特開 2024-28186 セル接触システム、セル接触システムを製造するための方法、およびバッテリモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024028186

(43)【公開日】2024-03-01

(54)【発明の名称】セル接触システム、セル接触システムを製造するための方法、およびバッテリモジュール

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/00 20060101AFI20240222BHJP

【ＦＩ】

G01R31/00

【審査請求】有

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023131751

(22)【出願日】2023-08-14

(31)【優先権主張番号】10 2022 120 806.0

(32)【優先日】2022-08-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】501090342

【氏名又は名称】ティーイー コネクティビティ ジャーマニー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク

【氏名又は名称原語表記】ＴＥ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｇｅｒｍａｎｙ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(72)【発明者】

【氏名】トルシュテン キャリーズ

【テーマコード（参考）】

2G036

【Ｆターム（参考）】

2G036AA18

2G036AA28

2G036BA35

2G036BB08

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電気バッテリモジュールのセル接触システム、セル接触システムを製造するための方法、およびセル接触システムを有するバッテリモジュールに関する。
【解決手段】電気バッテリモジュールのセル接触システムは、キャリア構造体と、バッテリモジュールの複数のバッテリセルに電気的に接触するための、キャリア構造体に配置された複数のセル接触要素と、セル接触要素に電気的に接続された複数の電力接続部と、セル接触システムに接続されたバッテリモジュールの少なくとも１つのパラメータを測定するための測定装置とを備え、測定装置は、パラメータを測定するための少なくとも１つのセンサ要素を含み、センサ要素は、少なくとも１本のセンサラインを介してセル接触システムの接続コンタクトに接続され、パラメータをモニタするために、モニタリングデバイスを、接続コンタクトを介して測定装置に接続することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気バッテリモジュール（３００）のセル接触システム（１００）であって、
キャリア構造体（１０１）と、
前記バッテリモジュール（３００）の複数のバッテリセル（３０１）に電気的に接触するための、前記キャリア構造体（１０１）に配置された複数のセル接触要素（１０３）と、
前記セル接触要素（１０３）に電気的に接続された複数の電力接続部（１１９）と、
前記セル接触システム（１００）に接続された前記バッテリモジュール（３００）の少なくとも１つのパラメータを測定するための測定装置（１０７）と
を備え、
前記測定装置（１０７）は、前記パラメータを測定するための少なくとも１つのセンサ要素（１０９）を含み、前記センサ要素（１０９）は、少なくとも１本のセンサライン（１１１）を介して前記セル接触システム（１００）の接続コンタクト（１１５）に接続され、前記パラメータをモニタするために、モニタリングデバイスを、前記接続コンタクト（１１５）を介して前記測定装置（１０７）に接続することができ、前記センサ要素（１０９）は、少なくとも１つのセル接触要素（１０３）に接続され、前記パラメータを測定するように構成され、前記センサ要素（１０９）は、前記セル接触要素（１０３）に形成された保持要素（１１５）を介して前記セル接触要素（１０３）に固定されている、セル接触システム（１００）。

【請求項2】

前記保持要素（１１５）は、クリップ要素として設計され、前記センサ要素（１０９）を前記セル接触要素（１０３）にクランプするように構成されている、請求項１に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項3】

前記保持要素（１１５）は、前記センサ要素（１０９）に接触するための接触領域（１２３）を画定し、前記接触領域（１２３）は、前記セル接触要素（１０３）の表面（１２１）から間隔をおいて形成されている、請求項１または２に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項4】

前記保持要素（１１５）は、前記センサ要素（１０９）を受け入れるための受入空間（１３１）を画定し、前記センサ要素（１０９）を前記保持要素（１１５）に固定するために、前記センサ要素（１０９）を前記受入空間（１３１）に挿入することができる、請求項１から３のいずれか一項に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項5】

前記パラメータは電圧または電流であり、前記センサ要素（１０９）は前記センサライン（１１１）の電気接触要素として設計され、前記センサ要素（１０９）は、溶接接続部（１３２）を介して前記保持要素（１１５）に固定されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項6】

前記パラメータは温度であり、前記センサ要素（１０９）は温度センサとして設計され、前記センサ要素（１０９）は、前記保持要素（１１５）を介して前記セル接触要素（１０３）に熱伝導的に固定されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項7】

前記温度センサ（１３３）はプリント回路基板（１３５）に配置され、スペーサ要素（１４１）が前記プリント回路基板（１３５）にさらに形成され、前記温度センサ（１３３）は、前記保持要素（１１５）を前記スペーサ要素（１４１）に押し付けることによって前記セル接触要素（１０３）に固定されている、請求項６に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項8】

前記温度センサ（１３３）は、前記保持要素（１１５）および／または前記セル接触要素（１０３）の前記表面（１２１）に、結合接続部により熱伝導的に接触する、請求項６または７に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項9】

前記保持要素（１１５）は、前記セル接触要素（１０３）から打抜きおよび曲げプロセスによって形成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載のセル接触システム（１００）を製造するための方法（２００）であって、
複数のセル接触要素（１０３）を有するキャリア構造体（１０１）を設けること（２０１）であって、少なくとも１つのセル接触要素（１０３）が保持要素（１１５）を有する、キャリア構造体を設けること（２０１）と、
測定装置（１０７）の少なくとも１つのセンサ要素（１０９）を、前記セル接触要素（１０３）の前記保持要素（１１５）に固定する（２０３）ことと、
前記センサ要素（１０９）を、センサライン（１１１）を介して前記キャリア構造体（１０１）の接続コンタクト（１１５）に接続すること（２０５）と
を含む方法（２００）。

【請求項11】

複数のバッテリセル（３０１）と、
請求項１から９のいずれか一項に記載のセル接触システム（１００）と
を有するバッテリモジュール（３００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気バッテリモジュールのセル接触システム、セル接触システムを製造するための方法、およびセル接触システムを有するバッテリモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

電気バッテリモジュールのセル接触システムの様々な実施形態が、従来技術から知られている。セル接触システムは、バッテリモジュールの個々のバッテリセルからの電流の流れおよび個々のバッテリセルへの電流の流れを生じさせるように機能する。さらに、セル接触システムは、バッテリモジュールの動作電圧および／または動作温度などのパラメータのモニタリングを可能にするように機能する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の目的は、電気バッテリモジュールの改良されたセル接触システム、セル接触システムを製造するための改良された方法、およびセル接触システムを有するバッテリモジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の目的は、独立請求項のセル接触システム、セル接触システムを製造するための方法、およびバッテリモジュールによって達成される。有利な構成は、従属請求項の主題である。

【0005】

本発明の態様によれば、電気バッテリモジュールのセル接触システムであって、セル接触システムは、
キャリア構造体と、
バッテリモジュールの複数のバッテリセルに電気的に接触するための、キャリア構造体に配置された複数のセル接触要素と、
セル接触要素に電気的に接続された複数の電力接続部と、
セル接触システムに接続されたバッテリモジュールの少なくとも１つのパラメータを測定するための測定装置と
を備え、
測定装置は、パラメータを測定するための少なくとも１つのセンサ要素を含み、センサ要素は、少なくとも１本のセンサラインを介してセル接触システムの接続コンタクトに接続され、パラメータをモニタするために、モニタリングデバイスを、接続コンタクトを介して測定装置に接続することができ、センサ要素は、少なくとも１つのセル接触要素に接続され、パラメータを測定するように構成され、センサ要素は、セル接触要素に形成された保持要素を介してセル接触要素に固定されている、セル接触システムが提供される。

【0006】

その結果、電気バッテリモジュールの改良されたセル接触システムを提供することができるという技術的利点を達成することができる。

【0007】

測定装置により、パラメータを測定するための技術的に簡単な解決策を実現することができ、それにより、バッテリモジュールの機能および性能をモニタすることができる。標準ケーブルを使用してセンサ要素を接続コンタクトに配線および接続することができるため、従来技術から知られる、センサ要素および接続コンタクトの電気接続のためにプリント回路基板（ＰＣＢ）およびリボンケーブルを設ける、より技術的に複雑な解決策を実質的に避けることができる。これにより、技術的により簡単な、したがってより費用効率の高い解決策が可能になる。

【0008】

セル接触要素の保持要素により、セル接触要素に対するセンサ要素の簡単な接触および固定が可能になる。セル接触要素にセンサ要素を配置することにより、セル接触システムの製造プロセスも簡略化され、したがって改良される。

【0009】

実施形態によれば、保持要素は、クリップ要素として設計され、センサ要素をセル接触要素にクランプする（ｃｌａｍｐ、締め付けて固定する）ように構成されている。

【0010】

その結果、センサ要素をセル接触要素にしっかりと固定することができるという技術的利点を達成することができる。クランプ動作により、センサ要素をセル接触要素にしっかりと固定することができる。

【0011】

さらに、クランプ動作により、セル接触システムの簡単な組立てを実現することができる。

【0012】

実施形態によれば、保持要素は、センサ要素に接触するための接触領域を画定し、接触領域は、セル接触要素の表面から間隔をおいて形成されている。

【0013】

その結果、接触領域をセル接触要素の表面から離間させることによって、センサ要素の固定、したがって、セル接触システムの製造を簡略化することができる、という技術的利点を達成することができる。

【0014】

さらに、センサラインとセンサ要素との厚さの差を、間隔によって補償することができる。

【0015】

実施形態によれば、保持要素は、センサ要素を受け入れるための受入空間を画定し、センサ要素を保持要素に固定するために、センサ要素を受入空間に挿入することができる。

【0016】

その結果、保持要素に対するセンサ要素の位置決めを簡略化することができるという技術的利点を達成することができる。これにより、セル接触システムの製造プロセスが容易になり簡略化される。

【0017】

実施形態によれば、パラメータは動作電圧であり、センサ要素はセンサラインの電気接触要素として設計され、センサ要素は、溶接接続部を介して保持要素に固定されている。

【0018】

その結果、動作電圧をパラメータとして用いて、重要なパラメータを測定することができ、このパラメータを、バッテリモジュールの機能に関する結果を導き出す根拠として使用することができる、という技術的利点を達成することができる。

【0019】

さらに、溶接接続部により、保持要素に対するセンサ要素の堅固な固定と、２つの要素間の効果的な電気接続が可能になる。

【0020】

実施形態によれば、パラメータは温度であり、センサ要素は温度センサとして設計され、センサ要素は、保持要素を介してセル接触要素に熱伝導的に固定されている。

【0021】

その結果、動作温度によって重要なパラメータを測定することができるという技術的利点を達成することができる。

【0022】

実施形態によれば、温度センサはプリント回路基板に配置され、スペーサ要素がプリント回路基板にさらに形成され、温度センサは、保持要素をスペーサ要素に押し付けることによってセル接触要素に固定されている。

【0023】

その結果、スペーサ要素によって、保持要素により温度センサに損傷を与えるおそれなくクランプすることにより、温度センサを保持要素にしっかりと固定することができる、という技術的利点を達成することができる。

【0024】

実施形態によれば、温度センサは、保持要素および／またはセル接触要素の表面に、結合接続部により熱伝導的に接触する。

【0025】

その結果、温度センサを結合によりセル接触要素にさらに固定することができるという技術的利点を達成することができる。熱接触により、バッテリモジュールの動作温度に関する温度センサの測定精度をさらに向上させることができる。

【0026】

実施形態によれば、保持要素は、セル接触要素から打抜きおよび曲げプロセスによって形成されている。

【0027】

その結果、保持要素、したがってセル接触システムの、技術的により簡単な製造プロセスが可能になるという技術的利点を達成することができる。

【0028】

さらなる態様によれば、上記の実施形態のうちの１つによるセル接触システムを製造するための方法であって、
複数のセル接触要素を有するキャリア要素を設けることであって、少なくとも１つのセル接触要素が保持要素を有する、キャリア要素を設けることと、
測定装置の少なくとも１つのセンサ要素を、セル接触要素の保持要素に固定することと、
センサ要素を、センサラインを介してキャリア構造体の接続コンタクトに接続することと
を含む方法が提供される。

【0029】

その結果、上記の技術的利点を有するセル接触システムを製造するための、改良された方法を提供することができる、という技術的利点を達成することができる。

【0030】

さらなる態様によれば、複数のバッテリセルと、上記の実施形態のうちの１つによるセル接触システムとを有するバッテリモジュールが提供される。

【0031】

その結果、上記の技術的利点を有するセル接触システムを有する、改良されたバッテリモジュールを提供することができる、という技術的利点を達成することができる。

【0032】

以下で、図面を用いて本発明をより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】一実施形態によるセル接触システムの概略図である。

【図2】一実施形態によるセル接触システムの保持要素の概略図である。

【図3】図２の保持要素をセンサ要素と共に示す概略図である。

【図4】さらなる実施形態によるセル接触システムの保持要素の概略図である。

【図5】図４の保持要素をセンサ要素と共に示す概略図である。

【図6】さらなる実施形態によるセル接触システムの保持要素をセンサ要素と共に示す概略図である。

【図7】さらなる実施形態によるセル接触システムの保持要素をセンサ要素と共に示す概略図である。

【図8】一実施形態による、温度センサとして設計されたセンサ要素の概略図である。

【図9】さらなる実施形態による、温度センサとして設計されたセンサ要素の概略図である。

【図10】保持要素に固定された図９のセンサ要素の概略図である。

【図11】保持要素に固定された図９のセンサ要素のさらなる概略図である。

【図12】図１１のセンサ要素の概略側断面図である。

【図13】セル接触システムを製造するための方法のフローチャートである。

【図14】セル接触システムを有するバッテリモジュールの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

図１は、一実施形態によるセル接触システム１００の概略図である。

【0035】

図示の実施形態において、セル接触システム１００は、キャリア構造体１０１と、キャリア構造体１０１に形成された複数のセル接触要素１０３とを有する。キャリア構造体１０１は、電気絶縁材料、例えばプラスチックから形成されていることが好ましい。

【0036】

セル接触要素１０３は、セル接触システム１００に接続されたバッテリモジュールの複数のバッテリセルに電気的に接触するように機能する。セル接触要素１０３は、金属材料から形成されている。

【0037】

セル接触要素１０３はそれぞれ、複数のセル要素１０５を有する。ここでは、セル要素１０５は、バッテリセルに接触するように機能する。個々のセル要素１０５はそれぞれ、例えばねじ接続部によってバッテリセルを接続および固定するための接続開口部１１７を有する。

【0038】

個々のセル要素１０５は、いずれも分離隆起１０６によって互いに分離されている。個々のセル接触要素１０３を、例えばシートメタル要素から製造することができる。ここでは、分離隆起１０６を、対応する曲げプロセスまたは成形プロセスによって形成することができる。

【0039】

セル接触要素１０３は、互いに、かつ複数の電力接続部１１９に電気的に接続されている。セル接触システム１００に接続されたバッテリモジュールを、電力接続部１１９を介してさらなるバッテリモジュールまたはさらなる電気部品に接続することができる。

【0040】

一実施形態によれば、セル接触システム１００は、電気車両のバッテリモジュール用に設計されている。したがって、セル接触システム１００に接続されたバッテリモジュールを、電力接続部１１９を介して電気車両のさらなる部品に接続することができる。

【0041】

図示の実施形態において、セル接触システム１００は、測定装置１０７をさらに備える。測定装置１０７は、セル接触システム１００に接続されたバッテリモジュールのパラメータを測定するように機能する。したがって、パラメータの測定によって、バッテリモジュールの機能をモニタまたはチェックすることができる。

【0042】

パラメータを測定するために、測定装置１０７は、パラメータを測定するように構成されている少なくとも１つのセンサ要素１０９を有する。このために、少なくとも１つのセンサ要素１０９は、少なくとも１つのセル接触要素１０３に形成された保持要素１１５を介して、それぞれのセル接触要素１０３に接続または固定されている。

【0043】

保持要素１１５は、図１には詳細に示されていない。保持要素１１５の詳細な説明については、以下の図２～図１２および関連する説明部分を参照されたい。

【0044】

図示の実施形態において、測定装置１０７は複数のセンサ要素１０９を有する。ここでは、センサ要素１０９はそれぞれ、いずれの場合も１つのセンサ要素１０９のみがセル接触要素１０３に配置されるように、セル接触要素１０３に形成されている。

【0045】

測定されるパラメータは、バッテリモジュールの動作電圧または動作温度であってよい。したがって、センサ要素１０９は、セル接触要素１０３の電圧または温度を測定するように構成されている。

【0046】

図示の実施形態において、複数のセンサ要素１０９は、センサライン１１１を介して接続コンタクト１１３に電気的に接続されている。測定装置１０７、特にセンサ要素１０９を、接続コンタクト１１３を介してモニタリングデバイス（図示せず）に接続することができる。モニタリングデバイスは、例えば、ソフトウェアがインストールされた演算ユニットを含むことができ、この演算ユニットにより、パラメータ、したがってセル接触システム１００に接続されたバッテリモジュールの機能をモニタまたはチェックすることができる。

【0047】

センサライン１１１を、標準電気ケーブルとして設計することができる。

【0048】

センサ要素１０９を、溶接接続部または結合接続部によって保持要素１１５に固定することができる。

【0049】

セル接触システム１００のセル接触要素１０３の数は、図１に示す数とは異なっていてもよい。各セル接触要素１０３は、図１に示す数とは異なるいくつかのセル要素１０５を有することもできる。さらに、測定装置１０７は、図１の数とは異なる任意の数のセンサ要素１０９を有することができる。センサ要素１０９を、それぞれのセル接触要素１０３の任意の箇所に形成することもできる。

【0050】

各センサ要素１０９を、いずれの場合も個々のセンサライン１１１を介して接続コンタクトに接続することができる。あるいは、複数のセンサ要素１０９を、共通のセンサライン１１１を介して接続コンタクト１１３に接続することができる。

【0051】

図２は、一実施形態によるセル接触システム１００の保持要素１１５の概略図である。

【0052】

図示の実施形態において、保持要素１１５は曲がり要素１２５を含む。曲がり要素１２５は、曲がり部１２７と接触領域１２３を有する接触部１２９とを含む。曲がり要素１２５は、曲がり部１２７によってそれぞれのセル接触要素１０３に接続されている。

【0053】

図示の実施形態において、保持要素１１５は、それぞれのセル接触要素１０３から打抜きおよび曲げプロセスによって製造されている。

【0054】

図示の実施形態において、接触領域１２３は、それぞれのセル接触要素１０３の表面１２１から間隔をおいて配置されている。接触領域１２３は、対応するセンサ要素１０９が保持要素１１５に接触するように機能する。

【0055】

図示の実施形態における接触領域１２３は、セル接触要素１０３の表面１２１に対して直角に配置されている。しかしながら、接触領域１２３は、表面１２１に対して任意の他の角度であってもよい。

【0056】

図示の実施形態において、接触部１２９は直方体形状を有する。しかしながら、これは例示的なものに過ぎない。他の形状が同様に考えられる。

【0057】

図３は、図２の保持要素１１５をセンサ要素１０９と共に示すさらなる概略図である。

【0058】

図示の実施形態において、センサ要素１０９は、溶接接続部１３２によって保持要素１１５に固定されている。センサ要素１０９は、図示の座標系のｘ軸に関して保持要素１１５に隣接して配置され、接触領域１２３を介して保持要素１１５に接触する。

【0059】

溶接接続部１３２は、ｚ軸に関して曲がり要素１２５の接触部１２９の上部領域における２つの溶接点によって形成されている。

【0060】

図示の実施形態におけるセンサ要素１０９は、センサライン１１１の圧縮された端部領域として設計されている。あるいは、センサ要素１０９を、撚線の束またはケーブル端部スリーブとして設計することができる。

【0061】

セル接触システム１００に接続されたバッテリモジュールの動作電圧を、図示のセンサ要素１０９によって、保持要素１１５との電気的接触により測定することができる。

【0062】

図示の実施形態におけるセンサライン１１１は、絶縁体１４５を有する市販の導電性ケーブルとして設計されている。

【0063】

セル接触要素１０３の表面１２１からの接触領域１２３の間隔により、接触領域１２３に固定されたセンサ要素１０９を、同様に表面１２１から間隔をおいて配置することができる。したがって、例えば絶縁体１４５によって生じ得るセンサライン１１１とセンサ要素１０９との厚さの差を補償することができる。

【0064】

図４は、さらなる実施形態によるセル接触システム１００の保持要素１１５の概略図である。

【0065】

図示の実施形態において、図２および図３の実施形態の曲がり要素１２５に加えて、保持要素１１５は、ｘ軸に関して曲がり要素１２５とは反対に配置されたさらなる曲がり要素１２６を含む。さらなる曲がり要素１２６は、さらなる曲がり部１２８と接触領域１２４を有するさらなる接触部１３０とを含む。

【0066】

２つの接触領域１２３、１２４は、ｘ軸に関して反対に配置され、互いに対向している。

【0067】

２つの接触領域１２３、１２４は、互いに略平行であり、セル接触要素１０３の表面１２１に対して直角に形成されている。センサ要素１０９を受け入れるための受入空間１３１が、２つの曲がり要素１２５、１２６間、特に２つの接触領域１２３、１２４間に画定されている。

【0068】

図示の実施形態において、両方の曲がり要素１２５、１２６は、セル接触要素１０３から打抜きおよび曲げプロセスによって形成されている。図示の実施形態において、さらなる曲がり要素１２６は、曲がり要素１２５よりも小さい寸法を有して形成されている。あるいは、両方の曲がり要素１２５、１２６が同じ形状および同じ寸法を有していてもよい。

【0069】

図５は、図４の保持要素１１５をセンサ要素１０９と共に示す概略図である。

【0070】

図５で、センサ要素１０９は、保持要素１１５の受入空間１３１に挿入され、したがって、２つの曲がり要素１２５、１２６の２つの接触領域１２３、１２４に電気的に接続されている。センサ要素１０９は、２つの曲がり要素１２５、１２６によって、２つの接触領域１２３、１２４間の受入空間１３１にクランプされている。

【0071】

２つの曲がり要素１２５、１２６は、曲がり部１２７、１２８を介して、受入空間１３１に挿入されたセンサ要素１０９に対して対向する復元力を加えるように構成されている。

【0072】

さらに、図３の実施形態と同様に、センサ要素は、溶接接続部１３２によって、曲がり要素１２５の接触部１２９に固定されている。あるいは、センサ要素１０９を、溶接接続部によって、さらなる曲がり要素１２６のさらなる接触部１３０または両方の曲がり要素１２５、１２６に固定することができる。

【0073】

図６は、さらなる実施形態によるセル接触システム１００の保持要素１１５をセンサ要素１０９と共に示すさらなる概略図である。

【0074】

図示の実施形態において、保持要素１１５は、曲がり部１２７と接触領域１２３を持つ接触部１２９とを有する１つの曲がり要素１２５のみを含む。図示の実施形態において、接触領域１２３は、セル接触要素１０３の表面１２１に平行または略平行に配置されている。

【0075】

接触領域１２３は、表面１２１から離間し、表面１２１に対向している。センサ要素１０９は、溶接接続部１３２によって接触領域１２３に固定されている。したがって、センサ要素１０９は、セル接触要素１０３の表面１２１と接触領域１２３との間の空間に配置されている。

【0076】

溶接接続部１３２の溶接点は、接触領域１２３とは反対に配置された曲がり要素１２５の接触部１２９の領域に形成されている。

【0077】

図７は、さらなる実施形態によるセル接触システム１００の保持要素１１５をセンサ要素１０９と共に示すさらなる概略図である。

【0078】

図示の実施形態は、図６の実施形態に基づく。図６に示す実施形態とは異なり、本実施形態において、接触領域１２３は、セル接触要素１０３の表面１２１に平行または略平行に配置されているが、表面１２１から離れる方を向いている。したがって、センサ要素１０９は、ｚ軸に関して接触領域１２３に位置し、溶接接続部によって保持要素１１５に固定されるように配置されている。

【0079】

さらに、接触領域１２３は、図６の実施形態よりも、表面１２１からの間隔が小さい。

【0080】

上記の実施形態において、接触部はそれぞれ直方体形状を有する。あるいは、他の形状も考えられる。接触領域１２３、１２４のサイズおよび形状は、センサ要素１０９の用途および設計に応じて変化し得る。

【0081】

図示の実施形態におけるセンサ要素１０９は、センサライン１１１のケーブルの端部分の圧縮された直方体状部分から形成されている。あるいは、撚線の束またはケーブル端部スリーブが、動作電圧を測定するためのセンサ要素１０９として同様に考えられる。

【0082】

図８は、一実施形態による、温度センサ１３３として設計されたセンサ要素１０９の概略図である。

【0083】

図示の実施形態において、センサ要素１０９は、セル接触システム１００に接続されたバッテリモジュールの動作温度を測定するための温度センサ１３３を含む。

【0084】

ここでは、センサ要素１０９は、少なくとも１本のセンサライン１１１によって温度センサ１３３に電気的に接触するための接触場１３７を有するプリント回路基板１３５を含む。図示の実施形態において、温度センサ１３３は、接触場１３７を介して２本のセンサライン１１１に電気的に接続されている。

【0085】

上記の実施形態と同様に、センサライン１１１は、絶縁体１４５を有する標準導電性ケーブルとして設計され、接続要素１３９を有し、この接続要素１３９は、例として、非絶縁部１４７によって実現され、接続要素１３９を介して、センサライン１１１は、例えばはんだ付け接続部により、接触場１３７に導電的に接続される。

【0086】

図９は、さらなる実施形態による、温度センサ１３３として設計されたセンサ要素１０９のさらなる概略図である。

【0087】

図示の実施形態は、図８の実施形態に基づく。図示の実施形態において、スペーサ要素１４１が、プリント回路基板１３５において２本のセンサライン１１１間にさらに形成されている。スペーサ要素１４１は、ｚ軸に関して温度センサ１３３よりも高い。

【0088】

図示の実施形態において、スペーサ要素１４１は直方体形状を有する。他の形状も同様に可能である。スペーサ要素１４１の寸法を、温度センサ１３３の要件および設計に従って適合させることができる。しかしながら、１つの必要条件は、スペーサ要素１４１が、プリント回路基板１３５の表面に垂直に位置合わせされたｚ軸に関して、温度センサ１３３よりも高いことである。

【0089】

図示の実施形態において、センサ要素１０９は注封化合物（ｐｏｔｔｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ポッテイング化合物、埋込用樹脂）１４３をさらに有し、注封化合物１４３は、プリント回路基板１３５に配置され、温度センサ１３３を覆う。注封化合物１４３を、従来技術から知られる注封材料、例えばシリコーンまたはポリウレタン化合物から形成することができる。

【0090】

図１０は、保持要素１１５に固定された、図９のセンサ要素１０９の概略図である。

【0091】

図示の実施形態において、図６および図７の上記の実施形態と同様に、保持要素１１５は、曲がり部１２７と接触領域１２３を持つ接触部１２９とを有する曲がり要素１２５を有する。接触領域１２３は、セル接触要素１０３の表面１２１に平行に形成され、表面１２１に対向している。

【0092】

センサ要素１０９を受け入れるための受入空間１３１が、表面１２１と接触領域１２３との間に画定されている。

【0093】

センサ要素１０９は、スペーサ要素１４１が接触領域１２３に接触するように、受入空間１３１に挿入されている。曲がり要素１２５の曲がり部１２７により、保持要素１１５は、接触部１２９を介してスペーサ要素１４１に復元力を加えることができ、したがって、センサ要素１０９を受入空間１３１にクランプし、保持要素１１５に固定することができる。

【0094】

図示の実施形態において、センサライン１１１は、はんだ付け接続部１４９により、図示の例ではケーブルの非絶縁部１４７によって形成された対応する接続部１３９を介して、接触場１３７に電気的に接続されている。

【0095】

一実施形態によれば、さらに、温度センサ１３３を、結合接続部（図示せず）によってセル接触要素１０３に熱伝導的に接続することができる。セル接触要素１０３の表面１２１を介して、熱的接続を直接確立することができる。

【0096】

あるいはまたは加えて、温度センサ１３３と保持要素１１５との熱接触が生じてもよく、特に接触部１２９の接触領域１２３を介して確立されてもよい。

【0097】

図１１は、保持要素１１５に固定された、図９のセンサ要素１０９のさらなる概略図である。

【0098】

図１１に示す実施形態は、図１０の実施形態に基づくが、センサ要素１０９が、曲がり要素１２５の受入空間１３１において、ｚ軸に関して鏡面反転して（ｉｎ ａ ｍｉｒｒｏｒ－ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｍａｎｎｅｒ）配置されているという点で、図１０の実施形態とは異なる。ここでは、プリント回路基板１３５の下面が、曲がり要素１２５の接触領域１２３に接触し、スペーサ要素１４１が、セル接触要素１０３の表面１２１に接触する。

【0099】

曲がり要素１２５の受入空間１３１へのセンサ要素１０９のクランプが、図１０の実施形態と同様に実現される。

【0100】

図１２は、図１１のセンサ要素１０９の概略側断面図である。

【0101】

図１２に、スペーサ要素１４１がプリント回路基板を少なくとも部分的に通って延びることが示されている。それにより、スペーサ要素１４１は、セル接触要素１０３の表面１２１と曲がり要素１２５または保持要素の接触領域１２３との両方に接触する。

【0102】

注封要素１４３は同様に、セル接触要素１０３の表面１２１に接触する。他方、温度センサ１３３は、セル接触要素１０３の表面１２１から間隔をおいて留まり、センサ要素１０９を保持要素１１５の受入空間１３１にクランプすることによる温度センサへの損傷を避けることができる。

【0103】

図示のすべての実施形態において、さらに、温度センサ１３３を、結合接続部（図示せず）によってセル接触要素１０３に熱接触させることができる。

【0104】

温度センサ１３３を、例えばサーミスタによって形成することができる。

【0105】

図１３は、セル接触システム１００を製造するための方法２００のフローチャートである。

【0106】

第１の方法ステップ２０１で、上記の実施形態のうちの１つによるセル接触システム１００が、最初に設けられる。

【0107】

セル接触システム１００は、複数のセル接触要素１０３を有するキャリア構造体１０１を備える。

【0108】

上記の実施形態による少なくとも１つの保持要素１１５が、少なくとも１つのセル接触要素１０３に形成される。

【0109】

したがって、セル接触システム１００を設けること２０１は、少なくとも１つの保持要素１１５を少なくとも１つのセル接触要素１０３から形成するための打抜きおよび曲げプロセスを含む。

【0110】

さらなる方法ステップ２０３で、少なくとも１つのセンサ要素１０９が、少なくとも１つの保持要素１１５に配置される。

【0111】

このために、上記の実施形態によれば、センサ要素１０９を、保持要素１１５の接触領域１２３に配置することができる。このために、センサ要素１０９を、接触領域１２３に位置決めするか、または受入空間１３１に挿入し、保持要素１１５によってセル接触要素１０３にクランプすることができる。

【0112】

センサ要素１０９を保持要素１１５に配置または固定した後、センサ要素１０９を保持要素１１５に、したがってセル接触要素１０３に、溶接接続部または結合接続部によって固定することができる。その結果、セル接触要素１０３へのセンサ要素１０９の電気的および／または熱的接続を実現することができる。

【0113】

上記の実施形態によれば、センサ要素１０９を、セル接触システム１００に接続されたバッテリモジュールの動作電圧を測定するように設計することができる。

【0114】

あるいは、センサ要素１０９を、バッテリモジュールの動作温度を測定するように構成することができる。このために、センサ要素１０９は、上記の実施形態による温度センサ１３３を含むことができる。

【0115】

さらなる方法ステップ２０５で、保持要素１１５に配置または固定された少なくとも１つのセンサ要素１０９を、センサライン１１１を介して接続コンタクト１１３に電気的に接続することができる。

【0116】

ここでは、センサライン１１１を市販の標準電気ケーブルによって実現することができる。

【0117】

キャリア構造体１０１に形成された接続コンタクト１１３により、モニタリングデバイスをセル接触システム１００に電気的に接続することが可能になる。モニタリングデバイスは、動作電圧および／または動作電流によって表されるバッテリモジュールのパラメータをモニタするように設計される。

【0118】

モニタリングデバイスは、例えば、パラメータをモニタおよび評価するための対応するソフトウェアがインストールされた、対応する演算ユニットを含むことができる。

【0119】

図１４は、セル接触システム１００を有するバッテリモジュール３００の概略図である。

【0120】

バッテリモジュール３００は、複数のバッテリセル３０１を備える。セル接触システム１００は、複数のセル接触要素１０３を介して複数のバッテリセル３０１に電気的に接続されている。接続を、例えば、セル接触要素１０３の接続開口部１１７を通るねじ接続部によって実現することができる。バッテリモジュール３００のパラメータを測定するために、セル接触システム１００は、複数のセンサ要素１０９がセル接触要素１０３に配置されている測定装置１０７をさらに有する。センサ要素１０９は、センサライン１１１を介して接続コンタクト１１３に接続されている。

【0121】

バッテリモジュール３００の個々のバッテリセル３０１は、セル接触システム１００のセル接触要素１０３を介して互いに接続されている。バッテリセル３０１を、セル接触システム１００を介して互いに直列かつ並列に接続することができる。

【0122】

バッテリモジュール３００を、特に電気車両のバッテリモジュール３００として設計することができる。

【符号の説明】

【0123】

１００ セル接触システム
１０１ キャリア構造体
１０３ セル接触要素
１０５ セル要素
１０６ 分離隆起
１０７ 測定装置
１０９ センサ要素
１１１ センサライン
１１３ 接続コンタクト
１１５ 保持要素
１１７ 接続開口部
１１９ 電力接続部
１２１ 表面
１２３ 接触領域
１２４ さらなる接触領域
１２５ 曲がり要素
１２６ さらなる曲がり要素
１２７ 曲がり部
１２８ さらなる曲がり部
１２９ 接触部
１３０ さらなる接触部
１３１ 受入空間
１３２ 溶接接続部
１３３ サーミスタ
１３５ プリント回路基板
１３７ 接触場
１３９ 接続要素
１４１ スペーサ要素
１４３ 注封化合物
１４５ 絶縁体
１４７ 非絶縁部
１４９ はんだ付け接続部
２００ 方法
２０１ キャリア要素を設けること
２０３ センサ要素を固定すること
２０５ センサ要素を接続すること
３００ バッテリモジュール
３０１ バッテリセル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【手続補正書】

【提出日】2023-09-28

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気バッテリモジュール（３００）のセル接触システム（１００）であって、
キャリア構造体（１０１）と、
前記バッテリモジュール（３００）の複数のバッテリセル（３０１）に電気的に接触するための、前記キャリア構造体（１０１）に配置された複数のセル接触要素（１０３）と、
前記セル接触要素（１０３）に電気的に接続された複数の電力接続部（１１９）と、
前記セル接触システム（１００）に接続された前記バッテリモジュール（３００）の少なくとも１つのパラメータを測定するための測定装置（１０７）と
を備え、
前記測定装置（１０７）は、前記パラメータを測定するための少なくとも１つのセンサ要素（１０９）を含み、前記センサ要素（１０９）は、少なくとも１本のセンサライン（１１１）を介して前記セル接触システム（１００）の接続コンタクト（１１３）に接続され、前記パラメータをモニタするために、モニタリングデバイスを、前記接続コンタクト（１１３）を介して前記測定装置（１０７）に接続することができ、前記センサ要素（１０９）は、少なくとも１つのセル接触要素（１０３）に接続され、前記パラメータを測定するように構成され、前記センサ要素（１０９）は、前記セル接触要素（１０３）に形成された保持要素（１１５）を介して前記セル接触要素（１０３）に固定されている、セル接触システム（１００）。

【請求項2】

前記保持要素（１１５）は、クリップ要素として設計され、前記センサ要素（１０９）を前記セル接触要素（１０３）にクランプするように構成されている、請求項１に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項3】

前記保持要素（１１５）は、前記センサ要素（１０９）に接触するための接触領域（１２３）を画定し、前記接触領域（１２３）は、前記セル接触要素（１０３）の表面（１２１）から間隔をおいて形成されている、請求項１に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項4】

前記保持要素（１１５）は、前記センサ要素（１０９）を受け入れるための受入空間（１３１）を画定し、前記センサ要素（１０９）を前記保持要素（１１５）に固定するために、前記センサ要素（１０９）を前記受入空間（１３１）に挿入することができる、請求項１に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項5】

前記パラメータは電圧または電流であり、前記センサ要素（１０９）は前記センサライン（１１１）の電気接触要素として設計され、前記センサ要素（１０９）は、溶接接続部（１３２）を介して前記保持要素（１１５）に固定されている、請求項１に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項6】

前記パラメータは温度であり、前記センサ要素（１０９）は温度センサとして設計され、前記センサ要素（１０９）は、前記保持要素（１１５）を介して前記セル接触要素（１０３）に熱伝導的に固定されている、請求項１に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項7】

前記温度センサ（１３３）はプリント回路基板（１３５）に配置され、スペーサ要素（１４１）が前記プリント回路基板（１３５）にさらに形成され、前記温度センサ（１３３）は、前記保持要素（１１５）を前記スペーサ要素（１４１）に押し付けることによって前記セル接触要素（１０３）に固定されている、請求項６に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項8】

前記温度センサ（１３３）は、前記保持要素（１１５）および／または前記セル接触要素（１０３）の表面（１２１）に、結合接続部により熱伝導的に接触する、請求項６に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項9】

前記保持要素（１１５）は、前記セル接触要素（１０３）から打抜きおよび曲げプロセスによって形成されている、請求項１に記載のセル接触システム（１００）。

【請求項10】

請求項１に記載のセル接触システム（１００）を製造するための方法（２００）であって、
複数のセル接触要素（１０３）を有するキャリア構造体（１０１）を設けること（２０１）であって、少なくとも１つのセル接触要素（１０３）が保持要素（１１５）を有する、キャリア構造体を設けること（２０１）と、
測定装置（１０７）の少なくとも１つのセンサ要素（１０９）を、前記セル接触要素（１０３）の前記保持要素（１１５）に固定する（２０３）ことと、
前記センサ要素（１０９）を、センサライン（１１１）を介して前記キャリア構造体（１０１）の接続コンタクト（１１３）に接続すること（２０５）と
を含む方法（２００）。

【請求項11】

複数のバッテリセル（３０１）と、
請求項１から９のいずれか一項に記載のセル接触システム（１００）と
を有するバッテリモジュール（３００）。

【外国語明細書】