WO2011060969A1 - Batteriezellenverbinder - Google Patents

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WO2011060969A1
WO2011060969A1 PCT/EP2010/060720 EP2010060720W WO2011060969A1 WO 2011060969 A1 WO2011060969 A1 WO 2011060969A1 EP 2010060720 W EP2010060720 W EP 2010060720W WO 2011060969 A1 WO2011060969 A1 WO 2011060969A1
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battery cell
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Franz-Josef Lietz
Markus Moszynski
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Auto-Kabel Managementgesellschaft Mbh
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the subject matter relates to a battery cell connector having a first connection part formed for connection to a battery pole of a first battery, a second one to
  • first connector part is formed at least on the battery pole of the first battery side facing from a first electrically conductive material
  • second connector part at least on the battery pole of the second battery side facing a second electrically conductive material is formed.
  • Batteries especially lithium ion batteries, but also metal hydride batteries, such as nickel metal hydride batteries, or lithium polymer batteries or other chemical
  • Hybrid drives or pure electric drives is the
  • Electric motors or starter batteries in the automotive industry has proved to be advantageous. For one, save this Accumulators a large amount of energy in a small volume and on the other hand, such batteries are subject only to an aging process. In particular, a "memory effect" does not occur with this battery. This can be a
  • Battery packs with a total of 96 batteries used For example, eight modules with twelve batteries each are interconnected. For example, six modules arranged vertically one above the other in a column are interconnected in series with each module. Such a column will be in series with a second horizontally next to it
  • Metal as the battery pole of a second polarity of the same battery.
  • a first battery pole made of steel and a second battery pole made of aluminum are also common.
  • other combinations of metals are also common. For most types of batteries is too
  • the distance between two opposite poles is subject to tolerances. That is, if two batteries are arranged side by side substantially in a plane, the poles may not be exactly coplanar. Also often the positive pole of a battery is formed by a projection on the one battery cover and the negative pole by a return on the opposite lid of the battery. If you want to connect a positive pole of a first battery with a negative pole of a second battery, so must on the one hand the use of different
  • the current flow through the contacts is very high, as a variety of batteries are connected in series, which provide several amperes in the load case, possibly even several tens of amps or several hundred amps available. These high currents must go through all Batteries and the respective battery cell connectors flow.
  • the electrical contacts of the battery terminals to the battery cell connectors must therefore be low in order to minimize the heat loss in the connections. Therefore, must have a clean electrical contact over the entire
  • Receiving a battery pole forming the projection is provided an opening in the respective connection part.
  • the opening is preferably a bore. This opening may for example have the same diameter as the
  • the projection is at least non-positively disposed in the opening. This frictional arrangement makes it possible that even with vibration of the batteries, a flow of current over the
  • connection parts in a first step.
  • Such a range of batteries may, for example, have alternating positive and negative poles. These poles are then in a subsequent
  • the projections forming the battery poles are then inserted into the openings of the connecting parts by means of a pressing tool pressed into it and thereby frictionally with the
  • Connection part and the second connection part are formed of different materials. Especially with lithium-ion batteries, but also with other batteries, the
  • Battery poles formed of different metals. This is due to the different internal structure of the batteries. However, the various metals must, in order to ensure a low contact resistance, and the
  • a first connection part is formed from a first material which is identical or similar to the material of a first pole of a battery.
  • a second connection part can then be formed from a second material, which is identical or similar to a material, from which a second pole of a
  • the first connection part may be formed of aluminum or alloy thereof, and the second connection part of a steel alloy.
  • Connecting part is formed as a flat part.
  • the use of flat parts allows the pallet-wise production of battery packs. So can For example, eight batteries are arranged side by side and are connected to each other by means of the connecting parts formed as a flat part. According to an advantageous embodiment is
  • the opening opens in a battery pole remote from the projection.
  • a projection is arranged on the connecting part, such that the projection extends the opening axially.
  • This projection can, for example, to the
  • Connecting part are molded. Also, the projection may be formed from the fitting itself.
  • the opening and / or the projection be a tapered one have inner lateral surface.
  • the inner circumferential surface of the opening and / or the projection can be tapered,
  • the inner circumferential surface of the opening and / or the projection corresponds to an outer circumferential surface of the battery pole.
  • Connector is deep drawn.
  • a mandrel can engage in the opening of the connection part and form the projection from the opening.
  • This press fit offers a high mechanical strength and ease of manufacture.
  • the interference fit can ensure a sufficiently low electrical contact resistance.
  • cylindrical battery pole is formed.
  • the battery terminals of the batteries are hollow cylindrical shaped.
  • Rivet connection part or connected in any other form-fitting manner.
  • the battery pole it is possible, for example, for the battery pole to be inserted through the opening of the connection part and spread radially by means of a spreading tool, such that the battery pole forms a rivet which fixes the battery positively and non-positively to the connection part.
  • connection part has at least two openings.
  • two batteries arranged electrically parallel to one another can be arranged spatially next to one another and with a first one
  • Connecting part can then in turn connect two electrically parallel to each other batteries. By connecting parts thus a series connection of two parallel-connected batteries is possible.
  • the object is determined by a
  • Fig. 1 is a first view of a
  • connection part 2 shows a detailed view of a connection part
  • Fig. 3 is a view of one with batteries
  • Fig. 4 shows a second view of a connection part with batteries
  • Fig. 5 is a detail view of a riveted
  • FIG. 1 shows a view of a battery pack 2 with eight batteries 4.
  • Four of these eight batteries face the battery cell connectors 10 a, b with a positive pole 6 and four with a negative pole 8.
  • the poles 6 and the negative poles 8 in particular the projections of these poles are arranged coplanar with each other.
  • the positive poles 6 as projections of a
  • the minus poles 8 are also conically tapered in the embodiment shown in FIG.
  • the minus poles 8 are also conically tapered in the embodiment shown in FIG.
  • Minuspoles 8 may be formed, for example, from steel.
  • the battery cell connectors 10 a, b are each formed from two connection parts 12 a, b, 14 a, b.
  • connection part 12 a, b can two
  • Openings 16 a, b may be arranged. In the connection part 14 a, b can also be arranged two openings 18.
  • each connection part 12, 14 has two openings 16a, 16b; 18a, 18b.
  • Connection part 12, 14 two electrically parallel to each other connected batteries 4 are connected electrically parallel to each other. These two batteries 4 can then be electrically connected by means of the battery cell connector 10 in series with two other batteries 4 electrically connected in parallel.
  • Battery cell connector 10 is L-shaped, wherein a first
  • Connecting part 12 forms a first leg and a second connecting part 14 forms a second leg.
  • the battery cell connector 10 may be rectangular or diamond-shaped, as also shown in Figure 1.
  • FIG. 2 shows a detailed view of two batteries 4
  • Protrusions 20 It can be seen that the protrusions 20 are arranged on the side of the connecting parts 12, 14 facing away from the batteries 4. Furthermore, it can be seen that the inner circumferential surface of the projections 20 as well as the inner
  • the lateral surface of the openings 16, 18 are conically tapered and formed to the outer surfaces of the
  • Battery poles 6,8 correspond.
  • the tolerances of the poles 6, 8 and the openings 16, 18 and the projections 20 may be selected so that when connecting the batteries 4 via the battery terminals 6, 8 with the connecting parts 12, 14 a
  • Press fit is created. Such is shown for example in FIG.
  • FIG. 3 shows a battery pack 2, as shown in FIG. 1
  • connection parts 12, 14, respectively, the projections 20 and the openings 16, 18 are connected. These interference fits provide a frictional connection between the battery poles 6, 8 and the connection parts 12, 14.
  • the connection parts 12, 14 are preferably made of different metals, in particular with the battery poles 6, 8
  • the connecting parts 12 made of aluminum, from soft annealed
  • connection parts 14 may be formed, for example, from a steel alloy. Again, a suitable choice of material such that the material of the connecting parts 14 to the material of the negative poles 8 fits.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the article.
  • the batteries 4 differ in terms of their poles 6, 8 of those shown in Figure 1 in that the poles 6, 8 are formed as a hollow cylinder.
  • the hollow cylinders of the poles 6, 8 are such that they fit the openings 16, 18 of the connecting parts 12, 14. This means that the diameters of the poles 6, 8 to the
  • Diameters of the openings 16, 18 correspond.
  • the batteries 4 shown in FIG. 4 can be connected to the connection parts 12, 14 by means of a riveted connection
  • FIG. 5 shows a detailed view of a riveted connection
  • the hollow cylindrical battery posts 8 were inserted through the openings 16 of the connecting part 14 and pressed radially outwards.
  • This radially outwardly directed compression forms a circumferential collar around the opening, which consists of the material of the Batteriepols 8 is formed.
  • This collar forms a rivet, which causes a frictional connection of the connecting part 14 with the battery 4.

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Abstract

Gezeigt ist ein Batteriezellenverbinder (10) mit einem ersten zum Anschluss an einen Batteriepol (6, 8) einer ersten Batterie (4) gebildeten Anschlussteil (12) und einem zweiten zum Anschluss an einem Batteriepol (6, 8) einer zweiten Batterie (4) gebildeten Anschlussteil (14), wobei das erste Anschlussteil (12) zumindest an der einem Batteriepol (6) zugewandten Seite aus einem ersten elektrisch leitenden Material gebildet ist und wobei das zweite Anschlussteil (14) zumindest an der einem Batteriepol (6, 8) zugewandten Seite aus einem zweiten elektrisch leitenden Material gebildet ist. Eine sortenreine Verbindung zwischen den Batteriepolen, die gleichzeitig mechanisch stabil ist, wird dadurch gewährleistet, dass an den Anschlussteilen (12, 14) zumindest eine Öffnung (16, 18) zur Aufnahme eines den Batteriepol (6, 8) bildenden Vorsprungs angeordnet ist und dass der Vorsprung in der Öffnung (16, 18) kraftschlüssig angeordnet ist.

Description

Batteriezellenverbinder
Der Gegenstand betrifft einen Batteriezellenverbinder mit einem ersten zum Anschluss an einen Batteriepol einer ersten Batterie gebildeten Anschlussteil, einem zweiten zum
Anschluss an einen Batteriepol einer zweiten Batterie gebildeten Anschlussteil , wobei das erste Anschlussteil zumindest an der einem Batteriepol der ersten Batterie zugewandten Seite aus einem ersten elektrisch leitenden Material gebildet ist, und wobei das zweite Anschlussteil zumindest an der einem Batteriepol der zweiten Batterie zugewandten Seite aus einem zweiten elektrisch leitenden Material gebildet ist.
Batterien, insbesondere Lithium-Ionen-Batterien, jedoch auch Metall-Hydrid Batterien, wie Nickel-Metall-Hydrid Batterien, oder Lithium Polymer Batterien oder andere chemische
Energiespeicher, erlangen in der Automobilindustrie einen immer höheren Stellenwert. Insbesondere durch den Bedarf an alternativen Antriebskonzepten, beispielsweise
Hybridantrieben oder reinen Elektroantrieben, ist die
Speicherung von elektrischer Energie von immenser Bedeutung für den zukünftigen Automobilbau. Jedoch werden solche
Batterien auch als Starterbatterien, insbesondere 24V
Starterbatterien eingesetzt.
Die Verwendung von neuartigen Batterien, z.B. Lithium-Ionen- Batterien, als elektrischer Energiespeicher für
Elektromotoren oder als Starterbatterien im Automobilbau hat sich als vorteilhaft erwiesen. Zum Einen Speichern diese Akkumulatoren eine große Energiemenge bei kleinem Volumen und zum Anderen unterliegen solche Batterien nur bedingt einem Alterungsprozess . Insbesondere ein "Memory - Effekt" stellt sich bei diesen Batterie nicht ein. Dadurch können eine
Vielzahl von Ladezyklen stattfinden, so dass die Lebensdauer der Batterien der eines Fahrzeugs im Wesentlichen entspricht.
Die meisten Batterien stellen jedoch nur geringe Spannungen zwischen einem und mehreren zehn Volt zur Verfügung. Diese geringen Spannungen reichen bei weitem nicht aus, um einen Elektromotor eines Elektrofahrzeugs anzutreiben. Darüber hinaus stellen die meisten Batterien elektrische Ladung nur zwischen 1000 und 5000 mAh zur Verfügung, was nicht
ausreicht, um ein Fahrzeug ausreichend lange anzutreiben. Aus diesem Grunde werden Batterien zu sogenannten Batteriepacks zusammengeschaltet. Hierbei können eine Mehrzahl von
einzelnen Batterien (Zellen) miteinander in Reihe und/oder parallel geschaltet werden, wodurch sich die Ausgangsspannung der Batteriepacks entsprechend der Anzahl der in Reihe geschalteten Batterien multipliziert. Vorzugsweise werden
Batteriepacks mit insgesamt 96 Batterien eingesetzt. Hierbei werden beispielsweise acht Module mit jeweils zwölf Batterien miteinander verschaltet. Pro Modul werden beispielsweise sechs vertikal übereinander angeordnete Batterien in einer Spalte miteinander in Serie verschaltet. Eine solche Spalte wird in Serie mit einer zweiten horizontal daneben
angeordneten Spalte desselben Moduls in Serie verschaltet. Somit ergibt sich beispielsweise bei einer Ausgangsspannung von 4 V pro Batterie eine Gesamtausgangsspannung von 4 V mal 12 Batterien zu 48 V pro Modul und pro Batteriepack 384 V. Problematisch bei dem Aufbau eines Moduls ist jedoch die Kontaktierung von jeweils zwei in Reihe zu schaltenden
Batterien an ihren jeweils gegenpoligen Polen. Zum einen ist aufgrund der chemischen Energiespeicherung in den Batterien der Batteriepol einer ersten Polarität aus einem anderen
Metall als der Batteriepol einer zweiten Polarität derselben Batterie. Beispielsweise ist bei Lithium-Ionen-Batterien ein erster Batteriepol aus Stahl und ein zweiter Batteriepol aus Aluminium. Andere Kombinationen von Metallen sind jedoch auch üblich. Bei den meisten Arten von Batterien ist zu
beobachten, dass die Pole unterschiedlicher Polarität aus unterschiedlichen Metallen hergestellt sind.
Darüber hinaus ist durch produktionsbedingte Schwankungen bei der Produktion von Batterien der Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Polen toleranzbehaftet. Das heißt, dass wenn zwei Batterien nebeneinander im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind, die Pole nicht exakt koplanar sein können. Auch ist häufig der Pluspol einer Batterie durch einen Vorsprung auf dem einen Batteriedeckel gebildet und der Minuspol durch einen Rücksprung auf dem gegenüberliegenden Deckel der Batterie. Will man nun einen Pluspol einer ersten Batterie mit einem Minuspol einer zweiten Batterie verbinden, so muss zum Einen der Verwendung der unterschiedlichen
Metalle Rechnung getragen werden und zum Anderen der
toleranzbedingten Abweichung der Pole zueinander.
Darüber hinaus ist der Stromfluss durch die Kontakte sehr hoch, da eine Vielzahl von Batterien in Reihe geschaltet werden, welche im Belastungsfall mehrere Ampere, eventuell sogar mehrere zehn Ampere oder mehrere einhundert Ampere, zur Verfügung stellen. Diese hohen Ströme müssen durch alle Batterien und die jeweiligen Batteriezellenverbinder fließen. Die elektrischen Kontaktierungen der Batteriepole an die Batteriezellenverbinder müssen daher niederohmig sein, um die Verlustwärme in den Verbindungen zu minimieren. Daher muss eine saubere elektrische Kontaktierung über die gesamte
Lebensdauer des Batteriemoduls gewährleistet werden. Um dies zu gewährleisten, werden die Batteriezellenverbinder
regelmäßig mit den Batteriepolen stoffschlüssig verbunden.
Bei den bekannten Batteriemodulen ergibt sich nunmehr das Problem, einen geringen Übergangswiderstand zwischen einem Batteriepol und einem Batteriezellenverbinder unter
Berücksichtigung der verschiedenen Metalle der Batteriepole zu etablieren. Darüber hinaus ergibt sich das Problem,
Toleranzen der Batterielängen auszugleichen. Auch ergibt sich das Problem, eine Vielzahl von Batterien in einem einfach handhabbaren Arbeitsschritt elektrisch und stoffschlüssig miteinander zu kontaktieren. Darüber hinaus kann eine
stoffschlüssige Verbindung einen hohen Prozessaufwand
bedeuten und ermöglicht es nicht, einzelne Batterien
nachträglich auszutauschen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird daher vorgeschlagen, dass an den Anschlussteilen jeweils zumindest eine Öffnung zur
Aufnahme eines den Batteriepol bildenden Vorsprungs
angeordnet ist und dass der Vorsprung in der Öffnung
kraftschlüssig angeordnet ist.
Es ist erkannt worden, dass eine sortenreine Kontaktierung der Batteriezellen untereinander, insbesondere der
gegenpoligen Pole der Batterien, nur dadurch erreicht werden kann, dass eine Verbindung aus zwei Anschlussteilen mit unterschiedlichen Metallen verwendet wird. Um die Batteriepole mit den Anschlussteilen bevorzugt sortenrein zu verbinden, wird gegenständlich vorgeschlagen, dass zur
Aufnahme eines den Batteriepol bildenden Vorsprungs eine Öffnung in dem jeweiligen Anschlussteil vorgesehen ist.
Die Öffnung ist vorzugsweise eine Bohrung. Diese Öffnung kann beispielsweise den gleichen Durchmesser haben, wie der
Vorsprung, der den Batteriepol bildet. Insbesondere ist ein Verbinden von Batterien mit einem Batteriezellenverbinder dann möglich, wenn sowohl der Pluspol als auch der Minuspol der Batterien durch jeweils einen Vorsprung gebildet sind. Dann kann sowohl der Pluspol als auch der Minuspol in die entsprechende Öffnung eingesteckt werden.
Um zu verhindern, dass sich die Batterie von dem
Anschlussteil löst, wird vorgeschlagen, dass der Vorsprung zumindest kraftschlüssig in der Öffnung angeordnet ist. Diese kraftschlüssige Anordnung ermöglicht es, dass selbst bei Vibrationen der Batterien ein Stromfluss über die
Anschlussteile und die Batteriepole möglich ist.
Es ist beispielsweise möglich, in einem ersten Arbeitsschritt die Anschlussteile miteinander zu verbinden. In einem
weiteren Arbeitsschritt können mehrere Batterien
nebeneinander angeordnet werden, derart, dass deren Pole koplanar sind. Eine solche Palette aus Batterien kann beispielsweise alternierend Plus- und Minuspole aufweisen. Diese Pole werden dann in einem darauffolgenden
Arbeitsschritt an die Anschlussteile herangeführt. Die die Batteriepole bildenden Vorsprünge werden dann mittels eines Presswerkzeuges in die Öffnungen der Anschlussteile hineingepresst und dabei kraftschlüssig mit den
Anschlussteilen verbunden. Gemäß einem vorteilhaften
Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das erste
Anschlussteil und das zweite Anschlussteil aus verschiedenen Materialien gebildet sind. Insbesondere bei Lithium-Ionen- Batterien, aber auch bei anderen Batterien, sind die
Batteriepole aus unterschiedlichen Metallen gebildet. Dies ist durch den unterschiedlichen inneren Aufbau der Batterien begründet. Die verschiedenen Metalle müssen jedoch, um einen geringen Übergangswiderstand zu gewährleisten, und um die
Bildung einer galvanischen Zelle am Übergang zu verhindern, möglichst sortenrein sein.
Es wird vorgeschlagen, dass ein erstes Anschlussteil aus einem ersten Material gebildet ist, welches identisch oder ähnlich mit dem Material eines ersten Pols einer Batterie ist. Ein zweites Anschlussteil kann dann aus einem zweiten Material gebildet sein, welches identisch oder ähnlich zu einem Material ist, aus welchem ein zweiter Pol einer
Batterie gebildet ist. Ähnlichkeit der Metalle kann in einer gleichen Elektronegativität begründet sein. So kann
beispielsweise ein Pluspol einer Batterie aus Aluminium gebildet sein und ein Minuspol einer Batterie aus Stahl. Entsprechend kann das erste Anschlussteil aus Aluminium oder Legierung davon gebildet sein, und das zweite Anschlussteil aus einer Stahllegierung.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird
vorgeschlagen, dass das erste und/oder das zweite
Anschlussteil als Flachteil gebildet ist.
Insbesondere die Verwendung von Flachteilen ermöglicht die palettenweise Fertigung von Batteriepacks. So können beispielsweise acht Batterien nebeneinander angeordnet werden und mittels der als Flachteil gebildeten Anschlussteile miteinander verbunden werden. Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird
vorgeschlagen, dass zumindest ein Anschlussteil aus
Aluminium, Zinn, Zink, Kupfer, Silber, Eisen, Stahl oder Legierungen davon gebildet oder damit beschichtet ist. Auch eine Unternickelung und/oder eine Verzinnung der
Anschlussteile ist möglich.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird
vorgeschlagen, dass zumindest ein Anschlussteil aus
weichgeglühtem Aluminium ist. Hierdurch wird eine
Flexibilität des Anschlussteils erreicht, so dass eine
Bewegung der Batterien in axialer Richtung als auch in radialer Richtung durch eine Ausgleichbewegung der
Anschlussteile ausgeglichen werden kann. Risse in der
Verbindung zwischen den Batteriepolen und den Anschlussteilen können somit verhindert werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird
vorgeschlagen, dass die Öffnung in einem dem Batteriepol abgewandten Vorsprung mündet. Bei einem solchen
Ausführungsbeispiel ist an dem Anschlussteil ein Vorsprung angeordnet, derart, dass der Vorsprung die Öffnung axial verlängert. Dieser Vorsprung kann beispielsweise an das
Anschlussteil angeformt werden. Auch kann der Vorsprung aus dem Anschlussteil selbst geformt werden.
Für eine gute kraftschlüssige Verbindung wird vorgeschlagen, dass die Öffnung und/oder der Vorsprung eine sich verjüngende innere Mantelfläche aufweisen. Insbesondere in der von der Batterie weg weisenden Richtung kann die innere Mantelfläche der Öffnung und/oder des Vorsprungs sich verjüngend,
insbesondere sich konisch verjüngend, geformt sein.
Um eine kraftschlüssige Verbindung herzustellen, wird
vorgeschlagen, dass die innere Mantelfläche der Öffnung und/oder des Vorsprungs zu einer äußeren Mantelfläche des Batteriepols korrespondiert. In diesem Fall kann der
Batteriepol unmittelbar in die Öffnung hineingesteckt und mittels eines Presswerkzeuges mit diesem verpresst werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird
insbesondere vorgeschlagen, dass der Vorsprung aus dem
Anschlussteil tiefgezogen ist. Hierbei kann beispielsweise in einem Stanzprozess oder im Anschluss an einen Stanzprozess ein Dorn in die Öffnung des Anschlussteils eingreifen und den Vorsprung aus der Öffnung formen. Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die
Toleranzen des Batteriepols und der Öffnung beziehungsweise des Vorsprungs derart gewählt, dass der Batteriepol mit dem Vorsprung und/oder der Öffnung in einer Presspassung
verbindbar ist. Diese Presspassung bietet neben einer hohen mechanischen Festigkeit eine einfache Herstellbarkeit.
Außerdem kann die Presspassung einen ausreichend geringen elektrischen Übergangswiderstand gewährleisten.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird
vorgeschlagen, dass die Öffnung zur Aufnahme eines
zylindrischen Batteriepols geformt ist. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Batteriepole der Batterien hohlzylindrisch geformt sind.
Sind die Batteriepole, Plus und/oder Minuspol zylindrisch, insbesondere hohlzylindrisch geformt, ist es gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel möglich, dass der
Batteriepol durch die Öffnung mit zumindest einem
Anschlussteil vernietet oder in sonstiger Weise formschlüssig verbunden ist. Dabei ist es beispielsweise möglich, dass der Batteriepol durch die Öffnung des Anschlussteils gesteckt wird und mittels eines Spreizwerkzeugs radial gespreizt wird, derart, dass der Batteriepol eine Niet bildet, welche die Batterie form- und kraftschlüssig an dem Anschlussteil befestigt .
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird auch vorgeschlagen, dass jeweils ein Anschlussteil zumindest zwei Öffnungen aufweist. In diesem Fall können beispielsweise zwei elektrisch parallel zueinander angeordnete Batterien räumlich nebeneinander angeordnet sein und mit einem ersten
Anschlussteil kraftschlüssig verbunden sein. Das zweite
Anschlussteil kann dann wiederum zwei elektrisch parallel zueinander angeordnete Batterien miteinander verbinden. Durch die Anschlussteile wird somit eine Reihenschaltung von jeweils zwei parallel geschalteten Batterien ermöglicht.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der
Batteriezellenverbinder L-förmig. Um einen möglichst geringen Übergangswiderstand zwischen den Anschlussteilen zu
ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Anschlussteile stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Dies kann
beispielsweise mittels Schweißen oder Reibschweißen erfolgen. Auch kann die Übergangsstelle zwischen den Anschlussteilen metallisch beschichtet sein, um eine Korrosion am Übergang zwischen den Anschlussteilen zu verhindern. Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer
Ausführungsbeispiele zeigende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine erste Ansicht eines
Batteriezellenverbinders mit Batterien;
Fig. 2 eine Detailansicht eines Anschlussteils;
Fig. 3 eine Ansicht eines mit Batterien
verbundenen Anschlussteils;
Fig. 4 eine zweite Ansicht eines Anschlussteils mit Batterien; Fig. 5 eine Detailansicht eines vernieteten
Anschlussteils .
Figur 1 zeigt eine Ansicht eines Batteriepacks 2 mit acht Batterien 4. Von diesen acht Batterien 4 sind beispielsweise vier mit einem Pluspol 6 den Batteriezellenverbindern 10 a, b zugewandt und vier mit einem Minuspol 8. Zu erkennen ist, dass die Piuspole 6 und die Minuspole 8, insbesondere die Vorsprünge dieser Pole koplanar zueinander angeordnet sind. Bevorzugt sind die Pluspole 6 als Vorsprünge aus einer
Aluminiumlegierung geformt. In der in Figur 1 gezeigten Äusführungsform sind die Pluspole 6 sich konisch verjüngend geformt .
Die Minuspole 8 sind ebenfalls in der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform sich konisch verjüngend geformt. Die
Minuspole 8 können beispielsweise aus Stahl geformt sein.
Ferner ist zu erkennen, dass die Batteriezellenverbinder 10 a, b aus jeweils zwei Anschlussteilen 12 a, b, 14 a, b geformt sind. In dem Anschlussteil 12 a , b können zwei
Öffnungen 16 a, b angeordnet sein. In dem Anschlussteil 14 a, b können ebenfalls zwei Öffnungen 18 angeordnet sein.
Ferner ist zu erkennen, dass jeweils im Bereich einer Öffnung 16, 18 ein Vorsprung 20 vorgesehen ist. Der Vorsprung 20 kann aus dem Material der Anschlussteile 12, 14 mittels eines Tiefziehprozesses geformt sein. Auch kann der Vorsprung 20 an das Material der Anschlussteile 12, 14 angeformt werden. Wie zu erkennen ist, weist jedes Anschlussteil 12, 14 zwei Öffnungen 16a, 16b; 18a, 18b auf. Somit können pro
Anschlussteil 12, 14 zwei elektrisch parallel zueinander geschaltete Batterien 4 elektrisch parallel zueinander verbunden werden. Diese jeweils zwei Batterien 4 können dann mittels des Batteriezellenverbinders 10 elektrisch in Reihe mit jeweils zwei weiteren elektrisch parallel zueinander geschalteten Batterien 4 verbunden werden.
In der Figur 1 ist ferner zu erkennen, dass der
Batteriezellenverbinder 10 L-förmig ist, wobei ein erstes
Anschlussteil 12 einen ersten Schenkel bildet und ein zweites Anschlussteil 14 einen zweiten Schenkel. Auch kann der Batteriezellenverbinder 10 rechteckig oder rautenförmig sein, wie ebenfalls in Figur 1 dargestellt.
Mittels dieser beiden Batteriezellenverbinder 10 können acht Batterien 4, von denen jeweils zwei in Reihe geschaltet sind, elektrisch miteinander verbunden werden.
Figur 2 zeigt eine Detailansicht zweier Batterien 4
beziehungsweise der Batteriepole 6, 8 und der dazu
korrespondierenden Öffnungen 16, 18 mit den entsprechenden
Vorsprüngen 20. Zu erkennen ist, dass die Vorsprüngen 20 auf der den Batterien 4 abgewandten Seite der Anschlussteile 12, 14 angeordnet sind. Ferner ist zu erkennen, dass die innere Mantelfläche der Vorsprünge 20 als auch die innere
Mantelfläche der Öffnungen 16, 18 sich konisch verjüngend geformt sind und zu den äußeren Mantelflächen der
Batteriepole 6,8 korrespondieren. Die Toleranzen der Pole 6, 8 als auch der Öffnungen 16, 18 und der Vorsprünge 20 können so gewählt sein, dass beim Verbinden der Batterien 4 über die Batteriepole 6, 8 mit den Anschlussteilen 12, 14 eine
Presspassung entsteht. Eine solche ist beispielsweise in der Figur 3 dargestellt.
Figur 3 zeigt ein Batteriepack 2, wie er in Figur 1
dargestellt ist, wobei jedoch hierbei die Batterien 4 mit ihren Batteriepolen 6, 8 in einer Presspassung mit den
Anschlussteilen 12, 14, respektive den Vorsprüngen 20 und den Öffnungen 16, 18 verbunden sind. Diese Presspassungen bieten eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Batteriepolen 6, 8 und den Anschlussteilen 12, 14. Bevorzugt sind die Anschlussteile 12, 14 aus verschiedenen Metallen, insbesondere aus mit den Batteriepolen 6, 8
korrespondieren Metallen geformt. Beispielsweise können die Anschlussteile 12 aus Aluminium, aus weichgeglühtem
Aluminium, Kupfer, Zinn, Nickel, Legierungen davon oder anderen Materialien gebildet sein, welche eine gute
elektrische Verbindung mit dem jeweiligen Anschlusspol ermöglichen. Die Anschlussteile 14 können beispielsweise aus einer Stahllegierung gebildet sein. Auch hier ist eine entsprechende Materialwahl dergestalt, dass das Material der Anschlussteile 14 zu dem Material der Minuspole 8 passt.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Gegenstandes. Bei der in Figur 4 dargestellten Variante unterscheiden sich die Batterien 4 hinsichtlich ihrer Pole 6, 8 von den in Figur 1 gezeigten dadurch, dass die Pole 6, 8 als Hohlzylinder geformt sind. Die Hohlzylinder der Pole 6, 8 sind so, dass sie zu den Öffnungen 16, 18 der Anschlussteile 12, 14 passen. Das heißt, dass die Durchmesser der Pole 6, 8 zu den
Durchmessern der Öffnungen 16, 18 korrespondieren.
Die in Figur 4 dargestellten Batterien 4 lassen sich mit den Anschlussteilen 12, 14 mittels einer Nietverbindung
verbinden, wie in Figur 5 im Detail dargestellt ist.
Figur 5 zeigt eine Detailansicht einer Nietverbindung
zwischen den Batteriepolen 8 und dem Anschlussteil 14. Zu erkennen ist, dass die hohlzylindrisch geformten Batteriepole 8 durch die Öffnungen 16 des Anschlussteils 14 hindurch gesteckt und radial nach außen verpresst wurden. Durch diese radial nach außen gerichtete Verpressung bildet sich ein um die Öffnung umlaufender Kragen, der aus dem Material des Batteriepols 8 geformt ist. Dieser Kragen bildet eine Niet, die eine kraftschlüssige Verbindung des Anschlussteils 14 mit der Batterie 4 bewirkt. Mittels des Batteriezellenverbinders, wie er zuvor
dargestellt wurde, kann eine kostengünstige, elektrisch sortenreine und mechanisch belastbare Verbindung zwischen den Batterien hergestellt werden.

Claims

3?
Batteriezellenverbinder mit
einem ersten zum Anschluss an einen Batteriepol (6, 8) einer ersten Batterie (4) gebildeten Anschlussteil (12), einem zweiten zum Anschluss an einen Batteriepol (6, 8) einer zweiten Batterie (4) gebildeten Anschlussteil (14), wobei das erste Anschlussteil (12) zumindest an der einem Batteriepol (6, 8) zugewandten Seite aus einem ersten elektrisch leitenden Material gebildet ist, und
wobei das zweite Anschlussteil (14) zumindest an der einem Batteriepol (6, 8) zugewandten Seite aus einem zweiten elektrisch leitenden Material gebildet ist,
dadurch gekennzeichne ,
dass an den Anschlussteilen (12, 14) jeweils zumindest eine Öffnung (16, 18) zur Aufnahme eines den Batteriepol (6, 8) bildenden Vorsprungs angeordnet ist, und
dass der Vorsprung in der Öffnung (16, 18) kraftschlüssig angeordnet ist.
Batteriezellenverbinder nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste Anschlussteil ( 12 ) und das zweite Anschlussteil (14) aus verschiedenen Materialien gebildet sind.
Batteriezellenverbinder nach Anspruch 1 oder 12 , dadurch gekennzeichnet , dass das erste und/oder das zweite
Anschlussteil (12, 14) als Flachteil gebildet ist.
Batteriezellenverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch geken zeichnet , dass zumindest ein Anschlussteil (12, 14) aus
A) Aluminium,
B) Zinn,
C) Zink,
D) Kupfer,
E) Silber,
F) Eisen,
G) Stahl,
oder Legierungen davon gebildet oder damit beschichtet ist .
Batteriezellenverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass zumindest ein Anschlussteil (12, 14) aus weichgeglühtem Aluminium ist.
Batteriezellenverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennz ichnet, dass die Öffnung (16, 18) in einem dem Batteriepol (6, 8) abgewandten Vorsprung mündet .
Batteriezellenverbinder nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet , dass die Öffnung (16, 18 ) und /oder der Vorsprung eine sich verjüngenden innere Mantelfläche aufweisen .
Batteriezellenverbinder nach Anspruch 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die innere Mantelfläche der Öffnung (16, 18) und /oder des Vorsprungs zu einer äußeren
Mantelfläche des Batteriepols (6, 8) korrespondiert.
9. Batteriezellenverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass der Vorsprung aus dem Anschlussteil (12, 14) tiefgezogen ist. 10. Batteriezellenverbinder nach einem der vorangehenden
Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass der Batteriepol (6, 8) mit dem Vorsprung und/ oder der Öffnung (16, 18) in einer Presspassung verbindbar ist. 11. Batteriezellenverbinder nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Öffnung (16, 18) zur Aufnahme eines hohlzylindrischen Batteriepols (6, 8) geformt ist. 12. Batteriezellenverbinder nach Anspruch 11 , dadurch
gekennzeichne , dass der Batteriepol (6, 8) durch die Öffnung (16, 18) mit zumindest einem Anschlussteil (12, 14) vernietet ist. 13. Batteriezellenverbinder nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass jeweils ein
Anschlussteil (12, 14) zumindest zwei Öffnungen (16, 18) aufweist . 14. Batteriezellenverbinder nach einem der vorangehenden
Ansprüche , dadurch geke eichnet , dass der
Batteriezellenverbinder L-förmig ist.
15. Batteriezellenverbinder nach einem der vorangehenden
Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die
Anschlussteile (12, 14) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
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