(57)【要約】  エネルギー貯蔵器の電気エネルギー貯蔵セルを接触させるための装置であって、該電気エネルギー貯蔵セルは、それらの極において、電気伝導性及び熱伝導性の接触要素を介してプリント回路基板に接続され、該プリント回路基板は、それぞれのエネルギー貯蔵セルから該接触要素を介して受け入れられる電流を、該接触要素を介して受け入れられる熱流から分離するように設けられる、装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー貯蔵器（１１）の電気エネルギー貯蔵セル（１−ｉ）を接触させるための装置であって、該電気エネルギー貯蔵セルは、それらの極（２−ｉ，３−ｉ）において、電気伝導性及び熱伝導性の接触要素（４−ｉ，５−ｉ）を介してプリント回路基板（７，８）に接続され、前記プリント回路基板は、それぞれのエネルギー貯蔵セル（１−ｉ）から前記接触要素（２−ｉ，３−ｉ）を介して流れる電流（Ｉ）を、前記接触要素（２−ｉ，３−ｉ）を介して受け入れられる熱流（Ｑ・s）から分離するように設けられ、前記接触要素（４−ｉ，５−ｉ）は、前記極の接触表面に垂直な方向への長手方向の伸長における変化から、その弾性変形を引き起こす、装置。
【請求項２】
前記電気エネルギー貯蔵セル（１−ｉ）の両方の極（２−ｉ，３−ｉ）上において、前記電気エネルギー貯蔵セル（１−ｉ）のそれぞれの極とそれぞれの前記プリント回路基板（７，８）との間に弾性材料からなる平面状の接触要素（４−ｉ，５−ｉ）がそれぞれ設けられている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記弾性材料が、エラストマーと金属粒子との混合物より構成されると共に、異なる材料からなる２つの電気伝導体をこれらの電気伝導体に触れることなく電気的に及び熱的に接続する弾性接触材料であって、前記極の表面または前記電気伝導体の表面が、湿気の接触から完全にまたは部分的に保護されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記電気エネルギー貯蔵セル（１−ｉ）が、２つのプリント回路基板（７，８）の間のこれら２つの極において挟持されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記プリント回路基板（７，８）が、前記接触要素（４−ｉ，５−ｉ）に対向して位置している電気伝導性かつ熱伝導性の第１の層（７−１，８−１）をそれぞれ備えており、前記プリント回路基板（７，８）の前記第１の層（７−１，８−１）が、前記接触要素（４−ｉ，５−ｉ）を介して流れる前記電流（Ｉ）を側方に排出すると共に前記接触要素（４−ｉ，５−ｉ）を介して流れる前記熱流（Ｑ・s）を前記プリント回路基板（７，８）の第２の熱伝導層（７−２，８−２）に移し、該第２の熱伝導層が、前記プリント回路基板（７，８）の前記第１の層（７−１，８−１）に受け入れられる前記熱流（Ｑ・s）を、周辺領域または冷媒に放出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記電気伝導性かつ熱伝導性の第１の層（７−１，８−１）が、適切な極の配置によって側方への放熱を可能にもする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記プリント回路基板（７，８）の前記第２の層（７−２，８−２）が、電気伝導性であると共に、前記プリント回路基板（７，８）の電気絶縁性の中間層（７−３，８−３）によって前記プリント回路基板（７，８）の電気伝導性の前記第１の層（７−１，８−１）と隔てられており、前記プリント回路基板（７，８）の前記電気絶縁性の中間層（７−３，８−３）が、熱伝導性材料より構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記プリント回路基板（７，８）の電気伝導性かつ熱伝導性の前記第１の層（７−１，８−１）内またはその上に、過電流保護のための電気安全要素（９−ｉ）またはテーパ部が設けられている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記電気エネルギー貯蔵器（１１）が、エネルギー貯蔵セル群（１２Ａ，１２Ｂ）内において並列に接続された複数のエネルギー貯蔵セル（１−ｉ）を備えており、
それぞれが並列に接続されたエネルギー貯蔵セル（１−ｉ）を備える複数のエネルギー貯蔵セル群（１２Ａ，１２Ｂ）が、前記エネルギー貯蔵器（１１）内に直列に接続されており、前記エネルギー貯蔵セル（１−ｉ）が、化学的または物理的貯蔵システムを備えている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記エネルギー貯蔵器（１１）の直列に接続された前記エネルギー貯蔵セル群（１２Ａ，１２Ｂ）が、前記プリント回路基板（７，８）内に設けられた検知ライン（１４−ｉ）を介して電子式監視ユニット（１３）にそれぞれ接続されており、該監視ユニットが、前記エネルギー貯蔵器（１１）のそれぞれの前記エネルギー貯蔵セル群（１２Ａ，１２Ｂ）に印加される電圧を監視している、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
それぞれの前記エネルギー貯蔵セル群（１２Ａ，１２Ｂ）のために、またはエネルギー貯蔵セル群（１２Ａ，１２Ｂ）のそれぞれ個別の前記エネルギー貯蔵セル（１−ｉ）のために、電流制限のための前記電気安全要素（９−ｉ）が、前記プリント回路基板（７，８）の前記第１の層（７−１，８−１）内またはその上に設けられている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
エネルギー貯蔵セル（１−ｉ）による、または前記エネルギー貯蔵器（１１）のエネルギー貯蔵セル群（１２Ａ，１２Ｂ）による前記熱放出が、少なくとも１つの関連する温度検知器により検出され、該少なくとも１つの関連する温度検知器が、前記プリント回路基板（７，８）の１つの上に設けられており、検出された前記温度を、前記プリント回路基板（７，８）上の検知器ラインを介して、前記エネルギー貯蔵器（１１）の前記電子式監視ユニット（１３）に通知する、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記有効電流、前記検知器ライン及び前記検知ライン（１４−ｉ）が、１つの同じプリント回路基板（７，８）内で案内される、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記エネルギー貯蔵器（１１）のエネルギー貯蔵セル（１−ｉ）からの過剰電荷を熱に変換するために補償抵抗器が設けられており、これにより生成される該熱が、前記電気伝導性及び熱伝導性の接触要素（４−ｉ，５−ｉ）を介して前記プリント回路基板（７，８）へと放出され、
前記補償抵抗器による該熱放出が、特に環境温度が低い場合に前記エネルギー貯蔵器（１１）を予熱するために、熱伝導層より構成された前記プリント回路基板（７，８）一面に均一に分配させられる、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
エネルギー貯蔵器（１１）を有する車両用エネルギー貯蔵装置（１０）であって、前記エネルギー貯蔵器は、直列に接続された複数のエネルギー貯蔵セル群（１２Ａ，１２Ｂ）を備えており、前記エネルギー貯蔵セル群は、並列に接続されたエネルギー貯蔵セル（１−ｉ）により構成されており、前記エネルギー貯蔵セル（１−ｉ）の極（２−ｉ，３−ｉ）は、それぞれ電気伝導性及び熱伝導性の接触要素（４−ｉ，５−ｉ）を介してプリント回路基板（７，８）に接続され、前記プリント回路基板は、それぞれのエネルギー貯蔵セル（１−ｉ）から前記接触要素（２−ｉ，３−ｉ）を介して流れる電流（Ｉ）を、前記接触要素（４−ｉ，５−ｉ）を介して受け入れられる熱流（Ｑ・s）から分離するように設けられる、エネルギー貯蔵装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用エネルギー貯蔵装置に関し、特に、エネルギー貯蔵器の電気エネルギー貯蔵セルに接触し、かつ該電気エネルギー貯蔵セルを冷却するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの用途において、電気エネルギーを貯蔵することが求められている。特に、電気駆動または電気モーターを有する車両において、十分な電荷を提供して車両のエネルギー貯蔵器に貯蔵することが求められる。
【０００３】
図１は、従来のエネルギー貯蔵器の例を示しており、このエネルギー貯蔵器は、例えば、電気路上走行車に用いられている。図１に示される従来のエネルギー貯蔵器または自動車用バッテリーパックでは、円形、袋状または角形の電池セルが用いられており、該電池セルは、上側または下側に電極を有する。個々のバッテリーまたはエネルギー貯蔵セル下での電気的接続は、主に抵抗溶接により生成される。この点において、エネルギー貯蔵セルＥＳＺの極Ｐは、スポット溶接により、複数の溶接点ＳＰのそれぞれを用いて、例えばいわゆるHilumin条片ＨＢに接続されている。Hilumin条片ＨＢは、Hiluminすなわちニッケルめっき鋼より構成されており、溶接されているバッテリー貯蔵セルのハウジング部品よりも高い電気抵抗を有する。Hilumin条片ＨＢの高い電気的抵抗は、溶接電流がHilumin条片からそれぞれのエネルギー貯蔵セルのバッテリーハウジングへと流れてHilumin条片に戻るため、及びHilumin条片を介して直接放電されないために必要である。
【０００４】
従来のエネルギー貯蔵装置では、図１に示すように、エネルギー貯蔵セルＥＳＺからそれぞれ発生する熱流量Ｑが、その周面を介して放電される。該エネルギー貯蔵セルＥＳＺの冷却は、例えば、空気または液体を介して行われ得る。溶接されたバッテリーパックまたは溶接エネルギー貯蔵セルは、エネルギー貯蔵装置の非導電性ハウジングＧ内に入れられている。エネルギー貯蔵セルから流れる電流Ｉは、エネルギー貯蔵セルＥＳＺの極Ｐ及び溶接スポットを介して、エネルギー貯蔵装置のHilumin条片ＨＢへと導出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のエネルギー貯蔵装置のHilumin条片ＨＢは、他の従来の導電体よりも高い電気抵抗を有しているため、図１に示される従来のエネルギー貯蔵装置の全体の内部抵抗を増加させる。そのうえ、図１の従来のエネルギー貯蔵器では、エネルギー貯蔵セルをHilumin条片ＨＢと接触させるため、エネルギー貯蔵セルＥＳＺの両側部に溶接プロセスが必要となる。図１に示されるような従来のエネルギー貯蔵装置は、複数のエネルギー貯蔵セルＥＳＺがその中に統合されていることから、製造時に複数のエネルギー貯蔵セルＥＳＺとの接触を生じさせるための複数の溶接プロセスを必要とする。そのため、複数のエネルギー貯蔵セルＥＳＺを有する完全なバッテリーパックを接触させるための該溶接プロセスは、非常に時間がかかる。さらに、溶接接続において一貫した品質を確保することは、技術的に複雑である。さらに、熱が該セル内へと侵入するために、該セルは溶接プロセス中に損傷され得る。
【０００６】
さらに、図１に示されるような従来のエネルギー貯蔵装置は、エネルギー貯蔵セルＥＳＺの冷却が、専らそれぞれのエネルギー貯蔵セルＥＳＺの周面を介して起こるという欠点を有する。その結果、エネルギー貯蔵セルＥＳＺは外側から冷却され得るが、エネルギー貯蔵セルの内部に向かって形成される所定の温度勾配、すなわちエネルギー貯蔵セルＥＳＺ内の温度は、エネルギー貯蔵セルＥＳＺの中心から始まって外側に向かうにつれ低下する。エネルギー貯蔵セル内のこの温度勾配は、バッテリーまたはエネルギー貯蔵セルＥＳＺの不均一な経時劣化につながる。図１に係る従来の構成では、溶接接点を介しての冷却が起こり得ないため、エネルギー貯蔵セルの内部の冷却が不可能である。電気エネルギーは溶接点を介して排出させられ得るが、溶接点ＳＰを介してハウジングＧの外縁へと排出可能な熱流は非常に小さい。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、例えば溶接プロセスの際の熱侵入によるセルの損傷のような熱従来の装置の欠点を解消する、電気的貯蔵セルを接触させるための装置を提供し、エネルギー貯蔵器におけるエネルギー貯蔵セルのより効果的な冷却を提供することにある。さらに、該エネルギー貯蔵セルの充填密度が高められ得るため、該エネルギー貯蔵器のエネルギー密度が増加させられ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、本発明において、請求項１に記載の特徴を有する装置により解決される。
【０００９】
すなわち、本発明は、電気エネルギー貯蔵セルを接触させるための装置であって、該電気エネルギー貯蔵セルは、それらの極において、電気伝導性及び熱伝導性の接触要素を介してプリント回路基板に接続され、該プリント回路基板は、それぞれのエネルギー貯蔵セルから該接触要素を介して受け入れられる電流を、該接触要素を介して受け入れられる熱流から分離するように設けられる装置を提供する。
【００１０】
このため、本発明に係る上記装置は、上記エネルギー貯蔵セル内に生成される熱が、該エネルギー貯蔵セルの周面だけでなく、熱伝導性の接触要素を介して追加の広い範囲より排出されるという利点を提供する。
【００１１】
上記電気エネルギー貯蔵セルの中心から上記極までの追加の中心部の放熱により、該エネルギー貯蔵セル内の温度勾配はさらに最小化される。これにより、上記エネルギー貯蔵器内の不均一な経時劣化が防止される。
【００１２】
本発明に係る装置のある可能な実施形態では、上記電気エネルギー貯蔵セルの両方の極の末端面上において、それぞれの該電気エネルギー貯蔵セルとそれぞれのプリント回路基板との間に屈曲可能な材料からなる平面状の接触要素がそれぞれ設けられている。
【００１３】
本発明に係る装置のさらなる可能な実施形態では、上記平面状の接触要素が、上記電気エネルギー貯蔵セルまたは上記プリント回路基板に固定的に接続されている。これは、例えば、スクリーン印刷法により生じ得る。
【００１４】
本発明に係る装置のさらなる可能な実施形態では、上記平面状の接触要素は、完全に組み立てられたバッテリーパック内において初めて提供され、組み立ての前には、ペースト状の硬化塊が、電気エネルギー貯蔵セルとプリント回路基板との間の中間スペースに導入される。
【００１５】
上記表面積が大きく、熱伝導性の上記接触要素の材料の厚みが小さく、かつ該接触要素の材料の抵抗熱が小さいことにより、上記平面状の接触要素のそれぞれの熱抵抗は小さく、そのため、熱が上記電気エネルギー貯蔵セルから効率的に大幅に放散され、したがって、該エネルギー貯蔵セルがより効率的に冷却される。加えて、該接触要素が屈曲可能な材料から生成されるため、それらはまた、効果的な電気的な及び耐振動性の接続または接触を提供する。該接触要素の表面積は、該エネルギー貯蔵セルの大きさに対して比較的大きく、それによって効果的な放熱が促進される。
【００１６】
本発明に係る装置のある可能な実施形態では、上記電気エネルギー貯蔵セルが、２つのプリント回路基板の間の所定の接触力により、これら２つの極にそれぞれ搭載されている。その結果、電気的接触及び熱的接触が確保される。さらに、上記エネルギー貯蔵器の該電気エネルギー貯蔵セルを上記プリント回路基板の間に挟持することにより、組み立てが単純化されるという利点を有する。
【００１７】
本発明に係る装置のある可能な実施形態では、上記プリント回路基板が、それぞれの上記エネルギー貯蔵セルの上記接触要素に対向して位置している電気伝導性かつ熱伝導性の第１の層をそれぞれ備えており、該プリント回路基板の該第１の層が、該接触要素を介して流れる上記電流を側方に排出すると共に該接触要素を介して流れる上記熱流を該プリント回路基板の第２の熱伝導層に移す。
【００１８】
本発明に係る装置のある可能な実施形態では、上記第２の熱を伝導する層または熱伝導層が、上記プリント回路基板の上記第１の層に受け入れられる上記熱流を、上記エネルギー貯蔵器の周辺領域に放出する。
【００１９】
本発明に係る装置のさらなる可能な実施形態では、上記第２の熱伝導層が、上記プリント回路基板の上記第１の層に受け入れられる上記熱流を、冷媒に放出する。
【００２０】
上記エネルギー貯蔵セルにより供給される上記電流を側方へと排出することにより、該エネルギー貯蔵セルにより供給される上記電荷が、上記エネルギー貯蔵器より側方に取り付けられた電気的接触を介してより簡単な方法で放散され得る。
【００２１】
本発明に係る装置のさらなる可能な実施形態では、上記プリント回路基板の上記第２の層が、電気伝導性であると共に、該プリント回路基板の電気絶縁性の中間層によって該プリント回路基板の電気伝導性の上記第１の層と隔てられる。
【００２２】
本発明に係る装置のある可能な実施形態では、上記プリント回路基板の上記電気絶縁性の中間層が、該プリント回路基板の残りの層と比べて薄い材料の厚みを有する熱伝導性材料より構成される。
【００２３】
本発明に係る装置のさらなる可能な実施形態では、上記プリント回路基板の電気伝導性かつ熱伝導性の前記第１の層内に、過負荷保護のための電気安全要素が設けられている。
【００２４】
本発明に係る装置のある可能な実施形態では、上記プリント回路基板が、同時に構造要素またはハウジングの外壁として用いられる。
【００２５】
本発明に係る装置のある可能な実施形態では、上記電気エネルギー貯蔵器が、エネルギー貯蔵セル群内において並列に接続された複数のエネルギー貯蔵セルを備えている。これにより、該電気エネルギー貯蔵器の容量が増加し得る。
【００２６】
本発明に係る装置のある可能な実施形態では、それぞれが並列に接続されたエネルギー貯蔵セルを備える複数のエネルギー貯蔵セル群が、上記エネルギー貯蔵器内に直列に接続されている。その結果、該電気エネルギー貯蔵器により提供される電圧が増加し得る。
【００２７】
本発明に係る装置のある可能な実施形態では、上記エネルギー貯蔵器の直列に接続された上記エネルギー貯蔵セル群が、上記プリント回路基板内に設けられた検知ラインを介してエネルギー監視ユニットにそれぞれ接続されており、該監視ユニットが、該エネルギー貯蔵器の該エネルギー貯蔵セル群に印加される電圧をそれぞれ監視している。
【００２８】
上記プリント回路基板に上記検知ラインが通っており、該検知ラインは有効電流もまた導通するため、上記エネルギー貯蔵セルにおける該検知ラインの接触は、追加のケーブルを上記電子式監視ユニットにまで案内する必要なく、大きく単純化され得る。該検知ラインは、単に該プリント回路基板のレイアウト内に含まれ得る。これにより、該検知ラインの個別の接触は必須ではなくなり、そのため配線の複雑さ及び製造コストが顕著に低減され得る。
【００２９】
同様のことが、温度センサ用の検知ラインのような上記検知ラインについても適用される。
【００３０】
本発明に係る装置のある可能な実施形態では、それぞれのエネルギー貯蔵セル群のために、またはエネルギー貯蔵セル群のそれぞれ個別のエネルギー貯蔵セルのために、電流制限のための前記電気安全要素が、上記プリント回路基板の上記第１の層内またはその上に設けられている。その結果、欠陥のあるエネルギー貯蔵セルについて、関連する電子式安全要素を用いて迅速かつ確実にスイッチを切ることができ、それにより、貯蔵セル内における、最終的に該セルの引火に繋がり得るさらに危険なプロセスを確実に防止することができる。
【００３１】
加えて、それぞれのエネルギー貯蔵セルを個別に保護することにより、個別のセルの故障または可能な並列の複合体の１つ以上のセルの故障の際に、エネルギーの抽出がなおも可能となり、該エネルギー貯蔵複合体の機能的な特性が維持される。
【００３２】
本発明に係る装置のさらなる可能な実施形態では、エネルギー貯蔵セルによる、または上記エネルギー貯蔵器のエネルギー貯蔵セル群による前記熱放出が、少なくとも１つの関連する温度検知器により検出され、該少なくとも１つの関連する温度検知器が、上記プリント回路基板上に設けられており、検出された前記温度を、上記エネルギー貯蔵器の上記電子式監視ユニットに通知する。その結果、温度センサを該貯蔵セルモジュール内に収容する必要がなくなる。加えて、該温度センサは、接触するプリント回路基板のレイアウト内に含まれて、その上に直接設けられてもよい。その結果、該エネルギー貯蔵器の製造コストがさらに低減される。
【００３３】
本発明に係る装置のさらなる可能な実施形態では、上記エネルギー貯蔵器のエネルギー貯蔵セルからの過剰電荷を熱に変換するために補償抵抗器が設けられており、これにより生成される該熱が、電気伝導性及び熱伝導性の上記接触要素を介して上記プリント回路基板へと放出される。該熱を上記熱伝導性接触要素に直接排出することにより、該エネルギー貯蔵器のバランシング放出が大きく増加し得るため、該バランシング放出は該エネルギー貯蔵器の負荷の動態に何の影響も及ぼさない。
【００３４】
本発明に係る装置のさらなる可能な実施形態では、上記補償抵抗器による上記熱放出が、特に環境温度が低い場合に上記エネルギー貯蔵器を予熱するために、熱伝導層より構成された上記プリント回路基板一面に均一に分配させられる。このことは、該エネルギー貯蔵器を予熱するための熱源による専用の熱伝導を設ける必要がないという利点を有する。
【００３５】
本発明は、さらに請求項１５に記載の特徴を有する車両用エネルギー貯蔵装置を提供する。
【００３６】
すなわち、本発明は、エネルギー貯蔵器を有する車両用エネルギー貯蔵装置であって、該エネルギー貯蔵器は、直列に接続された複数のエネルギー貯蔵セル群を備えており、該エネルギー貯蔵セル群は、並列に接続されたエネルギー貯蔵セルにより構成されており、該エネルギー貯蔵セルの極は、それぞれ電気伝導性及び熱伝導性の接触要素を介してプリント回路基板に接続され、該プリント回路基板は、それぞれのエネルギー貯蔵セルから該接触要素を介して受け入れられる電流を、該接触要素を介して受け入れられる熱流から分離するように設けられる、エネルギー貯蔵装置を提供する。
【００３７】
本発明に係る装置の可能な実施形態は、以下の添付の図面を参照して、以下により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、エネルギー貯蔵セルの従来の構成を示す。
【図２】図２は、本発明に係る装置の例示の実施形態を図示するための、エネルギー貯蔵器内のエネルギー貯蔵セルの構成を示す。
【図３】図３は、本発明に係る装置の操作モードを説明するための模式図を示す。
【図４】図４は、本発明に係るエネルギー貯蔵装置のある可能な例示の実施形態を説明するための回路図を示す。
【図５】図５Ａ，５Ｂは、本発明に係るエネルギー貯蔵装置の実施形態における、プリント回路基板上の極の構成を示す。
【図６】図６Ａ，６Ｂは、本発明に係るエネルギー貯蔵装置の実施形態における、ある可能なプリント回路基板のレイアウトを示す。
【図７】図７Ａ，７Ｂ，７Ｃは、本発明に係るエネルギー貯蔵セルの例示の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図２に見られるように、本発明に係る装置１は、図２に示される例示の実施形態では、電気エネルギー貯蔵セル１−１，１−２を備えており、該電気エネルギー貯蔵セル１−１，１−２は、それぞれ２つの電極２，３を有する。例えば、第１の電気エネルギー貯蔵セル１−１は、第１の電極または正電極２−１及び第２の電極または負電極３−１を備える。同様に、第２の電気エネルギー貯蔵セル１−２は、第１の正電極２−２及び負電極３−２を有する。電気エネルギー貯蔵セル１−１，１−２の２つの正電極２−１，２−２上には、図２に示されるように、接触要素４−１，４−２が設けられている。同様に、２つの負電極３−１，３−２上には、図２に示されるように、接触要素５−１，５−２が設けられている。接触要素４−１，４−２，５−１，５−２は、弾性接触材料を備えた接続要素を形成しており、該弾性接触材料は、電気伝導性及び熱伝導性であり、エネルギー貯蔵セル１−１，１−２のバッテリーの極の接触表面に垂直な方向への長手方向の伸長における変化から、その弾性変形を引き起こす。バッテリーの極の該表面は、顔弾性接触材料により完全にまたは部分的に覆われており、それによって湿気との接触から保護されている。該接触要素または接続要素は、他の方法により接着または取り付けられてもよい。ある可能な実施形態では、該接触要素４−１，４−２，５−１，５−２の該弾性接触材料は、エラストマーと金属粒子との混合物より構成される。ある可能な実施形態の変形では、該金属粒子は表面被覆を有する。該表面被覆は、電気めっきされていてもよく、電気めっきされていなくてもよい。エネルギー貯蔵セル１−１，１−２は、ある可能な実施形態では、バッテリーセルより構成される。さらに、エネルギー貯蔵セルは、充電式バッテリーセルであってもよい。エネルギー貯蔵セル１−ｉはまた、物理的エネルギー貯蔵器であってもよく、特にコンデンサであってもよい。ある可能な実施形態では、エネルギー貯蔵セル１−１，１−２は、円筒状に構成されており、それぞれ周面を有する（図７Ａは、円筒状に構成されたエネルギー貯蔵セル１−ｉを示す）。エネルギー貯蔵セル１−１，１−２は、図２に示されるように、支持構造６内において使用されることができ、支持構造６は、例えば、電気絶縁性の合成材料より構成される。好ましい実施形態では、支持構造６の材料は熱伝導性であり、そのため、エネルギー貯蔵セル１−１，１−２の該周面にある熱が、支持構造６を介して熱流Ｑ・mとして放出され得る。該周面を介しての熱放出を最適化するため、該支持構造は、冷媒（空気、水など）を含み得る。ある可能な実施形態では、支持構造６は円筒状の凹部を備えており、その中には円筒状に構成されたエネルギー貯蔵セル１−ｉがぴったり挿入され得る。挿入されたエネルギー貯蔵セル１−１，１−２は、好ましくは、支持構造６内に交換可能な方法で挿入される。エネルギー貯蔵セル１−１，１−２の末端面には、上部接触要素４−１，４−２及び下部接触要素５−１，５−２が設けられており、これらは同時にエネルギー貯蔵セルの極を形成している。これらの接触要素は、電気伝導性であると共に熱伝導性である。図２に示される例示の実施形態の場合には、エネルギー��蔵セル１−１，１−２は、電気伝導性及び熱伝導性の方法で、上部接触要素４−１，４−２を介して第１のプリント回路基板７に接続されており、下部接触要素５−１，５−２を介して下部プリント回路基板８に接続されている。プリント回路基板７，８はそれぞれ、該接触要素を介してエネルギー貯蔵セル１−ｉより受けた電流Ｉを、該接触要素を介して受けた熱流Ｑ・sから分離するように用いられる。図２に見られるように、第２の熱流Ｑ・sは、エネルギー貯蔵セル１−ｉの末端面から開始し、それぞれ上部または下部プリント回路基板７，８の熱伝導性の接触要素４，５を介して流れる。プリント回路基板７，８は、それらが該接触要素を介してエネルギー貯蔵セルより受けた電流Ｉを、該接触要素を介して受けた熱流Ｑ・sから分離するように構成される。
【００４０】
末端面の熱流Ｑ・sを電流Ｉから分離するため、２つのプリント回路基板７，８は、図示の例示の実施形態では、異なる層から構築される。これは、上部プリント回路基板７は、上部接触要素４−１，４−２に直接接触している熱伝導性かつ電気伝導性の第１の層７−１を備えていることを意味する。この電気伝導性の第１の層７−１は、図２に示されるように、接触要素４−１，４−２を介して流れる電流Ｉを側方に排出する。さらに、電気伝導性かつ熱伝導性の層７−１は、接触要素４−１，４−２をそれぞれ介して流れる熱流Ｑ・sを、プリント回路基板７の熱伝導性の第２の層７−２に伝達する。プリント回路基板７の熱伝導性の第２の層７−２は、第１の層７−１を介して受けた熱流Ｑ・sを、図２に示されるように、周辺領域または冷媒に放出する。図２に示す例示の実施形態では、電気絶縁性の中間層７−３は、熱伝導性かつ電気伝導性の第１の層７−１と熱伝導性の第２の層７−２との間に位置しており、該中間層は、熱伝導性の第２の層７−２が電気伝導性である場合に必要となる。熱伝導性かつ電気伝導性の第１の層７−１の厚さｄ１は、例えば、２０〜５００μｍの範囲であり得る。少なくとも熱伝導性の第２の層７−２の厚さｄ２は、例えば、１〜５ｍｍの範囲であり得る。すなわち、プリント回路基板７の熱伝導性の第２の層７−２は、好ましい実施形態では、プリント回路基板７の熱伝導性かつ電気伝導性の第１の層７−１よりも厚い。それらの間の中間層７−３は厚みｄ３を有しており、好ましい実施形態では、該厚みｄ３は比較的薄く、該厚みｄ３は、プリント回路基板７の残りの層７−１，７−２の厚みｄ１及び厚みｄ２よりも小さい。中間層７−３は、電気絶縁性かつ熱伝導性の材料より構成され、そのため、図２に示されるように、熱流Ｑ・sがそれを通じて流れ得る。ある可能な実施形態では、中間層７−３は少なくとも０．１Ｗ／（Ｋ・ｍ）の熱伝導率を有する。
【００４１】
図２に示されるように、下部プリント回路基板８は、上部プリント回路基板７と同様の方法で構築される。そのように、熱伝導性かつ電気伝導性の第１の層８−１は、上部プリント回路基板７の第１の層７−１に対応している。熱伝導性の第２の層８−２は、上部プリント回路基板７の第１の層７−２に対応している。下部プリント回路基板８の電気絶縁性であると同時に熱伝導性の中間層８−３は、上部プリント回路基板７の中間層７−３に対応している。
【００４２】
図２に示される例示の実施形態では、２つのプリント回路基板７，８は、それぞれ３つの層から構築されている。別の実施形態では、２つのプリント回路基板７，８は、それぞれ２つの層のみ、具体的には熱伝導性かつ電気伝導性の第１の層７−１と熱伝導性の第２の層７−２または８−２とを備えている。この実施形態は、中間層、特に図２に示される中間層７−３，８−３を設ける必要がないという利点を有する。これに対して、図２に示される実施形態は、第１及び第２の層が、共に電気伝導性かつ熱伝導性の材料から製造され得るという利点を有しており、それらは電気絶縁性の層７−３または８−３により互いに分離される。一般的に、電気伝導性の材料は同時に非常に効果的な熱伝導体でもあるため、２層の実施形態と比べてより効率的に熱流Ｑ・sを周辺領域へと放出し得る。
【００４３】
ある可能な実施形態では、２つのプリント回路基板７，８の熱伝導性かつ電気伝導性の第１の層７−１または８−１において特に用いられる電気伝導性かつ熱伝導性の材料は、金属、特に銅、銀または金であってもよい。２つのプリント回路基板７，８の２つの層７−２，８−２は、例えば、電気伝導性かつ熱伝導性の材料、特に金属（例えば、アルミニウム）より構成されていてもよく、熱伝導性かつ電気絶縁性の材料（例えば、合成材料）より構成されていてもよい。２つのプリント回路基板７，８の２つの層７−２，８−２が電気伝導性かつ熱伝導性の材料より構成されている場合には、電気絶縁性の中間層７−３，８−３が必要であり、該中間層は、例えば、合成材料（例えば、エポキシ樹脂）またはセラミック材料（例えば、酸化アルミニウム）より構成されていてもよい。接触要素４−１，４−２または５−１，５−２は、例えば、伝導性エラストマー、特にシリコーンより構成されていてもよい。第１のプリント回路基板７の３つの層７−１，７−２，７−３及び第２のプリント回路基板８の３つ全ての層８−１，８−２，８−３は、熱伝導性の材料より構成され、該熱伝導性の材料は、好ましくは、１０Ｗ／（Ｋ・ｍ）を超える伝導率を有する。ある可能な実施形態では、エネルギー貯蔵セル１−ｉ及びその屈曲可能な接触要素４，５は、２つのプリント回路基板７，８の間に挟持されており、それによって支持構造６内に保持されている。エネルギー貯蔵セル１−ｉ及び接触要素４，５を挟持するのに用いられる機械的な力は、好ましくは、既定の機械的付勢により達成され得る。ある可能な実施形態では、２つのプリント回路基板７，８は、適切な機械的接続により（例えば、ねじまたは粘着力により）、エネルギー貯蔵セルに対して付勢された位置に保持され得る。図２に示されるように、支持構造６上に位置するエネルギー貯蔵セルは、それらの２つの極において、平面状の接触要素を介して２つのプリント回路基板７，８に電気的かつ熱的に接続されている。２つのプリント回路基板７，８の層７−１，８−１は、電流を導通するために、エネルギー貯蔵複合体内の個々のエネルギー貯蔵セル１−ｉの間に設けられている。
プリント回路基板７，８の基板材料は、金属の熱伝導性に類するまたは同等の高い熱伝導性を有する材料より構成される。２つのプリント回路基板７，８の基板材料が電気伝導性である場合には、該プリント基板回路は、図２の例示の実施形態に示されるように、電気絶縁性の中間層７−３，８−３を有している。該接触要素及び２つのプリント回路基板７，８を介して、熱は、低い熱抵抗率により、エネルギー貯蔵セル１−ｉの内部から、プリント基板７−８の異なる層を介して、周辺領域または冷媒（例えば、空気または水）へと放出される。末端側の熱流Ｑ・sは、好ましくは、図２に示されるように、エネルギー貯蔵セル１−１，１−２の末端面から排出される。その結果、熱はエネルギー貯蔵セル１−ｉの内部またはコアからも排出され、それにより、該エネルギー貯蔵セル１−ｉと該エネルギー貯蔵セルの周面との間の温度勾配が最小化される。該温度勾配が最小化されると、エネルギー貯蔵器内の個々のエネルギー貯蔵セル１−１，１−２は、経年劣化の不均一性が小さくなる。熱流Ｑ・sの末端側の排出に加えて、好ましくは、エネルギー貯蔵セル１−ｉから、その周面を介して熱伝導性の支持構造６への側方の熱の排出が、図２の熱流Ｑ・mとして示されるように追加的に生じる。
【００４４】
したがって、本発明に係る配置では、一方では熱伝導性の接触要素４，５を介しての末端側の熱排出Ｑ・sが生じると共に、エネルギー貯蔵セル１−ｉの周面を介しての支持構造６への熱排出が、熱流Ｑ・mとして生じる。このため、全体では、排出熱の量は、２つの別々の熱流Ｑ・s，Ｑ・mにより増加する。これにより、エネルギー貯蔵器内のエネルギー貯蔵セルが、より効率的に冷却させられる。その結果、電気エネルギー貯蔵器内のエネルギー貯蔵セル１−ｉの充填密度を顕著に増加させることができる。エネルギー貯蔵セル１−ｉの末端側における接触面は、ある可能な実施形態では、それぞれのエネルギー貯蔵セル１−ｉの末端側の表面全体に相当し、そのため、該接触表面は電流Ｉ及び熱流Ｑ・sの両方にとっても大きく、対応する電気熱抵抗が小さい。
【００４５】
本発明に係る装置のある可能な実施形態では、２つのプリント回路基板７，８の外側の２つの層７−２，８−２は、それぞれのプリント回路基板７，８の残り２つの層よりも実質的に厚い。ある可能な実施形態では、２つのプリント回路基板７，８の外側の２つの層７−２，８−２は、少なくとも１ｍｍの厚さを有する。ある可能な実施形態では、これにより、２つのプリント回路基板７，８の該表面領域を増加させるため、外側の２つの層７−２，８−２の該表面のそれぞれに、凹部または溝を設けさせることが可能になる。設けられた輪郭加工（Profilierungen）は、冷却リブとして機能し得る。これにより、２つの熱伝導性の層８−２，７−２の熱伝導率が低減され、それによって、熱流Ｑ・sが増加し、したがって、より多くの熱がエネルギー貯蔵セル１−ｉから排出され得る。
【００４６】
さらなる可能な実施形態では、熱伝導性の層７−２，８−２内に、追加の冷却のための冷媒が流れる冷却路が設けられており、それによって、２つの層７−２，８−２の熱抵抗率がさらに低減させられる。
【００４７】
図２に見られるように、電流Ｉは、プリント回路基板により、電気伝導性かつ熱伝導性の層７−１または８−１を用いて、末端側の熱流Ｑ・sから分離させられており、該電流Ｉは、電気的接触へと側方に排出される。２つのプリント回路基板７，８の２つの電気伝導性かつ熱伝導性の層７−１，８−１のうち１つに、それぞれ電気安全要素９−１，９−２が、図２に示されるように設けられている。ある可能な実施形態では、電気安全要素は、図２に示される例示の実施形態のように、２つのプリント回路基板７，８の１つのみに設けられている。さらなる可能な実施形態では、電気安全要素は、電気伝導性かつ熱伝導性の層８−１の下部プリント回路基板８にも設けられ得る。電気安全要素９−１，９−２は、例えば、細いボンディングワイヤ、安全ヒューズ、ＰＴＣ要素、半導体要素または他の過電流に抗する電子的保護より構成される。電気安全要素９−ｉは、任意に設けられてもよい。ある可能な実施形態では、上記エネルギー貯蔵器のエネルギー貯蔵セル１−ｉのそれぞれに、専用の安全要素が設けられ得る。代替として、安全要素９−ｉはまた、エネルギー貯蔵セル群（例えば、並列に接続されたエネルギー貯蔵セル群）に設けられ得る。安全要素９−ｉは、例えば、ＰＴＣ要素より構成されてもよい。これらは、過電流の際に電気的接続を切断する。さらなる可能性は、細いボンディングワイヤを用いて、過電流からエネルギー貯蔵セル１−ｉを保護することである。これらのワイヤは、過電流の際に溶解し、それにより、この緊急時に、エネルギー貯蔵複合体内のそれぞれのエネルギー貯蔵セルの電気的接続を解放する。さらに電気安全要素は、ＳＭＤにより形成されてもよく、該ＳＭＤは、プリント回路基板７の電気伝導性かつ熱伝導性の層７−１にはんだ付けされる。さらに、電気安全要素は、層７−１上に設けられているエッチングされた電流バーにより形成されてもよい。これは、過電流の際に大きく加熱され、それにより材料が溶解して電気的接続が遮られる。このプロセスは、市販の安全ヒューズと同様に、非可逆的である。
【００４８】
図２に示される実施形態では、上記エネルギー貯蔵器は、エネルギー貯蔵セル１−ｉの複合体を備えており、エネルギー貯蔵セル１−ｉの互いに対する電気的接続が、少なくとも１つの電気伝導性の層及び少なくとも１つの非伝導性の層を備えるプリント回路基板を介して確立される。さらなる実施形態では、エネルギー貯蔵セル１−ｉの互いに対する電気的接続は、金属により形成された接続要素により確立され、該金属は、弾性接続材料より構成された該接触要素すなわち接続要素と接触している。
【００４９】
図２に示される実施形態では、ある変形例において、プリント回路基板は、そのプリント回路基板の軌道内にテーパ部を備えている。これらのテーパ部は、それぞれのテーパ部に流れる所定の電流において破壊され、それにより電気的接続が遮られる。
【００５０】
弾性的な接触要素または接続要素を用いる１つの利点としては、その弾性接触材料が外部から上記エネルギー貯蔵システム内に導入された機械的振動を減衰させ、個別のエネルギー貯蔵セルの受ける加速がより小さくなることが挙げられる。
【００５１】
図２に示される実施形態では、エネルギー貯蔵セル１−ｉの２つの極２−ｉ，３−ｉは、互いに反対側にある。別の実施形態では、エネルギー貯蔵セル１−ｉの２つの極２−ｉ，３−ｉは、同じ側に位置してもよい。
【００５２】
図３は、エネルギー貯蔵セル１−ｉから始まり周辺領域までの電流の流れ及び熱の流れを示すための、電気的に等価かつ熱的に等価な回路図を示す。熱流Ｑ・mは、図３に示されるように、エネルギー貯蔵セル１−ｉの周面を介して排出される。熱流Ｑ・sは、エネルギー貯蔵セル１−ｉの末端面を介し、熱伝導性の接触要素４及び上部プリント回路基板７の熱伝導性の層７−１，７−３，７−２を介して、周辺領域に排出される。図３に示される例では、Ｒsは熱伝達抵抗であり、Ｒuは電気伝達抵抗であり、Ｒthは接触要素４または上部プリント回路基板７の層７−１，７−２，７−３の熱抵抗を表す。図３に見られるように、エネルギー貯蔵セルの電流Ｉは、上部プリント回路基板７の電気伝導性かつ熱伝導性の層７−１より排出され、その位置において、熱流Ｑ・sから分離されている。本発明に係る構成を用いて、電気エネルギー貯蔵セル１−ｉからその周面または末端面を介して流れる熱流Ｑ・mは、それぞれのエネルギー貯蔵セル１−ｉの熱負荷を可能な限り維持するために、該セルからの既定の電流において最大化される。図３に見られるように、熱流Ｑ・は、本発明に係る構成では、周面Ｍ、末端面Ｓまたはその両方（すなわち、該周面及び該末端面）を介して排出される。熱伝達抵抗Ｒsと熱抵抗Ｒthとの合計は、熱流を最大化するために、好ましくは最小化される。熱エネルギーの大部分は、エネルギー貯蔵セル１−ｉの内部で生成される。該熱抵抗の合計、すなわち、エネルギー貯蔵セル１−ｉの内部から極または末端面までの熱抵抗の合計が、該エネルギー貯蔵セルの内部から周面までの熱抵抗よりも小さい場合には、エネルギー貯蔵セル１−ｉの末端面または極を介する熱放出を通じて、エネルギー貯蔵セル１−ｉの内部から外側まで該熱が効率的に案内される。
【００５３】
図７Ａ，７Ｂ，７Ｃは、エネルギー貯蔵セル１−ｉの様々な実施の変形例を示す。図７Ａは、２つの反対位置にある極２−ｉ，３−ｉを有する円筒形のエネルギー貯蔵セル１−ｉを示す。図７Ｂは、一方の末端面に２つの極２−ｉ，３−ｉを有する角形または立方形のエネルギー貯蔵セル１−ｉを示す。図７Ｃは、比較的平面状であり、一方の端面上に２つの極２−ｉ，３−ｉを有する、溝または袋の形態のエネルギー貯蔵セル１−ｉを示す。
【００５４】
接続要素または接触要素４−ｉ，５−ｉは、２つの電流伝送導体を接続及び連結するためにも用いられ、０．０５Ａ／ｍｍ2を超える電流密度を有する電流が伝送され得る。したがって、接続要素は、大電力を伝送するためにも（例えば、プラグシステムまたは端子板においても）適している。このように、本発明は、２つの電気伝導体を接続するための接続システムもまた提供し、２つの電気伝導体の間には、電気伝導体エラストマーが位置している。該２つの電気伝導体は、異なる材料より（例えば、銅またはアルミニウム合金より）構成されている。
【００５５】
図４は、本発明に係るエネルギー貯蔵装置１０の例示の実施形態を示しており、該エネルギー貯蔵装置１０は、エネルギー貯蔵器１１を含む。エネルギー貯蔵器１１は、複数の直列に接続されたエネルギー貯蔵セル群１２Ａ，１２Ｂより構成されており、該エネルギー貯蔵セル群は、それぞれ並列に接続された複数のエネルギー貯蔵セル１−ｉより構成されている。エネルギー貯蔵セル群１２Ａ，１２Ｂは、図４に示されるように、それぞれ並列に接続された３つのエネルギー貯蔵セル１−ｉを備えている。したがって、第１のエネルギー貯蔵セル群１２Ａは、並列に接続されたエネルギー貯蔵セル１−１ａ，１−２ａ，１−３ａを備えており、第２のエネルギー貯蔵セル群１２Ｂは、並列に接続されたエネルギー貯蔵セル１−１ｂ，１−２ｂ，１−３ｂを備えている。該エネルギー貯蔵セル群内に並列に接続されたエネルギー貯蔵セルの数は、異なっていてもよい。エネルギー貯蔵セル群は、２つを超えるエネルギー貯蔵セルを含み得る。さらに、直列に接続されたエネルギー貯蔵セル群１２Ａ，１２Ｂの数は異なっていてもよく、例えば、２つを超えるエネルギー貯蔵セル群が、次々に直列に接続されていてもよい。エネルギー貯蔵セル１−ｉの極は、電気伝導性かつ熱伝導性の接触要素を介してプリント回路基板７，８にそれぞれ接続されており、プリント回路基板は、上記接触要素を介してエネルギー貯蔵セル１−ｉより受けた電流Ｉを、該接触要素を介して受けた熱流Ｑ・sから分離するように設けられている。エネルギー貯蔵器１１の並列に接続されたエネルギー貯蔵セル群１２Ａ，１２Ｂは、該プリント回路基板に設けられた検知ラインを介して、電子式監視ユニット１３にそれぞれ結合されている。図４に示される簡易な例示の実施形態では、エネルギー貯蔵器１１の２つのエネルギー貯蔵セル群１２Ａ，１２Ｂは、３つの検知ライン１４−１，１４−２，１４−３を介して電子式監視ユニット１３に接続されており、該感知ユニットは、バッテリー管理システムＢＭＳである。検知ライン１４−ｉの数は、直列に接続されたエネルギー貯蔵セル群の数＋１に相当する。検知ライン１４−ｉは、エネルギー貯蔵セル群のエネルギー貯蔵セル１−ｉが挟持されているプリント回路基板７，８の間に延びている。プリント回路基板７，８内に検知ラインが延びているため、検知ラインのエネルギー貯蔵セル１４−ｉとの個々の接触及び対応する検知ケーブルの案内は必要ない。その結果、エネルギー貯蔵装置１０の製造コストは、図４に示されるように、顕著に低減され得る。プリント基板７，８内の検知ライン１４−ｉの案内は、プリント回路基板のレイアウト内の対応する設計を用いて確保され得る。セルの接触がプリント回路基板上に生じるため、該検知ラインは、該プリント回路基板のレイアウト内に簡易に含まれ得る。これは、検知または検知器ラインの接触は必須ではなく、検知ライン１４−ｉは、プリント回路基板７，８を介して電子式監視ユニット１３に直接案内されてもよいことを意味する。同様のことが、検知器ライン（例えば、温度検知器からのラインなど）についても適用される。電気エネルギー貯蔵装置１０は、電気負荷１６を接続するための接続末端１５−１，１５−２を備える。負荷１６��、例えば、電気モーターまたは車両のインバーターなどであり得る。エネルギー貯蔵装置１０のエネルギー貯蔵セル１−ｉのそれぞれについて、例えばプリント回路基板７，８の第１の層に、過電流保護のための専用の電気安全要素が設けられていてもよい。その結果、エネルギー貯蔵セルに欠陥がある際に最終的に該セルの引火に繋がり得るさらに危険なプロセスを確実に防止することができる。例えば、エネルギー貯蔵セル内において内部短絡があった際には電気安全要素が電流の流れを遮り、それにより、並列に接続されたエネルギー貯蔵セルは、欠陥のあるエネルギー貯蔵セルを介する短絡から確実に防がれる。その結果、エネルギー貯蔵セル内の引火にさえ繋がり得る連続反応が防止される。加えて、エネルギー貯蔵器の機能的容量が維持される。
【００５６】
エネルギー貯蔵器１１内でエネルギー貯蔵セル１−ｉに接触して並列及び直列の列に分割することは、ハウジング及びさらに冷却要素としても用いられるプリント回路基板７，８によって行われる。接触しているプリント回路基板上では、エネルギー貯蔵セル１−ｉのそれぞれについて安全要素が個々に設けられており、該安全要素は、個々のエネルギー貯蔵セル１−ｉのそれぞれについての電気的保護の一種として使用される。エネルギー貯蔵セル１−ｉ内で故障（例えば、電気的短絡など）が生じた場合、続いてこの安全要素が作動し、対象のエネルギー貯蔵セルのスイッチをオフにする。その結果、エネルギー貯蔵装置１０（例えば、バッテリーモジュール）は、常に安全な動作状態に維持される。
【００５７】
電子式監視ユニット１３は、さらに、検知ラインを介して、エネルギー貯蔵セル群１２Ａ，１２Ｂの並列に接続されたエネルギー貯蔵セル１−ｉの電圧を連続的に監視することができ、検知ライン１４−ｉにおける突然の電圧降下を用いてエネルギー貯蔵セルの（例えば、内部短絡により生じる）故障を検出することができ、それに応じて反応することができる。
【００５８】
ある可能な実施形態では、検出された故障に対応して電子式監視ユニット１３によりスイッチが切り替えられるスイッチング要素がエネルギー貯蔵器１１内にさらに設けられている。この実施形態では、電気安全要素９−ｉに加えて、欠陥が生じると即座に欠陥のあるエネルギー貯蔵セル１−ｉが無効化されるようにスイッチが切りかえられる。
【００５９】
ある可能な実施形態では、エネルギー貯蔵器１２のエネルギー貯蔵セルまたはエネルギー貯蔵セル群による熱放出は、少なくとも１つの関連する温度検知器により検出される。該温度検知具も同様に、プリント回路基板７，８上に設けられ得る。該温度検知器は、それぞれのエネルギー貯蔵セルまたはエネルギー貯蔵セル群の検出された温度を、電子式監視ユニット１３に通知する。本発明に係る構成では、エネルギー貯蔵セル１−ｉの熱が上記極を介して放散されるため、これらの温度検知器は、接触しているＰＣＢまたはプリント回路基板に設けられることができ、バッテリーモジュールまたはエネルギー貯蔵器の内部に収容されている必要がない。その結果、製造コストがさらに低減される。
【００６０】
本発明に係るエネルギー貯蔵装置１０のさらなる可能な実施形態では、エネルギー貯蔵器１１のエネルギー貯蔵セル１−ｉの過剰電荷を熱に変換するために補償抵抗器がさらに設けられ得る。該補償抵抗器は、これにより生成された熱をプリント回路基板７，８に放出し、監視ユニット１３を介して制御される。該補償抵抗器は、異なる電荷に関する個々の該エネルギー貯蔵セルを補償するまたはバランスを取るために設けられる。エネルギー貯蔵セル１−ｉの負荷の違いや異なる経年劣化により、エネルギー貯蔵器１１内において、直列に接続されたエネルギー貯蔵セル１−ｉは異なる損失を有することとなる。その結果、個々の直列に接続されたセルに提供され得る該電荷は、様々なものとなる。該電荷の違いは、補償抵抗器を用いた所謂バランシングによって補償される。個々のエネルギー貯蔵セル１−ｉからの過剰電荷は、補償抵抗器を介して熱に変換される。従来のエネルギー貯蔵器の場合、熱放出は極めて限定された方法によってのみ起こるため、従来のエネルギー貯蔵器では、バランシングプロセスまたは補償プロセスがエネルギー貯蔵器の瞬間負荷において十分ではないことがあり、その結果、電力の入出力が制限される必要がある。
【００６１】
本発明に係るエネルギー貯蔵器１１では、上記監視ユニットは、好ましくはエネルギー貯蔵器１１上に直接搭載される。そのため、補償抵抗の熱は、接触しているＰＣＢまたはプリント回路基板に簡易に排出され得る。その結果、本発明に係るエネルギー貯蔵装置１０におけるバランシング放出が大きく増加するため、エネルギー貯蔵装置１０の電気負荷の動態に何の影響も及ぼさない。
【００６２】
上記補償抵抗器による熱放出は、エネルギー貯蔵器１１を予熱するために、好ましくは、熱伝導性の層より構成されるプリント回路基板７，８を介して均一に分散される。予熱は、好ましくは、低い環境温度にて行われる。低い環境温度では、エネルギー貯蔵セル１−ｉの取り出し可能な電力及びエネルギーが減少する。したがって、この好ましい実施形態では、低い温度でエネルギー貯蔵器１１が予熱される。エネルギー貯蔵器が専用の加熱器により予熱される従来のエネルギー貯蔵器とは対照的に、本発明に係るエネルギー貯蔵器１１では、電荷補償のために設けられた補償抵抗器を用いて余熱が行われる。接触しているＰＣＢまたはプリント回路基板上の温度分散が非常に効果的であるため、バランシング抵抗器または補償抵抗器は、エネルギー貯蔵器１１の全てのエネルギー貯蔵セル１−ｉに効果的に分散される。したがって、エネルギー貯蔵器１１は、特に低い環境温度において自動的に予熱され、それによってエネルギー貯蔵セル１−ｉの取り出し可能な電力及びエネルギーが増加する。
【００６３】
図５Ａ，５Ｂは、プリント回路基板上の可能な極配置を示しており、該配置は、本発明に係る装置すなわちエネルギー貯蔵装置において用いられ得る。
【００６４】
図５Ａは、例として、エネルギー貯蔵セル１−ｉに面する側面上における上部プリント回路基板７上の極配置を示す。
【００６５】
図５Ｂは、エネルギー貯蔵セル１−ｉに面する側面上における下部プリント回路基板８上の極配置を示す。
【００６６】
適切な極配置により、設けられ得る並列回路内及びプリント回路基板７，８の間において、均一な熱分散が補助され得る。
【００６７】
図６Ａ，６Ｂは、電子式監視ユニット１３に接続するため及び温度検知器を接続するための検知ラインまたは検知器ラインがその中に統合された極配置のための、可能なプリント基板のレイアウトを示す。加えて、電気エネルギー貯蔵器１１を取り付けるためのねじ穴が示されている。
【００６８】
本発明に係る接触装置は、エネルギー貯蔵器１１を使用する際に、エネルギー貯蔵器１１が最適な長寿命及び高効率であることを達成するために用いられ得る。本発明に係る装置を用いることにより、エネルギー貯蔵器１１全体の温度を最適な温度範囲に保つことができると共に、エネルギー貯蔵セル１−ｉ内の温度勾配を最小化することができる。本発明に係る装置は、エネルギー貯蔵複合体におけるエネルギー貯蔵セルまたはバッテリーセルの熱接続を可能とし、このとき、熱流及び電流が、エネルギー貯蔵セル１−ｉから、該バッテリーセルの電気導電性の接触表面を介して伝導される。エネルギー貯蔵セル１−ｉは、安全要素により過電流から保護されており、該安全要素を介しての熱流は生じない。該エネルギー貯蔵セルの極を介して、熱はエネルギー貯蔵セル１−ｉの内部から放散される。さらに、熱は、エネルギー貯蔵セル１−ｉの外皮または周面から放散され得る。このようにして効率的な冷却が実現し、さらに、エネルギー貯蔵セル１−ｉの内部から外部への低い温度勾配が達成される。本発明に係る接触装置の１つの利点は、該装置が大きな接触表面積を提供し、熱抵抗及び電気抵抗が低減されることにある。該接触要素の屈曲性により、機械的振動が抑制される。さらに、材料むらが補償され得ると共に、製造プロセスが簡易化される。このことは、本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置１０が車両内に設けられる際に、特に重要である。この接触形態はまた、堅固な接触接続とは対照的に、振動により損傷を受け得ない。
【００６９】
ある可能な実施形態では、電子式監視ユニット１３は、検知ライン１４−ｉにより、発生している故障または欠陥のあるエネルギー貯蔵セル１−ｉを、より上位のソフトウェアレイヤまたは運転者に通知する。本発明に係る構成または接触装置は、多機能プリント基板のためのはんだ及び溶接を用いない接触概念を提供し、それによりエネルギー貯蔵器１１を生産する際の製造コストが顕著に低減される。上記弾性接触要素は、サンドイッチ状かつ表面に密着するように、プリント回路基板７，８に接続される。プリント回路基板７，８の異なる層を介して、電流の伝導及び熱の伝達が行われる。有利な方法では、この材料複合体は、エネルギー貯蔵セルパックの静電気（Statik）の改善にも貢献し、充填密度についてプラスの効果を有する。
【００７０】
本発明に係る接触装置を用いることにより、エネルギー貯蔵複合体を形成するための多くの比較的小さいエネルギー貯蔵セルにおける複雑な相互接続を不要にすることが可能であり、特に、より小さいエネルギー貯蔵セルでは放出電流が小さいため、このことは、エネルギー貯蔵器及びそれにより関連する電気自動車の火災安全における有利な効果を有する。本発明に係るエネルギー貯蔵器１１の長寿命化及び高効率化により、電気的損失は低く維持され、エネルギー貯蔵器１１の温度もまた理想的な動作温度範囲に維持される。エネルギー貯蔵セル１−ｉの負極及び正極における接触表面は、効率的な熱放散を確保し、損失の少ない電気エネルギー及び熱エネルギー伝達を可能にする。車両の電気モーターは、エネルギー貯蔵器１１に接続されることができ、エネルギー貯蔵器１１が高効率であるため、該車両の走行距離は長くなる。
【００７１】
本発明に係るエネルギー貯蔵装置１０は、異なる車両または携帯用デバイスに取り付けられ得る。本発明に係るエネルギー貯蔵装置１０はまた、例えば、携帯用デバイス、特に携帯用コンピュータまたは携帯端末、特に携帯電話などのエネルギー源としても用いられ得る。
【００７２】
本発明に係るエネルギー貯蔵装置１０のある可能な実施形態では、エネルギー貯蔵装置１０はモジュール方式で構成され、それにより、この実施形態では、エネルギー貯蔵セルの並列に接続された異なるエネルギー貯蔵セル群１２Ａ，１２Ｂが、モジュール方式で互いに組み立てられ得る。さらに、ある可能な実施形態では、プリント回路基板７，８への機械的接続が設けられ、このようなエネルギー貯蔵セル群１２Ａ，１２Ｂのモジュール方式の組み立てが可能になる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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