DE102017218927A1 - Electrical bridging element, electrical energy storage and device - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Elektrisches Überbrückungselement (1) aufweisend zumindest einen ersten und einen zweiten elektrischen Leiter (2, 9), eine Reaktionsfolie (7), eine Lotschicht (8) und eine erste und zweite Isolierschicht (3, 6), die die elektrischen Leiter (2, 9) elektrisch voneinander isoliert, wobei zwischen den Isolierschichten (3, 6) ein Verbindungselement (5) angeordnet ist, das mittels eines Kontaktierungsmittels (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) elektrisch leitend mit der Reaktionsfolie (7) verbunden ist, wobei die Reaktionsfolie (7), die Isolierschichten (3, 6), das Verbindungselement (5), das Kontaktierungsmittel (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) und die Lotschicht (8) derart zwischen den elektrischen Leitern (2, 9) angeordnet sind, dass die Reaktionsfolie (7) bei einer exothermen Reaktion die Lotschicht (8) aufschmilzt und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den elektrischen Leitern (2, 9) hergestellt wird.

An electrical bridging element (1) comprising at least first and second electrical conductors (2, 9), a reaction foil (7), a solder layer (8) and first and second insulating layers (3, 6) supporting the electrical conductors (2, 9) are electrically insulated from one another, wherein between the insulating layers (3, 6) a connecting element (5) is arranged, which by means of a contacting means (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) is electrically conductive with the reaction foil ( 7), wherein the reaction foil (7), the insulating layers (3, 6), the connecting element (5), the contacting means (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) and the solder layer (8 ) are arranged between the electrical conductors (2, 9) such that the reaction film (7) in an exothermic reaction, the solder layer melts (8) and an electrically conductive connection between the electrical conductors (2, 9) is produced.

Description

Translated fromGerman

Feld der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Überbrückungselement, einen elektrischen Energiespeicher und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.The present invention relates to an electrical bypass element, an electrical energy storage and a device according to the preamble of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

EP 2 642 582 B1 zeigt ein elektrisches Überbrückungselement, insbesondere zur Überbrückung von defekten Speicherzellen eines Energiespeichers. Dabei ist zwischen zwei elektrischen Leitern eine Schichtfolge mit einer elektrischen Isolationsschicht und einem reaktiven Schichtstapel angeordnet, der mittels einer exothermen Reaktion die Isolationsschicht auflösen und somit eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den elektrischen Leitern herstellen kann.EP 2 642 582 B1 shows an electrical bridging element, in particular for bridging defective memory cells of an energy storage device. In this case, a layer sequence with an electrical insulation layer and a reactive layer stack is arranged between two electrical conductors, which dissolve the insulating layer by means of an exothermic reaction and thus can produce an electrically conductive connection between the electrical conductors.

US 2006/0102982 A1 zeigt eine Antifuse-Struktur, die ein integriertes Heizelement aufweist. US 2006/0102982 A1 shows an antifuse structure having an integrated heating element.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Überbrückungselement aufweisend zumindest einen ersten und einen zweiten elektrischen Leiter, eine Reaktionsfolie, eine Lotschicht und eine erste und zweite Isolierschicht, die die elektrischen Leiter elektrisch voneinander isoliert, wobei zwischen den Isolierschichten ein Verbindungselement angeordnet ist, das mittels eines Kontaktierungsmittels elektrisch leitend mit der Reaktionsfolie verbunden ist, wobei die Reaktionsfolie, die Isolierschichten, das Verbindungselement, das Kontaktierungsmittel und die Lotschicht derart zwischen den elektrischen Leitern angeordnet sind, dass die Reaktionsfolie bei einer exothermen Reaktion die Lotschicht aufschmilzt und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den elektrischen Leitern hergestellt wird.The invention is based on an electrical bridging element having at least a first and a second electrical conductor, a reaction foil, a solder layer and a first and second insulating layer which electrically isolates the electrical conductors from each other, wherein between the insulating layers, a connecting element is arranged, which by means of a Contacting agent is electrically conductively connected to the reaction film, wherein the reaction film, the insulating layers, the connecting element, the contacting means and the solder layer are arranged between the electrical conductors such that the reaction film melts the solder layer in an exothermic reaction and an electrically conductive connection between the electrical Ladders is made.

Hintergrund der Erfindung ist, ein sicheres und kompaktes elektrisches Überbrückungselement bereitzustellen, das über seine gesamte Lebensdauer zuverlässig auslöst.The background of the invention is to provide a safe and compact electrical bridging element which triggers reliably over its entire service life.

Erfindungsgemäß erstreckt sich das Kontaktierungsmittel durch die zweite Isolierschicht hindurch von dem Verbindungselement zu der Reaktionsfolie, dabei erstreckt sich das Kontaktierungsmittel in Erstreckungsrichtung weiter als die zweite Isolierschicht. Vorteilhafterweise erstreckt sich das Kontaktierungsmittel in die Reaktionsfolie hinein.According to the invention, the contacting means extends through the second insulating layer from the connecting element to the reaction film, in which case the contacting means extends in the direction of extent further than the second insulating layer. Advantageously, the contacting agent extends into the reaction film.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Kontaktierungsmittel mittels des Verbindungselementes und eines Schaltmittels mit einer Spannungsquelle elektrisch leitend verbunden, die elektrisch leitend mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden ist. Dadurch ist ein Stromkreis schließbar mittels des Schaltmittels zur Aktivierung der Reaktionsfolie.In an advantageous embodiment, the contacting means by means of the connecting element and a switching means is electrically connected to a voltage source which is electrically connected to the second electrical conductor. As a result, a circuit can be closed by means of the switching means for activating the reaction foil.

Ferner ist es von Vorteil, wenn das Kontaktierungsmittel eine geringere elektrische Leitfähigkeit aufweist als die elektrischen Leiter, insbesondere wobei das Kontaktierungsmittel aus Stahl, insbesondere Edelstahl, oder elektrisch leitfähigem Klebemittel ausgeführt ist. Durch die geringe elektrische Leitfähigkeit erwärmt sich das Kontaktierungsmittel, wenn es bestromt wird, wodurch die Reaktionsfolie aktivierbar ist.Furthermore, it is advantageous if the contacting means has a lower electrical conductivity than the electrical conductors, in particular wherein the contacting means made of steel, in particular stainless steel, or electrically conductive adhesive is carried out. Due to the low electrical conductivity, the contacting agent is heated when it is energized, whereby the reaction film is activated.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn das Kontaktierungsmittel einen zu der Reaktionsfolie hin abnehmenden Querschnitt aufweist. Somit ist eine erhöhte Stromdichte an einer Berührfläche des Kontaktierungsmittels mit der Reaktionsfolie ermöglicht.It is furthermore advantageous if the contacting agent has a cross-section which decreases toward the reaction foil. Thus, an increased current density at a contact surface of the contacting agent with the reaction foil is made possible.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Kontaktierungsmittel kugelförmig ausgeführt. Dadurch ist ein Punktkontakt zwischen dem Kontaktierungsmittel und der Reaktionsfolie ausgebildet, der eine erhöhte Stromdichte an einer Berührfläche des Kontaktierungsmittels mit der Reaktionsfolie ermöglicht.In a further advantageous embodiment, the contacting agent is designed spherical. As a result, a point contact between the contacting means and the reaction foil is formed, which allows an increased current density at a contact surface of the contacting means with the reaction foil.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Kontaktierungsmittel aus Metalldraht, insbesondere Bonddraht, ausgeführt, insbesondere wobei der Metalldraht zumindest teilweise kugelförmig, insbesondere als Bondball, ausgeformt ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Metalldraht als Kontaktierungsmittel in einfacher Art und Weise mit dem Verbindungselement verbindbar ist, insbesondere gebondet. Vorteilhafterweise ist der Metalldraht elastisch ausgeführt, so dass fertigungsbedingte Toleranzen der zweiten Isolierschicht und/oder des Verbindungselementes ausgleichbar sind.In a further advantageous embodiment, the contacting means made of metal wire, in particular bonding wire, executed, in particular wherein the metal wire at least partially spherical, in particular as a bonding ball, is formed. The advantage here is that a metal wire as a contacting means in a simple manner with the connecting element is connected, in particular bonded. Advantageously, the metal wire is designed to be elastic, so that production-related tolerances of the second insulating layer and / or the connecting element can be compensated.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Kontaktierungsmittel als Federelement ausgeführt, insbesondere wobei das Federelement eine federnde oder nichtfedernde Endwindung aufweist, die die Reaktionsfolie punktförmig berührt. Mittels des Federelementes ist eine sichere elektrische Kontaktierung der Reaktionsfolie über die Lebensdauer des elektrischen Überbrückungselementes ermöglicht. Vorteilhafterweise sind dabei Größentoleranzen der Bauteile des elektrischen Überbrückungselementes ausgleichbar, beispielsweise Fertigungstoleranzen oder alterungsgedingte Toleranzen.In a further advantageous embodiment, the contacting means is designed as a spring element, in particular wherein the spring element has a resilient or non-resilient end turn, which contacts the reaction film punctiform. By means of the spring element, a secure electrical contacting of the reaction foil over the life of the electrical bridging element is made possible. Advantageously, while size tolerances of the components of the electrical Bridging element compensated, for example, manufacturing tolerances or aging tolerances.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Kontaktierungsmittel als galvanisiertes Sackloch oder Durchkontaktierung in der zweiten Isolierschicht ausgeführt. Dabei ist das Kontaktierungsmittel mit der zweiten Isolierschicht formschlüssig verbunden.In a further advantageous embodiment, the contacting means is designed as a galvanized blind hole or via in the second insulating layer. In this case, the contacting means is positively connected to the second insulating layer.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn das Kontaktierungsmittel eine der Reaktionsfolie zugewandte Oberfläche aufweist, die aufgeraut ist, insbesondere wobei die Oberfläche gerändelt und/oder geprägt und/oder laserbearbeitet ist. Dadurch ist die Kontaktfläche zwischen dem Kontaktierungsmittel und der Reaktionsfolie verkleinert.It is furthermore advantageous if the contacting agent has a surface facing the reaction foil which is roughened, in particular wherein the surface is knurled and / or embossed and / or laser-worked. As a result, the contact area between the contacting agent and the reaction film is reduced.

Der Kern der Erfindung bei dem elektrischen Energiespeicher aufweisend zumindest eine Energiespeicherzelle und zumindest ein elektrisches Überbrückungselement wie zuvor beschrieben beziehungsweise nach einem der auf das Überbrückungselement bezogenen Ansprüche, besteht darin, dass das elektrische Überbrückungselement parallel geschaltet zu zumindest einer Energiespeicherzelle des elektrischen Energiespeichers angeordnet ist.The core of the invention in the electrical energy storage having at least one energy storage cell and at least one electrical bridging element as described above or according to one of the bridging element related claims, is that the electrical bypass element is connected in parallel to at least one energy storage cell of the electrical energy store.

Hintergrund der Erfindung ist, dass die Energiespeicherzelle in einer Gefahrensituation mittels des Überbrückungselements kurzgeschlossen wird. Dadurch wird der Separator in der Zelle aufgeschmolzen und ein Überhitzen der Energiespeicherzelle zum Beispiel durch einen Kurzschluss oder einen kritischen Ladezustand ist vermeidbar.Background of the invention is that the energy storage cell is short-circuited in a dangerous situation by means of the bridging element. As a result, the separator is melted in the cell and overheating of the energy storage cell, for example by a short circuit or a critical state of charge is avoidable.

Der Kern der Erfindung bei der Vorrichtung und/oder dem Fahrzeug besteht darin, dass die Vorrichtung und/oder das Fahrzeug einen Energiespeicher wie zuvor beschrieben beziehungsweise nach dem auf den Energiespeicher bezogenen Anspruch aufweist.The essence of the invention in the device and / or the vehicle is that the device and / or the vehicle has an energy store as described above or according to the claim related to the energy store.

Hintergrund der Erfindung ist, dass mittels des Überbrückungselementes der Energiespeicher in kritischen Fahrzeugsituationen und/oder kritischen Energiespeicherzuständen kurzgeschlossen wird. Beispielsweise ist das Überbrückungselement mittelbar oder unmittelbar mit Fahrzeugsensoren verbunden, die eine kritische Fahrzeugsituation detektieren, das Überbrückungselement auslösen und so den Energiespeicher in einen sicheren Zustand bringen können.Background of the invention is that by means of the bridging element of the energy storage in critical vehicle situations and / or critical energy storage conditions is shorted. For example, the bridging element is indirectly or directly connected to vehicle sensors, which detect a critical vehicle situation, trigger the bridging element and thus bring the energy storage in a safe state.

Figurenlistelist of figures

Im folgenden Abschnitt wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf die die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt ist, erläutert. Die Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt.In the following section, the invention will be explained with reference to embodiments, from which further inventive features may result, but to which the invention is not limited in scope. The embodiments are shown in the drawings.

Es zeigt:

• 1 eine schematische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen elektrischen Überbrückungselementes1;
• 2 eine Detailansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektrischen Überbrückungselementes1;
• 3 eine Detailansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektrischen Überbrückungselementes1;
• 4 eine Detailansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektrischen Überbrückungselementes1;
• 5 eine Detailansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektrischen Überbrückungselementes1;
• 6 eine Detailansicht eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektrischen Überbrückungselementes1;
• 7 eine Detailansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektrischen Überbrückungselementes1;
• 8 eine Detailansicht eines siebten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektrischen Überbrückungselementes1;
• 9 eine Detailansicht eines achten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektrischen Überbrückungselementes1;
• 10 eine erste Ausführungsform einesFederelementes64a des siebten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektrischen Überbrückungselementes 1
• und
• 11 eine zweite Ausführungsform einesFederelementes64b des siebten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektrischen Überbrückungselementes1.

It shows:

• 1 a schematic sectional view of the electrical bridging element according to the invention 1 ;
• 2 a detailed view of a first embodiment of the electrical bridging element according to the invention 1 ;
• 3 a detailed view of a second embodiment of the electrical bridging element according to the invention 1 ;
• 4 a detailed view of a third embodiment of the electrical bridging element according to the invention 1 ;
• 5 a detailed view of a fourth embodiment of the electrical bridging element according to the invention 1 ;
• 6 a detailed view of a fifth embodiment of the electrical bridging element according to the invention 1 ;
• 7 a detailed view of a sixth embodiment of the electrical bridging element according to the invention 1 ;
• 8th a detailed view of a seventh embodiment of the electrical bridging element according to the invention 1 ;
• 9 a detailed view of an eighth embodiment of the electrical bridging element according to the invention 1 ;
• 10 a first embodiment of aspring element 64a 7th embodiment of the electrical bridging element 1 according to the invention
• and
• 11 a second embodiment of aspring element 64b the seventh embodiment of the electrical bridging element according to the invention 1 ,

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In1 ist das erfindungsgemäße elektrische Überbrückungselement1 schematisch dargestellt.In 1 is the electrical bridging element according to the invention 1 shown schematically.

Das elektrische Überbrückungselement1 weist einen ersten elektrischen Leiter2 und einen zweiten elektrischen Leiter9, die jeweils eine Lotschicht8 aufweisen, eine Reaktionsfolie7 und eine erste und eine zweite elektrisch isolierende Isolierschicht (3,6), insbesondere Isolierfolie, zwischen denen ein Verbindungselement5 angeordnet ist, auf.The electrical bridging element 1 has a firstelectrical conductor 2 and a second electrical conductor 9 , each one a Lotschicht 8th have a reaction film 7 and a first and a second electrically insulating insulating layer ( 3 . 6 ), in particular insulating film, between which a connectingelement 5 is arranged on.

Das Verbindungselement5 ist elektrisch leitend mit einem Kontaktierungsmittel4 zur Kontaktierung der Reaktionsfolie7 verbunden. Dazu erstreckt sich das Kontaktierungsmittel4 durch die zweite Isolierschicht6 hindurch von dem Verbindungselement5 zu der Reaktionsfolie7. Dabei erstreckt sich das Kontaktierungsmittel4 in Richtung einer Ebenennormalen der zweiten Isolierschicht6 weiter als die zweite Isolierschicht6. The connectingelement 5 is electrically conductive with a contactingagent 4 for contacting the reaction film 7 connected. For this purpose, the contact means extends 4 through the second insulatinglayer 6 through from the connectingelement 5 to the reaction film 7 , In this case, the contacting agent extends 4 in the direction of a plane normal of the second insulatinglayer 6 further than the second insulatinglayer 6 ,

Die Lotschichten8, die Reaktionsfolie6, das Verbindungselement5 und die Isolierschichten (3,6) sind stapelförmig zwischen den elektrischen Leitern (2,9) angeordnet.The solder layers 8th , thereaction film 6 , the connectingelement 5 and the insulating layers ( 3 . 6 ) are stacked between the electrical conductors ( 2 . 9 ) arranged.

Die Schichtdicke der jeweiligen Lotschicht8 beträgt 5 µm bis 400 µm, vorzugsweise 10 µm bis 200 µm.The layer thickness of the respective solder layer 8th is 5 microns to 400 microns, preferably 10 microns to 200 microns.

Vorzugsweise sind die Schichtdicken der Lotschichten8 identisch. Vorteilhafterweise sind die jeweiligen Lotschichten8 in einem Arbeitsschritt auf den ersten beziehungsweise zweiten Leiter (1,9) aufbringbar. Vorzugsweise weisen die Lotschichten8 zinnhaltige Lotmaterialien auf.Preferably, the layer thicknesses of the solder layers 8th identical. Advantageously, the respective solder layers 8th in one step on the first or second conductor ( 1 . 9 ) applicable. Preferably, the solder layers 8th tin-containing solder materials.

Die Schichtdicke der Isolierschichten8 beträgt zwischen 30µm und 200 µm.The layer thickness of the insulating layers 8th is between 30μm and 200μm.

Zwischen der auf dem zweiten elektrischen Leiter9 angeordneten Lotschicht8 und den Isolierschichten (3,6) ist die Reaktionsfolie7 angeordnet. Die Reaktionsfolie7 ist mittels eines Aktivierungselements aktivierbar, um eine exotherme Reaktion zum Aufschmelzen der Lotschicht8 auszulösen.Between the on the second electrical conductor 9 arranged solder layer 8th and the insulating layers ( 3 . 6 ) is the reaction film 7 arranged. The reaction film 7 is activated by means of an activation element to an exothermic reaction to melt the solder layer 8th trigger.

Die Reaktionsfolie7 ist beispielsweise ein reaktiver Schichtstapel, der eine Vielzahl von Nanoschichten aufweist, wobei die Nanoschichten eine Schichtdicke von 1 nm bis 500 nm aufweisen. Der reaktive Schichtstapel weist alternierend angeordnete Nanoschichten auf, wie sie beispielsweise in derWO 01/83182 beschrieben sind.The reaction film 7 is, for example, a reactive layer stack which has a multiplicity of nanosheets, the nanosheets having a layer thickness of 1 nm to 500 nm. The reactive layer stack has alternately arranged nanolayers, as described, for example, in US Pat WO 01/83182 are described.

Das Aktivierungsmittel weist eine Spannungsquelle, ein Schaltelement, das Verbindungselement5 und das Kontaktierungsmittel4 auf. Ein erster Anschluss der Spannungsquelle ist mit dem zweiten elektrischen Leiter9 elektrisch leitend verbunden, wobei der zweite elektrische Leiter9 elektrisch leitend mit der Reaktionsfolie7 verbunden ist. Ein zweiter Anschluss der Spannungsquelle ist mittels des Verbindungselementes5, des Kontaktierungsmittels4 und des Schaltelements, insbesondere eines MOSFET-Schalters, elektrisch leitend mit der Reaktionsfolie7 verbindbar. Dabei ist das Schaltelement zwischen dem Kontaktierungsmittel4 und dem zweiten Anschluss der Spannungsquelle angeordnet. Wird das Schaltelement geschlossen, so fließt ein Strom durch das Verbindungselement5, das Kontaktierungsmittel4, die Reaktionsfolie7, die Lotschicht8 und den zweiten elektrischen Leiter9, der die Reaktionsfolie7 aktiviert.The activating means has a voltage source, a switching element, the connectingelement 5 and the contactingagent 4 on. A first terminal of the voltage source is connected to the second electrical conductor 9 electrically connected, wherein the second electrical conductor 9 electrically conductive with the reaction film 7 connected is. A second terminal of the voltage source is by means of the connectingelement 5 , the contactingagent 4 and the switching element, in particular a MOSFET switch, electrically conductive with the reaction film 7 connectable. In this case, the switching element between the contactingmeans 4 and the second terminal of the voltage source. If the switching element is closed, a current flows through the connectingelement 5 , the contactingagent 4 , the reaction film 7 , the solder layer 8th and the second electrical conductor 9 who has the reaction foil 7 activated.

Das Kontaktierungsmittel4 weist eine geringere elektrische Leitfähigkeit auf als die elektrischen Leiter (2,9), beispielsweise ist das Kontaktierungsmittel4 aus Stahl, insbesondere Edelstahl, ausgeführt.The contactingagent 4 has a lower electrical conductivity than the electrical conductors ( 2 . 9 ), for example, is the contactingagent 4 made of steel, especially stainless steel.

Vorzugweise weist das Kontaktierungsmittel4 einen kleineren Querschnitt auf als die Reaktionsfolie7, insbesondere wobei ein Punktkontakt ausgebildet ist zwischen dem Kontaktierungsmittel und der Reaktionsfolie7.Preferably, the contacting agent 4 a smaller cross section than the reaction foil 7 in particular wherein a point contact is formed between the contacting means and the reaction foil 7 ,

Die2 bis9 zeigen weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen elektrischen Überbrückungselementes1, die verschiedenartige Kontaktierungsmittel (4,14,24,34,44,54,64,74) aufweisen.The 2 to 9 show further embodiments of the electrical bridging element according to the invention 1 , the various contacting agents ( 4 . 14 . 24 . 34 . 44 . 54 . 64 . 74 ) respectively.

In einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß2 ist das Kontaktierungsmittel4 einstückig mit dem Verbindungselement5 ausgeführt und weist eine quaderförmige oder zylindrische Form auf.In a first embodiment according to 2 is the contactingagent 4 integral with the connectingelement 5 executed and has a cuboid or cylindrical shape.

Bei einem in3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel weist das Kontaktierungsmittel14 zusätzlich zu dem Kontaktierungsmittel4 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine aufgeraute Oberfläche auf. Diese Oberfläche ist der Reaktionsfolie7 zugewandt angeordnet. Die aufgeraute Oberfläche ist beispielsweise gerändelt und/oder geprägt und/oder laserbearbeitet, so dass sie dreieckige und/oder spitze Strukturen aufweist, die die Kontaktfläche zwischen dem Kontaktierungsmittel14 und der Reaktionsfolie7 verringern.At an in 3 illustrated second embodiment, the contacting means 14 in addition to the contactingagent 4 according to the first embodiment, a roughened surface. This surface is the reaction foil 7 arranged facing. The roughened surface is for example knurled and / or embossed and / or laser-machined so that it has triangular and / or pointed structures that define the contact surface between the contactingmeans 14 and the reaction film 7 to decrease.

In einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß4 ist das Kontaktierungsmittel24 kugelförmig, insbesondere als Metallkugel ausgeführt, wobei das Kontaktierungsmittel24 in einer Ausnehmung in der zweiten Isolierschicht6 angeordnet ist und das Verbindungselement5 und die Reaktionsfolie7 berührt.In a third embodiment according to 4 is the contactingagent 24 spherical, in particular designed as a metal ball, wherein the contactingagent 24 in a recess in the second insulatinglayer 6 is arranged and the connectingelement 5 and the reaction film 7 touched.

Bei einem in5 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel ist das Kontaktierungsmittel34 aus elektrisch leitfähigen Klebemittel ausgeführt, das in einer Ausnehmung in der zweiten Isolierschicht6 angeordnet ist und einen sich zu der Reaktionsfolie7 hin verjüngenden Querschnitt aufweist.At an in 5 illustrated fourth embodiment, the contacting means 34 made of electrically conductive adhesive in a recess in the second insulatinglayer 6 is arranged and a to the reaction film 7 has tapered cross-section.

In einem fünften Ausführungsbeispiel gemäß6 ist das Kontaktierungsmittel44 ebenfalls kugelförmig, insbesondere als Bondball, ausgeführt. Dazu wird geschmolzener Metalldraht, insbesondere Bonddraht, auf das Verbindungselement5 aufgebracht, der das Verbindungselement5 elektrisch leitend mit der Reaktionsfolie7 verbindet.In a fifth embodiment according to 6 is the contacting agent 44 likewise spherical, in particular as a bonding ball. For this purpose, molten metal wire, in particular bonding wire, on the connectingelement 5 applied, which is the connectingelement 5 electrically conductive with the reaction film 7 combines.

Bei einem in7 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel ist das Kontaktierungsmittel54 als Metalldraht ausgeführt, der mittels einer Lötverbindung, insbesondere eines Bondballs, elektrisch leitend mit dem Verbindungselement5 verbunden ist. At an in 7 shown sixth embodiment, the contacting means 54 designed as a metal wire, by means of a solder joint, in particular a bonding ball, electrically conductive with the connectingelement 5 connected is.

In einem siebten Ausführungsbeispiel gemäß8 ist das Kontaktierungsmittel64 als ein Federelement ausgeführt, dass das Verbindungselement5 elektrisch leitend mit der Reaktionsfolie7 verbindet.In a seventh embodiment according to 8th is the contactingagent 64 designed as a spring element that the connectingelement 5 electrically conductive with the reaction film 7 combines.

In10 und11 sind zwei Ausführungsformen des als Federelement ausgeführten Kontaktierungsmittels (64a,64b) dargestellt. In beiden Fällen ist das Federelement als Schraubenfeder ausgeführt. Vorzugsweise weist die Schraubenfeder eine der Reaktionsfolie7 zugewandte Endwindung (10a,10b) auf, die die Reaktionsfolie7 punktförmig berührt.In 10 and 11 are two embodiments of the contact means (as a spring element) ( 64a . 64b) shown. In both cases, the spring element is designed as a helical spring. Preferably, the coil spring has one of the reaction foil 7 facing end turn ( 10a . 10b) on top of that the reaction foil 7 punctiform touched.

Die erste Ausführungsform des als Federelement ausgeführten Kontaktierungsmittels64a weist eine nichtfedernde Endwindung10a auf, die an eine benachbarte Windung angelegt ist.The first embodiment of the contact element designed as aspring element 64a has anon-resilient end turn 10a on, which is applied to an adjacent turn.

Die zweite Ausführungsform des als Federelement ausgeführten Kontaktierungsmittels64b weist eine federnde Endwindung10b auf, die von einer benachbarten Windung beabstandet ist.The second embodiment of the contact element designed as aspring element 64b has aresilient end turn 10b which is spaced from an adjacent turn.

Bei einem in9 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel des elektrischen Überbrückungselementes ist das Kontaktierungsmittel74 als galvanisiertes Sackloch oder Durchkontaktierung in der zweiten Isolierschicht6 ausgeführt. Dabei erstreckt sich das Kontaktierungsmittel74 von einer der Reaktionsfolie7 zugewandten Oberfläche in der zweiten Isolierschicht6 zu dem Verbindungselement5 und verbindet die Reaktionsfolie7 und das Verbindungselement5 elektrisch leitend.At an in 9 illustrated sixth embodiment of the electrical bridging element is the contacting means 74 as galvanized blind hole or via in the second insulatinglayer 6 executed. In this case, the contacting agent extends 74 from one of the reaction sheets 7 facing surface in the second insulatinglayer 6 to theconnector 5 and connects the reaction foil 7 and the connectingelement 5 electrically conductive.

Die beschriebene Verwendung eines erfindungsgemäßen elektrischen Überbrückungselementes10 für einen Energiespeicher ist in der Fahrzeugtechnik und auch in stationären Anwendungen wie der Energietechnik, insbesondere Solarenergietechnik und/oder Windenergietechnik und/oder Wasserenergietechnik, möglich.The described use of an electrical bridging element according to the invention 10 for an energy storage is possible in vehicle technology and in stationary applications such as energy technology, in particular solar energy technology and / or wind energy technology and / or water energy technology.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• EP 2642582 B1 [0002]EP 2642582 B1 [0002]
• US 2006/0102982 A1 [0003]US 2006/0102982 A1 [0003]
• WO 0183182 [0030]WO 0183182 [0030]

Claims (11)

Translated fromGerman

Elektrisches Überbrückungselement (1) aufweisend zumindest einen ersten und einen zweiten elektrischen Leiter (2, 9), eine Reaktionsfolie (7), eine Lotschicht (8) und eine erste und zweite Isolierschicht (3, 6), die die elektrischen Leiter (2, 9) elektrisch voneinander isoliert, wobei zwischen den Isolierschichten (3, 6) ein Verbindungselement (5) angeordnet ist, das mittels eines Kontaktierungsmittels (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) elektrisch leitend mit der Reaktionsfolie (7) verbunden ist, wobei die Reaktionsfolie (7), die Isolierschichten (3, 6), das Verbindungselement (5), das Kontaktierungsmittel (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) und die Lotschicht (8) derart zwischen den elektrischen Leitern (2, 9) angeordnet sind, dass die Reaktionsfolie (7) bei einer exothermen Reaktion die Lotschicht (8) aufschmilzt und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den elektrischen Leitern (2, 9) hergestellt wird.An electrical bridging element (1) comprising at least first and second electrical conductors (2, 9), a reaction foil (7), a solder layer (8) and first and second insulating layers (3, 6) supporting the electrical conductors (2, 9) are electrically insulated from one another, wherein between the insulating layers (3, 6) a connecting element (5) is arranged, which by means of a contacting means (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) is electrically conductive with the reaction foil ( 7), wherein the reaction foil (7), the insulating layers (3, 6), the connecting element (5), the contacting means (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) and the solder layer (8 ) are arranged between the electrical conductors (2, 9) such that the reaction film (7) in an exothermic reaction, the solder layer melts (8) and an electrically conductive connection between the electrical conductors (2, 9) is produced.Elektrisches Überbrückungselement (1) nachAnspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsmittel (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) mittels des Verbindungselementes (5) und eines Schaltmittels mit einer Spannungsquelle elektrisch leitend verbunden ist, die elektrisch leitend mit dem zweiten elektrischen Leiter (9) verbunden ist.Electrical bridging element (1) according to Claim 1 ,characterized in that the contacting means (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) by means of the connecting element (5) and a switching means is electrically connected to a voltage source, which is electrically conductive with the second electrical conductor ( 9) is connected.Elektrisches Überbrückungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsmittel (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) eine geringere elektrische Leitfähigkeit aufweist als die elektrischen Leiter (2, 9), insbesondere wobei das Kontaktierungsmittel (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) aus Stahl, insbesondere Edelstahl, oder elektrisch leitfähigem Klebemittel ausgeführt ist.Electrical bridging element (1) according to one of the preceding claims,characterized in that the contacting means (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) has a lower electrical conductivity than the electrical conductors (2, 9), in particular wherein the contacting means (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) is made of steel, in particular stainless steel, or electrically conductive adhesive.Elektrisches Überbrückungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsmittel (14, 24, 34, 44, 54, 64) einen zu der Reaktionsfolie (7) hin abnehmenden Querschnitt aufweist.Electrical bridging element (1) according to one of the preceding claims,characterized in that the contacting means (14, 24, 34, 44, 54, 64) has a cross-section decreasing towards the reaction foil (7).Elektrisches Überbrückungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsmittel (24, 44) kugelförmig ausgeführt ist.Electrical bridging element (1) according to one of the preceding claims,characterized in that the contacting means (24, 44) is designed spherical.Elektrisches Überbrückungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsmittel (44, 54, 64) aus Metalldraht, insbesondere Bonddraht, ausgeführt ist, insbesondere wobei der Metalldraht zumindest teilweise kugelförmig, insbesondere als Bondball, ausgeformt ist.Electrical bridging element (1) according to one of the preceding claims,characterized in that the contacting means (44, 54, 64) made of metal wire, in particular bonding wire, is executed, in particular wherein the metal wire at least partially spherical, in particular as a bonding ball, is formed.Elektrisches Überbrückungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsmittel (64, 64a, 64b) als Federelement ausgeführt ist, insbesondere wobei das Federelement eine federnde oder nichtfedernde Endwindung (10a, 10b) aufweist, die die Reaktionsfolie (7) punktförmig berührt.Electrical bridging element (1) according to one of the preceding claims,characterized in that the contacting means (64, 64a, 64b) is designed as a spring element, in particular wherein the spring element has a resilient or non-resilient end turn (10a, 10b), the reaction film (7 ) touched punctiform.Elektrisches Überbrückungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsmittel (74) als galvanisiertes Sackloch oder Durchkontaktierung in der zweiten Isolierschicht (6) ausgeführt ist.Electrical bridging element (1) according to one of the preceding claims,characterized in that the contacting means (74) is designed as a galvanized blind hole or plated-through hole in the second insulating layer (6).Elektrisches Überbrückungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsmittel (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) eine der Reaktionsfolie (7) zugewandte Oberfläche aufweist, die aufgeraut ist, insbesondere wobei die Oberfläche gerändelt und/oder geprägt und/oder laserbearbeitet ist.Electrical bridging element (1) according to one of the preceding claims,characterized in that the contacting means (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74) has a surface facing the reaction foil (7) which is roughened, in particular the surface is knurled and / or embossed and / or laser-finished.Elektrischer Energiespeicher aufweisend zumindest eine Energiespeicherzelle und zumindest ein elektrisches Überbrückungselement (1) nach einem derAnsprüche 1 bis9,dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Überbrückungselement (1) parallel geschaltet zu zumindest einer Energiespeicherzelle des Energiespeichers angeordnet ist.Electrical energy storage having at least one energy storage cell and at least one electrical bridging element (1) according to one of Claims 1 to 9 ,characterized in that the electrical bridging element (1) is arranged in parallel with at least one energy storage cell of the energy store.Vorrichtung und/oder Fahrzeug aufweisend zumindest einen Energiespeicher nachAnspruch 10.Device and / or vehicle having at least one energy storage Claim 10 ,

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