkt des Kontaktbodens 105 hin geneigt. An ihrem oberen Ende sind die Kontaktfahnen 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113 nach außen geneigt, so dass der Körper einer Batteriezelle oder eine Stromschiene leicht in die jeweilige Kontaktkrone 101, 102, 103, 104 gesteckt werden kann.The individual contact flags 106 , 107 , 108 , 109 , 110 , 111 , 112 , 113 are designed as a kind of leaf spring and are based on your starting point on the contact base 105 to the center of the contact bottom 105 inclined towards. The contact lugs are at their upper end 106 , 107 , 108 , 109 , 110 , 111 , 112 , 113 inclined outwards so that the body of a battery cell or a busbar can easily be inserted into the respective contact crown 101 , 102 , 103 , 104 can be plugged.

5 zeigt ein Zellkontaktierungsmittel 200. Das Zellkontaktierungsmittel 200 basiert auf dem Zellkontaktierungsmittel 100 und weist zwölf in einer Reihe angeordnete Kontaktkronen 201 auf (der Übersichtlichkeit halber ist lediglich die erste Kontaktkrone 201 mit einem Bezugszeichen versehen). Es versteht sich, dass die Anzahl von zwölf Kontaktkronen 201 lediglich beispielhaft gewählt wurde. Je nach Anwendung können mehr oder weniger Kontaktkronen 201 vorgesehen sein. In dem Zellkontaktierungsmittel 200 ist ferner eine Stromschiene 220 vorgesehen, die in die Reihe aus Kontaktkronen 201 eingesetzt ist. 5 shows a cell contacting agent 200 . The cell contacting agent 200 based on the cell contacting agent 100 and has twelve contact crowns arranged in a row 201 on (for the sake of clarity, only the first contact crown is 201 provided with a reference symbol). It is understood that the number of twelve contact crowns 201 was chosen only as an example. Depending on Application can be more or less contact crowns 201 be provided. In the cell contacting agent 200 is also a busbar 220 provided in the series of contact crowns 201 is used.

Die Kontaktkronen 201 des Zellkontaktierungsmittels 200 können z.B. auf die Pluspole von Batteriezellen einer Zellreihe geschweißt werden. Ist diese Zellreihe die erste Zellreihe eines Batteriesystems, müssen die Pluspole extern kontaktiert werden. Dies kann mit Hilfe der Stromschiene 220 erfolgen. Beispielsweise können Kabel über die Öffnungen 221, 222 mit der Stromschiene 220 verschraubt werden. Es versteht sich, dass andere Arten der Kontaktierung der Stromschiene 220 ebenfalls möglich sind. Beispielsweise kann eine weitere Stromschiene zu einem Batteriepol mit der Stromschiene 220 verschweißt werden oder dergleichen.The contact crowns 201 of the cell contacting agent 200 can for example be welded to the positive poles of battery cells in a row of cells. If this row of cells is the first row of cells in a battery system, the positive poles must be contacted externally. This can be done with the help of the power rail 220 respectively. For example, cables can pass through the openings 221 , 222 with the power rail 220 be screwed. It goes without saying that other types of contacting the busbar 220 are also possible. For example, another busbar can be connected to a battery pole with the busbar 220 be welded or the like.

Bei dem Zellkontaktierungsmittel 200 wird deutlich, dass die Stromschiene 220 sehr wenig komplex ist. Beispielsweise kann lediglich ein einstückiges entsprechend geformtes Stanzteil als Stromschiene 220 genutzt werden. Folglich entfallen die zu 2 genannten aufwändigen Fertigungsschritte.With the cell contacting agent 200 it becomes clear that the power rail 220 is very little complex. For example, only a one-piece, correspondingly shaped stamped part can be used as a busbar 220 be used. As a result, they do not apply 2 complex manufacturing steps mentioned.

Mit dem Zellkontaktierungsmittel 200 kann folglich eine Zellreihe beliebiger Länge sehr einfach kontaktiert werden.With the cell contacting agent 200 a row of cells of any length can consequently be contacted very easily.

In dem Beispiel der 5 kann der Streifen aus Kontaktkronen 201 auf die Pluspole der Batteriezellen einer Zellreihe aufgeschweißt werden. Es versteht sich, dass alternativ der Streifen aus Kontaktkronen 201 mit den Kontaktbereichen auch auf eine Stromschiene aufgeschweißt werden kann. Damit wird es möglich sehr einfach die Minuspole von Batteriezellen einer Zellreihe zu kontaktieren.In the example of the 5 can be the strip of contact crowns 201 be welded onto the positive poles of the battery cells in a row of cells. It is understood that alternatively the strip of contact crowns 201 with the contact areas can also be welded onto a busbar. This makes it very easy to contact the negative poles of battery cells in a row of cells.

6 zeigt ein Batteriesystem 350 mit einem Zellmodul. Das Zellmodul, bestehend aus zwei Gehäusehälften 351, 352 und weist fünf übereinander angeordnete Zellreihen 353, 354, 355, 356, 357 mit jeweils zwölf Batteriezellen (nicht separat bezeichnet) auf. Die Zellen der oberen Zellreihe 353 des Zellmoduls sind mit ihrem Minuspol nach außen, also dem Betrachter zugewandt, angeordnet. Die Batteriezellen der weiteren Zellreihen 354, 355, 356, 357 sind im Wechsel elektrisch gegensinnig angeordnet. Diejenigen Batteriezellen, deren Pluspole nach außen orientiert sind, also die Batteriezellen der Zellreihen 354 und 356, sind an ihrem Pluspol mit Kontaktkronen versehen. Die Kontaktkronen können z.B. ein entsprechend langer Streifen eines Kontaktmittels 100 der 3 sein, die mit ihren Kontaktflächen auf den Pluspolen der Batteriezellen aufgeschweißt sind. Es versteht sich, dass zur Verbindung der Batteriezellen in Richtung eines weiteren Zellmoduls, das nach rechts angeordnet wäre, ebenfalls entsprechende Streifen mit Kontaktkronen an den Zellreihen 353, 355 und 357 vorgesehen sein können. 6 shows a battery system 350 with a cell module. The cell module, consisting of two housing halves 351 , 352 and has five rows of cells arranged one above the other 353 , 354 , 355 , 356 , 357 each with twelve battery cells (not labeled separately). The cells of the upper row of cells 353 of the cell module are arranged with their negative pole facing outwards, ie facing the viewer. The battery cells of the other cell rows 354 , 355 , 356 , 357 are alternately arranged electrically in opposite directions. Those battery cells whose positive poles are oriented outwards, i.e. the battery cells of the cell rows 354 and 356 , have contact crowns on their positive pole. The contact crowns can, for example, be a correspondingly long strip of contact means 100 the 3 be, which are welded with their contact surfaces on the positive terminals of the battery cells. It goes without saying that in order to connect the battery cells in the direction of a further cell module which would be arranged to the right, there are also corresponding strips with contact crowns on the cell rows 353 , 355 and 357 can be provided.

Das Batteriesystem 350 weist ferner eine Endplatte 359 (schematisch dargestellt) auf, welche als Abdeckung für das erste Zellmodul dient. Es versteht sich, dass für das letzte Zellmodul ebenfalls einen entsprechende Endplatte vorgesehen wird. Der Stapel aus Endplatten 359 und Zellmodulen kann z.B. mittels einer Verschraubung fixiert werden.The battery system 350 also has an end plate 359 (shown schematically), which serves as a cover for the first cell module. It goes without saying that a corresponding end plate is also provided for the last cell module. The stack of end plates 359 and cell modules can, for example, be fixed by means of a screw connection.

Bei dem Batteriesystem 350 ist das Zellmodul das erste Zellmodul in dem Stapel aus Zellmodulen. Folglich müssen in der Endplatte 359 entsprechende Zellreihen kontaktiert bzw. mit den darunter bzw. darüber liegenden Zellreihen elektrisch verbunden werden. Wie eine externe elektrische Kontaktierung erfolgen kann, wird oben in Zusammenhang mit 5 erläutert.With the battery system 350 the cell module is the first cell module in the stack of cell modules. Consequently must be in the end plate 359 corresponding cell rows are contacted or electrically connected to the cell rows below or above. How an external electrical contact can be made is described above in connection with 5 explained.

Mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Zellkontaktierungsmittels wird es ferner möglich, zwei übereinanderliegende Zellreihen elektrisch miteinander zu verbinden. Bei dem Batteriesystem 350 ist dazu ein Zellkontaktierungsmittel 300 vorgesehen, welches eine Reihe aus Kontaktkronen 301 aufweist, die auf einem Verbindungselement 358 angeordnet sind. Das Verbindungselement 358 des Zellkontaktierungsmittels 300 ist als Z-Profil ausgebildet (siehe auch 7). Ein Z-Profil kann genutzt werden, wenn die Abstände zu den Batteriezellen der zu verbinden Zellreihen unterschiedlich groß sind und ausgeglichen werden müssen. Ist dies nicht der Fall, kann z.B. auch lediglich ein Blechstreifen als Verbindungselement 358 genutzt werden. Es versteht sich, dass auch andere Formen als ein Z-Profil genutzt werden können, wenn die jeweilige Anwendung es erfordert.With the aid of a cell contacting means according to the invention, it is also possible to electrically connect two rows of cells lying one above the other. With the battery system 350 is also a cell contacting agent 300 provided, which is a series of contact crowns 301 having on a connecting element 358 are arranged. The connecting element 358 of the cell contacting agent 300 is designed as a Z-profile (see also 7th ). A Z-profile can be used if the distances to the battery cells of the cell rows to be connected are of different sizes and have to be compensated. If this is not the case, a sheet metal strip can be used as a connecting element 358 be used. It goes without saying that shapes other than a Z-profile can also be used if the respective application requires it.

Das Z-Profil 358 ist derart angeordnet, dass der zurückgesetzte, obere Teil des Z-Profils 358 der Zellreihe 353 zugeordnet ist. Dieser Teil kontaktiert folglich die Minuspole der Batteriezellen der Zellreihe 353. Der untere, nach vorne versetzte Teil des Z-Profils 358 ist der Zellreihe 354 zugeordnet. Dieser Teil kontaktiert folglich die Pluspole der Batteriezellen der Zellreihe 354.The Z profile 358 is arranged in such a way that the recessed, upper part of the Z-profile 358 the cell line 353 assigned. This part consequently makes contact with the negative poles of the battery cells of the cell row 353 . The lower, forward offset part of the Z-profile 358 is the row of cells 354 assigned. This part consequently makes contact with the positive poles of the battery cells of the cell row 354 .

Zur Kontaktierung der Minuspole der Batteriezellen der Zellreihe 353 ist an dem entsprechenden Teil des Z-Profils 358 eine Reihe Kontaktkronen 301 angeordnet. An dem unteren Teil des Z-Profils 358 ist zur Kontaktierung der Pluspole der Batteriezellen der Zellreihe 354 eine Stromschiene 320 angeordnet. Beispielsweise können Kontaktkronen 301 und Stromschiene 320 mit dem Z-Profil 358 verschweißt werden.For contacting the negative poles of the battery cells in the cell row 353 is on the corresponding part of the Z-profile 358 a row of contact crowns 301 arranged. On the lower part of the Z-profile 358 is for contacting the positive poles of the battery cells of the cell row 354 a busbar 320 arranged. For example, contact crowns 301 and busbar 320 with the Z profile 358 be welded.

Wird nun die Endplatte 359 auf das Zellmodul 351 aufgesetzt, verbindet das Zellkontaktierungsmittel 300 die Batteriezellen der Zellreihen 353 und 354 elektrisch miteinander.Now becomes the end plate 359 on the cell module 351 put on, connects the cell contacting agent 300 the battery cells of the cell rows 353 and 354 electrically with each other.

7 zeigt das Batteriesystem 350, bei welchem das Zellkontaktierungsmittel 300 auf die entsprechenden Zellreihen 353, 354 aufgesetzt ist. Die Endplatte 359 ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. 7th shows the battery system 350 in which the cell contacting agent 300 on the corresponding cell rows 353 , 354 is put on. The end plate 359 is not shown for the sake of clarity.

In 7 ist deutlich zu erkennen, wie das Z-Profil 358 genutzt wird, die unterschiedlichen Abstände zu den Batteriezellen der einzelnen Zellreihen 353, 354 auszugleichen.In 7th can be clearly seen like the Z-profile 358 is used, the different distances to the battery cells of the individual cell rows 353 , 354 balance.

Da es sich bei der vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft.Since the devices and methods described in detail above are exemplary embodiments, they can be modified in the usual way by a person skilled in the art to a wide extent without departing from the scope of the invention. In particular, the mechanical arrangements and the proportions of the individual elements to one another are merely exemplary.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100, 200, 300100, 200, 300

ZellkontaktierungsmittelCell contacting agents

101, 102, 103, 104, 201, 301101, 102, 103, 104, 201, 301

KontaktkroneContact crown

105105

KontaktbodenContact bottom

106, 107, 108, 109,106, 107, 108, 109,

KontaktfahneContact flag

110, 111, 112, 113110, 111, 112, 113

KontaktfahneContact flag

114114

KontaktbereichContact area

115, 116, 177115, 116, 177

VerbindungsstegConnecting bridge

118118

Kanal channel

220,320220.320

StromschieneBusbar

221, 222221, 222

Öffnung opening

350350

BatteriesystemBattery system

351, 352351, 352

ZellmodulgehäusehälftenCell module housing halves

353, 354, 355, 356, 357353, 354, 355, 356, 357

ZellreiheCell row

358358

VerbindungselementConnecting element

359359

Endplatte End plate

KK

KroneCrown

BB.

Bodenground

FF.

Fahnebanner

KFTheatrical Version

KontaktflächeContact area

SS.

StromschieneBusbar

VV

VerbindungsschieneConnecting rail

TT

Topfpot

Claims (10)

Zellkontaktierungsmittel (100, 200, 300) zur elektrischen Kontaktierung von Batteriezellen, aufweisend: eine Kontaktkrone (101, 102, 103, 104, 201, 301) für jede der Batteriezellen, wobei jede der Kontaktkronen (101, 102, 103, 104, 201, 301) einen Kontaktboden (105) aufweist, an dessen äußerem Umfang mindestens zwei sich gegenüberliegende Kontaktfahnen (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) angeordnet sind, und eine Anzahl von Verbindungsstegen (115, 116, 177), welche jeweils zwei nebeneinanderliegende Kontaktkronen (101, 102, 103, 104, 201, 301) miteinander verbinden, wobei die Kontaktfahnen (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) derart an dem äußeren Umfang des Kontaktbodens (105) angeordnet sind, dass sich jeweils in zwei benachbarten Kontaktkronen (101, 102, 103, 104, 201, 301) und über dem jeweiligen Verbindungssteg (115, 116, 177) ein freier Kanal (118) ausbildet.Cell contacting means (100, 200, 300) for making electrical contact with battery cells, comprising: a contact crown (101, 102, 103, 104, 201, 301) for each of the battery cells, each of the contact crowns (101, 102, 103, 104, 201, 301) having a contact base (105), at least two on its outer circumference opposing contact lugs (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) are arranged, and a number of connecting webs (115, 116, 177) which connect two adjacent contact crowns (101, 102, 103, 104, 201, 301) to one another, wherein the contact lugs (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) are arranged on the outer periphery of the contact base (105) in such a way that in each case two adjacent contact crowns (101, 102, 103, 104, 201 , 301) and a free channel (118) is formed over the respective connecting web (115, 116, 177). Zellkontaktierungsmittel (100, 200, 300) nach Anspruch 1, wobei die Positionen der Kontaktfahnen (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) an dem Kontaktboden (105) der äußeren Kontur der zu kontaktierenden Batteriezellen in einem Querschnitt durch deren Längsachse entsprechen.Cell contacting agents (100, 200, 300) Claim 1 , the positions of the contact lugs (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) on the contact base (105) corresponding to the outer contour of the battery cells to be contacted in a cross section through their longitudinal axis. Zellkontaktierungsmittel (100, 200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kontaktkronen (101, 102, 103, 104, 201, 301) mit den Verbindungsstegen (115, 116, 177) entlang einer Hauptrichtung angeordnet sind.Cell contacting means (100, 200, 300) according to one of the preceding claims, wherein the contact crowns (101, 102, 103, 104, 201, 301) with the connecting webs (115, 116, 177) are arranged along a main direction. Zellkontaktierungsmittel (100, 200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kontaktboden (105) einen Kontaktbereich (114) aufweist, welcher mit einer zu kontaktierenden Stirnseite der entsprechenden Batteriezelle koppelbar ist.Cell contacting means (100, 200, 300) according to one of the preceding claims, wherein the contact base (105) has a contact area (114) which can be coupled to an end face of the corresponding battery cell to be contacted. Zellkontaktierungsmittel (100, 200, 300) nach Anspruch 4, wobei der Kontaktbereich (114) mit der zu kontaktierenden Stirnseite der entsprechenden Batteriezelle auf der Unterseite des Kontaktbodens (105) elektrisch koppelbar ist und die Kontaktfahnen (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) auf der Oberseite des Kontaktbodens (105) angeordnet sind.Cell contacting agents (100, 200, 300) Claim 4 , wherein the contact area (114) can be electrically coupled to the end face to be contacted of the corresponding battery cell on the underside of the contact base (105) and the contact lugs (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) on the upper side of the Contact bottom (105) are arranged. Zellkontaktierungsmittel (100, 200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend eine Stromschiene (220, 320), welche in dem freien Kanal (118) anordenbar ist und im angeordneten Zustand elektrisch von den Kontaktfahnen (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) kontaktiert wird.Cell contacting means (100, 200, 300) according to one of the preceding claims, comprising a busbar (220, 320) which can be arranged in the free channel (118) and in the arranged State is electrically contacted by the contact lugs (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113). Zellkontaktierungsmittel (100, 200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kontur der Stromschiene (220, 320) entlang ihrer Längsachse der Kontur des freien Kanals (118) in den Kontaktkronen (101, 102, 103, 104, 201, 301) und über den Verbindungsstegen (115, 116, 177) entspricht.Cell contacting means (100, 200, 300) according to one of the preceding claims, wherein the contour of the busbar (220, 320) along its longitudinal axis is the contour of the free channel (118) in the contact crowns (101, 102, 103, 104, 201, 301 ) and over the connecting webs (115, 116, 177). Zellkontaktierungsmittel (100, 200, 300) nach einem der Ansprüche 4 und 5 und einem der Ansprüche 6 und 7, aufweisend ein Verbindungselement (358), welches einen ersten Verbindungsbereich und einen zweiten Verbindungsbereich aufweist, welche auf der gleichen Seite des Verbindungselements (358) angeordnet sind, wobei der erste Verbindungsbereich mit dem Kontaktbereich (114) koppelbar ist und wobei der zweite Verbindungsbereich mit der Stromschiene (220, 320) koppelbar ist.Cell contacting means (100, 200, 300) according to one of the Claims 4 and 5 and one of the Claims 6 and 7th , comprising a connecting element (358) which has a first connecting area and a second connecting area which are arranged on the same side of the connecting element (358), wherein the first connecting area can be coupled to the contact area (114) and wherein the second connecting area can be coupled to the Busbar (220, 320) can be coupled. Batteriesystem (350) aufweisend: eine Anzahl von Zellmodulen, wobei die Zellmodule jeweils gestapelte Zellreihen (353, 354, 355, 356, 357) aufweisen, wobei die Zellreihen (353, 354, 355, 356, 357) jeweils elektrisch gegensinnig gestapelt sind, und wobei die Zellmodule hintereinander angeordnet sind, und eine erste Endplatte (359) zur Abdeckung der ersten Zellmodulhälfte (351) und eine zweite Endplatte (359) zur Abdeckung der letzten Zellmodulhälfte (352), wobei die Endplatten (359) an Positionen, welche den Zellreihen (353, 354, 355, 356, 357) entsprechenden, jeweils Zellkontaktierungsmittel (100, 200, 300) gemäß einem der vorherigen Ansprüche aufweisen.Battery system (350) comprising: a number of cell modules, the cell modules each having stacked rows of cells (353, 354, 355, 356, 357), the rows of cells (353, 354, 355, 356, 357) each being stacked electrically in opposite directions, and the cell modules being arranged one behind the other are and a first end plate (359) for covering the first cell module half (351) and a second end plate (359) for covering the last cell module half (352), the end plates (359) at positions which the cell rows (353, 354, 355, 356 , 357) have respective cell contacting means (100, 200, 300) according to one of the preceding claims. Batteriesystem (350) nach Anspruch 9, wobei die Endplatten (359) für jeweils zwei der Zellreihen (353, 354, 355, 356, 357) ein Zellkontaktierungsmittel (100, 200, 300) gemäß Anspruch 8 aufweisen.Battery system (350) Claim 9 , wherein the end plates (359) for each two of the cell rows (353, 354, 355, 356, 357) have a cell contacting means (100, 200, 300) according to Claim 8 exhibit.

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