Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrochemisches Energiespeichermodul, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie, und ein Fahrzeug mit einem solchen Energiespeichermodul. Durch die alltägliche Nutzung von tragbaren elektronischen Geräten und die zu- nehmende Verbreitung von elektromotorisch betriebenen Fahrzeugen besteht ein Bedarf an elektrochemischen Energiespeichern, die auch im dauerhaften Betrieb und/oder bei hoher Leistungsabgabe zuverlässig und sicher arbeiten. Es sind Ener- giespeicher bekannt, die mehrere parallel oder in Serie geschaltete elektrochemi- sehe Zellen enthalten. Um diese Energiespeicher auch nach Ausfallen einer oder mehrerer Zellen weiterbetreiben zu können, können Schaltungen, beispielsweise sog. inverse Sicherungen (Antifuse) vorgesehen sein, die die ausgefallene Zelle im Bedarfsfall überbrücken.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässige Überbrückung einer oder mehrerer Zellen auf einfache Weise zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektrochemisches Energiespeichermodul und ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 bzw. 10.

Ein erfindungsgemäßes elektrochemisches Energiespeichermodul, bei welchem es sich insbesondere um eine Lithium-Ionen-Batterie handelt, weist mindestens eine elektrochemische Energiespeicherzelle und mindestens eine Überbrückungsvorrich- tung auf, die mit der mindestens einen Energiespeicherzelle elektrisch parallel ge- schaltet ist. Die mindestens eine Überbrückungsvorrichtung weist einen ersten Stromleiter mit mindestens einer Überbrückungsstelle, die einen Überbrückungsstel- lenquerschnitt aufweist, und einen vom ersten Stromleiter durch einen Spalt beab- standeten zweiten Stromleiter auf. Ferner weist die Überbrückungsvorrichtung einen Überbrückungsschalter zum Herstellen einer ersten partiellen elektrischen Verbin- dung zwischen dem ersten Stromleiter und dem zweiten Stromleiter und ein im Be- reich der mindestens einen Überbrückungsstelle angeordnetes Überbrückungsma- terial auf. Dabei ist bzw. sind der Überbrückungsstellenquerschnitt und/oder das Überbrückungsmaterial derart eingerichtet, dass das im Bereich der mindestens einen Überbrückungsstelle angeordnete Überbrückungsmaterial infolge einer Er wärmung der mindestens einen Überbrückungsstelle schmilzt und dabei eine zweite partielle elektrische Verbindung zwischen dem ersten Stromleiter und dem zweiten Stromleiter herstellt. Die Erwärmung der mindestens einen Überbrückungsstelle wird durch einen elektrischen Strom verursacht, der durch den Überbrückungsstel- lenquerschnitt nach Herstellen der ersten partiellen elektrischen Verbindung fließt.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, weist ein erfin- dungsgemäßes elektrochemisches Energiespeichermodul auf.

Ein Aspekt der Erfindung basiert auf dem Ansatz, eine oder mehrere Energiespei- cherzellen eines elektrochemischen Energiespeichermoduls mittels einer parallelge- schalteten Überbrückungsvorrichtung zu überbrücken, indem durch Herstellen einer ersten partiellen elektrischen Verbindung zwischen einem ersten Stromleiter und einem vom ersten Stromleiter durch einen Spalt beabstandeten zweiten Stromleiter ein Herstellen einer oder mehrerer weiterer partieller elektrischer Verbindung zwi- sehen dem ersten und zweiten Stromleiter ausgelöst wird. Dazu ist ein Überbrü- ckungsschalter vorgesehen, beispielsweise eine inverse Sicherung (sog. Antifuse), der in einem geschlossenen Zustand die erste partielle elektrische Verbindung her- stellt, so dass zwischen dem ersten und zweiten Stromleiter ein elektrischer Strom fließt, welcher den ersten Stromleiter im Bereich der mindestens einen Überbrü- ckungsstelle erwärmt und dadurch das im Bereich der Überbrückungsstelle ange- ordnete Überbrückungsmaterial zum Schmelzen bringt. Das Überbrückungsmaterial und/oder der Überbrückungsstellenquerschnitt ist bzw. sind vorzugsweise so ge- wählt und/oder geformt und/oder dimensioniert, dass das Überbrückungsmaterial bei dem nach Herstellen der ersten elektrischen Verbindung zu erwartenden bzw. auftretenden Stromfluss schmilzt. Das geschmolzene Überbrückungsmaterial über- brückt dann im Bereich der Überbrückungsstelle den Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Stromleiter, beispielsweise indem es den ersten und zweiten Stromleiter zumindest teilweise benetzt und dann erstarrt, und bildet somit eine zweite bzw. weitere partielle elektrische Verbindung zwischen dem ersten und zwei- ten Stromleiter.

Durch das Herstellen der zweiten partiellen elektrischen Verbindung wird der Kon- taktwid erstand zwischen dem ersten und zweiten Stromleiter gegenüber dem Kon- taktwiderstand, der beim ausschließlichen Bestehen der ersten partiellen elektri- schen Verbindung auftritt, verringert. Dadurch wird der Stromfluss durch den ersten und zweiten Leiter insgesamt erhöht, so dass die Energiespeicherzelle zuverlässig und effizient überbrückt wird. Erwärmt sich die Energiespeicherzelle des Energiespeichermoduls beispielsweise auf eine Temperatur oberhalb einer vorgegebene Betriebstemperaturschwelle, etwa 50°C, vorzugsweise 60°C, insbesondere 70°C, wechselt der Überbrückungsschalter von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand. Der Überbrückungs- schalter kann dabei aktiv betätigt werden oder automatisch schließen. Der daraufhin durch den ersten und zweiten Stromleiter fließende elektrische Strom erwärmt den ersten Stromleiter im Bereich der Überbrückungsstelle durch den ohmschen Wider- stand, der durch den Überbrückungsstellenquerschnitt definiert ist, derart, dass das Überbrückungsmaterial schmilzt und den ersten und zweiten Stromleiter mit der zweiten partiellen elektrischen Verbindung elektrisch leitend verbindet. Dadurch erhöht sich die vom elektrischen Strom zwischen dem ersten und zweiten Stromlei- ter durchflossene Querschnittsfläche, so dass der erste Stromleiter im Bereich der Überbrückungsstelle wieder abkühlt und das geschmolzene Überbrückungsmaterial wieder erstarrt. Dabei wird die zweite elektrische Verbindung fixiert.

Insgesamt ermöglicht die Erfindung eine zuverlässige Überbrückung einer oder mehrerer Energiespeicherzellen auf einfache Weise.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist bzw. weisen der erste und/oder der zweite Stromleiter mehrere Überbrückungsstellen mit unterschiedlichen Überbrü- ckungsstellenquerschnitten auf, in deren Bereich jeweils Überbrückungsmaterial angeordnet ist. Dabei sind die Überbrückungsstellenquerschnitte und/oder ist das Überbrückungsmaterial im Bereich des jeweiligen Überbrückungsstellenquerschnitts derart eingerichtet, dass das Überbrückungsmaterial im Bereich des jeweiligen Überbrückungsstellenquerschnitts infolge einer Erwärmung der jeweiligen Überbrü- ckungsstelle, die durch den elektrischen Strom verursacht wird, der durch den jewei- ligen Überbrückungsstellenquerschnitt nach Herstellen einer oder mehrerer partiel- ler elektrischer Verbindungen zwischen dem ersten Stromleiter und dem zweiten Stromleiter im Bereich von Überbrückungsstellen mit geringerem Überbrückungs- Stellenquerschnitt fließt, schmilzt und dabei eine weitere partielle elektrische Verbin- dung zwischen dem ersten Stromleiter und dem zweiten Stromleiter herstellt.

Die unterschiedlichen Überbrückungsstellenquerschnitte und/oder das im Bereich der jeweiligen Überbrückungsstellen angeordnete Überbrückungsmaterial sind bzw. ist vorzugsweise in der Weise eingerichtet, insbesondere aufeinander abgestimmt und/oder angeordnet, dass nach Herstellen einer partiellen elektrischen Verbindung im Bereich einer Überbrückungsstelle das Überbrückungsmaterial an einer anderen Überbrückungsstelle mit einem größeren, insbesondere dem nächstgrößeren, Überbrückungsstellenquerschnitt aufgrund des durch die zuvor hergestellte partielle Verbindung erhöhten Stromflusses schmilzt und eine weitere partielle elektrische Verbindung herstellt. Das Herstellen einer partiellen elektrischen Verbindung im Bereich einer Überbrückungsstelle mit einem kleineren, insbesondere dem nächst- kleineren, Überbrückungsstellenquerschnitt ist somit Voraussetzung für das nach- folgende Herstellen weiterer Verbindungen. Dadurch kann ein kaskadenartiges Her- stellen der partiellen elektrischen Verbindungen erreicht werden, infolge dessen der Stromfluss durch den ersten und zweiten Stromleiter weiter steigt und der Kontakt- widerstand weiter verringert wird.

Der durch den ersten bzw. zweiten Stromleiter fließende elektrische Strom wird da- bei insbesondere von dem Überbrückungsstellenquerschnitt derjenigen Überbrü- ckungsstelle begrenzt, in deren Bereich noch keine partielle elektrische Verbindung hergestellt ist und die den kleinsten Überbrückungsstellenquerschnitt aller Überbrü- ckungsstellen, in deren Bereich noch keine partielle elektrische Verbindung herge- stellt ist, aufweist. Die Überbrückungsstellenquerschnitte und/oder das im Bereich der Überbrückungsstellen angeordnete Überbrückungsmaterial sind bzw. ist daher derart eingerichtet, dass der durch den jeweiligen Überbrückungsstellenquerschnitt begrenzte Stromfluss ausreicht, um eine Erwärmung herbeizuführen, in deren Folge das Überbrückungsmaterial im Bereich der jeweiligen Überbrückungsstelle schmilzt. Dadurch wird eine weitere partielle elektrische Verbindung an einer Überbrückungs- stelle zuverlässig hergestellt, wenn der durch den zugehörigen Überbrückungsstel- lenquerschnitt fließende elektrische Strom nicht durch einen anderen, geringeren Überbrückungsstellenquerschnitt begrenzt wird. Vorzugsweise sind die Überbrückungsstellen entlang des ersten und/oder zweiten Stromleiters unter Berücksichtigung ihres jeweiligen Überbrückungsstellenquer- schnittes derart angeordnet, dass die Überbrückungsstellenquerschnitte zum Über- brückungsschalter hin abnehmen. Dadurch kann vermieden werden, dass Überbrü- ckungsstellen, in deren Bereich noch keine partielle elektrische Verbindung herge- stellt wurde, kurzgeschlossen werden. Diese Anordnung ermöglicht dadurch eine Erhöhung der Zuverlässigkeit der Überbrückungsvorrichtung.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Überbrückungsschalter als Bimetallschalter ausgebildet. Der Bimetallschalter ist dabei vorzugsweise am ersten oder am zweiten Stromleiter fixiert und dazu eingerichtet, sich bei einer Tempera- turerhöhung zum zweiten bzw. ersten Stromleiter hin zu biegen. Erreicht oder Über schreitet die Temperatur des Bimetallschalters einen vorgegebenen Temperatur- schwellenwert, beispielsweise eine maximal zulässigen Betriebstemperatur der Energiespeicherzelle von 50 C, vorzugsweise 60 C, insbesondere 70 C, kontaktiert der Bimetallschalter den zweiten bzw. ersten Stromleiter. Dadurch kann das Über- brücken der Energiespeicherzelle, insbesondere das kaskadenartige Herstellen der weiteren partiellen elektrischen Verbindungen, automatisch ausgelöst werden.

Zusätzlich kann der Überbrückungsschalter einen Heizwiderstand aufweisen, der dazu eingerichtet ist, den Bimetallschalter zu betätigen. Dadurch kann, beispiels- weise von einer Steuerungseinrichtung zur Überwachung des Energiespeichers, die erste partielle elektrische Verbindung bei Bedarf durch Bestromen des Heizwider- stands aktiv hergestellt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Bereich des Überbrückungs- schalters auf dem ersten oder zweiten Stromleiter ein Überbrückungsmaterial ange- ordnet und derart eingerichtet, dass es infolge einer Erwärmung des Überbrü- ckungsschalters und/oder des ersten Stromleiters und/oder des zweiten Stromlei- ters, die durch einen elektrischen Strom verursacht wird, der durch den Überbrü- ckungsschalter und/oder den ersten Stromleiter und/oder den zweiten Stromleiter fließt, schmilzt und beim Wiedererstarren den Überbrückungsschalter am ersten bzw. zweiten Stromleiter fixiert. Dadurch kann ein unbeabsichtigtes Öffnen des Überbrückungsschalters nach Herstellen der ersten partiellen elektrischen Verbin- dung, etwa durch Zurückbiegen des Bimetallschalters bei einer Temperaturabnah- me der Energiespeicherzelle, die durch das Herstellen der ersten und/oder der wei- teren elektrischen partiellen Verbindungen verursacht wird, zuverlässig vermieden werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Überbrückungsmaterial Zinn. Durch seine Formbarkeit und eine Schmelztemperatur von etwa 232°C eignet sich Zinn besonders gut zum Aufbringen auf den ersten und/oder zweiten Stromleiter im Bereich der Überbrückungsstellen und dazu, durch eine stromflussbedingte Erwär- mung zu schmelzen und eine weitere partielle elektrische Verbindung zwischen den Stromleitern herzustellen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in dem Spalt zwischen dem ers- ten und zweiten Stromleiter ein Isolationsmaterial angeordnet. Dabei ist das Isolati- onsmaterial vorzugsweise elektrisch und/oder thermisch isolierend und weist insbe- sondere einen geringe Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Dadurch kann eine Spaltbreite des Spalts auch bei einer Erwärmung, beispielsweise aufgrund eines ansteigenden Stromflusses infolge weiterer hergestellter elektrischer Verbindungen, des ersten und/oder zweiten Stromleiters im Wesentlichen konstant gehalten und somit ein unbeabsichtigtes Trennen der partiellen elektrischen Verbindungen ver- mieden werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Überbrückungsschalter dazu eingerichtet, die erste partielle elektrische Verbindung zwischen dem ersten Strom- leiter und dem zweiten Stromleiter bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgege- benen Temperaturschwellenwerts der mindestens einen Energiespeicherzelle, ins- besondere einer maximal zulässigen Betriebstemperatur, herzustellen. Der vorge- gebene Temperaturschwellenwert kann beispielsweise 50°C, vorzugsweise 60°C, insbesondere 70°C betragen. Dadurch kann die erste partielle elektrische Verbin- dung zuverlässig hergestellt werden, bevor eine weitere Temperaturerhöhung der mindestens einen Energiespeicherzelle eine Zerstörung oder zumindest Beschädi- gung der Energiespeicherzelle, insbesondere des Energiespeichermoduls, verur- sacht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Energiespeichermodul eine Steuerungseinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, die erste partielle elektri- sehe Verbindung bei Erreichen oder Überschreiten des vorgegebenen Temperatur- schwellenwerts der mindestens einen Energiespeicherzelle mittels des Überbrü- ckungsschalters herzustellen. Vorzugsweise weist die Steuerungseinrichtung einen Temperatur- und/oder Leistungssensor auf, der dazu eingerichtet ist, eine Tempera- tur der mindestens einen Energiespeicherzelle bzw. eine von der mindestens einen Energiespeicherzelle abgegebene elektrische Leistung zu erfassen. Die Steue- rungseinrichtung betätigt dann auf Grundlage der erfassten Temperatur bzw.

elektrischen Leistung, gegebenenfalls auch unter Berücksichtigung weiterer, einen Betriebszustand der Energiespeicherzelle charakterisierenden Parameter und/oder Sensordaten, den Überbrückungsschalter, um das Herstellen mehrerer partieller elektrischer Verbindungen auszulösen und die Energiespeicherzelle im Energie- speichermodul zu überbrücken. Dadurch kann die Überbrückungsvorrichtung be- sonders zuverlässig aktiviert werden.

Alternativ oder zusätzlich ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, die erste partielle elektrische Verbindung bei Detektion eines internen Kurzschlusses der Energiespeicherzelle, bei Detektion eines Aufpralls und/oder bei Detektion eines anormalen Spannungsverhaltens mittels des Überbrückungsschalters herzustellen. Dazu weist die Steuerungseinrichtung vorzugsweise entsprechende Sensoren auf und/oder ist mit entsprechenden Sensoren, die im Fahrzeug oder der Energiespei- cherzelle verbaut sind, verbunden. Dadurch kann insbesondere eine, gegebenen- falls weitere, Beschädigung der Energiespeicherzelle und/oder des Fahrzeugs ver- mieden werden.

Die Steuerungseinrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, die erste partielle elektrische Verbindung bei Detektion eines Zellfehlers, durch den die Reichweite und/oder Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs, vorzugsweise zu mehr als 30 %, be- schränkt wird, mittels des Überbrückungsschalters herzustellen. Das Feststellen eines Einbruchs der Reichweite und/oder Leistungsfähigkeit kann zuverlässig als Indikator dienen, dass eine Fehlfunktion, insbesondere eine Beschädigung, der Energiespeicherzelle vorliegt. Somit kann der Betrieb einer fehlerhaft arbeitenden, insbesondere beschädigten, Energiespeicherzelle vermieden werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der erste Stromleiter einen ersten Stromleiterquerschnitt und/oder der zweite Stromleiter einen zweiten Strom- leiterquerschnitt auf. Dabei ist der Überbrückungsstellenquerschnitt der mindestens einen Überbrückungsstelle kleiner ist als der erste und/oder der zweite Stromleiter- querschnitt. Die mindestens eine Überbrückungsstelle ist beispielsweise als Verjün- gung des ersten und/oder zweiten Stromleiters ausgebildet. Dadurch kann sicher- gestellt werden, dass eine, insbesondere kontrollierte, Erwärmung des ersten und/oder zweiten Stromleiters durch einen Stromfluss im Wesentlichen im Bereich der Überbrückungsstellen stattfindet.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren, in denen durchgängig dieselben Bezugszeichen für dieselben oder einander entspre- chende Elemente der Erfindung verwendet werden. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch:

Fig. 1 ein Beispiel eines Energiespeichermoduls mit einer Überbrückungsvorrich- tung; und Fig. 2 ein Beispiel eines Überbrückungsschalters.

Figur 1 zeigt ein Beispiel eines Energiespeichermoduls 1 , das mehrere Energiespei- cherzellen und eine Überbrückungsvorrichtung 3 zum Überbrücken einer Energie- speicherzelle 2 aufweist.

Die Überbrückungsvorrichtung 3 ist mit der Energiespeicherzelle 2 elektrisch parallel geschaltet und weist einen mit einem negativen Pol der Energiespeicherzelle 2 ver- bundenen ersten Stromleiter 4a und einen mit einem positiven Pol der Energiespei- cherzelle 2 verbundenen zweiten Stromleiter 4b auf. Die beiden Stromleiter 4a, 4b sind durch einen Spalt 5 mit einer Spaltbreite d voneinander getrennt. Ein Überbrü- ckungsschalter 6 ist dazu eingerichtet, über den Spalt 5 hinweg eine erste partielle, d.h. räumlich begrenzte, elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Strom- leitern 4a, 4b herzustellen. Zusätzlich weist der erste Stromleiter 4a eine erste Überbrückungsstelle 7a und der zweite Stromleiter 4b eine zweite Überbrückungs- stelle 7b auf, in deren Bereich am ersten bzw. zweiten Stromleiter 4a bzw. 4b je- weils ein Überbrückungsmaterial 8 vorgesehen ist, durch das - wie weiter unten noch näher beschrieben wird - eine zweite bzw. dritte partielle elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Stromleitern 4a, 4b herstellbar ist.

Die Spaltbreite d des Spalts 5 zwischen den Stromleitern 4a, 4b ist groß genug, um einen Durchschlag der anliegenden Spannung der Energiespeicherzelle 2 zu ver- meiden. Die Spaltbreite d beträgt beispielsweise mehr als 0,5 mm, vorzugsweise mehr als 1 mm, insbesondere mehr als 2 mm. Um die Beabstandung der beiden Stromleiter 4a, 4b und/oder die elektrische Isolierung des ersten Stromleiters 4a vom zweiten Stromleiter 4b sicherzustellen, sind im Spalt 5 zwischen den beiden Stromleitern 4a, 4b vorzugsweise Isolationselemente 9 aus einem elektrisch isolie- renden Material mit einem geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten angeordnet.

Ist der Überbrückungsschalter 6 geschlossen, wird der Spalt 5 durch den Überbrü- ckungsschalter 6 überbrückt und damit die erste partielle elektrische Verbindung zwischen den Stromleitern 4a und 4b hergestellt. Der Überbrückungsschalter 6 kann beispielsweise als elektrisch schaltbarer Halbleiterschalter ausgebildet sein, der bei Vorliegen eines Überbrückungssignals einen Stromfluss zwischen dem ersten und zweiten Stromleiter 4a, 4b ermöglicht. Alternativ kann der Überbrückungsschalter 6 als Temperaturschalter, insbesondere als Bimetallschalter, eingerichtet sein. Vor- zugsweise ist ein solcher Bimetallschalter oder -streifen mit einem Ende am ersten oder zweiten Stromleiter 4a bzw. 4b befestigt und so ausgestaltet, dass er sich bei einer Erwärmung über einen T emperaturschwellenwert hinaus derart zum zweiten bzw. zweiten Stromleiter 4a, 4b hin verbiegt, dass eine elektrische Verbindung zwi- schen dem ersten und zweiten Stromleiter 4a und 4b hergestellt wird.

Durch die mit Hilfe des Überbrückungsschalters 6 hergestellte erste partielle elektri- sche Verbindung fließt ein elektrischer Strom durch die beiden Stromleiter 4a und 4b und damit auch durch einen ersten Überbrückungsstellenquerschnitt 10a des ersten Stromleiters 4a im Bereich der ersten Überbrückungsstelle 7a und durch ei- nen zweiten Überbrückungsstellenquerschnitt 10b des zweiten Stromleiters 4b im Bereich der zweiten Überbrückungsstelle 7b.

Der erste Überbrückungsstellenquerschnitt 10a ist dabei so ausgelegt, dass der nach Herstellen der ersten partiellen elektrischen Verbindung durch den ersten

Überbrückungsstellenquerschnitt 10a fließende elektrische Strom eine Erwärmung des ersten Stromleiters 4a im Bereich der ersten Überbrückungsstelle 7a ve rur- sacht, die ausreicht, um das im Bereich der ersten Überbrückungsstelle 7a ange- ordnete Überbrückungsmaterial 8 zu schmelzen. Beispielsweise kann der erste Überbrückungsstellenquerschnitt 10a auf den zu erwartenden Stromfluss nach Schließen des Überbrückungsschalters 6 angepasst sein, insbesondere derart di- mensioniert sein, dass der Stromfluss eine Erwärmung zur Folge hat, die zum Schmelzen des Überbrückungsmaterials 8 ausreicht.

Alternativ oder zusätzlich kann das im Bereich der ersten Überbrückungsstelle 7a angeordnete Überbrückungsmaterial 8 so gewählt und/oder geformt und/oder di- mensioniert sein, dass es bei der genannten Erwärmung des ersten Stromleiters 4a im Bereich der ersten Überbrückungsstelle 7a schmilzt und an dieser Stelle eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Stromleitern 4a und 4b herstellt. Bei- spielsweise kann das Überbrückungsmaterial 8 im Bereich der ersten Überbrü- ckungsstelle 7a einen auf die genannte Erwärmung angepassten Schmelzpunkt aufweisen und/oder in Form einer Schicht auf dem ersten Stromleiter 4a, insbeson- dere im Spalt 5, angeordnet sein, wobei die Schicht so dimensioniert ist, dass sie durch die Erwärmung schmilzt.

Das im Bereich der ersten Überbrückungsstelle 7a geschmolzene Überbrückungs- material 8 tritt in elektrischen Kontakt mit dem zweiten Stromleiter 4b, beispielswei- se aufgrund der Oberflächenspannung des Überbrückungsmaterials 8, durch wel- che das geschmolzene Überbrückungsmaterial 8 in den Spalt 5 hinein gezogen wird. Dadurch bildet das Überbrückungsmaterial 8 im Bereich der ersten Überbrü- ckungsstelle 7a - zusätzlich zur ersten partiellen elektrischen Verbindung durch den Überbrückungsschalter 6 - eine zweite partielle elektrische Verbindung. Um die Kontaktierung des ersten und zweiten Stromleiters 4a, 4b durch das geschmolzene Überbrückungsmaterial 8 zu erleichtern und/oder zuverlässiger zu machen, ist die Spaltbreite d vorzugsweise auf die Oberflächenspannung und/oder die Menge des im Bereich der Überbrückungsstelle 7a angeordneten Materials 8 hin angepasst.

Da der elektrische Strom im Bereich der ersten Überbrückungsstelle 7a nun nicht mehr ausschließlich durch den ersten Überbrückungsstellenquerschnitt 10a, son- dern auch über die zweite partielle elektrische Verbindung zum zweiten Stromlei- ter 4b fließt, sinkt die durch den Stromfluss verursachte Temperatur im Bereich der ersten Überbrückungsstelle 7a. Dadurch erstarrt das im Bereich der ersten Über- brückungsstelle 7a geschmolzene Überbrückungsmaterial 8 wieder und fixiert somit die zweite partielle elektrische Verbindung.

Durch das Herstellen der zweiten partiellen elektrischen Verbindung, die sich insbe- sondere über die gesamte Fläche der ersten Überbrückungsstelle 7a erstreckt, wird der Kontaktwiderstand zwischen dem ersten und zweiten Stromleiter 4a, 4b, der zunächst im Wesentlichen durch die durch das Überbrückungselement 8 hergestell- te erste partielle Verbindung bestimmt wird, gesenkt, so dass auf einfache und zu- verlässige Weise eine niederohmige Überbrückung der Zelle 2 ermöglicht wird. Zudem können der erste und zweite Stromleiter 4a, 4b nun einen höheren elektri- schen Strom führen. Dies kann ausgenutzt werden, indem analog zum ersten Über- brückungsstellenquerschnitt 10a bzw. zu dem im Bereich der ersten Überbrü- ckungsstelle 7a angeordneten Überbrückungsmaterial 8 der zweite Überbrückungs- stellenquerschnitt 10b bzw. das im Bereich der zweiten Überbrückungsstelle 7b an- geordnete Überbrückungsmaterial 8 in der Weise eingerichtet ist bzw. sind, dass das im Bereich der zweiten Überbrückungsstelle 7b angeordnete Überbrückungs- material 8 schmilzt, wenn sich der zweite Stromleiter 4b im Bereich der zweiten Überbrückungsstelle 7b erwärmt. Die Erwärmung des zweiten Stromleiters 4b wird dabei durch den nach Herstellen der zweiten partiellen elektrischen Verbindung durch den zweiten Überbrückungsstellenquerschnitt 10b fließenden elektrischen Strom verursacht.

Der zweite Überbrückungsstellenquerschnitt 10b bzw. das im Bereich der zweiten Überbrückungsstelle 7b angeordnete Überbrückungsmaterial 8 ist insbesondere dazu eingerichtet, dass das im Bereich der zweiten Überbrückungsstelle 7b ange- ordnete Überbrückungsmaterial 8 bei Erwärmung des zweiten Stromleiters 4b im Bereich der zweiten Überbrückungsstelle 7b infolge eines Stromflusses durch den zweiten Überbrückungsstellenquerschnitt 10b nach ausschließlichem Herstellen der ersten partiellen elektrischen Verbindung nicht schmilzt. Zu diesem Zweck ist bei- spielsweise der zweite Überbrückungsstellenquerschnitt 10b größer als der erste Überbrückungsstellenquerschnitt 10a ausgebildet. Dadurch wird ein kaskadenartiges Schmelzen des im Bereich der Überbrückungs- stellen 7a, 7b angeordneten Überbrückungsmaterials 8 ermöglicht - d.h. erst schmilzt das an der ersten Überbrückungsstelle 7a mit niedrigem Querschnitt be- findliche Überbrückungsmaterial 8 und dann das an der zweiten Überbrückungsstel- le 7b mit höherem Querschnitt befindliche Überbrückungsmaterial 8 wodurch die partiellen elektrischen Verbindungen zwischen den Stromleiter 4a, 4b ebenfalls kas- kadenartig hergestellt werden. Dabei wird mit jeder zusätzlich hergestellten partiel- len elektrischen Verbindung der Kontaktwiderstand zwischen den Stromleitern 4a, 4b weiter gesenkt. Dementsprechend können über das in Figur 1 gezeigte Beispiel hinausgehend wei- tere Überbrückungsstellen mit weiter ansteigenden Überbrückungsstellenquer- schnitten und im Bereich dieser Überbrückungsstellen jeweils angeordnetem Über- brückungsmaterial vorgesehen sein, die eine Fortführung der beispielhaft beschrie- benen Kaskadierung erlauben. Figur 2 zeigt ein Beispiel eines Überbrückungsschalters 6, der dazu eingerichtet ist, im geschlossenen Zustand einen ersten Stromleiter 4a mit einem zweiten Stromlei- ter 4b elektrisch zu verbinden. Der Überbrückungsschalter 6 kann vorzugsweise bei der in Figur 1 gezeigten Überbrückungsvorrichtung 3 eingesetzt werden.

Der Überbrückungsschalter 6 ist im gezeigten Beispiel als Bimetallschalter ausge- bildet, der sich aus zwei Streifen aus unterschiedlichen Materialien 6a, 6b mit unter- schiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zusammensetzt und sich daher bei einer Temperaturänderung verbiegt.

Der Überbrückungsschalter 6 ist im vorliegenden Beispiel mit einem ersten Ende, vorzugsweise dauerhaft, am ersten Stromleiter 4a angebracht und relativ zum zwei- ten Stromleiter 4b so angeordnet, dass das freie zweite Ende bei einer regulären Betriebstemperatur der Energiespeicherzelle (siehe Figur 1 ), von beispielsweise bis zu 50°C, den zweiten Stromleiter 4b nicht berührt (nicht dargestellt). Vorzugsweise ist der Überbrückungsschalter 6 in diesem Temperaturbereich im Wesentlichen eben bzw. geradlinig oder nur gering verbogen. Steigt die Temperatur der Energiespeicherzelle jedoch über die reguläre Betriebs- temperatur an, etwa in Folge eines Betriebsfehlers, verbiegt sich der Überbrü- ckungsschalter 6 in Richtung des zweiten Stromleiters 4b, so dass sein freies Ende auf dem zweiten Stromleiter 4b zu liegen kommt und diesen elektrisch kontaktiert, wenn die Temperatur der Energiespeicherzelle einen vorgegebenen Temperatu r- schwellenwert, bei dem beispielsweise eine Zerstörung oder Beschädigung der Energiespeicherzelle kurz bevorsteht, erreicht oder überschreitet.

Durch die auf diese Weise hergestellte erste partielle elektrische Verbindung zwi- schen dem ersten Stromleiter 4a und dem zweiten Stromleiter 4b kann ein elektri- scher Strom zwischen den Stromleitern 4a, 4b fließen, so dass eine zum ersten und zweiten Stromleiter 4a, 4b elektrisch parallel geschalteten Zelle überbrückt werden kann.

Um die erste partielle elektrische Verbindung zu stabilisieren, kann im Bereich des Überbrückungsschalters 6, insbesondere auf dem zweiten Stromleiter 4b, vorzugs- weise ein Überbrückungsmaterial 8 angeordnet sein, das dazu eingerichtet ist, durch eine durch den Stromfluss nach Herstellen der ersten partiellen elektrischen Verbindung verursachte Erwärmung des zweiten Stromleiters 4b im Bereich des Überbrückungsschalters 6 zu schmelzen. Das auf diese Weise zum Schmelzen ge- brachte Überbrückungsmaterial 8 tritt daraufhin in elektrischen Kontakt mit dem noch freien Ende des Überbrückungsschalter 6 und senkt so den Kontaktwiderstand zwischen dem Überbrückungsschalter 6 und dem zweiten elektrischen Leiter 4b. Dadurch sinkt die durch den Stromfluss bedingte Temperatur im Bereich des Über- brückungsschalters 6 wieder, so dass das geschmolzene Überbrückungsmaterial 8 wieder erstarren und dabei das bis zu diesem Zeitpunkt freie Ende des Überbrü- ckungsschalters 6 am zweiten Stromleiter 4b dauerhaft fixieren kann.

Bezugszeichenliste

1 Energiespeichermodul

2 Energiespeicherzelle

3 Überbrückungsvorrichtung

4a erster Stromleiter

4b zweiter Stromleiter

5 Spalt

6 Überbrückungsschalter

6a, 6b Materialen des Überbrückungsschalters 7a erste Überbrückungsstelle

7b zweite Überbrückungsstelle

8 Überbrückungsmaterial

9 Isolationselement

10a erster Überbrückungsstellenquerschnitt 10b zweiter Überbrückungsstellenquerschnitt