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DE102011121485A1 - Connection element i.e. bus bar, for electrically interconnecting electrical poles of lithium ion cells of traction battery utilized in e.g. electric vehicle, has base body made of different materials in respective regions of contact points - Google Patents

Connection element i.e. bus bar, for electrically interconnecting electrical poles of lithium ion cells of traction battery utilized in e.g. electric vehicle, has base body made of different materials in respective regions of contact points Download PDF

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DE102011121485A1
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DE
Germany
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connecting element
battery
pole
region
battery cells
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102011121485A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael Hinterberger
Jörg Schmidt
Thomas Pauleser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement (28) zum elektrischen Verbinden von einem ersten, aus einem ersten Material gebildeten elektrischen Pol (20) einer Batteriezelle (14) einer Batterie (10) mit einem zweiten, aus einem zweiten Material gebildeten elektrischen Pol (22) einer weiteren Batteriezelle (16) der Batterie (10). Das Verbindungselement (28) weist Kontaktstellen auf, über welche ein Grundkörper des Verbindungselements (28) mit den Polen (20, 22) der beiden Batteriezellen (14, 16) koppelbar ist. Dabei ist der Grundkörper des Verbindungselements (28) zumindest im Bereich der zum Koppeln mit dem ersten Pol (20) ausgebildeten Kontaktstelle aus dem ersten Material und zumindest im Bereich der zum Koppeln mit dem zweiten Pol (22) ausgebildeten Kontaktstelle aus dem zweiten Material gebildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Batterie (10) mit einem solchen Verbindungselement (28).The invention relates to a connecting element (28) for electrically connecting a first electrical pole (20) of a battery cell (14) of a battery (10) formed of a first material to a second electrical pole (22) of a second material formed of a second material another battery cell (16) of the battery (10). The connecting element (28) has contact points, via which a main body of the connecting element (28) with the poles (20, 22) of the two battery cells (14, 16) can be coupled. In this case, the base body of the connecting element (28) is formed from the first material at least in the region of the contact point formed with the first pole (20) and at least in the region of the contact point formed from the second material for coupling to the second pole (22). Furthermore, the invention relates to a battery (10) with such a connecting element (28).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zum elektrischen Verbinden von einem ersten elektrischen Pol einer Batteriezelle einer Batterie mit einem zweiten elektrischen Pol einer weiteren Batteriezelle der Batterie. Das Verbindungselement weist Kontaktstellen auf, über welche ein Grundkörper des Verbindungselements mit den Polen der beiden Batteriezellen koppelbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Batterie mit wenigstens zwei Batteriezellen und mit wenigstens einem solchen Verbindungselement.The invention relates to a connecting element for electrically connecting a first electrical pole of a battery cell of a battery to a second electrical pole of a further battery cell of the battery. The connecting element has contact points, via which a main body of the connecting element can be coupled to the poles of the two battery cells. Furthermore, the invention relates to a battery with at least two battery cells and with at least one such connecting element.

In Traktionsbatterien für Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge werden Batteriezellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen, in Reihe geschaltet, um eine entsprechend hohe Gesamtspannung zu erzielen, welche zum Bereitstellen einer vergleichsweise großen Leistung für ein elektrisches Antriebsaggregat des Fahrzeugs erforderlich ist. Bei Batteriezellen, welche in solchen Traktionsbatterien oder Fahrzeugbatterien zum Einsatz kommen, bestehen die elektrischen Pole aus unterschiedlichen Materialien. Der positive elektrische Pol, also die Kathode der jeweiligen Batteriezelle, besteht üblicherweise aus Aluminium, und die Anode, also der negative elektrische Pol der Batteriezelle, üblicherweise aus Kupfer.In traction batteries for electric vehicles or hybrid vehicles, battery cells, for example, lithium-ion cells, are connected in series to achieve a correspondingly high total voltage, which is required for providing a comparatively large power for an electric drive unit of the vehicle. In battery cells, which are used in such traction batteries or vehicle batteries, the electrical poles are made of different materials. The positive electrical pole, that is to say the cathode of the respective battery cell, is usually made of aluminum, and the anode, that is to say the negative electrical pole of the battery cell, is usually made of copper.

Aus dem Stand der Technik ist es hierbei bekannt, bei einer Reihenschaltung der Batteriezellen die Kathode der ersten Batteriezelle mit der Anode der zweiten Batteriezelle über ein Verbindungselement miteinander zu verbinden, welches auch als Stromschiene oder ”Busbar” bezeichnet wird. Um hierbei Korrosionsprobleme einzudämmen, ist es des Weiteren bekannt die Stromschiene mit einer dünnen Legierung zu versehen.In the case of a series connection of the battery cells, it is known from the prior art to connect the cathode of the first battery cell to the anode of the second battery cell via a connecting element, which is also referred to as a busbar or "busbar". In order to curb corrosion problems, it is also known to provide the busbar with a thin alloy.

Das Aufbringen einer solchen Legierung auf die Stromschiene ist jedoch teuer, und die dünne Legierung kann beim Verschrauben der Stromschiene mit den elektrischen Polen der Batteriezellen leicht verletzt werden. Zudem ist beobachtet worden, dass es trotz des Vorsehens einer mit einer Legierung versehenen Stromschiene zu einer unerwünschten Kontaktkorrosion im Bereich von Kontaktstellen kommt, an welchen die Stromschiene die elektrischen Pole der Batteriezellen berührt.However, the application of such an alloy to the bus bar is expensive, and the thin alloy can easily be damaged when the bus bar is screwed to the electric poles of the battery cells. In addition, it has been observed that, despite the provision of an alloyed bus bar, undesirable contact corrosion occurs in the region of contact points at which the bus bar contacts the electrical poles of the battery cells.

Die DE 10 2006 054 309 A1 beschreibt eine Batteriezelle, bei welcher als Schienen ausgebildete Kontaktelemente eine Vielzahl von Elektroden der Batteriezelle kontaktieren. Hierbei können die zum anodischen Teil der Batteriezelle gehörenden Kontaktelemente aus Kupfer und die zum kathodischen Teil der Batteriezelle gehörenden Kontaktelemente aus Aluminium gebildet sein.The DE 10 2006 054 309 A1 describes a battery cell in which contact elements formed as rails contact a plurality of electrodes of the battery cell. In this case, the contact elements belonging to the anodic part of the battery cell can be made of copper and the contact elements belonging to the cathodic part of the battery cell can be formed of aluminum.

Des Weiteren beschreibt die DE 10 2008 047 740 A1 einen Akkumulator für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Anschlussstutzen des Akkumulators aus Kupfer gebildet ist. Dieser Anschlussstutzen ist elektrisch mit einem weiteren Anschlussteil gekoppelt, welches zur Gewichtsreduzierung aus einem Aluminium gebildet ist. Über das Anschlussteil kann ein weiterer Akkumulator mit dem ersten Akkumulator gekoppelt werden.Furthermore, the describes DE 10 2008 047 740 A1 an accumulator for a motor vehicle, wherein a connecting piece of the accumulator is formed of copper. This connection piece is electrically coupled to a further connection part which is formed from aluminum for weight reduction. About the connector, another accumulator can be coupled to the first accumulator.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbindungselement der eingangs genannten Art sowie eine Batterie mit einem solchen Verbindungselement zu schaffen, welches bzw. welche ein Kontaktieren der Pole mit einem besonders geringen Übergangswiderstand ermöglicht.Object of the present invention is to provide a connecting element of the type mentioned above and a battery with such a connecting element which or which allows contacting the poles with a particularly low contact resistance.

Diese Aufgabe wird durch ein Verbindungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Batterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a connecting element having the features of patent claim 1 and by a battery having the features of patent claim 6. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Bei den erfindungsgemäßen Verbindungselement ist der Grundkörper zumindest im Bereich der zum Koppeln mit dem ersten Pol ausgebildeten Kontaktstelle aus einem ersten Material und zumindest im Bereich der zum Koppeln mit dem zweiten Pol ausgebildeten Kontaktstelle aus einem zweiten Material gebildet, welches von dem ersten Material verschieden ist. Es können so an den Kontaktstellen übereinstimmende Materialpaarungen zwischen dem Verbindungselement und den zu kontaktierenden Polen realisiert werden.In the case of the connecting element according to the invention, the base body is formed from a first material at least in the region of the contact point formed for coupling to the first pole and at least in the region of the contact point formed for coupling to the second pole, which is different from the first material. It can be realized at the contact points matching material pairings between the connecting element and the poles to be contacted.

Wenn nämlich der Grundkörper im Bereich der zum Koppeln mit dem ersten Pol ausgebildeten Kontaktstelle aus dem gleichen Material gebildet ist wie der erste Pol, so ergibt sich an der Kontaktstelle keine Kontaktkorrosion aufgrund unterschiedlicher Materialpaarungen. Ebenso ergibt sich an der zum Koppeln mit dem zweiten Pol ausgebildeten Kontaktstelle, in deren Bereich der Grundkörper aus dem zweiten Material gebildet ist, eine übereinstimmende Materialpaarung, wenn der zweite Pol der weiteren Batteriezelle aus diesem zweiten Material gebildet ist. Da so erreichbar ist, dass an den elektrischen Kontaktstellen keine unterschiedlichen Materialpaaren vorliegen, lässt sich eine Kontaktierung der Pole mit einem besonders geringem Übergangswiderstand realisieren.If, in fact, the base body in the region of the contact point formed for coupling to the first pole is formed from the same material as the first pole, contact corrosion due to different material pairings does not occur at the contact point. Likewise, at the contact point formed for coupling to the second pole, in the region of which the base body is formed from the second material, a matching material pairing results if the second pole of the further battery cell is formed from this second material. Since it is so achievable that no different pairs of material are present at the electrical contact points, a contacting of the poles can be realized with a particularly low contact resistance.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in einem Übergangsbereich, in welchem das erste Material mit dem zweiten Material des Grundkörpers in Kontakt ist, die beiden Materialien stoffschlüssig miteinander verbunden. Dann erfolgt nämlich ein Materialwechsel nicht zwischen der Kontaktstelle und dem jeweiligen Pol, sondern im Bereich der stoffschlüssigen Verbindung innerhalb des Verbindungselements, nämlich in dessen Übergangsbereich. Hier treten aufgrund der innigen Verbindung der beiden Materialien nicht die Probleme der Kontaktkorrosion auf, welche bei ungleichen Materialpaarungen an elektrischen Kontaktstellen des Verbindungselements auftreten können. Zudem weist das Verbindungselement durch die stoffschlüssige Verbindung der beiden Materialien gute mechanische Eigenschaften auf, es ist also auch im Übergangsbereich hoch belastbar.In an advantageous embodiment of the invention, in a transition region in which the first material is in contact with the second material of the base body, the two materials are materially connected to one another. Then a material change does not take place between the Contact point and the respective pole, but in the region of the cohesive connection within the connecting element, namely in its transition region. Here, due to the intimate connection of the two materials, the problems of contact corrosion, which can occur with unequal material pairings at electrical contact points of the connecting element, do not occur. In addition, the connecting element by the cohesive connection of the two materials good mechanical properties, so it is also in the transition region highly resilient.

Eine besonders geringe Bauhöhe des Verbindungselements sowie eine Schweißnaht besonders geringer Höhe lässt sich erreichen, wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in dem Übergangsbereich ein aus dem ersten Material gebildeter Teilbereich des Grundkörpers stirnseitig mit einem aus dem zweiten Material gebildeten Teilbereich des Grundkörpers verbunden ist.A particularly low height of the connecting element and a weld of particularly low height can be achieved if, according to a further advantageous embodiment of the invention in the transition region formed from the first material portion of the body is frontally connected to a part of the base body formed from the second material.

Für die Verbindung der beiden Materialien kann insbesondere ein Festphasenfügeprozess zum Einsatz kommen, etwa Walzplattieren oder Diffusionsschweißen oder Reibschweißen. Insbesondere das Walzplattieren kann zum Einsatz kommen, wenn in dem Übergangsbereich das erste Material mit dem zweiten Material des Grundkörpers ein Stück weit überlappt.For the connection of the two materials, in particular a solid-phase joining process can be used, such as roll-bonding or diffusion welding or friction welding. In particular, the roll cladding can be used when in the transition region, the first material with the second material of the body overlaps a piece far.

Des Weiteren lässt sich – beispielsweise durch Rührreibschweißen – auf besonders einfache Art und Weise die stirnseitige Verbindung der beiden Teilbereiche des Grundkörpers miteinander realisieren. Die beispielhaft genannten Festphasenfügeprozesse erzeugen im Gegensatz zu Schmelzschweißverfahren keine oder allenfalls geringe intermetallische Phasen, sodass ein besonders geringer Übergangswiderstand im Übergangsbereich erreicht wird.Furthermore, the face-side connection of the two partial regions of the main body can be realized with one another in a particularly simple manner, for example by friction stir welding. In contrast to fusion welding processes, the exemplified solid-phase joining processes do not produce any or at most small intermetallic phases, so that a particularly low contact resistance in the transition region is achieved.

Bevorzugt ist der Grundkörper im Bereich der zum Koppeln mit dem ersten Pol ausgebildeten Kontaktstelle aus Aluminum und im Bereich der zum Koppeln mit dem zweiten Pol ausgebildeten Kontaktstelle aus Kupfer gebildet. So ergeben sich beim Kontaktieren der bei einer Lithium-Ionen-Batteriezelle aus Aluminium bestehenden Kathode als erstem elektrischen Pol und der aus Kupfer bestehenden Anode als zweitem elektrischen Pol gleiche Materialpaarungen an den jeweiligen Kontaktstellen.Preferably, the base body is formed in the region of the contact point formed of aluminum for coupling with the first pole and in the region of the contact point made of copper for coupling to the second pole. Thus, when contacting the existing in a lithium-ion battery cell made of aluminum cathode as the first electrical pole and the existing copper anode as the second electrical pole same material pairings at the respective contact points.

Die erfindungsgemäße Batterie umfasst wenigstens zwei Batteriezellen und wenigstens ein erfindungsgemäßes Verbindungselement. Die wenigstens zwei Batteriezellen weisen jeweils einen ersten, aus einem ersten Material gebildeten elektrischen Pol auf und jeweils einen zweiten, aus einem zweiten Material gebildeten elektrischen Pol. Hierbei ist das zweite Material von dem ersten Material verschieden. Der Grundkörper des Verbindungselements ist über die Kontaktstellen mit den Polen der wenigstens zwei Batteriezellen gekoppelt. Hierbei ist der Grundkörper des Verbindungselements zumindest im Bereich der zum Koppeln mit dem ersten Pol ausgebildeten Kontaktstelle aus dem ersten Material und zumindest im Bereich der zum Koppeln mit dem zweiten Pol ausgebildeten Kontaktstelle aus dem zweiten Material gebildet. Dadurch ergeben sich an den Kontaktstellen jeweils gleichartige Materialpaarungen, sodass beim Kontaktieren der Pole mittels des Verbindungselements besonders geringe Übergangswiderstände vorliegen.The battery according to the invention comprises at least two battery cells and at least one connecting element according to the invention. The at least two battery cells each have a first electrical pole formed from a first material and a respective second electrical pole formed from a second material. Here, the second material is different from the first material. The main body of the connecting element is coupled via the contact points with the poles of the at least two battery cells. In this case, the main body of the connecting element is formed from the first material at least in the region of the contact point formed for coupling to the first pole and at least in the region of the contact point formed from the second material for coupling to the second pole. This results in the contact points each have similar material pairings, so that there are particularly low contact resistance when contacting the poles by means of the connecting element.

Eine bauliche besonders einfache Form des Verbindungselements lässt sich realisieren, wenn mittels desselben die wenigstens zwei Batteriezellen elektrisch in Reihe geschaltet sind. Dann können nämlich der erste Pol der ersten Batteriezelle und der zweite Pol der zweiten Batteriezelle nebeneinander angeordnet werden, und über das wenigstens eine Verbindungselement ist eine Verbindung dieser beiden Pole auf besonders kurzem Wege erreichbar.A structurally particularly simple form of the connecting element can be realized if by means of it the at least two battery cells are electrically connected in series. Then, namely, the first pole of the first battery cell and the second pole of the second battery cell can be arranged side by side, and via the at least one connecting element, a connection of these two poles can be reached in a particularly short ways.

In der Batterie können die wenigstens zwei elektrisch in Reihe geschalteten Batteriezellen mittels des wenigstens einen Verbindungselements mit jeweils zumindest einer weiteren Batteriezelle elektrisch parallel geschaltet sein. Dadurch kann die Batterie eine höhere Stromstärke bereitstellen als bei einer reinen Serienschaltung der einzelnen Batteriezellen.In the battery, the at least two battery cells connected in series in series may be electrically connected in parallel with at least one further battery cell by means of the at least one connecting element. As a result, the battery can provide a higher current than in a pure series connection of the individual battery cells.

Die für das erfindungsgemäße Verbindungselement beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Batterie und umgekehrt.The advantages and preferred embodiments described for the connecting element according to the invention also apply to the battery according to the invention and vice versa.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawings. Showing:

1 schematisch in einer Seitenansicht eine Batteriezelle einer Fahrzeugbatterie, welche mit weiteren Batteriezellen der Fahrzeugbatterie über Stromschienen elektrisch gekoppelt ist; 1 schematically in a side view a battery cell of a vehicle battery, which is electrically coupled to further battery cells of the vehicle battery via busbars;

2 schematisch und in einer Draufsicht einen Ausschnitt aus der Batterie gemäß 1, wobei die Kathoden zweier Batteriezellen mit den Anoden zweier weiterer Batteriezellen über eine aus zwei unterschiedlichen Materialien gebildete Stromschiene gekoppelt sind; und 2 schematically and in a plan view of a section of the battery according to 1 wherein the cathodes of two battery cells are coupled to the anodes of two further battery cells via a bus bar formed of two different materials; and

3 eine Stromschiene gemäß 2 in einer Draufsicht, 3 a busbar according to 2 in a plan view,

Eine in 1 und 2 schematisch gezeigte Batterie 10 ist beispielsweise als Traktionsbatterie für ein Fahrzeug ausgebildet. Die Batterie umfasst eine Mehrzahl von prismatischen Batteriezellen 12, 14, 16, 18, von denen in 2 beispielsweise und schematisch vier Stück gezeigt sind. Jede der Batteriezellen 12, 14, 16, 18, welche insbesondere als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet sein können, umfasst einen ersten, elektrisch positiven Pol 20, welcher die Kathode der jeweiligen Batteriezelle 12, 14, 16, 18 bildet, und einen negativen elektrischen Pol 22, welcher die Annode der jeweiligen Batteriezelle 12, 14, 16, 18 bildet. Die Batteriezellen 12, 14, 16, 18 können in der Batterie 10 stehend und in einem Stapel auf einer Kühlplatte 29 angeordnet sein (vgl. 1).An in 1 and 2 schematically shown battery 10 is designed for example as a traction battery for a vehicle. The battery includes a plurality of prismatic battery cells 12 . 14 . 16 . 18 of which in 2 for example and schematically four pieces are shown. Each of the battery cells 12 . 14 . 16 . 18 , which may be formed in particular as lithium-ion cells, comprises a first, electrically positive pole 20 , which is the cathode of the respective battery cell 12 . 14 . 16 . 18 forms, and a negative electric pole 22 , which is the anode of the respective battery cell 12 . 14 . 16 . 18 forms. The battery cells 12 . 14 . 16 . 18 can in the battery 10 standing and in a pile on a cooling plate 29 be arranged (cf. 1 ).

Jeder der beiden Pole 20, 22, welcher auch als Terminal bezeichnet wird, umfasst einen Kontaktstift 24, welcher von einem quaderförmigen Sockel 26 nach oben absteht (vgl. 1). Der elektrisch positive Pol 20, also die Kathode, ist bei jeweiligen Batteriezellen 12, 14, 16, 18 aus Aluminium gebildet. Demgegenüber ist der elektrisch negative Pol 22, also die Annode, aus Kupfer gebildet.Each of the two poles 20 . 22 , which is also referred to as a terminal, comprises a contact pin 24 , which of a cuboid base 26 protrudes upward (see. 1 ). The electrically positive pole 20 , ie the cathode, is at respective battery cells 12 . 14 . 16 . 18 made of aluminum. In contrast, the electrically negative pole 22 that is, the anode, made of copper.

Die ungleichnamigen Pole 20, 22 von benachbarten Batteriezellen 14, 16 sind mittels einer Stromschiene 28 elektrisch in Reihe geschaltet (vgl. 2), um eine entsprechend hohe Spannung der Batterie 10 zu erzielen, Vorliegend ist diese Stromschiene 28 als Hybrid-Stromschiene ausgebildet, welche aus zwei unterschiedlichen Materialien gebildet ist.The unlike poles 20 . 22 from neighboring battery cells 14 . 16 are by means of a busbar 28 electrically connected in series (see. 2 ) to a correspondingly high voltage of the battery 10 To achieve this is present busbar 28 designed as a hybrid busbar, which is formed of two different materials.

Entsprechend ist ein erster Teilbereich 30, welcher den negativen elektrischen Pol 22 der Batteriezelle 16 kontaktiert, ebenso wie dieser elektrische Pol 22 aus Kupfer gebildet. Demgegenüber ist ein weiterer Teilbereich 32 der Stromschiene 28, welche den elektrisch positiven Pol 20 der Batteriezelle 14 kontaktiert, aus Aluminium gebildet, also aus demselben Material wie der elektrische positive Pol 20 selber.Accordingly, a first subarea 30 which the negative electric pole 22 the battery cell 16 contacted, as well as this electrical pole 22 made of copper. In contrast, another area is 32 the busbar 28 which the electrically positive pole 20 the battery cell 14 contacted, formed of aluminum, that is, from the same material as the electrical positive pole 20 himself.

So ist dafür gesorgt, dass im Bereich von Kontaktstellen, in welchen ein Grundkörper der Stromschiene 28 die jeweiligen Pole 20, 22 kontaktiert, keine unterschiedlichen Materialpaarungen vorliegen. Dadurch ist eine Kontaktkorrosion am Kontakt des jeweiligen Teilbereichs 30, 32 mit den elektrischen Polen 20, 22 verhindert. Dies führt zu besonders geringen Übergangswiderständen an diesen Kontaktstellen.So it is ensured that in the area of contact points, in which a body of the busbar 28 the respective poles 20 . 22 contacted, no different material pairings are present. As a result, a contact corrosion on the contact of the respective portion 30 . 32 with the electric poles 20 . 22 prevented. This leads to particularly low contact resistance at these contact points.

Insbesondere aus der Draufsicht auf die Stromschiene 28 in 3 geht besonders gut hervor, dass die Kontaktstellen, an welchen der Grundkörper der Stromschiene 28 die jeweiligen elektrischen Pole 20, 22 der Batterie 10 kontaktiert, als Durchtrittsöffnungen 34 ausgebildet sind, welche zum Umschließen des jeweiligen Kontaktstifts 24 ausgebildet sind.In particular, from the top view of the busbar 28 in 3 goes out particularly well that the contact points, to which the main body of the busbar 28 the respective electric poles 20 . 22 the battery 10 contacted, as passages 34 are formed, which for enclosing the respective contact pin 24 are formed.

Ebenso ist aus 3 besonders gut ersichtlich, dass in einem Übergangsbereich 36, in welchem der aus Aluminium gebildete Teilbereich 32 an den aus Kupfer gebildeten Teilbereich 30 angrenzt, die beiden Teilbereiche 30, 32 stirnseitig miteinander verbunden sind. Eine solche stirnseitige Verbindung kann beispielsweise durch Reibschweißen, insbesondere durch Rührreibschweißen, hergestellt werden. Durch einen solchen Festphasenfügeprozess werden im Gegensatz zu einem Schmelzschweißverfahren keine oder nur geringe intermetallische Phasen erzeugt. Zudem weist die Stromschiene 28, bei welcher die beiden Teilbereiche 30, 32 durch solch einen Festphasenfügeprozess miteinander verbunden sind, sehr gute mechanische Eigenschaften auf.Likewise is off 3 particularly evident that in a transitional area 36 in which the part formed of aluminum 32 at the part formed from copper 30 adjacent, the two subareas 30 . 32 are connected to each other at the front. Such an end-side connection can be produced for example by friction welding, in particular by friction stir welding. By virtue of such a solid phase joining process, no or only small intermetallic phases are produced, in contrast to a fusion welding process. In addition, the busbar 28 in which the two subareas 30 . 32 bonded together by such a solid phase joining process, have very good mechanical properties.

Dadurch, dass der Materialwechsel innerhalb des Übergangsbereichs 36 erfolgt, in welchem die Schweißverbindung realisiert ist, ist das Problem einer Kontaktkorrosion innerhalb der Stromschiene 28 unterbunden. Dies ist der Fall, obwohl in diesem Übergangsbereich 36 eine Paarung von zwei unterschiedlichen Werkstoffen auftritt.Due to the fact that the material change within the transition area 36 takes place, in which the welded joint is realized, is the problem of contact corrosion within the busbar 28 prevented. This is the case, though in this transitional area 36 a mating of two different materials occurs.

Wie aus 2 und 3 ersichtlich ist, sind durch die Stromschiene 28 nicht nur die beiden benachbarten Batteriezellen 14, 16 elektrisch in Reihe geschaltet. Vielmehr sind durch dieselbe Stromschiene 28 auch die beiden Batteriezellen 12, 14 und die beiden Batteriezellen 16, 18 elektrisch parallel geschaltet.How out 2 and 3 it can be seen are through the busbar 28 not just the two neighboring battery cells 14 . 16 electrically connected in series. Rather, by the same busbar 28 also the two battery cells 12 . 14 and the two battery cells 16 . 18 electrically connected in parallel.

In alternativen Ausführungsformen kann eine solche, auf die jeweiligen Materialien der beiden elektrischen Pole 20, 22 abgestimmte Stromschiene auch lediglich zum seriellen Verbinden von jeweils zwei Batteriezellen ausgebildet sein. Auch können durch eine solche, aus zwei unterschiedlichen Materialien bestehende Stromschiene mehr als die vorliegend beispielhaft gezeigten zwei Batteriezellen elektrisch parallel geschaltet werden.In alternative embodiments, such, on the respective materials of the two electrical poles 20 . 22 tuned busbar also be designed only for the serial connection of two battery cells. Also, more than the two battery cells shown here by way of example can be electrically connected in parallel by means of such a busbar consisting of two different materials.

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Claims (8)

Verbindungselement zum elektrischen Verbinden von einem ersten, aus einem ersten Material gebildeten elektrischen Pol (20) einer Batteriezelle (14) einer Batterie (10) mit einem zweiten, aus einem zweiten und von dem ersten Material verschiedenen Material gebildeten elektrischen Pol (22) einer weiteren Batteriezelle (16) der Batterie (10), wobei das Verbindungselement (28) Kontaktstellen (34) aufweist, über welche ein Grundkörper des Verbindungselements (28) mit den Polen (20, 22) der beiden Batteriezellen (14, 16) koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper des Verbindungselements (28) zumindest im Bereich der zum Koppeln mit dem ersten Pol (20) ausgebildeten Kontaktstelle (34) aus dem ersten Material und zumindest im Bereich der zum Koppeln mit dem zweiten Pol (22) ausgebildeten Kontaktstelle (34) aus dem zweiten Material gebildet ist.Connecting element for electrically connecting a first electrical pole formed from a first material ( 20 ) of a battery cell ( 14 ) of a battery ( 10 ) with a second electrical pole formed from a second material and different from the first material ( 22 ) of another battery cell ( 16 ) of the battery ( 10 ), wherein the connecting element ( 28 ) Contact points ( 34 ), via which a main body of the connecting element ( 28 ) with the poles ( 20 . 22 ) of the two battery cells ( 14 . 16 ) can be coupled, characterized in that the basic body of the connecting element ( 28 ) at least in the region of the coupling with the first pole ( 20 ) contact point ( 34 ) of the first material and at least in the region of the coupling with the second pole ( 22 ) contact point ( 34 ) is formed from the second material. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Übergangsbereich (36), in welchem das erste Material mit dem zweiten Material des Grundkörpers in Kontakt ist, die beiden Materialien stoffschlüssig miteinander verbunden sind.Connecting element according to claim 1, characterized in that in a transition region ( 36 ), in which the first material is in contact with the second material of the base body, the two materials are materially interconnected. Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Übergangsbereich (36) ein aus dem ersten Material gebildeter Teilbereich (30) des Grundkörpers stirnseitig mit einem aus dem zweiten Material gebildeten Teilbereich (32) des Grundkörpers verbunden ist.Connecting element according to claim 2, characterized in that in the transition region ( 36 ) a subregion formed from the first material ( 30 ) of the main body at the front end with a portion formed from the second material ( 32 ) of the body is connected. Verbindungselement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Materialien durch – Walzplattieren oder – Diffusionsschweißen oder – Reibschweißen, insbesondere Rührreibschweißen, miteinander verbunden sind.Connecting element according to claim 2 or 3, characterized in that through the two materials - roll cladding or - Diffusion welding or Friction welding, in particular friction stir welding, connected to each other. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper im Bereich der zum Koppeln mit dem ersten Pol (20) ausgebildeten Kontaktstelle (34) aus Aluminium und im Bereich der zum Koppeln mit dem zweiten Pol (22) ausgebildeten Kontaktstelle (34) aus Kupfer gebildet ist.Connecting element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the base body in the region of the coupling with the first pole ( 20 ) contact point ( 34 ) of aluminum and in the region of the coupling with the second pole ( 22 ) contact point ( 34 ) is formed of copper. Batterie mit wenigstens zwei Batteriezellen (12, 14, 16, 18) und mit wenigstens einem Verbindungselement (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die wenigstens zwei Batteriezellen (12, 14, 16, 18) jeweils einen ersten, aus einem erstere Material gebildeten elektrischen Pol (20) und jeweils einen zweiten, aus einem zweiten und von dem ersten Material verschiedenen Material gebildeten elektrischen Pol (22) aufweisen, wobei der Grundkörper des Verbindungselements (28) über die Kontaktstellen (34) mit den Polen (20, 22) der wenigstens zwei Batteriezellen (12, 14, 16, 18) gekoppelt ist, und wobei der Grundkörper des Verbindungselements zumindest im Bereich der zum Koppeln mit dem ersten Pol (20) ausgebildeten Kontaktstelle (34) aus dem ersten Material und zumindest im Bereich der zum Koppeln mit dem zweiten Pol (22) ausgebildeten Kontaktstelle (34) aus dem zweiten Material gebildet ist.Battery with at least two battery cells ( 12 . 14 . 16 . 18 ) and with at least one connecting element ( 28 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the at least two battery cells ( 12 . 14 . 16 . 18 ) each have a first electrical pole formed from a former material ( 20 ) and in each case a second electrical pole formed from a second material and different from the first material ( 22 ), wherein the main body of the connecting element ( 28 ) via the contact points ( 34 ) with the poles ( 20 . 22 ) of the at least two battery cells ( 12 . 14 . 16 . 18 ), and wherein the main body of the connecting element at least in the region of the coupling with the first pole ( 20 ) contact point ( 34 ) of the first material and at least in the region of the coupling with the second pole ( 22 ) contact point ( 34 ) is formed from the second material. Batterie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Batteriezellen (14, 16) mittels des wenigstens einen Verbindungselements (28) elektrisch in Reihe geschaltet sind.Battery according to claim 6, characterized in that the at least two battery cells ( 14 . 16 ) by means of the at least one connecting element ( 28 ) are electrically connected in series. Batterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei elektrisch in Reihe geschalteten Batteriezellen (14, 16) mittels des wenigstens einen Verbindungselements (28) mit jeweils zumindest einer weiteren Batteriezelle (12, 18) elektrisch parallel geschaltet sind.Battery according to Claim 7, characterized in that the at least two battery cells connected in series ( 14 . 16 ) by means of the at least one connecting element ( 28 ) each with at least one further battery cell ( 12 . 18 ) are electrically connected in parallel.
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