WO2015197319A1 - Übertragungsvorrichtung zum übertragen von elektrischen signalen von wenigstens einer galvanischen zelle an zumindest eine elektronische auswerteeinheit - Google Patents

Übertragungsvorrichtung zum übertragen von elektrischen signalen von wenigstens einer galvanischen zelle an zumindest eine elektronische auswerteeinheit Download PDF

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ribbon cable
galvanic
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evaluation unit
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Jonas Schuetz
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Transmission device for transmitting electrical signals from at least one galvanic cell to at least one electronic
  • the present invention relates to a transmission device according to claim 1 for transmitting electrical signals from at least one galvanic cell to at least one electronic evaluation unit. Furthermore, the present invention relates to a rechargeable energy storage unit according to claim 6 and the use of at least one ribbon cable according to
  • Claim 7 for the transmission of electrical signals.
  • lithium-ion batteries consist of at least one battery cell module or from a plurality of battery cell modules.
  • a single battery cell module advantageously has a plurality of individual battery cells, which are interconnected to a battery cell module or battery pack. So it is conceivable that the individual
  • Battery cells or cells in the form of series connection or in the form of parallel connection are interconnected.
  • the individual cells are connected in series, with their connections have no branches.
  • the voltage of the entire battery or the entire increases in a series connection of individual cells
  • CSC electronic evaluation unit
  • Accumulator itself is installed, forwarded. It is also possible that, starting from the evaluation unit, the detected values or data are forwarded to a control unit or a control unit, for example, for the provision and / or storage of the data.
  • the fundamentally known voltage taps are configured in different geometric embodiments, so that they can be present as lines or bonding wire connections.
  • bonding wires serving as voltage taps have a very thin cross-section and consequently a low stability. This means that even with even small movements of the individual cells with each other within the module network, the loads acting on the brond wires due to the tensile, compressive and bending forces can cause damage to the bonding wire connections, so that they even break. Furthermore, to be regarded as disadvantageous in the connection of the fundamentally known
  • the contacting unit for tapping the voltage values on a cell of a battery shown.
  • the contacting unit is connected indirectly to the evaluation unit.
  • a ribbon cable is provided between the contacting unit and the evaluation unit or also an intermediate unit.
  • the contacting unit itself has a multiplicity of individual interconnected components which must constantly contact one another for the purpose of transmitting the voltage values. Consequently, there is also the risk in the arrangement of a corresponding contacting unit that, in the case of a movement between the individual cells of the module assembly of a battery or a rechargeable battery, there is a displacement of the individual components of the contacting unit with one another.
  • contacting may optionally be interrupted at least partially and / or temporarily so that individual values and in particular
  • Voltage values or even temperature values can no longer be detected by the galvanic cell and consequently can no longer be transmitted to the evaluation unit.
  • Values or data such as the cell voltage or the temperature of the cell can be detected and transmitted from the individual cell to the electronic evaluation unit, wherein the transmission device itself should be space-saving arranged and flexible or damage-free deformable to a movement of the individual cells to allow each other.
  • a transmission device for transmitting electrical signals from at least one galvanic cell to at least one electronic evaluation unit having the features according to
  • Claim 1 as well as by a rechargeable energy storage unit at least for storing electrical energy with the features of claim 6. Further, the above object is achieved by a
  • the transmission device for transmitting electrical signals from at least one galvanic cell to at least one electronic cell
  • Evaluation unit has at least one cell connection element for electrically connecting at least a first galvanic cell to a second galvanic cell and one directly to the cell connection element arranged ribbon cable, wherein the ribbon cable extending from the cell connection element to an electronic evaluation unit for evaluating the electrical signals.
  • the ribbon cable is understood to mean a special type of ribbon cable.
  • at least one printed conductor is applied to a plastic film, wherein a plurality of printed conductors and, for example, two or more printed conductors can also be applied to a common plastic film.
  • these advantageously extend at least in sections spaced from one another next to one another on the plastic film.
  • a strand such as a ribbon cable, is in the
  • Ribbon cable itself advantageously not available.
  • Ribbon cables very small dimensions and can be produced as a molded part. Ribbon cables are very flexible and bendable or bendable in different directions.
  • a cell connection element is understood to mean a cell connector which electrically connects the individual cells, in particular the individual galvanic cells, to one another.
  • Galvanic cells can be beneficial in a package or module
  • this cell module depending on the desired voltage or current can be connected in series or parallel to each other or can be arranged in columnar or circular form each other.
  • the cell connection elements can have a different
  • Transmission device transmit at least one electrical signal and in particular at least one value with respect to the cell voltage and / or the temperature of at least one galvanic cell to the evaluation unit.
  • the evaluation unit itself is advantageously connected to a control unit, by means of which the values can be evaluated and advantageously further processed or stored at least in the short term.
  • a galvanic cell is in particular a galvanic cell understood, by means of which chemical energy from electrical energy can be converted.
  • the galvanic cell itself is advantageously a component of a rechargeable battery or a battery and serves for storing electrical energy and delivering it to a consumer or a load as needed.
  • Flexibility between the individual galvanic cells and in particular between the galvanic cell and the electronic evaluation increases to the extent that even with a movement of the individual galvanic cells with each other an interruption, for example, due to a wire break between the galvanic cell and the evaluation is avoided.
  • the transmission device according to the invention can advantageously be arranged in a space-saving manner within the accumulator or the housing of the accumulator and enables a simple and cost-effective networking of the galvanic cells with one another or with at least one galvanic cell with the electronic evaluation unit.
  • the use of at least one ribbon cable as a transmission element from the cell connection element to the electronic evaluation unit allows a flexible arrangement of the transmission device within the
  • the electronic evaluation unit extends advantageously above along the galvanic cell or of the cell module and is advantageously at least at a defined distance of a few millimeters, in particular from about 0.1 to 0.5 cm, arranged at a distance from the galvanic cell.
  • the transmission device according to the invention further has the advantage that the weight and the
  • volume of the battery module or accumulator can be reduced.
  • Cell connection means can be mounted and disassembled, without resulting in destruction or damage to the cell connection element and / or the ribbon cable therefrom.
  • a simple arrangement of the ribbon cable is made possible on the cell connection element, wherein also the fundamentally known and regarded as disadvantageous
  • Transmission means for transmitting data to the electronic
  • Evaluation unit is at least reduced and advantageously avoided.
  • the cell connection element advantageously has a plug-on unit for plugging in the ribbon cable
  • This plug-on unit is advantageously connected to the cell connection element and in particular welded or screwed.
  • the use of a plug-on unit advantageously prevents damage or destruction of the ribbon cable, in particular in its connection region, when the ribbon cable is plugged in or unplugged by the cell connection element.
  • the ribbon cable fixed destructible on the cell connection element, in particular welded or soldered.
  • Ribbon cable and the cell connector provided.
  • a simple removal or even a simple assembly of the ribbon cable from or to the cell connector is hereby no longer possible.
  • this prevents inadvertent release of the ribbon cable from the cell connection element.
  • Ribbon line having a defined number of interconnects, wherein the number of interconnects corresponds to the number of galvanic cells. This means that the number of printed conductors of the ribbon cable in the
  • the individual interconnects of the ribbon cable insulated from each other and / or isolated against metallic housing parts.
  • the conductor tracks of the ribbon cable in the ribbon cable which advantageously consists of a plastic material, sealed.
  • Battery module or cell module allows. Also the one majority
  • Conductor-containing ribbon cable is still in their deformation very flexible and advantageous designed geometrically thin, so that the
  • Ribbon cable itself also leads away from the galvanic cell directly between the galvanic cell and the electronic evaluation unit and Accordingly, directly under the electronic evaluation unit, which is advantageously installed on a module cover, can be arranged or installed.
  • Cell connection elements for example, welded, soldered or screwed, but it is also conceivable that the individual interconnects can be connected via a corresponding attachment unit with the respective cell connection element.
  • the plug-on unit itself is designed similar to a Luster terminal and allows a simple and inexpensive and easily mountable recording of the conductors or the corresponding conductor of the ribbon cable. It is advantageously possible that in the case of a plurality of interconnects per ribbon cable, these interconnects after connecting to the
  • Cell connection element open in a common ribbon cable and spaced from each other parallel to each other running parallel to the electronic evaluation unit.
  • At least one cell connection element has a plug-on unit which serves to receive at least one conductor track of the ribbon cable. It is also advantageous if the plug-on unit is irreversibly connected to the cell connecting element, in particular the plug-on unit can be welded or soldered to the cell connecting element. In other words, between the plug-on unit, which is in particular irreversibly connected to the cell connection element and at least one conductor track of the ribbon cable, a simple electrical connection can be made, wherein the connection is advantageously designed as a plug connection. For this purpose, at least one trace of the ribbon cable is inserted with one end in the slip-on unit.
  • the ribbon cable can also be designed as a film, wherein the individual conductor tracks of the ribbon cable are integrated into the flexible film. This makes it possible to further reduce the thickness. Thus, further advantageously the flexibility can be increased and the weight can be reduced.
  • the individual tracks integrated into the flexible film can be connected to the
  • Cell connection elements for example, welded, soldered or screwed, but it is also conceivable that the individual interconnects can be connected via a slip-on unit described above with the respective cell connection element.
  • Ribbon cable is arranged.
  • the evaluation unit can be arranged so that the conductor tracks of the ribbon cable are at least partially arranged in contact with the evaluation unit, wherein the
  • Evaluation unit is arranged in particular above the ribbon cable, so that the ribbon cable between the evaluation and the galvanic cells is arranged.
  • the evaluation unit is integrated in the ribbon cable.
  • the evaluation unit may be formed as a board, which is integrated in the ribbon cable.
  • the ribbon cable, in particular the plastic insulation, the evaluation unit formed as a circuit board partially encloses.
  • a rechargeable energy storage unit at least for storing electrical energy, comprising at least two electrically interconnected galvanic cells and a transmission device according to at least one of the preceding claims 1 to 5 claimed.
  • the rechargeable energy storage unit which may be for example an accumulator or a battery, at least one transmission device according to the above-mentioned type.
  • the rechargeable energy storage unit itself may have a plurality and in particular at least two or more galvanic cells, which may be connected in series or in parallel with each other.
  • the rechargeable energy storage unit can be, for example, a lithium-ion accumulator, which is used to provide electrical energy in different electrical devices used.
  • Electrical devices may include, for example, tablets, notebooks, mobile phones or similar
  • the rechargeable energy storage unit is used in an electrically driven vehicle, which may be an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • a vehicle is advantageously understood to mean a land vehicle, such as a passenger vehicle, or else a truck, whereby the concept of the vehicle can also be understood as meaning a watercraft, such as a ship, or even an aircraft, such as an aircraft ,
  • the use of at least one ribbon cable for transmitting electrical signals from at least one galvanic cell to at least one electronic evaluation unit is claimed. It is also possible that the ribbon cable itself not only for the transmission of the values or data and signals with respect to the voltage and / or the temperature of the individual galvanic cell to an electrical
  • Evaluation unit is used, but that, for example, additional
  • Ribbon cables between individual electronic evaluation units of a battery cell module or a Akkumualtorpacks are arranged to transmit communication signals between the electronic evaluation units. It is also conceivable that ribbon cables than
  • Figure 1 is a plan view of a first arrangement of an embodiment of a transfer device according to the invention on an embodiment of a rechargeable energy storage unit, and
  • FIG. 2 shows a plan view of a further arrangement of an embodiment of the transfer device according to the invention on an embodiment of a rechargeable energy storage unit.
  • FIGS. 1 and 2 Elements with the same function and mode of operation are each provided in FIGS. 1 and 2 with the same reference numerals.
  • Fig. 1 is an embodiment of a rechargeable
  • Each galvanic cell 1.1 to 1.10 has at least two terminals 2, wherein in FIG. 1 only one terminal 2 of each galvanic cell 1.1 to 1.10 is visible. This is due to the fact that, in particular, the electronic evaluation unit 10 is arranged above the individual galvanic cells 1.1 to 1.10, and consequently conceals one of the two terminals 2 of each galvanic cell 1.1 to 1.10.
  • the galvanic cells 1.1 to 1.10 are with
  • Cell connection elements 3.1 to 3.8 extend between the terminals 2 of the individual galvanic cells 1.1 to 1.10. This means that at least two galvanic cells 1.1 to 1.10 are interconnected via one cell connection element 3.1 to 3.8 each. In the context of the invention, it is irrelevant whether the galvanic cells 1.1 to 1.10 are connected in series or in parallel with each other. Both types of wiring are possible and do not affect the present invention, and in particular the use of the transmission device 100.
  • Transmission device 100 has, in particular, a cell connection element 3.1 to 3.4 and a plurality of ribbon cables 5.1 to 5.8 or a plurality of conductor tracks 5.1 to 5.8 of a ribbon cable.
  • Cell connection element 3.1 to 3.8 advantageously has one
  • Plug-on unit in particular a miniature board, can be configured.
  • the voltage tapping portion 4 is merely a welding or soldering portion to which in particular a conductor track 5.1 to 5.8 of the ribbon cable 5.1 to 5.8 is welded or soldered. Consequently, it is conceivable that those shown by the reference numerals 5.1 to 5.8
  • Ribbon cables individual flat cables, each with at least one individual conductor, wherein the conductor tracks 5.1 to 5.8 from ahersabgriffsabêt 4 of each cell connection element 3.1 to 3.8 to the electronic evaluation unit 10, in particular a
  • Connection region 11 of the electronic evaluation unit 10 extend and with are connected to this infected or welded or even soldered to this.
  • the ribbon cables shown with the reference numerals 5.1 to 5.8 represent only individual tracks of a single or single ribbon cable, wherein advantageously the individual tracks of the ribbon cable starting from the
  • the electronic evaluation unit 10 in particular in its connection region 11, also has a corresponding plug-on unit, in order to simply assemble the ribbon cable or its interconnects with the electronic circuit
  • Evaluation unit 10 and a surface of the galvanic cells 1.1 to 1.10 are arranged, as shown in particular in FIG.
  • the extending below the electronic evaluation unit 10 ribbon cables 5.1 to 5.8 or conductors 5.1 to 5.8 of the ribbon cable are shown in dashed lines.
  • the gap remaining between the electronic evaluation unit 10 and the surface of the individual galvanic cells 1.1 to 1.10 is advantageously utilized to arrange the ribbon cables 5.1 to 5.8 or their individual conductor tracks 5.1 to 5.8.
  • Transmission device 100 corresponds to FIG. 1
  • FIG. 1 Essentially, the structure of the transfer device 100 or rechargeable energy storage unit 200 shown in FIG. 1 is shown. Accordingly, reference is made here to the statements referred to FIG. 1.
  • the ribbon cables 5.1 to 5.8 or, in particular, the conductor tracks 5.1 to 5.8 to be arranged via degassing valves of the galvanic cells 1.1 to 1.10.
  • a space-saving arrangement of the ribbon cables can be realized.
  • other arrangements are conceivable, which allow a space-saving arrangement of the tracks 5.1 to 5.8.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von elektrischen Signalen von wenigstens einer galvanischen Zelle an zumindest eine elektronische Auswerteeinheit, wobei die Übertragungsvorrichtung wenigstens ein Zellenverbindungselement zum elektrischen Verschalten wenigstens einer ersten galvanischen Zelle mit einer zweiten galvanischen Zelle, und eine direkt an dem Zellenverbindungselement angeordnete Flachbandleitung aufweist, wobei die Flachbandleitung sich ausgehend von dem Zellenverbindungselement zu einer elektronischen Auswerteeinheit zum Auswerten der elektrischen Signale erstreckt. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine wiederaufladbare Energiespeichereinheit wenigstens zum Speichern von elektrischer Energie, aufweisend zumindest zwei miteinander elektrisch verschaltete galvanische Zellen und eine Übertragungsvorrichtung sowie die Verwendung wenigstens einer Flachbandleitung zur Übertragung von elektrischen Signalen von wenigstens einer galvanischen Zelle an zumindest eine elektronische Auswerteeinheit.

Description

Beschreibung
Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von elektrischen Signalen von wenigstens einer galvanischen Zelle an zumindest eine elektronische
Auswerteeinheit
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 zum Übertragen von elektrischen Signalen von wenigstens einer galvanischen Zelle an zumindest eine elektronische Auswerteeinheit. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine wiederaufladbare Energiespeichereinheit nach Anspruch 6 sowie die Verwendung wenigstens einer Flachbandleitung nach
Anspruch 7 zur Übertragung von elektrischen Signalen.
Stand der Technik Es ist grundlegend bekannt, dass Batterien bzw. Akkumulatoren, wie
insbesondere Lithium-Ionen-Batterien, aus wenigstens einem Batteriezellenmodul oder auch aus einer Mehrzahl an Batteriezellenmodulen bestehen. Ein einzelnes Batteriezellenmodul weist vorteilhaft eine Vielzahl an einzelner Batteriezellen auf, welche untereinander zu einem Batteriezellenmodul bzw. Batteriepack verschalten sind. So ist es denkbar, dass die einzelnen
Batteriezellen bzw. Zellen in Form der Reihenschaltung oder auch in Form der Parallelschaltung miteinander verschaltet sind. Bei der Reihenschaltung werden die einzelnen Zellen hintereinander geschaltet, wobei deren Verbindungen keine Abzweigungen aufweisen. Vorteilhaft erhöht sich bei einer Reihenschaltung einzelner Zellen die Spannung der gesamten Batterie bzw. des gesamten
Akkumulators, während sich bei einer Parallelschaltung der einzelnen Zellen miteinander die Stromstärke der Batterie bzw. des gesamten Akkumulators erhöht. Des Weiteren ist es grundlegend bekannt, um beispielsweise eine Beschädigung und insbesondere einen Ausfall des Akkumulators bzw. der Batterie zu verhindern, dass vorteilhaft Werte hinsichtlich der Spannungen und/oder der Temperatur jeder einzelnen Zellen, welche beispielsweise auch als galvanische Zelle bezeichnet werden kann, überwacht werden. Hierfür ist die elektrische Überwachung jeder einzelnen Zelle über Spannungsabgriffe, welche auf den Zellverbindern aufgeschraubt bzw. aufgeschweißt werden, grundlegend bekannt. Zellverbinder sind vorteilhaft Verbindungselemente, wie beispielsweise
Brücken oder Klemmen, welche bei einer Parallelschaltung bzw.
Reihenschaltung die einzelnen Zellen miteinander elektrisch verbinden. Die Werte hinsichtlich der Zellspannung bzw. der Temperatur der einzelnen Zellen wird dann über die Spannungsabgriffe an eine elektronische Auswerteeinheit (CSC), welche beispielsweise innerhalb des Gehäuses der Batterie bzw. des
Akkumulators selbst verbaut ist, weitergeleitet. Es ist des Weiteren möglich, dass ausgehend von der Auswerteeinheit die erfassten Werte bzw. Daten an ein Steuergerät bzw. eine Steuereinheit beispielsweise zur Bereitstellung und/oder zur Speicherung der Daten weitergeleitet werden.
Die grundlegend bekannten Spannungsabgriffe sind in unterschiedlichen geometrischen Ausführungsformen ausgestaltet, so dass diese als Leitungen oder Bonddrahtverbindungen vorliegen können. Insbesondere die als
Spannungsabgriffe dienenden Bonddrähte weisen jedoch einen sehr dünnen Querschnitt und demzufolge nachteilig eine geringe Stabilität auf. Das bedeutet, dass selbst bei schon geringen Bewegungen der einzelnen Zellen untereinander innerhalb des Modulverbundes die auf die Bronddrähte wirkenden Belastungen aufgrund der Zug-, Druck- und Biegekräfte eine Beschädigung der Bonddrahtverbindungen hervorrufen können, so dass diese sogar reißen. Des Weiteren als nachteilig anzusehen ist bei der Verbindung der grundlegend bekannten
Spannungsabgriffe in Form von Leitungen bzw. Bonddrahtverbindungen der entstehende hohe Übergangswiderstand der Spannungsabgriffe zum Zellverbinder, welcher sich beispielsweise nicht nur dadurch ergibt, dass die Spannungsabgriffe an dem Zellverbinder angeschweißt bzw. angeschraubt werden müssen, sondern auch dadurch, dass sich die Schweißverbindungen oder Schraubverbindungen lösen bzw. lockern können, aufgrund der Bewegung der einzelnen Zellen im Batteriepack untereinander. Eine Erhöhung eines Übergangswiderstandes von einem Abgriff zum Zellverbinder kann zudem nachteilig in der Elektronik zu Fehlern durch die Wärmeentwicklung am
Spannungsabgriff führen. Weiterhin kann die Erhöhung des Übergangswiderstands von einem Abgriff zum Zellverbinder auch zu einem Spannungsverlust führen. Ebenfalls hat sich gezeigt, dass das Bonden der Zellterminals insofern schwierig ist, als dass sich die Terminals minimal bewegen. Die Maschine drückt leicht auf die Zellterminals um über eine
Reibschweißung den Bond fest zu schweißen, diese Bewegung geht in den
Terminal über, wodurch er sich zu stark bewegt. Daher ist je nach Zelltyp und je nach mechanischem Aufbau der Zelle ein Bonden sehr schwierig, was sich auch bei aktuellen Tests gezeigt hat. Ebenfalls muss die CSC- Einheit komplett starr ohne jegliche Bewegung auf dem Modul montiert sein, damit auch hier keine Bewegung vorhanden ist.
In der EP 1 088 241 Bl ist insbesondere die Anordnung einer
Kontaktierungseinheit zum Abgreifen der Spannungswerte an einer Zelle einer Batterie aufgezeigt. Hierbei ist die Kontaktierungseinheit mittelbar mit der Auswerteeinheit verbunden. Um die Kontaktierungseinheit selbst mit der Auswerteeinheit zu verbinden, ist zwischen der Kontaktierungseinheit und der Auswerteeinheit oder auch einer Zwischeneinheit eine Flachbandleitung vorgesehen. Die Kontaktierungseinheit selbst weist jedoch eine Vielzahl einzelner miteinander verbundener Bauteile auf, welche zur Übertragung der Spannungswerte stetig einander kontaktieren müssen. Folglich ergibt sich auch bei der Anordnung einer entsprechenden Kontaktierungseinheit die Gefahr, dass es bei einer Bewegung zwischen den einzelnen Zellen des Modulverbandes einer Batterie bzw. eines Akkumulators zu einer Verschiebung der einzelnen Bauteile der Kontaktierungseinheit untereinander kommt. Hierdurch kann gegebenenfalls zumindest teilweise und/oder zeitweise eine Kontaktierung unterbrochen werden, so dass einzelne Werte und insbesondere
Spannungswerte oder auch Temperaturwerte von der galvanischen Zelle nicht mehr erfasst und folglich auch nicht mehr an die Auswerteeinheit übertragen werden können.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Vorrichtung zum Ermitteln der
Spannungswerte und/oder Temperaturwerte einer Zelle, insbesondere einer galvanischen Zelle, zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Übertragungsvorrichtung zum
Übertragen von elektrischen Signalen von wenigstens einer galvanischen Zelle an zumindest eine elektronische Auswerteeinheit zur Verfügung zu stellen, mittels welcher auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise einzelne
Werte bzw. Daten, wie die Zellspannung oder auch die Temperatur der Zelle erfasst und von der einzelnen Zelle an die elektronische Auswerteeinheit übertragen werden können, wobei die Übertragungsvorrichtung selbst platzsparend anordenbar sowie flexibel bzw. beschädigungsfrei deformierbar sein soll, um auch eine Bewegung der einzelnen Zellen untereinander zu ermöglichen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von elektrischen Signalen von wenigstens einer galvanischen Zelle an zumindest eine elektronische Auswerteeinheit mit den Merkmalen gemäß
Anspruch 1, sowie durch eine wiederaufladbare Energiespeichereinheit wenigstens zum Speichern von elektrischer Energie mit den Merkmalen gemäß Anspruch 6. Ferner wird die voranstehende Aufgabe gelöst durch eine
Verwendung wenigstens einer Flachbandleitung zur Übertragung von elektrischen Signalen von wenigstens einer galvanischen Zelle an zumindest eine elektronische Auswerteeinheit mit den Merkmalen gemäß Anspruch 7. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Übertragungsvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen wiederaufladbaren Energiespeichereinheit und/oder der Verwendung wenigstens einer Flachbandleitung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von elektrischen Signalen von wenigstens einer galvanischen Zelle an zumindest eine elektronische
Auswerteeinheit weist wenigstens ein Zellenverbindungselement zum elektrischen Verschalten wenigstens einer ersten galvanischen Zelle mit einer zweiten galvanischen Zelle und eine direkt an dem Zellenverbindungselement angeordnete Flachbandleitung auf, wobei die Flachbandleitung sich ausgehend von dem Zellenverbindungselement zu einer elektronischen Auswerteeinheit zum Auswerten der elektrischen Signale erstreckt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter der Flachbandleitung eine Sonderform des Flachbandkabels verstanden. Bei der im Rahmen der Erfindung verstandenen Flachbandleitung ist insbesondere wenigstens eine Leiterbahn auf einer Kunststofffolie aufgetragen, wobei auch eine Mehrzahl an Leiterbahnen und beispielsweise zwei oder mehr Leiterbahnen auf einer gemeinsamen Kunststofffolie aufgetragen sein können. Bei einer Mehrzahl an Leiterbahnen erstrecken diese sich vorteilhaft zumindest abschnittsweise beabstandet zueinander nebeneinander auf der Kunststofffolie. Eine Litze, wie beispielsweise bei einem Flachbandkabel, ist bei der
Flachbandleitung selbst vorteilhaft nicht vorhanden. Vorteilhaft sind
Flachbandleitungen sehr klein dimensioniert und lassen sich als Formteil herstellen. Flachbandleitungen sind sehr flexibel und in verschiedene Richtungen biegbar bzw. knickbar.
Als Zellenverbindungselement wird im Rahmen der Erfindung ein Zellverbinder verstanden, welcher die einzelnen Zellen, insbesondere die einzelnen galvanischen Zellen, elektrisch miteinander verbindet. Die einzelnen
galvanischen Zellen können vorteilhaft in einem Paket bzw. Modul
zusammengebaut werden, wobei dieses Zellenmodul, je nach gewünschter Spannung bzw. Stromstärke in Reihe oder parallel zueinander verschaltet sein können bzw. in Säulenform oder Kreisform zueinander angeordnet sein können. Vorteilhaft können die Zellenverbindungselemente eine unterschiedliche
Ausgestaltung aufweisen und folglich in Form eines einfachen Streifens oder in Form eines H-Verbinders mit entsprechend ausgestanzten Abschnitten ausgestaltet sein. Vorteilhaft wird mittels der erfindungsgemäßen
Übertragungsvorrichtung wenigstens ein elektrisches Signal und insbesondere wenigsten ein Wert hinsichtlich der Zellspannung und/oder der Temperatur wenigstens einer galvanischen Zelle an die Auswerteeinheit übertragen.
Die Auswerteeinheit selbst ist vorteilhaft mit einer Steuereinheit verbunden, mittels welcher die Werte ausgewertet und vorteilhaft weiterverarbeitet bzw. auch zumindest kurzfristig gespeichert werden können. Im Rahmen der Erfindung wird unter einer galvanischen Zelle insbesondere ein galvanisches Element verstanden, mittels welcher aus chemischer Energie elektrische Energie umgewandelt werden kann. Die galvanische Zelle selbst ist vorteilhaft ein Bestandteil eines Akkumulators bzw. einer Batterie und dient dafür, elektrische Energie zu speichern und bedarfsgerecht an einen Verbraucher bzw. eine Last abzugeben. Insbesondere, um überwachen zu können, ob die einzelnen galvanischen Zellen effektiv arbeiten und folglich die von den galvanischen Zellen gelieferte Leistung ausreichend ist, bzw. um die Temperatur der einzelnen galvanischen Zellen zu überwachen, um eine Beschädigung der galvanischen Zellen aufgrund beispielsweise einer Überhitzung oder Unterkühlung dieser zu verhindern, ist es folglich erforderlich, vorteilhaft in regelmäßigen Abständen, die
Werte hinsichtlich der Spannung sowie auch der Temperatur der galvanischen Zellen eines Akkumulators bzw. einer Batterie zu ermitteln und dementsprechend auszuwerten. Vorteilhaft wird mit der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung die
Flexibilität zwischen den einzelnen galvanischen Zellen und insbesondere zwischen der galvanischen Zelle und der elektronischen Auswerteeinheit in dem Maße erhöht, dass auch bei einer Bewegung der einzelnen galvanischen Zellen untereinander eine Unterbrechung beispielsweise aufgrund eines Drahtbruches zwischen der galvanischen Zelle und der Auswerteeinheit vermieden wird.
Folglich wird auch bei einer starken Beanspruchung des Akkumulators und insbesondere des Zellenmoduls bzw. -packs, welcher vorteilhaft wenigstens zwei galvanische Zellen aufweist, eine störungsfreie Übertragung der Werte der galvanischen Zelle hinsichtlich der Spannung und/oder Temperatur
gewährleistet. Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung vorteilhaft platzsparend innerhalb des Akkumulators bzw. des Gehäuses des Akkumulators anordenbar und ermöglicht ein einfaches und kostengünstiges Vernetzen der galvanischen Zellen untereinander bzw. der wenigstens einen galvanischen Zelle mit der elektronischen Auswerteeinheit. Insbesondere die Anwendung wenigstens einer Flachbandleitung als Übertragungselement von dem Zellenverbindungselement zu der elektronischen Auswerteeinheit ermöglicht ein flexibles Anordnen der Übertragungsvorrichtung innerhalb des
Akkumulatorbauraumes, so dass auch folglich der gesamte Akkumulator bzw. die gesamte Batterie kleinstmöglich dimensioniert werden kann. Die elektronische Auswerteeinheit erstreckt sich vorteilhaft oberhalb entlang der galvanischen Zelle bzw. des Zellenmoduls und ist vorteilhaft zumindest in einem definierten Abstand von wenigen Millimetern, insbesondere von ca. 0,1 bis 0,5cm, zur galvanischen Zelle beabstandet angeordnet. Mittels der Verwendung einer Flachbandleitung ist es vorteilhaft möglich, diese Flachbandleitung in den zwischen der
elektronischen Auswerteeinheit und der galvanischen Zelle verbliebenen
Bauraum zu integrieren, so dass kein zusätzlicher Bauraum zum Verlegen der Verbindungsleitungen zwischen der galvanischen Zelle und insbesondere dem Zellenverbindungselement und der elektronischen Auswerteeinheit zur
Verfügung gestellt werden muss. Insbesondere bietet die erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung weiterhin den Vorteil, dass das Gewicht und das
Volumen des Batteriemoduls oder Akkumulators reduziert werden können.
Es ist des Weiteren denkbar, dass die Flachbandleitung an einem
Zellenverbindungselement zerstörungsfrei demontierbar fixiert, insbesondere angesteckt ist. Das bedeutet, dass die Flachbandleitung selbst auf dem
Zellenverbindungselement aufgesteckt bzw. angesteckt werden kann. Hierbei ist es denkbar, dass die Flachbandleitung bedarfsgerecht mit dem
Zellverbindungsmittel montiert und auch demontiert werden kann, ohne dass eine Zerstörung bzw. Beschädigung des Zellenverbindungselementes und/oder der Flachbandleitung daraus resultiert. Vorteilhaft wird dabei ein einfaches Anordnen der Flachbandleitung an dem Zellenverbindungselement ermöglicht, wobei auch der grundlegend bekannte und als nachteilig anzusehende
Übergangswiderstand zwischen einem Zellverbinder zu einem
Übertragungsmittel zum Übertragen von Daten an die elektronische
Auswerteeinheit zumindest reduziert und vorteilhaft vermieden wird.
Insbesondere, um ein Anstecken bzw. Aufstecken der Flachbandleitung an dem Zellenverbindungselement zu ermöglichen, weist das Zellenverbindungselement vorteilhaft zum Anstecken der Flachbandleitung eine Aufsteckeinheit,
insbesondere eine Miniaturplatine auf. Diese Aufsteckeinheit ist vorteilhaft mit dem Zellenverbindungselement verbunden und insbesondere verschweißt bzw. verschraubt. Vorteilhaft wird durch die Verwendung einer Aufsteckeinheit eine Beschädigung bzw. Zerstörung der Flachbandleitung, insbesondere in dessen Verbindungsbereich, bei einem Aufstecken bzw. Abstecken der Flachbandleitung von dem Zellenverbindungselement verhindert. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Flachbandleitung an dem Zellenverbindungselement zerstörbar demontierbar fixiert, insbesondere angeschweißt oder angelötet ist. Hierbei ist eine direkte Verbindung zwischen der Flachbandleitung, insbesondere einem Verbindungsbereich der
Flachbandleitung und dem Zellenverbindungselement vorgesehen. Eine einfache Entnahme bzw. auch ein einfaches Zusammenfügen der Flachbandleitung von bzw. an dem Zellenverbindungselement ist hierbei jedoch nicht mehr möglich. Vorteilhaft wird jedoch hierbei ein unbeabsichtigtes Lösen der Flachbandleitung von dem Zellenverbindungselement verhindert.
Weiterhin ist es durch die zerstörbar demontierbare Fixierung der
Flachbandleitung an dem Zellverbindungselement möglich, den
Übergangswiderstand zwischen der Flachbandleitung und dem
Zellverbindungselement vorteilhaft zu reduzieren.
Es ist im Rahmen der Erfindung des Weiteren möglich, dass die
Flachbandleitung eine definierte Anzahl an Leiterbahnen aufweist, wobei die Anzahl der Leiterbahnen der Anzahl der galvanischen Zellen entspricht. Das bedeutet, dass die Anzahl der Leiterbahnen der Flachbandleitung im
Wesentlichen der Anzahl der erforderlichen Abgriffe pro Akkumulator und demzufolge im Wesentlichen der Anzahl der galvanischen Zellen im Zellenmodul pro Akkumulator entspricht. Vorteilhaft sind die einzelnen Leiterbahnen der Flachbandleitung gegeneinander isoliert und/oder auch gegen metallische Gehäuseteile isoliert. Des Weiteren sind die Leiterbahnen der Flachbandleitung in dem Flachbandleitungsband, welches vorteilhaft aus einem Kunststoffmaterial besteht, versiegelt. Vorteilhaft wird durch die Verwendung einer einzelnen Flachbandleitung mit einer definierten Anzahl an Leiterbahnen in einfacher und kostengünstiger Weise eine Verbindung zwischen einer Mehrzahl an
galvanischen Zellen und der Auswerteeinheit innerhalb eines Akkumulators bzw.
Batteriemoduls bzw. Zellmoduls ermöglicht. Auch die eine Mehrzahl an
Leiterbahnen aufweisende Flachbandleitung ist weiterhin in deren Deformierung sehr flexibel und vorteilhaft geometrisch dünn ausgeführt, so dass die
Flachbandleitung selbst auch von der galvanischen Zelle wegführend direkt zwischen der galvanischen Zelle und der elektronischen Auswerteeinheit und demzufolge direkt unter der elektronischen Auswerteeinheit, welche vorteilhaft auf einem Moduldeckel verbaut ist, angeordnet bzw. verlegt werden kann.
Vorteilhaft wird durch die Verwendung der Flachbandleitung ein Abreißen oder Brechen, wie dies bei der Verwendung von Bonddrähten bekannt ist, vermieden, so dass die Verwendung mittels Flachbandleitungen sicherer und effektiver ist. Die einzelnen Leiterbahnen der Flachbandleitung können an den
Zellenverbindungselementen beispielsweise angeschweißt, angelötet oder auch angeschraubt werden, wobei es jedoch auch denkbar ist, dass die einzelnen Leiterbahnen über eine entsprechende Aufsteckeinheit mit dem jeweiligen Zellenverbindungselement verbunden werden können. In diesem Fall ist es denkbar, dass die Aufsteckeinheit selbst ähnlich einer Lüsterklemme ausgestaltet ist und eine einfache und kostengünstige sowie leicht montierbare Aufnahme der Leiterbahnen bzw. der entsprechenden Leiterbahn der Flachbandleitung ermöglicht. Es ist vorteilhaft möglich, dass bei einer Mehrzahl von Leiterbahnen pro Flachbandleitung, diese Leiterbahnen nach dem Verbinden mit dem
Zellenverbindungselement in einer gemeinsamen Flachbandleitung münden und beabstandet zueinander parallel nebeneinanderliegend verlaufend zu der elektronischen Auswerteeinheit geführt werden.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn zumindest ein Zellverbindungselement eine Aufsteckeinheit aufweist, welche zu einer Aufnahme zumindest einer Leiterbahn der Flachbandleitung dient. Es ist zudem vorteilhaft, wenn die Aufsteckeinheit mit dem Zellverbindungselement irreversibel verbunden ist, insbesondere kann die Aufsteckeinheit mit dem Zellverbindungselement verschweißt oder verlötet verbunden sein. Mit anderen Worten kann zwischen der Aufsteckeinheit, welche mit dem Zellverbindungselement insbesondere irreversibel verbunden ist und mindestens einer Leiterbahn der Flachbandleitung eine einfache elektrische Verbindung hergestellt werden, wobei die Verbindung dabei vorteilhaft als Steckverbindung ausgebildet ist. Dazu wird mindestens eine Leiterbahn der Flachbandleitung mit einem Ende in die Aufsteckeinheit gesteckt. Somit kann durch das Stecken mindestens einer Leiterbahn der Flachbandleitung in die Aufsteckeinheit eine einfach zu realisierende elektrische Kontaktierung einer galvanischen Zelle hergestellt werden. Weiterhin kann die Flachbandleitung auch als eine Folie ausgebildet sein, wobei die einzelnen Leiterbahnen der Flachbandleitung in die flexible Folie integriert sind. Dadurch ist es möglich, die Dicke weiter zu reduzieren. Somit kann weiterhin vorteilhaft die Flexibilität erhöht und das Gewicht reduziert werden. Die einzelnen in die flexible Folie integrierten Leiterbahnen können an den
Zellenverbindungselementen beispielsweise angeschweißt, angelötet oder auch angeschraubt werden, wobei es jedoch auch denkbar ist, dass die einzelnen Leiterbahnen über eine oben beschriebene Aufsteckeinheit mit dem jeweiligen Zellverbindungselement verbunden werden können.
Desweiteren ist es möglich, dass die Auswerteeinheit direkt auf der
Flachbandleitung angeordnet ist. Mit anderen Worten kann die Auswerteeinheit so angeordnet werden, dass die Leiterbahnen der Flachbandleitung zumindest teilweise in Kontakt mit der Auswerteeinheit angeordnet sind, wobei die
Auswerteeinheit dabei insbesondere oberhalb der Flachbandleitung angeordnet ist, so dass die Flachbandleitung zwischen der Auswerteeinheit und den galvanischen Zellen angeordnet ist.
Weiterhin ist es möglich, dass die Auswerteeinheit in die Flachbandleitung integriert ist. Dabei kann die Auswerteeinheit als Platine ausgebildet sein, welche in die Flachbandleitung integriert ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, bedeutet dies, dass die Flachbandleitung, insbesondere die Kunststoffisolierung, die als Platine ausgebildet Auswerteeinheit teilweise umschließt. Dies hat den Vorteil, dass dadurch der Aufwand bei der Montage reduziert wird, da die Herstellung der Verbindung zwischen der Auswerteeinheit und den Leiterbahnen während der
Montage nicht erforderlich ist.
Es ist des Weiteren eine wiederaufladbare Energiespeichereinheit wenigstens zum Speichern von elektrischer Energie, aufweisend zumindest zwei miteinander elektrisch verschaltene galvanische Zellen und eine Übertragungsvorrichtung gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5 beansprucht. Demzufolge weist die wiederaufladbare Energiespeichereinheit, welche beispielsweise ein Akkumulator oder auch eine Batterie sein kann, wenigstens eine Übertragungsvorrichtung gemäß der oben genannten Art auf. Die wiederaufladbare Energiespeichereinheit selbst kann eine Mehrzahl und insbesondere wenigstens zwei oder mehr galvanische Zellen aufweisen, welche in Reihe oder auch parallel miteinander verschaltet sein können. Zur
Verschaltung der einzelnen galvanischen Zellen dient hierbei ein
Zellenverbindungselement, welches zumindest zwei galvanische Zellen elektrisch leitend miteinander verbindet. Das Zellenverbindungselement selbst weist vorteilhaft ein elektrisch leitfähiges Material auf. Die wiederaufladbare Energiespeichereinheit kann beispielsweise ein Lithium-Ionen-Akkumulator sein, welcher zur Bereitstellung von elektrischen Energien in unterschiedlichen elektrischen Geräten zur Anwendung kommt. Elektrische Geräte können hierbei beispielsweise Tablets, Notebooks, Mobiltelefone oder vergleichbare
Anwendungsgeräte sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die wiederaufladbare Energiespeichereinheit in einem elektrisch antreibbaren Fahrzeug Verwendung findet, welches ein Elektrofahrzeug oder auch ein Hybridfahrzeug sein kann. Im Rahmen der Erfindung wird unter einem Fahrzeug vorteilhaft ein Landfahrzeug, wie ein Personenkraftfahrzeug, oder auch ein Lastkraftfahrzeug verstanden, wobei unter dem Begriff des Fahrzeuges auch ein Wasserfahrzeug, wie beispielsweise ein Schiff, oder auch ein Luftfahrzeug, wie beispielsweise ein Flugzeug, verstanden werden kann.
Bei der beschriebenen wiederaufladbaren Energiespeichereinheit ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer Übertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Es ist des Weiteren die Verwendung wenigstens einer Flachbandleitung zur Übertragung von elektrischen Signalen von wenigstens einer galvanischen Zelle an zumindest eine elektronische Auswerteeinheit beansprucht. Es ist des Weiteren möglich, dass die Flachbandleitung selbst nicht nur zur Übertragung der Werte bzw. Daten und Signale hinsichtlich der Spannung und/oder der Temperatur der einzelnen galvanischen Zelle zu einer elektrischen
Auswerteeinheit dient, sondern dass beispielsweise zusätzliche
Flachbandleitungen zwischen einzelnen elektronischen Auswerteeinheiten eines Batteriezellenmoduls bzw. eines Akkumualtorpacks angeordnet werden, um Kommunikationssignale zwischen den elektronischen Auswerteeinheiten zu übertragen. Es ist des Weiteren denkbar, dass Flachbandleitungen als
Übertragungsleitungen zwischen den elektronischen Auswerteeinheiten bzw. der wenigstens einen elektronischen Auswerteeinheit und der Steuereinheit dienen. Aufgrund der geringen geometrischen Dimensionierung der Flachbandleitungen ist es folglich möglich innerhalb eines einzelnen Batteriezellenmoduls eine Mehrzahl an Flachbandleitungen zu integrieren, welche in platzsparender und einfacher Art und Weise sowie auch aufgrund eines sauberen Führens der einzelnen Leiterbahnen eine prozesssichere Datenübertragung bzw.
Übertragung der Spannungswerte und/oder Temperaturwerte der einzelnen galvanischen Zellen ermöglichen.
Bei der beschriebenen Verwendung einer Flachbandleitung zur Übertragung von elektrischen Signalen ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer Übertragungsvorrichtung und/oder einer wiederaufladbaren
Energiespeichereinheit gemäß den ersten Aspekten der Erfindung beschrieben worden sind.
Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung sowie einer erfindungsgemäßen wiederaufladbaren Energiespeichereinheit werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
Figur 1 in einer Draufsicht eine erste Anordnung einer Ausführungsform einer der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung an einer Ausführungsform einer wiederaufladbaren Energiespeichereinheit, und
Figur 2 in einer Draufsicht eine weitere Anordnung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung an einer Ausführungsform einer wiederaufladbaren Energiespeichereinheit.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Fig. 1 und 2 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer wiederaufladbaren
Energiespeichereinheit 200 gezeigt, welche eine Mehrzahl an galvanischen Zellen 1.1 bis 1.10 aufweist, die in Form eines Zellmoduls und insbesondere eines Batteriezellmoduls bzw. Akkumulatorzellmoduls miteinander verschaltet sind. Jede galvanische Zelle 1.1 bis 1.10 weist wenigstens zwei Terminals 2 auf, wobei in der Fig. 1 lediglich ein Terminal 2 jeder galvanischen Zelle 1.1 bis 1.10 sichtbar ist. Dies begründet sich dadurch, dass insbesondere die elektronische Auswerteeinheit 10 oberhalb der einzelnen galvanischen Zellen 1.1 bis 1.10 angeordnet ist, und folglich einen der zwei Terminals 2 jeder galvanischen Zelle 1.1 bis 1.10 verdeckt. Die galvanischen Zellen 1.1 bis 1.10 sind mit
entsprechenden Zellenverbindungselementen 3.1 bis 3.8 miteinander
verschalten, um elektrische Energie einander zu übertragen. Die
Zellenverbindungselemente 3.1 bis 3.8 erstrecken sich zwischen den Terminals 2 der einzelnen galvanischen Zellen 1.1 bis 1.10. Das bedeutet, dass wenigstens zwei galvanische Zellen 1.1 bis 1.10 über jeweils ein Zellenverbindungselement 3.1 bis 3.8 miteinander verschaltet sind. Im Rahmen der Erfindung ist es nicht von Belang, ob die galvanischen Zellen 1.1 bis 1.10 in Reihe oder auch parallel miteinander verschaltet sind. Beide Verschaltungsarten sind möglich und beeinflussen die vorliegende Erfindung und insbesondere die Verwendung der Übertragungsvorrichtung 100 nicht.
Die in der Fig. 1 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Übertragungsvorrichtung 100 weist insbesondere ein Zellenverbindungselement 3.1 bis 3.4 sowie eine Mehrzahl am Flachbandleitungen 5.1 bis 5.8 bzw. eine Mehrzahl an Leiterbahnen 5.1 bis 5.8 einer Flachbandleitung auf. Jedes
Zellenverbindungselement 3.1 bis 3.8 weist vorteilhaft einen
Spannungsabgriffsabschnitt 4 auf, welcher beispielsweise in Form einer
Aufsteckeinheit, wie insbesondere einer Miniaturplatine, ausgestaltet sein kann. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Spannungsabgriffsabschnitt 4 lediglich ein Schweiß- oder Lötabschnitt ist, an welchem insbesondere eine Leiterbahn 5.1 bis 5.8 der Flachbandleitung 5.1 bis 5.8 angeschweißt bzw. angelötet ist. Folglich ist es denkbar, dass die mit den Bezugszeichen 5.1 bis 5.8 dargestellten
Flachbandleitungen einzelne Flachbandleitungen mit jeweils wenigstens einer einzelnen Leiterbahn sind, wobei die Leiterbahnen 5.1 bis 5.8 sich von einem Spannungsabgriffsabschnitt 4 eines jeweiligen Zellenverbindungselementes 3.1 bis 3.8 zu der elektronischen Auswerteeinheit 10, insbesondere einem
Verbindungsbereich 11 der elektronischen Auswerteeinheit 10 erstrecken und mit diesem verbunden sind bzw. an diesem angesteckt bzw. angeschweißt oder auch gar angelötet sind.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die mit den Bezugszeichen 5.1 bis 5.8 gezeigten Flachbandleitungen lediglich einzelne Leiterbahnen einer einzelnen bzw. einzigen Flachbandleitung darstellen, wobei sich vorteilhaft die einzelnen Leiterbahnen der Flachbandleitung ausgehend von dem
Spannungsabgriffsabschnitt 4 der einzelnen Zellenverbindungselemente 3.1 bis 3.8 zu einer gemeinsamen Flachbandleitung zusammenfügen, welche im Verbindungsbereich 11 der elektronischen Auswerteeinheit 10 mit der elektronischen Auswerteeinheit 10 verbunden ist. Hierbei sind die einzelnen Leiterbahnen vorteilhaft in der Kunststofffolie eingebracht und werden durch diese isoliert. Folglich führen Einzel-Leiterbahnen-Flachbandleitungen 5.1 bis 5.8 in eine gemeinsame Flachbandleitung zusammen. Hierzu weist die elektronische Auswerteeinheit 10 insbesondere in deren Verbindungsbereich 11 auch eine entsprechende Aufsteckeinheit auf, um ein einfaches Zusammenfügen der Flachbandleitung bzw. deren Leiterbahnen mit der elektronischen
Auswerteeinheit 10 zu ermöglichen. Wie insbesondere in der Fig. 1 gezeigt, ist es möglich, dass die Flachbandleitung bzw. Flachbandleitungen 5.1 bis 5.8 bzw. deren Leiterbahnen 5.1 bis 5.8 seitlich der elektronischen Auswerteeinheit 10, welche sich entlang der galvanischen Zellen 1.1 bis 1.10 erstreckt, angeordnet sind. Folglich füllen die
Flachbandleitungen 5.1 bis 5.8 einen sich zwischen der elektronischen
Auswerteeinheit 10 und den Zellenverbindungselementen 3.1 bis 3.8
erstreckenden Zwischenraum aus.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die Flachbandleitungen 5.1 bis 5.8 oder insbesondere die Leiterbahnen 5.1 bis 5.8, welche sich zu einer gemeinsamen Flachbandleitung sammeln, unterhalb der elektronischen Auswerteeinheit 10 und insbesondere in einem Zwischenraum zwischen der elektronischen
Auswerteeinheit 10 und einer Oberfläche der galvanischen Zellen 1.1 bis 1.10 angeordnet sind, wie insbesondere in der Fig. 2 gezeigt. Die unterhalb der elektronischen Auswerteeinheit 10 verlaufenden Flachbandleitungen 5.1 bis 5.8 bzw. Leiterbahnen 5.1 bis 5.8 der Flachbandleitung sind gestrichelt dargestellt. Hierbei wird vorteilhaft der zwischen der elektronischen Auswerteeinheit 10 und der Oberfläche der einzelnen galvanischen Zellen 1.1 bis 1.10 verbliebene Zwischenraum ausgenutzt, um die Flachbandleitungen 5.1 bis 5.8 bzw. deren einzelne Leiterbahnen 5.1 bis 5.8 anzuordnen. Der weitere Aufbau der wiederaufladbaren Energiespeichereinheit 200 sowie der
Übertragungsvorrichtung 100, wie in der Fig. 2 gezeigt, entspricht im
Wesentlichen dem in der Fig. 1 gezeigten Aufbau der Übertragungsvorrichtung 100 bzw. wiederaufladbaren Energiespeichereinheit 200. Demzufolge wird hierbei auf die zu der Fig. 1 genannten Ausführungen verwiesen.
Weiterhin ist es möglich, dass die Flachbandleitungen 5.1 bis 5.8 oder insbesondere die Leiterbahnen 5.1 bis 5.8 über Entgasungsventilen der galvanischer Zellen 1.1 bis 1.10 angeordnet sind. Dadurch kann eine platzsparende Anordnung der Flachbandleitungen realisiert werden. Weiterhin sind auch andere Anordnungen denkbar, welche eine platzsparende Anordnung der Leiterbahnen 5.1 bis 5.8 ermöglichen.
Bezugszeichenliste
1.1 - 1.10 galvanische Zelle
2 Terminal
3.1 - 3.8 Zellenverbindungselement
4 Spannungsabgriffsabschnitt
5.1 - 5.8 Flachbandleitung / Leiterbahnen der Flachbandleitung
10 elektronische Auswerteeinheit
11 Verbindungsbereich der elektronischen Auswerteeinheit 100 Übertragungsvorrichtung
200 wiederaufladbare Energiespeichereinheit

Claims

Ansprüche
Übertragungsvorrichtung (100) zum Übertragen von elektrischen Signalen von wenigstens einer galvanischen Zelle (1.1 -1.10) an zumindest eine elektronische Auswerteeinheit (10), wobei die Übertragungsvorrichtung (100) wenigstens ein Zellenverbindungselement (3.1 - 3.8) zum elektrischen Verschalten wenigstens einer ersten galvanischen Zelle (1.1 -1.10) mit einer zweiten galvanischen Zelle (1.1 -1.10), und eine direkt an dem Zellenverbindungselement (3.1 - 3.8) angeordnete
Flachbandleitung (5.1 - 5.8) aufweist, wobei die Flachbandleitung (5.1 - 5.8) sich ausgehend von dem Zellenverbindungselement (3.1 - 3.8) zu einer elektronischen Auswerteeinheit (10) zum Auswerten der elektrischen Signale erstreckt.
Übertragungsvorrichtung (100) gemäß Anspruchl,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Flachbandleitung (5.1 - 5.8) an dem Zellenverbindungselement (3.1 - 3.8) zerstörungsfrei demontierbar fixiert, insbesondere angesteckt, ist.
Übertragungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Zellenverbindungselement (3.1 - 3.8) zum Anstecken der Flachbandleitung (5.1 - 5.8) eine Aufsteckeinheit, insbesondere eine Miniaturplatine, aufweist.
Übertragungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Flachbandleitung (5.1 - 5.8) an dem Zellenverbindungselement (3.1 - 3.8) zerstörbar demontierbar fixiert, insbesondere angeschweißt oder angelötet ist.
Übertragungsvorrichtung (100) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Flachbandleitung (5.1 - 5.8) eine definierte Anzahl an Leiterbahnen (5.1 - 5.8) aufweist, wobei die Anzahl der Leiterbahnen (5.1 - 5.8) der Anzahl der galvanischen Zellen (1.1 -1.10) entspricht.
Wiederaufladbare Energiespeichereinheit (200) wenigstens zum Speichern von elektrischer Energie, aufweisend zumindest zwei miteinander elektrisch verschaltene galvanische Zellen (1.1 -1.10) und eine Übertragungsvorrichtung (100) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5.
Verwendung wenigstes einer Flachbandleitung (5.1 - 5.8) zur Übertragung von elektrischen Signalen von wenigstens einer galvanischen Zelle (1.1 -1.10) an zumindest eine elektronische Auswerteeinheit (10).
PCT/EP2015/062217 2014-06-26 2015-06-02 Übertragungsvorrichtung zum übertragen von elektrischen signalen von wenigstens einer galvanischen zelle an zumindest eine elektronische auswerteeinheit WO2015197319A1 (de)

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