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Title:
CONNECTION DEVICE FOR ELECTRICALLY CONNECTING ELECTRIC STORAGE UNITS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/095638
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a connection device (10) for electrically connecting electric storage units (110), in particular of a motor vehicle, the connection device comprising at least two insulation layers (11) and comprising connection elements (12) arranged between the insulation layers (11), wherein the connection elements (12) are outwardly electrically insulated by the insulation layers (11), and each connection element (12) has, on a first end, at least one cell connector (14) provided for connecting the electric storage units (110), and/or a terminal connection (15), wherein the cell connector and/or the terminal connection is/are integrally bonded with the connection elements (12).

Inventors:
REIMER EDUARD (DE)
OECHSLE MATTHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/075353
Publication Date:
May 31, 2018
Filing Date:
October 05, 2017
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
H01M50/526
Foreign References:
US20150214581A12015-07-30
US20140370343A12014-12-18
DE102014118188A12016-06-09
DE102012218500A12014-04-17
DE102012218500A12014-04-17
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Claims:
Ansprüche

1. Verbindungsvorrichtung (10) zur elektrischen Verbindung von elektrischen Speichereinheiten (110), insbesondere eines Fahrzeugs, aufweisend zumindest zwei Isolationsschichten (11) und zwischen den

Isolationsschichten (11) angeordnete Verbindungselemente (12), wobei durch die Isolationsschichten (11) die Verbindungselemente (12) nach außen elektrisch isoliert sind und die Verbindungselemente (12) jeweils an einem ersten Ende zumindest einen zur Verbindung der elektrischen Speichereinheiten (110) vorgesehenen Zellverbinder (14) und/oder einen Terminalanschluss (15) aufweisen, wobei der Zellverbinder und/oder der Terminalanschluss stoffschlüssig mit den Verbindungselementen (12) ausgebildet ist.

2. Verbindungsvorrichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Verbindungselemente (12) jeweils an einem zweiten Ende einen Anschlusskontakt (16) aufweisen, sodass eine elektrisch leitende

Verbindung mit einer Elektronikeinheit (24) herstellbar ist.

3. Verbindungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Zellverbinder (14) und/oder der Terminalanschluss (15) randseitig an der Isolationsschicht (11) angeordnet ist und zumindest abschnittsweise von zumindest einer Isolationsschicht (11) umgeben ist.

4. Verbindungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest eine Isolationsschicht (11) folienartig, insbesondere flexibel, ausgebildet ist und zumindest Kunststoff oder Aluminiumoxid aufweist. Verbindungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Isolationsschichten zumindest abschnittsweise stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt, sind.

Verbindungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Verbindungselemente (12) als Stanzgitter ausgebildet sind und/oder

dass die Verbindungselemente (12) eine Stärke zwischen ungefähr 50 μηη und ungefähr 5 mm, bevorzugt zwischen ungefähr 100 μηη und ungefähr 2 mm, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 300 μηη und ungefähr 1 mm aufweist.

Verbindungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest ein Zellverbinder (14) oder ein Terminalanschluss (15), insbesondere die Verbindungselemente (12), mehrschichtig ausgebildet ist, insbesondere aufweisend zumindest Aluminium, Kupfer oder Nickel.

Verbindungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest abschnittsweise zumindest ein Schutzelement (18) zur Verbesserung der elektrischen und/oder elektromagnetischen

Verträglichkeit vorgesehen ist, wobei das Schutzelement (18) mit wenigstens einer Isolationsschicht (11) stoffschlüssig verbunden ist.

Verbindungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest ein Verstärkungselement (19) zur Versteifung vorgesehen ist, wobei insbesondere das Verstärkungselement (19) zwischen den Isolationsschichten (11) angeordnet ist. Verbindungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Zellverbinder (14) jeweils zumindest ein, vorzugsweise fünf Deformationselemente (20) zur elastischen Verformung aufweisen, wobei insbesondere zumindest ein Deformationselement (20) wellenförmig oder polygonal ausgebildet ist.

Verbindungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass an wenigstens einem Verbindungselement (12) zumindest ein elektrischer Widerstand (21) zur Messung eines Spannungsabfalls angeordnet ist.

Verbindungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest ein Fixiermittel (22), insbesondere an dem

Verstärkungselement (19), vorgesehen ist, wodurch eine Positionierung an einem externen Bauteil, insbesondere einer elektrischen Speichereinheit (110) oder einem Batteriemodul (100), erzielbar ist.

Verbindungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass an dem Zellverbinder (14) und/oder an dem Terminalanschluss (15) zumindest ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement (23) angeordnet ist.

Batteriemodul (100) mit einer Mehrzahl an elektrischen Speichereinheiten (110), insbesondere für ein Fahrzeug, wobei die elektrischen

Speichereinheiten (110) mittels einer Verbindungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsvorrichtung mit den

Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 13, aufweisend die Schritte: a) Positionieren von Verbindungselementen auf einer ersten

Isolationsschicht,

b) Anordnen einer zweiten Isolationsschicht auf der ersten Isolationsschicht und den Verbindungselementen, wodurch die Verbindungselemente nach außen elektrisch isoliert sind und eine Zwischenlage bilden, c) Stoffschlüssiges Verbinden der ersten Isolationsschicht mit der zweiten

Isolationsschicht, wodurch ein sandwichartiger Aufbau entsteht.

Description:
Beschreibung

Titel

Verbindungsvorrichtung zur elektrischen Verbindung von elektrischen

Speichereinheiten

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zur elektrischen Verbindung von elektrischen Speichereinheiten, insbesondere eines Fahrzeugs gemäß dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch, ein Batteriemodul gemäß dem zweiten unabhängigen Patentanspruch sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsvorrichtung zur elektrischen Verbindung von elektrischen

Speichereinheiten gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch.

Stand der Technik

Aus der DE 10 2012 218 500 AI ist eine Vorrichtung zum Verbinden mehrerer elektrischer Energiespeicher bekannt. Dabei sind die Kontaktelemente in einem gemeinsamen Träger fixiert, wobei die elektrisch leitenden Kontaktelemente von dem Trägermaterial aufwendig umgössen oder umspritzt sind.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Verbindungsvorrichtung zur elektrischen Verbindung von elektrischen Speichereinheiten, insbesondere eines Fahrzeugs beansprucht. Die Verbindungsvorrichtung weist zumindest zwei Isolationsschichten und zwischen den Isolationsschichten angeordnete

Verbindungselemente auf, wobei durch die Isolationsschichten die

Verbindungselemente nach außen elektrisch isoliert sind und die

Verbindungselemente jeweils an einem ersten Ende zumindest ein zum elektrischen Verbinden der elektrischen Speichereinheit vorgesehenen Zellverbinder und/oder ein Terminalanschluss aufweist. Der Zellverbinder und/oder der Terminalanschluss sind dabei stoffschlüssig mit den Verbindungselementen ausgebildet. 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 erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung beschrieben worden sind, selbstverständlich auch im

Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriemodul und dem

erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der

Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird durch die Verbindungsvorrichtung ein zumindest elektrisches Kontaktiersystem zur elektrischen Verbindung zur

Verfügung gestellt, wobei die elektrischen Speichereinheiten insbesondere für ein zumindest elektrisch antreibbares Fahrzeug vorgesehen sind. Die elektrischen Speichereinheiten können dabei vorzugsweise als Batteriezelle, insbesondere als prismatische Batteriezellen ausgebildet sein. Die

Verbindungsvorrichtung ist sandwichartig ausgebildet und weist zumindest drei

Schichten auf. Eine erste Schicht wird von einer ersten (elektrischen)

Isolationsschicht gebildet, wobei auf der ersten Isolationsschicht wenigstens teilweise Verbindungselemente, Zellverbinder und/oder zumindest ein

Terminalanschluss angeordnet sind. Auf der von den Verbindungselementen, den Zellverbindern und/oder dem zumindest einem Terminalanschluss gebildeten Zwischenschicht ist die zweite (elektrischen) Isolationsschicht angeordnet, sodass die Verbindungselemente, die Zellverbinder und/oder der zumindest eine Terminalanschluss zumindest abschnittsweise nach außen elektrisch isoliert sind. Bevorzugt ist es dabei, wenn die Verbindungselemente vollständig von den Isolationsschichten umgeben sind. Die Zellverbinder und/oder der zumindest eine Terminalanschluss können hingegen lediglich abschnittsweise von den Isolationsschichten umgeben sein. Die

Isolationsschichten ermöglichen zum einen, dass die Verbindungselemente, insbesondere die Zellverbinder und/oder der zumindest eine Terminalanschluss, nach außen elektrisch isoliert sind und vorzugsweise gleichzeitig durch die Isolationsschichten eine mechanische Stabilität zur Verfügung gestellt wird, sodass die Verbindungsvorrichtung flexibel ausgebildet ist und trotzdem teilweise formbeständig sein kann. Die Verbindungselemente können als Leiterbahnen, insbesondere draht- und/oder gitterförmig ausgebildet sein. Die Isolations- schichten ermöglichen nach außen elektrisch isolierte Verbindungselemente, welche gleichzeitig gegen äußere Umwelteinflüsse, insbesondere Korrosion, geschützt sind. Die Isolationsschichten können dabei zumindest abschnittsweise chemisch beständig, vorzugsweise aus einem Polymer oder Kunststoff, ausgebildet sein. Insbesondere widerstandsfähig gegenüber chemischen Bestandteilen einer Batteriezellen, welche bspw. bei einer Entgasung der

Batteriezelle freigegebenen werden können.

Vorteilhafterweise können die Verbindungselemente jeweils an einem zweiten Ende einen Anschlusskontakt aufweisen, sodass eine elektrisch leitende

Verbindung mit einer Elektronikeinheit herstellbar ist. Die Elektronikeinheit kann dabei als ein PCB (Printed Circuit Board) oder Leiterplatte, insbesondere für ein Battery- Management-System (BMS) oder ein Cell-Supervising-Circuit (CSC) ausgebildet sein. An den Anschlusskontakten der Verbindungselemente kann die entsprechende Hardware (BMS, CSC, PCB) elektrisch verbunden werden, sodass Informationen der elektrischen Speichereinheiten, insbesondere der

Batteriezellen, über die Anschlusskontakte übertragbar sind. Bei den

Informationen kann es sich bspw. um Ladezustände, Temperatur der

Batteriezellen o. Ä. handeln. Es ist weiterhin denkbar, dass die

Anschlusskontakte als (RFID-)Antenne ausgebildet sind, sodass eine im

Wesentlichen kontaktlose Übertragung von Informationen der Batteriezelle herstellbar ist. Vorzugsweise sind die Anschlusskontakte mittig/zentral in der Verbindungsvorrichtung, insbesondere derart angeordnet, dass die

Elektronikeinheit mit den Anschlusskontakten elektrisch leitend verbindbar, insbesondere auflötbar, ist.

Es ist denkbar, dass die Zellverbinder und/oder der Terminalanschluss randseitig an der Isolationsschicht angeordnet sind und zumindest abschnittsweise von zumindest einer (oder mehreren) Isolationsschicht umgeben sind. Randseitig soll im Rahmen der Erfindung als umfangsseitig an der Isolationsschicht verstanden werden. Dementsprechend können die Zellverbinder und/oder der zumindest eine Terminalanschluss an einer Längsseite und/oder an einer Breitseite von zumindest einer Isolationsschicht angeordnet sein. Insbesondere sind die Zellverbinder dabei parallel zueinander und beabstandet voneinander randseitig an den Isolationsschichten angeordnet. Dies ermöglicht eine einfache

Verbindung der Zellverbinder mit den entsprechenden elektrischen Speichereinheiten, insbesondere der Batteriezellen und eine Verbindung des zumindest einen Terminalanschlusses mit einem weiteren Batteriemodul oder einem externen Verbraucher. Der Terminalanschluss kann als ein Hochvoltkontakt, insbesondere als eine Messerleiste, ausgebildet sein.

Besonders bevorzugt ist es, dass zumindest eine Isolationsschicht folienartig, insbesondere flexibel, ausgebildet ist und zumindest Kunststoff oder

Aluminiumoxid aufweist. Folienartig kann dabei insbesondere als eine extrudierte Folie, Blasfolie oder gegossene Folie verstanden werden. Dabei ist die

Isolationsschicht folienartig ausgebildet, bevor diese in Kontakt mit den

Verbindungselementen, den Zellverbindern und/oder den zumindest einen Terminalanschluss bzw. einer weiteren Isolationsschicht verbunden wird.

Dementsprechend wird die Isolationsschicht nicht um die Verbindungselemente, die Zellverbinder oder den Terminalanschluss gegossen. Dadurch wird der Aufbau der Verbindungsvorrichtung vereinfacht, sodass diese kostengünstig herzustellen ist. Darüber hinaus kann durch den sandwichartigen Aufbau der Isolationsschicht und der Verbindungselemente, der Zellverbinder und/oder dem zumindest einen Terminalanschluss eine flexible sandwichartig ausgebildete Verbindungsvorrichtung zur Verfügung gestellt stellen. Die Verbindungs- Vorrichtung kann als ein mechanisch stabiler Verbund aus folienartiger

Isolationsschichten und den, insbesondere gitterförmig ausgebildeten,

Verbindungselemente ausgebildet sein. Die Isolationsschichten können eine Flexibilität erzielen, wobei die Verbindungselemente eine mechanische Stabilität ermöglichen können.

Es kann vorteilhaft sein, dass die Isolationsschichten zumindest abschnittsweise stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt, sind. Es ist denkbar, dass zumindest eine Isolationsschicht selbstklebend ausgebildet ist, sodass die Isolationsschicht, die Verbindungselemente, der zumindest eine Terminalanschluss und/oder die Zellverbinder einfach stoffschlüssig miteinander, insbesondere sandwichartig, verbunden werden können. Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Isolationsschichten thermisch miteinander gefügt, insbesondere verschweißt, werden. Die stoffschlüssige Verbindung der Isolationsschichten und der somit bewirkte stoffschlüssige sandwichartige Aufbau kann verhindern, dass äußere Einflüsse bspw. zu einer

Korrosion der Verbindungselemente, der Zellverbinder und/oder des zumindest einen Terminalanschlusses führen. Darüber hinaus wird die Stabilität durch die stoffschlüssige Verbindung der Isolationsschichten erhöht. Durch das thermische Fügen, insbesondere Laminieren und/oder Verschweißen der Isolationsschichten oder durch das Verkleben der Isolationsschichten miteinander, kann eine formschlüssige Isolierung der Verbindungselemente, der Zellverbinder und/oder der Terminalanschlüsse erzielt werden. Das Eindringen von Feuchtigkeit oder chemischen Bestandteilen, die zu Schäden an den Verbindungselemente, den Zellverbindern und/oder des zumindest einen Terminalanschlusses führen könnten, kann somit zumindest reduziert werden.

Es ist bevorzugt, dass die Verbindungselemente als Stanzgitter ausgebildet sind und/oder dass die Verbindungselemente eine Stärke zwischen ungefähr 50 μηη und ungefähr 5 mm, bevorzugt zwischen ungefähr 100 μηη und ungefähr 2 mm, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 300 μηη und ungefähr 1 mm aufweist.

Ein Stanzgitter ist besonders einfach und somit kostengünstig herstellbar. Die Verbindungselemente, die Zellverbinder und/oder der zumindest eine

Terminalanschluss können dabei vollständig als ein Stanzgitter ausgebildet sein, sodass die Verbindungselemente, der Zellverbinder und/oder der zumindest eine Terminalanschluss stoffschlüssig miteinander ausgebildet sind. Somit können diese Bauteile einteilig ausgebildet sein. Die Verbindungselemente,

insbesondere die Zellverbinder und/oder der zumindest eine Terminalanschluss können eine Materialstärke zwischen ungefähr 50 μηη und ungefähr 5 mm aufweisen. Über die Materialstärke kann die Dicke der Verbindungsvorrichtung variiert werden. Somit kann Einfluss auf die Flexibilität, mechanische Stabilität und/oder den kompakten Aufbau der Verbindungsvorrichtung genommen werden. Je dünner das Stanzgitter ausgebildet ist, desto flexibler und kompakter ist der Aufbau der Verbindungsvorrichtung. Eine größere Materialstärke ermöglicht eine erhöhte Stabilität und somit einen verbesserten Schutz gegen mechanische Einflüsse. Darüber hinaus können bei einer größeren Materialstärke höhere Ströme übertragen werden. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Verbindungselemente, die Zellverbinder und/oder der zumindest eine Terminalanschluss voneinander unterschiedliche Materialstärken aufweisen.

Vorteilhaft kann zumindest ein Zellverbinder oder ein Terminalanschluss, insbesondere die Verbindungselemente, mehrschichtig ausgebildet sein.

Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die Zellverbinder, der zumindest eine Terminalanschluss und/oder die Verbindungselemente Aluminium, Kupfer und/oder Nickel aufweisen. Somit kann sich ein sandwichartiger Aufbau aus mehreren Schichten ergeben, wobei vorzugsweise die Schichten stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Es ist denkbar, dass die Schichten jeweils unterschiedliche Materialien, insbesondere Aluminium, Kupfer und/oder Nickel aufweisen. Darüber hinaus ist es denkbar, dass zumindest eine zusätzliche Schicht vorgesehen ist, wobei die zusätzliche Schicht Aluminiumoxid aufweist, wodurch eine elektrisch isolierende Schicht ausgebildet werden kann. Es ist bspw. denkbar, dass zwei Schichten aus Aluminium vorgesehen sind, wobei zwischen den Aluminiumschichten zumindest eine Kupfer- und/oder

Nickelschicht vorgesehen ist. Darüber hinaus ist es denkbar, dass die

Zellverbinder und/oder der Terminalanschluss bspw. zwei Aluminiumschichten aufweisen, wobei zwischen den Aluminiumschichten eine Kupferschicht ausgebildet ist und die Kupferschicht sich von den Zellverbindern und/oder dem zumindest einen Terminalanschluss als Verbindungselemente, insbesondere als Stanzgitter, erstreckt. Somit weisen der Zellverbinder und/oder der zumindest eine Terminalanschluss einen sandwichartigen Aufbau auf, wobei die

Verbindungselemente lediglich durch eine Kupferschicht gebildet werden.

Aluminium ist dabei vorteilhaft um bspw. mittels Laserschweißen die

Zellverbinder mit den Batteriezellen stoffschlüssig zu verbinden. Kupfer weist dabei eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit auf.

Es ist vorteilhaft, wenn zumindest abschnittsweise zumindest ein Schutzelement zur Verbesserung der elektrischen und/oder elektromagnetischen Verträglichkeit vorgesehen ist, wobei das Schutzelement mit wenigstens einer Isolationsschicht stoffschlüssig verbunden ist. Die Schutzelemente können dabei als Filterung und/oder Abschirmung der elektrischen und/oder elektromagnetischen Strahlung dienen. Dabei können die Schutzelemente bspw. als Abschirmbleche ausgebildet sein und vorzugsweise von zumindest einer Isolationsschicht umgeben sein.

Vorteilhafterweise kann zumindest ein Verstärkungselement zur Versteifung vorgesehen sein, wobei insbesondere das Verstärkungselement zwischen zumindest zwei Isolationsschichten angeordnet ist. Das Verstärkungselement kann dabei Kunststoff, Metall und/oder Faserverstärkten Kunststoff aufweisen. Es ist des Weiteren denkbar, dass das Verstärkungselement gleichzeitig als Schutzelement zur Verbesserung der elektrischen und/oder elektromagnetischen Verträglichkeit ausgebildet ist. Durch ein erfindungsgemäßes

Verstärkungselement können die mechanischen Eigenschaften der

Verbindungsvorrichtungen verbessert werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn das zumindest eine Verstärkungselement im Bereich der Anschlusskontakte angeordnet ist. Vorteilhaft kann das Verstärkungselement als eine Gitterstruktur zwischen den zumindest zwei Isolationsschichten ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass das Verstärkungselement eine Stärke von ungefähr 300 μηη und ungefähr 5 mm aufweist.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Zellverbinder und/oder der zumindest eine Terminalanschluss jeweils zumindest ein, vorzugsweise fünf

Deformationselemente zur elastischen Verformung aufweisen, wobei

insbesondere zumindest das Deformationselement wellenförmig oder polygonal ausgebildet ist. Ein erfindungsgemäßes Deformationselement kann dabei als Toleranzausgleich für die Zellverbinder und/oder den zumindest einen

Terminalanschluss dienen, sodass bspw. durch mechanische Einflüsse hervorgerufene Verformungen ausgeglichen werden können. Die

Deformationselemente können dabei als Aussparungen im Zellverbinder ausgebildet sein, insbesondere können die Deformationselemente gebogen, gestanzt, gefräst und/oder Schnitte in dem Zellverbinder bilden. Es ist denkbar, dass die Deformationselemente linienförmig, wellenförmig oder polygonal ausgebildete Aussparungen in den Zellverbindern bilden. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Deformationselemente elastisches Material aufweisen, wobei das elastische Material eine elastische Verformung der Zellverbinder ermöglicht. Die Deformationselemente können erfindungsgemäß zweidimensional und/oder dreidimensional ausgebildet sein. Bspw. können die Deformationselemente als wellenförmige Aussparungen und/oder wellenförmig ausgebildete Zellverbinder ausgebildet sein.

Bevorzugt kann an wenigstens einem Verbindungselement zumindest ein elektrischer Widerstand zur Messung eines Spannungsabfalls angeordnet sein. Über den elektrischen Widerstand und den somit erzielten Spannungsabfall kann der von den Batteriezellen gelieferte Strom ermittelt werden.

Es kann vorteilhaft sein, wenn zumindest ein Fixiermittel, insbesondere an dem Verstärkungselement vorgesehen ist, wodurch eine Positionierung an einem externen Bauteil, insbesondere einer elektrischen Speichereinheit und/oder einem Batteriemodul, erzielbar ist. Ein Fixiermittel kann dabei als eine

Ausnehmung, bspw. eine Bohrung, insbesondere in dem Verstärkungselement und/oder den Isolationsschichten ausgebildet sein. In das Fixiermittel kann bspw. ein Befestigungselement angeordnet werden, sodass eine insbesondere kraftschlüssige Verbindung zwischen der Verbindungsvorrichtung und einem externen Bauteil, insbesondere einer elektrischen Speichereinheit und/oder einem Batteriemodul erzielbar ist. Das Fixiermittel kann darüber hinaus als eine Clipsverbindung, Rastverbindung und/oder Klebeverbindung ausgebildet sein. Das erfindungsgemäße Fixiermittel kann ebenfalls dazu dienen, eine

Elektronikeinheit an der Verbindungsvorrichtung zu positionieren.

Vorteilhafterweise kann an dem Zellverbinder und/oder an dem

Terminalanschluss zumindest ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement angeordnet ist. Bei dem elektrisch leitfähigen Kontaktelement kann es sich bspw. um einen Spannungsabgriff handeln. Das elektrisch leitfähige Kontaktelement kann dabei bspw. als ein Steckerelement ausgebildet sein, sodass von außen eine elektrisch leitfähige Verbindung mit dem Kontaktelement, bspw. durch Aufstecken, ermöglicht ist. Das elektrisch leitfähige Kontaktelement kann dabei mit dem Zellverbinder und/oder dem Terminalanschluss einteilig, insbesondere stoffschlüssig, ausgebildet sein.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl an elektrischen Speichereinheiten, insbesondere für ein Fahrzeug beansprucht, wobei die elektrischen Speichereinheiten mittels einer Verbindungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Somit ergeben sich für das Batteriemodul sämtliche Vorteile, wie sie bereits zu der erfindungsgemäßen

Verbindungsvorrichtung ausgeführt worden sind.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung beansprucht. Das Verfahren weist dabei zumindest die folgenden Schritte auf: a) Positionieren von Verbindungselementen auf einer ersten Isolationsschicht, b) Anordnen einer zweiten Isolationsschicht auf der ersten Isolationsschicht und den zumindest abschnittsweise darauf angeordneten Verbindungselementen, wodurch die Verbindungselemente nach außen elektrisch isoliert sind und eine Zwischenlage bilden,

c) stoffschlüssiges Verbinden der ersten Isolationsschicht mit der zweiten

Isolationsschicht, wodurch ein sandwichartiger Aufbau entsteht.

Dementsprechend ergeben sich für das erfindungsgemäße Verfahren sämtliche Vorteile, wie sie bereits mit der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung aufgeführt worden sind. Das stoffschlüssige Verbinden der ersten

Isolationsschicht mit der zweiten Isolationsschicht kann dabei durch thermisches Fügen und/oder kleben der beiden Isolationsschichten ermöglicht werden.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den

Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnung und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeigen verwendet. Es zeigen:

Figur 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Verbindungsvorrichtung,

Figur 2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Verbindungsvorrichtung,

Figur 3 eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Batteriemoduls,

Figur 4 einen Ausschnitt einer möglichen Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 10 zur elektrischen Verbindung von elektrischen Speichereinheiten, insbesondere eines Fahrzeugs, gezeigt. Die Verbindungsvorrichtung 10 weist zumindest zwei Isolationsschichten 11 auf, wobei zwischen den Isolationsschichten 11 Verbindungselemente 12, zumindest abschnittsweise Zellverbinder 14 und zumindest abschnittsweise Terminalanschlüsse 15, angeordnet sind. An den Längsseiten der Verbindungseinrichtung 10 sind die Zellverbinder 14 angeordnet und stoffschlüssig mit den Verbindungselementen 12 verbunden. Die eine obere Isolationsschicht 11 bedeckt die Zellverbinder 14 zumindest in einem mittleren Bereich, wobei in diesem Bereich der Zellverbinder 14 Deformationselemente 20 angeordnet sind. Darüber hinaus befindet sich an der zumindest einen Längsseite sowie an beiden Breitseiten der Verbindungsvorrichtung 10 Terminalanschlüsse 15. Auch die Terminalanschlüsse 15 sind zumindest abschnittsweise von den Isolationsschichten 11, insbesondere formschlüssig umgeben. An zumindest einem Zellverbinder 14 ist ein Kontaktelement 23, insbesondere für einen Spannungsabgriff, angeordnet. Die Zellverbinder 14 sind dabei parallel zueinander an den Längsseiten der Verbindungsvorrichtung 10 angeordnet. Zentral bzw. mittig der Verbindungsvorrichtung 10 befindet sich ein Anschlussbereich 17, wobei in dem Anschlussbereich 17 Anschlusskontakte 16 angeordnet sind. Die Anschlusskontakte 16 bilden das zweite Ende der

Verbindungselemente 12, wobei über die Anschlusskontakte 16 eine Verbindung mit einer Elektronikeinheit herstellbar ist. Über die Elektronikeinheit können Informationen der elektrischen Speichereinheiten, insbesondere Batteriezellen, über die Verbindungselemente 12 und die stoffschlüssig mit den Verbindungselementen 12 angeordneten Zellverbinder 14 und Terminalanschlüsse 15 übermittelt werden. Im Anschlussbereich 17 ist darüber hinaus ein

Verstärkungselement 19 angeordnet, wobei das Verstärkungselement 19 stegartig den Anschlussbereich 17 versteift. Umfangsseitig am

Verstärkungselement 19 sind die Anschlusskontakte 16 angeordnet. Darüber hinaus sind am Verstärkungselement 19 zwei Fixiermittel 22 in Form von

Materialaussparungen 22 angeordnet. Weitere Materialaussparungen 25 befinden sich entlang einer Mittelachse der Verbindungsvorrichtung 10, wobei die Materialaussparung 25 bspw. für eine Entgasung der elektrischen

Speichereinheiten dienen können. Darüber hinaus kann über die

Materialaussparung 25 ein erleichterter Zugriff auf die elektrischen

Speichereinheiten ermöglicht werden. Die Verbindungvorrichtung 10 weist in Fig. 1 weiterhin einen elektrischen Widerstand 21 im Bereich der

Verbindungselemente 12 auf. Der elektrische Widerstand 21 dient zur Messung eines Spannungsabfalls, sodass der Strom der elektrischen Speichereinheiten ermittelt werden kann. Die Verbindungselemente 12 weisen an einem ersten Ende Zellverbinder 14 und/oder Terminalanschlüsse 15 und an einem zweiten Ende Anschlusskontakte 16 auf. Dementsprechend entsteht eine stoffschlüssige und somit elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Zellverbindern 14 oder dem Terminalanschluss 15 und den Anschlusskontakten 16. In Fig. 1 weisen die

Zellverbinder 14 Deformationselemente 20 auf, welche als wellenförmige Materialausnehmungen 20 mittig der Zellverbinder ausgebildet sind.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 10. Auch in Fig. 2 weist die Verbindungsvorrichtung 10 eine Isolationsschicht 11 auf, welche die Verbindungselemente 12 vollständig und die Zellverbinder 14 abschnittsweise elektrisch nach außen isoliert. Die folienartige Isolationsschicht 11 ist dabei stoffschlüssig mit den Verbindungselementen 12 und abschnittsweise mit den Zellverbindern 14 verbunden. An einem ersten Ende der Verbindungselemente 12 sind diese mit den Zellverbindern 14 stoffschlüssig, insbesondere als ein Stanzteil, ausgebildet. An einem zweiten Ende der Verbindungselemente 12 sind Anschlusskontakte 16 angeordnet, wobei die Anschlusskontakte 16 frei von der Isolationsschicht 11 sind. Dementsprechend ist es möglich, die Anschlusskontakte 16 elektrisch mit einer Elektronikeinheit zu verbinden. Bei der Elektronikeinheit kann es sich bspw. um ein BMS- und/oder CSC-System handeln. Auch in Figur 2 sind die

Zellverbinder 14 mit einem Deformationselement 20, welches wellenförmig ausgebildet ist, versehen. Darüber hinaus weist die Isolationsschicht 11

Materialaussparungen 25 auf, welche zum einen eine Entgasung der

elektrischen Speichereinheiten sowie einen vereinfachten Zugriff auf die elektrischen Speichereinheiten ermöglicht. Im Anschlussbereich 17 der

Anschlusskontakte 16 ist ein Verstärkungselement 19 angeordnet, wobei das Verstärkungselement 19 zwei Fixiermittel 22 aufweist, sodass über die

Fixiermittel 22 die Verbindungsvorrichtung 10 an einem externen Bauteil positioniert werden kann.

In Fig. 3 ist ein Ausschnitt einer möglichen Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Batteriemoduls 100 gezeigt. Das Batteriemodul 100 weist in Fig. 3 zwei elektrische Speichereinheiten 110 auf, wobei die elektrischen

Speichereinheiten 110 als Batteriezellen 110 ausgebildet sind. Die Batteriezellen 110 weisen jeweils einen Anschlusspol 111 auf, an denen die

Verbindungsvorrichtung 10 mittels der Zellverbinder 14 positioniert wird. Der gezeigte Ausschnitt der Verbindungsvorrichtung 10 ist hierbei sandwichartig ausgebildet und weist zwei Isolationsschichten 11 auf. Zwischen den

Isolationsschichten 11 ist der Zellverbinder 14 angeordnet, wobei der

Zellverbinder 14 ebenfalls aus zwei Schichten 14 besteht und zwischen den beiden Schichten 14 des Zellverbinders 14 das Verbindungselement 12 angeordnet ist. Vorteilhaft ist es, dass die beiden Schichten 14 des

Zellverbinders 14 Aluminium aufweisen und das Verbindungselement 12 Kupfer aufweist. Aluminium ist einfach mit den Anschlusspolen 111 der elektrischen Speichereinheiten 110 und somit kostengünstig zu schweißen. Das

Verbindungselement 12 erstreckt sich aus den zwei Schichten 14 der

Zellverbinder 14 heraus und kann somit an einem zweiten Ende, welches in Fig. 3 nicht näher dargestellt ist, mit den Anschlusskontakten 16 verbunden sein. Die Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer sandwichsartig

aufgebauten Verbindungsvorrichtung 10. Der Ausschnitt der

Verbindungsvorrichtung 10 in Fig. 4 zeigt dabei einen mehrschichtigen Aufbau, wobei zwei Isolationsschichten 11 die zwei Schichten der Zellverbinder 14 zumindest abschnittsweise bedecken. Insbesondere sind die Isolationsschichten 11 in einem Bereich angeordnet, welcher nicht zur Verbindung der Zellverbinder 14 mit einem Anschlusspol einer elektrischen Speichereinheit dienen. Das Verbindungselement 12 ist in Fig. 4 zwischen den beiden Schichten 14 des Zellverbinders 14 angeordnet. Vorzugsweise weist das Verbindungselement 12 Kupfer und die Schichten 14 des Zellverbinders 14 Aluminium auf. Das

Verbindungselement 12 kann dabei eine Stärke von ungefähr 50 μηη und ungefähr 5 mm aufweisen. Die Isolationsschicht 11 ist vorzugsweise folienartig, insbesondere flexibel, ausgebildet und weist zumindest Kunststoff oder

Aluminiumoxid auf.

Die voranstehenden Erläuterungen der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen.

Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.