Die Erfindung betrifft einen elektrischer Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen Energiespeicher. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen elektrischen Energiespeichers.

Der DE 102013207 536 A1 ist ein Zellblock für eine Batterie als bekannt zu entnehmen. Die US 2008/0241667 A1 offenbart ein Batteriepacksystem zur Verwendung in einem Elektrofahrzeug. Aus der EP 2 608243 A1 ist eine Sicherungsplatine mit einer Metallplatte bekannt. Ferner offenbart die DE 102017 004939 A1 ein Verfahren zum elektrisch leitenden Verbinden der elektrischen Pole von Batteriezellen miteinander bekannt. Außerdem ist der DE 102014 106414 A1 ein Batteriepack als bekannt zu entnehmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zu schaffen, sodass der elektrische Energiespeicher besonders einfach hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen Energiespeicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen übrigen Ansprüche.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den elektrischen Energiespeicher umfasst. Der elektrische Energiespeicher wird auch als Energiespeicher oder Speicher bezeichnet, wobei in dem Energiespeicher beziehungsweise mittels des Energiespeichers elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom, insbesondere galvanisch beziehungsweise elektrochemisch, gespeichert ist oder gespeichert werden kann. Hierzu weist der elektrische Energiespeicher mehrere, einfach auch als Zellen bezeichneten Speicherzellen auf, in beziehungsweise mittels welchen die elektrische Energie gespeichert ist beziehungsweise gespeichert werden kann. Insbesondere kann die elektrische Energie mittels der Speicherzellen galvanisch beziehungsweise elektrochemisch gespeichert werden. Der Energiespeicher ist beispielsweise eine Batterie, sodass die jeweilige Speicherzelle eine Batteriezelle sein kann. Insbesondere kann die Batterie eine Lithium-Ionen-Batterie sein, sodass die jeweilige Speicherzelle beziehungsweise eine Lithium-Ionen-Speicherzelle beziehungsweise -Batteriezelle ist.

Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand auch wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann somit wird die elektrische Maschine auch als Traktionsmaschine bezeichnet. Um das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrische anzutreiben, wird die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben. Hierzu wird die elektrische Maschine mit der in dem Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie versorgt. Somit wird der Energiespeicher auch als Traktionsspeicher, insbesondere auch als Traktionsbatterie, bezeichnet. Vorzugsweise ist der Energiespeicher und/oder die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise mindestens 48 Volt beträgt. Vorzugsweise ist die elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, der jeweiligen Hochvolt-Komponente größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt und ganz vorzugsweise beträgt die elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, der jeweiligen Hochvolt-Komponente mehrere hundert Volt. Hierdurch können besonders große elektrische Leistungen zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Das Kraftfahrzeug ist somit vorzugsweise als Hybridfahrzeug oder aber als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), ausgebildet. Die Speicherzellen sind beispielsweise elektrisch miteinander verbunden. Die Speicherzellen können außenumfangsseitig prismatisch sein, sodass die Speicherzellen als so genannte prismatische Speicherzellen ausgebildet sein können. Ferner ist es denkbar, dass die Speicherzellen jeweils außenumfangsseitig rund, insbesondere kreisrund, sind, sodass die Speicherzellen beispielsweise als Rundzellen ausgebildet sein können. Der elektrische Energiespeicher weist wenigstens ein Halteelement auf, welches separat von den Speicherzellen ausgebildet ist. Das Halteelement ist beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet. Insbesondere ist das Halteelement formstabil beziehungsweise eigensteif. Das Halteelement ist zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an den Speicherzellen abgestützt. Ferner ist es denkbar, dass das Halteelement einstückig ausgebildet ist. Mittels des Halteelements sind die Speicherzellen relativ zueinander fixiert. Insbesondere sind die Speicherzellen paarweise mittels des Halteelements in einem Abstand zueinander gehalten. Unter dem Merkmal, dass die Speicherzellen mittels des Halteelements relativ zueinander fixiert sind, ist insbesondere zu verstehen, dass mittels des Halteelements Relativbewegungen zwischen den Speicherzellen zumindest begrenzt, insbesondere vermieden, sind. Beispielsweise ist das Halteelement als eine Halteschale oder als ein Halterahmen ausgebildet. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind die Speicherzellen mittels des Halteelements aneinander gehalten beziehungsweise, insbesondere mechanisch, miteinander verbunden.

Der elektrische Energiespeicher weist außerdem ein separat von den Speicherzellen und separat von dem Halteelement ausgebildetes und den Speicherzellen gemeinsames Stromsammelelement auf, welches vorzugsweise einstückig ausgebildet ist. Das Stromsammelelement ist beispielsweise eine Stromschiene oder eine Stromsammelschiene und wird beispielsweise auch als Kollektor oder Busbar bezeichnet. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Stromsammelelement elektrisch leitend beziehungsweise aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildet ist. Insbesondere kann das Stromsammelelement aus einem metallischen Werkstoff wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium gebildet sein. Des Weiteren ist es denkbar, dass das Halteelement als ein Nichtleiter, beziehungsweise aus einem elektrisch nicht-leitenden Werkstoff gebildet ist. Im Rahmen dieser Offenbarung ist unter einem Nichtleiter beziehungsweise unter einem elektrisch nicht-leitenden Werkstoff ein solches Bauelement beziehungsweise ein solcher Werkstoff zu verstehen, dessen elektrische Leitfähigkeit weniger als 10 ⁸ Sem ^-1 beziehungsweise dessen spezifischer Widerstand größer als 10 ⁸ Qcm ist. Das Stromsammelelement ist zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Halteelement gehalten. Außerdem ist das Stromsammelelement mit, insbesondere wenigstens oder genau, einem jeweiligen Anschluss der jeweiligen Speicherzelle elektrisch verbunden. Mit anderen Worten, unter dem Merkmal, dass das Stromsammelelement ein den Speicherzellen gemeinsames Stromsammelelement ist, ist insbesondere zu verstehen, dass die Speicherzellen jeweils wenigstens oder genau einen auch als Terminal bezeichneten Anschluss aufweisen, welcher elektrisch mit dem Stromsammelelement verbunden ist. Somit sind die Anschlüsse der Speicherzellen und in der Folge die Speicherzellen selbst elektrisch mit dem Stromsammelelement verbunden. Der jeweilige, auch als Anschlusselement bezeichnete Anschluss der jeweiligen Speicherzelle ist beispielsweise ein elektrischer Pol, insbesondere ein elektrischer Pluspol oder aber ein elektrischer Minuspol der jeweiligen Speicherzelle. Die jeweilige Speicherzelle weist beispielsweise den jeweiligen, elektrisch mit dem Stromsammelelement verbundenen Anschluss und wenigstens oder genau einen weiteren Anschluss auf. Ist im Folgenden die Rede von dem Anschluss, den Anschlüssen, den jeweiligen Anschlüssen oder dem jeweiligen Anschluss, so ist darunter - falls nichts anderes angegeben wird - der jeweilige, mit dem Stromsammelelement elektrisch verbundene, erste beziehungsweise zuerst genannte Anschluss der jeweiligen Speicherzelle zu verstehen. Beispielsweise bildet der jeweilige Anschluss der jeweiligen Speicherzelle ein erster Pol der jeweiligen Speicherzelle, wobei beispielsweise der jeweilige weitere Anschluss ein jeweiliger zweiter elektrischer Pol der jeweiligen Speicherzelle ist. Der jeweilige erste elektrische Pol hat beispielsweise eine erste elektrische Polarität, wobei der jeweilige zweite elektrische Pol eine jeweilige zweite, von der ersten elektrischen Polarität unterschiedliche elektrische Polarität aufweist. Die erste elektrische Polarität ist beispielsweise negativ, sodass die zweite elektrische Polarität beispielsweise positiv ist. Somit ist es denkbar, dass die elektrischen Minuspole der Speicherzellen elektrisch mit dem Stromsammelelement verbunden sind.

Die jeweilige Speicherzelle kann beispielsweise über ihre Anschlüsse die in der jeweiligen Speicherzelle gespeicherte elektrische Energie bereitstellen, sodass beispielsweise die zuvor genannte elektrische Maschine mit der in der jeweiligen Speicherzelle gespeicherten elektrischen Energie versorgt werden kann. Ferner ist es denkbar, dass die elektrische Maschine in einem Generatorbetrieb und somit als Generator betreibbar ist. Mittels des Generators kann elektrische Energie des Kraftfahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt werden, die von dem Generator bereitgestellt wird. Die von dem Generator bereitgestellte elektrische Energie kann beispielsweise über die jeweiligen Anschlüsse der jeweiligen Speicherzelle in die jeweilige Speicherzelle eingespeist und dadurch in der jeweiligen Speicherzelle gespeichert werden. Somit ist es denkbar, dass die Speicherzellen die in ihnen gespeicherte elektrische Energie über die jeweiligen Anschlüsse und das Stromsammelelement bereitstellen können, sodass beispielsweise die elektrische Maschine über das Stromsammelelement und die jeweiligen, elektrisch mit dem Stromsammelelement verbundenen Anschlüsse der Speicherzellen mit der in den Speicherzellen gespeicherten elektrischen Energie versorgbar ist. Um nun den elektrischen Energiespeicher besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig hersteilen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der jeweilige Anschluss der jeweiligen Speicherzelle mit dem Stromsammelelement über ein jeweiliges, dem jeweiligen Anschluss zugeordnetes, insbesondere eigenes, und separat von den Speicherzellen, separat von dem Stromsammelelement und separat von dem Halteelement ausgebildetes Verbindungselement elektrisch verbunden ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass je elektrisch mit dem Stromsammelelement verbundenem Anschluss der Speicherzellen wenigstens oder genau ein separat von der jeweiligen Speicherzelle und somit separat von dem jeweiligen Anschluss, separat von dem Stromsammelelement und separat von dem Halteelement ausgebildetes Verbindungselement vorgesehen ist, welches beispielsweise einerseits zumindest mittelbar, insbesondere direkt, elektrisch mit dem jeweiligen Anschluss und andererseits zumindest mittelbar, insbesondere direkt, elektrisch mit dem Stromsammelelement verbunden ist. Hierdurch sind die jeweiligen Anschlüsse der Speicherzellen über die jeweiligen Verbindungselemente elektrisch mit dem Stromsammelelement verbunden. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbindungselemente separat voneinander ausgebildet sind.

Das jeweilige Verbindungselement ist dabei an wenigstens oder genau einer jeweiligen Montagestelle unabhängig von dem Stromsammelelement und unabhängig von den Speicherzellen an dem Halteelement vormontiert, wodurch das jeweilige Verbindungselement an der Montagestelle unabhängig von dem Stromsammelelement und unabhängig von den Speicherzellen an dem Halteelement gehalten ist. Hierdurch ist es beispielsweise im Rahmen einer Herstellung des Energiespeichers möglich, das Halteelement in einem Zustand bereitzustellen, in welchem die Verbindungselemente unabhängige von den Speicherzellen und unabhängig von dem Stromsammelelement, insbesondere gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig, an dem Halteelement vormontiert und dadurch gehalten sind. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass das Halteelement in dem genannten Zustand bereitgestellt wird, bevor die jeweiligen Anschlüsse über die Verbindungselemente elektrisch mit dem Stromsammelelement verbunden werden, bevor die Speicherzellen an dem Halteelement abgestützt und mittels des Halteelements relativ zueinander fixiert werden und bevor das Stromsammelelement an dem Halteelement befestigt wird. Somit ist es vorzugsweise in dem zuvor genannten Zustand vorgesehen, dass die Speicherzellen von dem Halteelement gelöst beziehungsweise beabstandet, das heißt noch nicht an dem Halteelement abgestützt und noch nicht mittels des Halteelements relativ zueinander fixiert sind, und das auch das Stromsammelelement noch von dem Halteelement beabstandet und gelöst und somit noch nicht an dem Halteelement befestigt ist. Dadurch, dass das jeweilige, beispielsweise als Lasche ausgebildete Verbindungselement an dem Halteelement vormontiert ist, kann zum einen der jeweilige Anschluss der jeweiligen Speicherzelle auf besonders einfache Weise elektrisch und beispielsweise auch mechanisch mit dem an dem Halteelement vormontierten Verbindungselement verbunden werden. Zum anderen kann auch das Stromsammelelement auf besonders einfache Weise mit dem jeweiligen, an dem Halteelement vormontierten Verbindungselement elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch verbunden werden, sodass der Energiespeicher insgesamt besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann.

Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Grundsätzlich ist es möglich, die jeweiligen Anschlüsse der Speicherzellen durch Drahtbonden mit dem Stromsammelelement elektrisch zu verbinden. Das Drahtbonden ist jedoch ein sehr langsamer Prozess, welcher nicht oder nur sehr aufwändig automatisiert durchgeführt werden kann. Um die Anschlüsse, insbesondere automatisiert, durch Drahtbonden mit dem Stromsammelelement zu verbinden, kann es erforderlich sein, eine geeignete Stelle, an welcher ein so genannter Bonddraht, über welchen der jeweilige Anschluss der jeweiligen Speicherzelle mit dem Stromsammelelement elektrisch verbunden wird, mit dem jeweiligen Anschluss beziehungsweise mit dem Stromsammelelement elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch, insbesondere durch Schweißen, verbunden werden kann, mittels optischer Erfassung zu detektieren. Hierzu kommt beispielsweise ein optisches Erfassungselement, insbesondere eine Kamera, zum Einsatz, um mittels des optischen Erfassungselements eine solche geeignete Stelle zu ermitteln. Nachdem eine solche geeignete Stelle ermittelt wurde, wird der Bonddraht beispielsweise zunächst mit dem jeweiligen Anschluss beziehungsweise mit dem Stromsammelelement durch Schweißen elektrisch und auch mechanisch verbunden. Daraufhin wird der Bonddraht von einer Spule abgewickelt, sodass der Bonddraht beispielsweise auf dem Stromsammelelement beziehungsweise auf dem Anschluss angeordnet wird. Dann wird der Bonddraht geschnitten beziehungsweise von der übrigen Spule abgetrennt und schließlich entsprechend mit dem Stromsammelelement beziehungsweise mit dem Anschlusselement, insbesondere durch Schweißen, elektrisch und auch mechanisch verbunden. Da die Speicherzellen mittels des Halteelements relativ zueinander fixiert und vorzugsweise auch relativ zueinander ausgerichtet werden, wird insbesondere dann, wenn die jeweilige Speicherzelle zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Halteelement abgestützt wird, die jeweilige Speicherzelle relativ zu dem Halteelement ausgerichtet. Dies erfolgt beispielsweise formschlüssig, in dem die jeweilige Speicherzelle zumindest teilweise in einer korrespondierenden Aufnahme des Halteelements angeordnet wird. Da das beispielsweise als Lasche ausgebildete Verbindungselement bereits an dem Halteelement vormontiert ist, wird die jeweilige Speicherzelle und insbesondere ihr jeweiliger Anschluss auch relativ zu dem vormontierten Verbindungselement ausgerichtet, sodass dann das Verbindungselement auf besonders einfache Weise, insbesondere durch Schweißen, elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem jeweiligen Anschluss verbunden werden kann. Eine aufwändige Ermittlung und Erfassung einer geeigneten Stelle, an welcher das Verbindungselement mit dem jeweiligen Anschluss elektrisch verbunden werden könnte, kann vermieden werden. Insbesondere richtet sich das Halteelement selbst besonders präzise relativ zu der jeweiligen Speicherzelle aus beziehungsweise umgekehrt, sodass eine vorteilhafte und präzise Ausrichtung der jeweiligen Speicherzelle und somit des jeweiligen Anschlusses relativ zu dem vormontierten Verbindungselement realisiert werden kann. Insbesondere kann das Erfassen und Analysieren von Bildern sowie das Ermitteln von geeigneten Verbindungsstellen vermieden werden, sodass der erfindungsgemäße Energiespeicher besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann. Da außerdem das Verbindungselement vormontiert, das heißt an dem Halteelement gehalten ist, befindet sich das Verbindungselement bereits dann in einer vorteilhaften Position, wenn die jeweilige Speicherzelle an dem Halteelement abgestützt wird. Aufwändige, zeit- und kostenintensive Ausrichtschritte können vermieden werden. Auch kann vermieden werden, dass ein Bonddraht einer Bondmaschine zugeführt und von einer Spule abgewickelt wird. Auch kann das zuvor beschriebene Schneiden eines Bonddrahts vermieden werden, was eine potentielle Quelle für Partikel und Qualitätsprobleme sein kann.

Vorzugsweise ist das jeweilige Verbindungselement formstabil beziehungsweise eigensteif. Das Verbindungselement ist vorzugsweise elektrisch leitend beziehungsweise aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildet. Insbesondere kann das Verbindungselement aus Kupfer oder aus Aluminium gebildet sein.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das jeweilige, vorzugsweise einstückig ausgebildete Verbindungselement an der jeweiligen Montagestelle unabhängig von den Speicherzellen und unabhängig von dem Stromsammelelement formschlüssig an dem Halteelement gehalten und dadurch an der Montagestelle unabhängig von dem Stromsammelelement und unabhängig von den Speicherzellen formschlüssig an dem Halteelement vormontiert. Dadurch kann eine besonders feste und sichere Vormontage beziehungsweise Halterung des jeweiligen Verbindungselements an dem Halteelement sichergestellt werden. Außerdem kann dadurch eine vorteilhafte Ausrichtung des jeweiligen Verbindungselements relativ zu dem Halteelement gewährleistet werden. In der Folge befinden sich die Verbindungselemente dann, wenn die Speicherzellen zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Halteelement abgestützt werden, in vorteilhaften Ausrichtungen, um dann die Verbindungselemente besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig zumindest elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit den jeweiligen Anschlüssen der jeweiligen Speicherzellen verbinden zu können.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Halteelement an der jeweiligen Montagestelle eine beispielsweise als Schlitz und/oder Durchgangsöffnung ausgebildete Ausnehmung aufweist, in welche das jeweilige Verbindungselement eingesteckt ist, wodurch das jeweilige Verbindungselement an der Montagestelle unabhängig von den Speicherzellen und unabhängig von dem Stromsammelelement formschlüssig an dem Halteelement gehalten und dadurch an der Montagestelle unabhängig von dem Stromsammelelement und unabhängig von den Speicherzellen formschlüssig an dem Halteelement vormontiert ist. Hierdurch kann eine besonders einfache Herstellung des elektrischen Energiespeichers realisiert werden. Beispielsweise ist der Schlitz beziehungsweise die Durchgangsöffnung vollständig von dem Verbindungselement durchdrungen, sodass beispielsweise das Verbindungselement beidseitig beziehungsweise beiden Endes der Durchgangsöffnung beziehungsweise des Schlitzes aus der Durchgangsöffnung beziehungsweise aus dem Schlitz herausragt. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Verbindungselement die Durchgangsöffnung beziehungsweise den Schlitz vollständig durchragt. Dadurch kann das jeweilige Verbindungselement einfach vormontiert und relativ zu dem Halteelement ausgerichtet werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das jeweilige Verbindungselement auf einer dem Halteelement abgewandten Seite des Stromsammelelements mit dem Stromsammelelement elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch verbunden. Dadurch kann eine einfache und sichere, elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen Verbindungselement und dem Stromsammelelement gewährleistet werden.

Nachdem das Halteelement in dem zuvor genannten Zustand bereitgestellt wurde, kann beispielsweise das Stromsammelelement zwischen das Halteelement und das daran vormontierte, jeweilige Verbindungselement gesteckt werden, um dadurch beispielsweise das Stromsammelelement an dem Halteelement zu befestigten. Daraufhin kann beispielsweise das jeweilige Verbindungselement auf der zuvor genannten Seite des Stromsammelelements zumindest elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem Stromsammelelement verbunden werden, insbesondere durch Schweißen.

Um den elektrischen Energiespeicher besonders einfach und somit besonders zeit- und kostengünstig hersteilen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das jeweilige Verbindungselement durch Schweißen, insbesondere durch Energiestrahlschweißen und ganz insbesondere durch Laserschweißen oder aber durch Ultraschallschweißen, elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem Stromsammelelement verbunden ist.

Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das jeweilige Verbindungselement durch Schweißen, insbesondere durch Energiestrahlschweißen und ganz insbesondere als Laserschweißen oder aber durch Ultraschallschweißen, elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem jeweiligen Anschluss verbunden ist.

Dadurch kann der elektrische Energiespeicher besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden.

In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die jeweilige Speicherzelle zumindest teilweise in einer jeweiligen Aufnahme des Halteelements aufgenommen ist. Dadurch wirkt die jeweilige Speicherzelle formschlüssig mit dem Halteelement zusammen, wodurch die jeweilige Speicherzelle besonders einfach und besonders präzise relativ zu dem Halteelement ausgerichtet ist. Hierdurch kann die jeweilige Speicherzelle auf besonders einfache Weise besonders präzise relativ zu dem jeweiligen, an dem Halteelement vormontierten Verbindungselement ausgerichtet werden, sodass der jeweilige Anschluss auf besonders einfache Weise mit dem jeweiligen Verbindungselement elektrisch verbunden werden kann.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn zumindest ein Wandungsbereich des jeweiligen Verbindungselements in die jeweilige Aufnahme hineinragt, sodass der jeweilige Anschluss in der Aufnahme elektrisch mit dem Wandungsbereich und dadurch elektrisch mit dem jeweiligen Verbindungselement verbunden ist. Dadurch kann der jeweilige Anschluss besonders einfach mit dem jeweiligen Verbindungselement elektrisch verbunden werden, sodass der Energiespeicher besonders einfach hergestellt werden kann.

Ferner ist es möglich, dass das jeweilige Verbindungselement oder zumindest eines der Verbindungselement als eine Sicherung ausgebildet ist, mittels welcher beispielsweise bei einem übermäßig hohen, durch das Verbindungselement fließenden Strom beziehungsweise bei einem Kurzschluss die jeweilige Speicherzelle gezielt von dem Stromsammelelement zu trennen ist, insbesondere derart, dass die Sicherung durchbrennt oder schmilzt.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches wenigstens oder genau einen elektrischen Energiespeicher gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug. Insbesondere wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein elektrischer Energiespeicher gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellt. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.

Bei einem auch mit a) bezeichneten ersten Schritt des Verfahrens werden mehrere, zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildete Speicherzellen des Energiespeichers bereitgestellt. Bei einem auch mit b) bezeichneten zweiten Schritt des Verfahrens wird ein separat von den Speicherzellen ausgebildetes Halteelement bereitgestellt. Bei einem auch mit c) bezeichneten dritten Schritt des Verfahrens werden die Speicherzellen zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem separat von den Speicherzellen ausgebildeten Halteelement abgestützt, wobei mittels des Halteelements die Speicherzellen relativ zueinander fixiert werden. Bei einem auch mit d) bezeichneten vierten Schritt des Verfahrens wird wenigstens ein separat von den Speicherzellen und separat von dem Halteelement ausgebildetes, den Speicherzellen gemeinsames Stromsammelelement an dem Halteelement befestigt. Bei einem auch mit e) bezeichneten fünften Schritt des Verfahrens wird das Stromsammelelement mit einem jeweiligen Anschluss der jeweiligen Speicherzelle über ein jeweiliges, dem jeweiligen Anschluss zugeordnetes, insbesondere eigenes, und separat von den Speicherzellen, separat von dem Stromsammelelement und separat von dem Halteelement ausgebildetes, insbesondere einstückiges, Verbindungselement elektrisch verbunden. Falls nichts anderes angegeben ist, können die Schritte des Verfahrens in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden. Um den Energiespeicher besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig hersteilen zu können, ist es vorgesehen, dass bei dem zweiten Schritt, das heißt bei Schritt b) und vorzugsweise vor dem dritten Schritt, das heißt vor Schritt c), und/oder vorzugsweise vor dem vierten Schritt und somit vor Schritt d) und/oder vorzugsweise vor dem fünften Schritt und somit vor Schritt e) das Halteelement in einem Zustand bereitgestellt wird, in welchem das jeweilige Verbindungselement an wenigstens einer jeweiligen Montagestelle unabhängig von dem Stromsammelelement und unabhängig von den Speicherzellen an dem Halteelement vormontiert und dadurch an der Montagestelle unabhängig von dem Stromsammelelement und unabhängig von den Speicherzellen an dem Halteelement gehalten ist. Dies bedeutet, dass der zweite Schritt (b)) vorzugsweise vor dem dritten Schritt (c)), vor dem vierten Schritt (d)) und vor dem fünften Schritt (e)) durchgeführt wird, wobei das Halteelement bei dem zweiten Schritt (b)) in dem beschriebenen Zustand bereitgestellt wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die vorzugsweise separat voneinander ausgebildeten Verbindungselemente, insbesondere gleichzeitig, an dem Halteelement vormontiert und dadurch an dem Halteelement gehalten sind, bevor die Speicherzellen zumindest mittelbar an dem Halteelement abgestützt und mittels des Halteelements relativ zueinander fixiert werden und bevor die jeweiligen Anschlüsse der jeweiligen Speicherzellen über die Verbindungselemente elektrisch mit dem Stromsammelelement verbunden werden und vorzugsweise auch bevor das Stromsammelelement elektrisch mit den Verbindungselementen verbunden wird und vorzugsweise auch bevor das Stromsammelelement an dem Halteelement befestigt wird. Hierdurch kann der zuvor beschriebene, zeit- und kostenaufwändige Prozess des Drahtbondens vermieden werden, sodass der Energiespeicher zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:

Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen, elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug;

Fig. 2 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Draufsicht eines Halteelements und eines an dem Halteelement vormontierten Verbindungselements des Energiespeichers; Fig. 3 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Schnittansicht des Halteelements gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ausschnittsweise eine weitere schematische und perspektivische Draufsicht des Halteelements, an welchem auch ein Stromsammelelement des Energiespeichers befestigt ist; und

Fig. 5 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht des Energiespeichers.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Perspektivansicht einen elektrischen Energiespeicher 1 für ein Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Der Energiespeicher 1 weist mehrere Speicherzellen auf, in beziehungsweise mittels welchen elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom gespeichert ist oder gespeichert werden kann. Von den mehreren Speicherzellen ist in Fig. 1 eine mit 2 bezeichnete Speicherzellen erkennbar, wobei die vorherigen und folgenden Ausführungen zu der Speicherzelle 2 auch ohne weitere auf die anderen Speicherzellen übertragen werden können und umgekehrt. Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass die Speicherzelle 2 vorliegend als eine Rundzelle ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die Speicherzelle 2 außenumfangsseitig rund, insbesondere kreisrund, ausgebildet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Speicherzelle 2 ein Zellgehäuse 3 aufweist, welches außenumfangsseitig rund, insbesondere kreisrund, ist. Die Speicherzelle 2 weist einen auch als Terminal oder Anschlusselement bezeichneten Anschluss 4 auf, welcher beispielsweise einen elektrischen Minuspol der Speicherzelle 2 bildet. Über den Anschluss 4 kann die Speicherzelle 2 die in ihr gespeicherte elektrische Energie bereitstellen. Somit kann beispielsweise über den Anschluss 4 eine elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs mit der in der Speicherzelle 2 gespeicherten elektrischen Energie versorgt werden. Dadurch kann die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben werden, mittels welchen das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann.

Der Energiespeicher 1 weist außerdem ein beispielsweise als Halterahmen oder Halteschale ausgebildetes Halteelement 5 auf, welches vorzugsweise einstückig ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich ist das Halteelement 5 aus einem Kunststoff gebildet. Insbesondere ist das Halteelement 5 aus einem elektrischen, nicht-leitenden Werkstoff gebildet und somit als Nicht-Leiter ausgebildet. Das Halteelement 5 ist zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an den Speicherzellen 2 abgestützt, wodurch die Speicherzellen 2 mittels des Halteelements 5 relativ zueinander beziehungsweise aneinander fixiert sind. Der Energiespeicher 1 weist außerdem ein separat von den Speicherzellen 2 und separat von dem Halteelement 5 ausgebildetes und den Speicherzellen 2 gemeinsames Stromsammelelement 6 auf, welches auch als Kollektor bezeichnet wird. Beispielsweise ist das Stromsammelelement 6 als eine einfach auch als Stromschiene oder Sammelschiene bezeichnete Stromsammelschiene ausgebildet, welche auch als Busbar bezeichnet wird. Vorzugsweise ist das Stromsammelelement 6 aus einem elektrisch leitenden Werkstoff wie beispielsweise Kupfer oder aber Aluminium gebildet. Das separat von dem Halteelement 5 und separat von den Speicherzellen 2 ausgebildete Stromsammelelement 6 ist zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Halteelement 5 gehalten beziehungsweise befestigt. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, sind die jeweiligen Anschlüsse 4 der Speicherzelle 2 elektrisch mit dem Stromsammelelement 6 verbunden. Dadurch können die Speicherzellen 2 die in ihnen gespeicherte, elektrische Energie über ihre Anschlüsse 4 und über das Stromsammelelement 6 bereitstellen, sodass die elektrische Maschine über das Stromsammelelement 6 mit der in den Speicherzellen 2 gespeicherten elektrischen Energie versorgbar ist.

Den jeweiligen, elektrisch mit dem Stromsammelelement 6 verbundenen Anschlüssen 4 der Speicherzellen 2 ist jeweils wenigstens oder vorzugsweise genau ein Verbindungselement 7 zugeordnet, über welches der jeweilige Anschluss 4, dem das jeweilige Verbindungselement 7 zugeordnet ist, elektrisch mit dem Stromsammelelement 6 verbunden ist. Dabei sind die Verbindungselemente 7 separat voneinander ausgebildet. Außerdem ist das jeweilige Verbindungselement 7 separat von den Speicherzellen 2, separat von dem Halteelement 5 und separat von dem Stromsammelelement 6 ausgebildet. Vorzugsweise ist das jeweilige Verbindungselement 7 einstückig ausgebildet. Das jeweilige Verbindungselement 7 ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium, gebildet. Das jeweilige Verbindungselement 7 ist einerseits elektrisch mit dem jeweiligen Anschluss 4, dem das jeweilige Verbindungselement 7 zugeordnet ist, verbunden. Andererseits ist das jeweilige Verbindungselement 7 elektrisch mit dem Stromsammelelement 6 verbunden. Somit ist das jeweilige Verbindungselement 7 mit dem jeweils zugeordneten Anschluss 4 und mit dem Stromsammelelement 6 elektrisch kontaktiert, sodass das jeweilige Verbindungselement 7 auch als Kontaktelement bezeichnet wird. Besonders gut aus Fig. 1 ist erkennbar, dass bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Anschluss 4 durch eine Schulter der jeweiligen, vorliegend zylindrischen Speicherzelle 2 gebildet ist. Die jeweilige Speicherzelle 2 weist beispielsweise einen jeweiligen, weiteren Anschluss 8 auf, welcher beispielsweise vorliegend einen jeweiligen, elektrischen Pluspol der jeweiligen Speicherzelle 2 bildet. Vorzugsweise sind die Anschlüsse 4 und 8 elektrisch voneinander isoliert, das heißt galvanisch voneinander getrennt.

Des Weiteren ist es vorgesehen, dass die Verbindungselemente 7 an einer jeweiligen Montagestelle unabhängig von dem Stromsammelelement 6 und unabhängig von den Speicherzellen 2 an dem Halteelement vormontiert und dadurch an der jeweiligen Montagestelle unabhängig von dem Stromsammelelement 6 und unabhängig von den Speicherzellen 2 an dem Halteelement 5 gehalten sind. Diese Montagestelle ist besonders gut aus Fig. 2 erkennbar und dort mit M bezeichnet. Fig. 2 und 3 zeigen das Halteelement 5 in einem Zustand Z, in welchem das Halteelement 5 bei einem Verfahren zum Herstellen des Energiespeichers 1 bereitgestellt wird. Aus Fig. 2 und 3 ist erkennbar, dass in dem Zustand Z das jeweilige Verbindungselement 7 unabhängig von den Speicherzellen 2 und unabhängig von dem Stromsammelelement 6 an dem Halteelement 5 vormontiert und dadurch gehalten ist, indem das jeweilige Verbindungselement 7 an der jeweiligen Montagestelle M unabhängig von den Speicherzellen 2 und unabhängig von dem Stromsammelelement 6 an dem Halteelement 5 vormontiert und dadurch gehalten ist. In dem Zustand Z sind die Speicherzellen 2 noch nicht an dem Halteelement 5 abgestützt und noch nicht mittels des Halteelements 5 relativ zueinander fixiert, und in dem Zustand Z ist das Stromsammelelement 6 noch nicht elektrisch mit den Anschlüssen 4 und auch nicht elektrisch mit dem Verbindungselement 7 verbunden, und in dem Zustand Z ist das Stromsammelelement 6 noch nicht an dem Halteelement 5 befestigt.

Aus Fig. 4 und 5 ist erkennbar, dass bei dem Verfahren folgendes vorgesehen sein kann: nachdem das Halteelement 5 in dem Zustand Z bereitgestellt wurde, wird beispielsweise das Stromsammelelement 6 an dem Halteelement 5 befestigt und zumindest elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem jeweiligen Verbindungselement 7 verbunden. Daraufhin werden die Speicherzellen 2 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Halteelement 5 abgestützt und mittels des Halteelements 5 relativ zueinander fixiert, und der jeweiligen Anschluss 4 wird zumindest elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem jeweiligen, zugeordneten Verbindungselement 7 verbunden. Besonders gut aus Fig. 3 ist erkennbar, dass das jeweilige Verbindungselement 7 an der jeweiligen Montagestelle M formschlüssig an dem Halteelement 5 vormontiert und dadurch gehalten ist. Hierzu weist das Halteelement 5 an der jeweiligen Montagestelle M eine vorliegend als Schlitz S ausgebildete Ausnehmung auf, in welche das jeweilige Verbindungselement 7 einsteckt ist. Der Schlitz S ist eine Durchgangsöffnung, durch welche das jeweilige Verbindungselement 7 hindurch ragt. Ausgehend von dem Stromsammelelement 6, welches auf einer den Speicherzellen 2 abgewandten, das heißt von den Speicherzellen 2 weg weisenden Seite 9 des Halteelements 5 angeordnet ist, erstreckt sich das jeweilige Verbindungselement 7 von der Seite 9 in Richtung einer den Speicherzellen 2 zugewandten und somit der Seite 9 abgewandten Seite 10 des Halteelements 5, indem sich das Verbindungselement 7 ausgehend von dem Stromsammelelement 6 beziehungsweise von der Seite 9 durch eine Durchgangsöffnung 11 des Halteelements 5 hindurch erstreckt. Die Durchgangsöffnung 11 ist dabei von dem Schlitz S beabstandet. Dabei erstreckt sich das Verbindungselement 7 durch die Durchgangsöffnung 11 hindurch auf die Seite 10. Ausgehend von der Seite 10 erstreckt sich das jeweilige Verbindungselement 7 in den Schlitz S und durch den Schlitz S hindurch, sodass sich das jeweilige Verbindungselement 7 wieder auf die Seite 9 erstreckt.

Dabei ist das Verbindungselement 7 auf der den Speicherzellen 2 abgewandten Seite 9 zumindest elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem Stromsammelelement 6 verbunden. Außerdem ist das Verbindungselement 7 auf einer dem Halteelement 5 abgewandten und somit von dem Halteelement 5 weg weisenden Seite 12 des Stromsammelelements 6 elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem Stromsammelelement 6 verbunden. Das Verbindungselement 7 ist an einer Verbindungsstelle V1 elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem Stromsammelelement 6 verbunden. An der Verbindungsstelle V1 ist das Verbindungselement 7 beispielsweise durch Schweißen, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißen, Laserschweißen oder Ultraschallschweißen, elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem Stromsammelelement 6 verbunden, wobei die Verbindungsstelle V1 auf der Seite 12 angeordnet ist.

An einer besonders gut aus Fig. 1 erkennbaren zweiten Verbindungsstelle V2 ist das Verbindungselement 7 elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem Anschluss 4 verbunden. Beispielsweise ist das Verbindungselement 7 an der Verbindungsstelle V2 durch Schweißen, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißen, Laserschweißen oder Ultraschallschweißen, elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem Anschluss 4 verbunden.

Die jeweilige Speicherzelle 2 ist in einer jeweiligen, zugeordneten Aufnahme 13 des Halteelements 5 zumindest teilweise aufgenommen. Dabei ist eine innenumfangsseitige Form der jeweiligen Aufnahme 13 an eine jeweilige, außenumfangsseitige Form der Speicherzelle 2, insbesondere des Zellgehäuses 3, angepasst. Da vorliegend das Zellgehäuse 3 außenumfangsseitig kreisrund ist, ist vorliegend die Aufnahme 13 innenumfangsseitig ebenfalls kreisrund. Dadurch wirken die Speicherzellen 2 formschlüssig mit dem Halteelement 5 zusammen, sodass die Speicherzellen 2 besonders präzise relativ zu dem Halteelement 5 und relativ zueinander ausgerichtet sind. Außerdem werden dadurch die Speicherzellen 2 dann, wenn sie in den Aufnahmen 13 angeordnet und somit zumindest mittelbar, insbesondere zumindest direkt, an dem Halteelement 5 abgestützt werden, besonders präzise, relativ zu den Verbindungselementen 7 ausgerichtet, sodass diese besonders einfach elektrisch mit den Anschlüssen 4 verbunden werden können. Dabei ist die Durchgangsöffnung 11 mit der Aufnahme 13 verbunden beziehungsweise die Durchgangsöffnung 11 mündet in die Aufnahme 13. Außerdem erstreckt sich das Verbindungselement 7 durch die Durchgangsöffnung 11 hindurch und dabei in die Aufnahme 13, sodass das jeweilige Verbindungselement 7 in der jeweiligen Aufnahme 13 mit dem jeweiligen Anschluss 4 elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch verbunden ist. Dabei ist besonders gut aus Fig. 3 erkennbar, dass zumindest ein Wandungsbereich w des jeweiligen Verbindungselements 7 in der jeweiligen Aufnahme 13 angeordnet ist. Der jeweilige Anschluss 4 ist zumindest elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem jeweiligen, in der jeweiligen Aufnahme 13 angeordneten Wandungsbereich W verbunden, wodurch der jeweilige Anschluss 4 in der jeweiligen Aufnahme 13 zumindest elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch mit dem jeweiligen Verbindungselement 7 verbunden ist. Beispielsweise werden die Anschlüsse 4 bereits dadurch elektrisch mit den jeweiligen Verbindungselementen 7 kontaktiert, dass die Speicherzellen 2 in die jeweiligen Aufnahmen 13 hinein bewegt werden. Hierdurch kommen die Anschlüsse 4 in, insbesondere direkte, Stützanlage und somit in elektrischen Kontakt mit den Wandungsbereichen W und somit mit den Verbindungselementen 7. Daraufhin können die Verbindungselemente 7 beziehungsweise die Wandungsbereiche W auf besonders einfache Weise auch mechanisch mit den Anschlüssen 4 verbunden werden, insbesondere durch Schweißen. Dadurch kann der Energiespeicher 1 besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden. Bezugszeichenliste

1 elektrischer Energiespeicher

2 Speicherzelle

3 Zellgehäuse

4 Anschluss

5 Halteelement

6 Stromsammelelement

7 Verbindungselement

8 weiterer Anschluss

9 Seite

10 Seite 11 Durchgangsöffnung 12 Seite 13 Aufnahme M Montagestelle S Schlitz V1 Verbindungsstelle V2 Verbindungsstelle W Wandungsbereich z Zustand