CN102460777B - 用于电池连接器的矩阵式承载件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电池连接器(1)的矩阵式承载件，其具有：由非导电材料制成的支架；至少一个在一纵列中用于垂直容纳电池连接器(1)而成型的垂直容纳部(34)；至少两个水平相邻设置的纵列；以及，用于水平容纳这样的电池连接器(1)而成型的水平容纳部(36)，其中，这样的电池连接器用以连接在两个纵列中相邻设置的电池。

Description

用于电池连接器的矩阵式承载件

技术领域

本发明涉及一种用于电池连接器的矩阵式承载件。此外，本发明还涉及一种具有至少两个矩阵式承载件和电池板面的电池模件以及用于制造电池模件的方法。

背景技术

在汽车工业中，电池、特别是锂离子电池、然而还有金属氢化物电池(例如金属氢化物镍电池)或锂聚合物电池或其它化学储能器要求具有较高的设定值。特别根据可替换的驱动方案的需求，例如混合驱动或纯电力驱动，电能的存储对于未来汽车制造业具有特别重要的意义。

新型电池的应用，例如锂离子电池，作为电能存储器用于汽车构造中的电动机已经证实是具有优势的。一方面，这样的蓄电池在较小体积的条件下存储较大的能量，而另一方面，这种电池仅根据实际情况实现老化过程。特别是在此不涉及“记忆效应(Memory-Effekt)”。由此可以进行多次充电循环，从而使电池的使用寿命基本上适应于汽车的寿命。

然而，多数电池仅提供很小的电压，即，在一和几十伏特之间。这样的低电压远不能用于驱动电动汽车的电动机。此外，多数电池的充电仅限于1000和5000mAh之间，这并不能用于足够持久地驱动汽车。处于上述原因，将电池组装连接成电池包。在此，多个单独的电池可以相互串联，由此使电池包的输出电压根据串联电池的数量而增加。优选电池包采用总共96个电池。在此，例如将八个分别具有12个电池的模件相互连接在一起。每个模件中例如以六个垂直相互叠加设置的电池为一纵列相互串联。这样的一个纵列以串联形式串联一个相同模件的水平相邻设置的第二纵列。因此，在每个电池的输出电压为4V的情况下，每个模件的总的输出电压为4V乘以12个电池，即48V，而每个电池包的总的输出电压为384V。

然而，模件构造的问题在于，每两个待串联的电池在它们各自相反电极上的连接。一方面，由于电池中的化学能量存储，第一极性的电极与相同电池的第二极性的电极由不同金属构成。例如在锂离子电池中，一个电极由钢构成，而第二电极由铝构成。然而还可以采用其它金属的结合。在多数的电池类型中可以发现，不同极性的电极由不同金属制成。

此外，由于生产条件产生的波动，在电池的生产过程中在两个相对设置的电极之间的距离要受到公差限定。也就是说，当两个电池相邻地基本设置一个平面内时，电极不能精确地共面。而且，通常电池的正极通过一个突出部而形成在电池盖上，负极通过一个缩进部形成在电池的相对设置的盖上。如果要将第一电池的正极与第二电池的负极连接，那么必须一方面要考虑采用不同金属，而另一方面要计算公差限定条件下的电极的相互偏移。

此外，由于接触使电流非常高，这是因为，多个电池串联，在加载情况下提供多个安培、可能甚至到几十安培或多于一百安培。这样的大电流必须流经所有电池以及各个电池连接器。电极在电池连接器上的电接触在此必须是低欧姆的，从而使连接器中的损失热量最小化。在此必须确保电池模件的整个使用寿命期间都具有干净的电接触。为了确保实现这一点，通常使电池连接器与电池电极形成材料配合连接。

发明内容

那么，在公知的电池模件中，需要解决这样的问题，即，考虑到电池电极的不同材料，需要在机械制造过程中在电池电极和电池连接器之间建立较小的过渡电阻。另外还需要解决这样的问题，即，电池长度的公差自动进行调整。还需要解决这样的问题，即，使多个电池在一个简单的可手动操作的工作步骤中形成电连接和材料配合连接。

本发明的上述技术问题通过一种用于电池连接器的矩阵式承载件来解决，该矩阵式承载件包括：由非导电材料制成的支架；至少一个在一纵列中用于垂直容纳电池连接器而成型的垂直容纳部；至少两个水平相邻设置的纵列；以及，用于水平容纳这样的电池连接器而成型的水平容纳部，其中，这样的电池连接器用以连接在两个纵列中相邻设置的电池。

可以了解到，电池模件的工业化制造仅通过多个电池相互间快速和无误差的连续的电接触来实现。在此，在电池连接器和电池的正反电极之间必须以较高的频率建立材料配合连接。利用本发明的矩阵式承载件，可以使电池连接器已经在其为此预设的位置上固定在矩阵式承载件中，从而接下来通过材料配合连接的方式与电池电极相连接。特别是，由于在电池的宽度区域上的公差，要考虑到容限区域，在该容限区域中必须实现电池连接器的各个接合部和平板件与电池电极之间的材料配合连接。

在工业化制造中，必须将多个电池在一个单独的工作步骤中串联在一起。通过本发明的矩阵式承载件可以这样实现，即，将多个电池连接器安装在对应的电池电极上，采用适宜的工具将电池连接器压向电极，然后直接利用焊接工具、例如激光焊接工具将电池电极与对应的电池连接器材料配合地连接在一起。

通过本发明的矩阵式承载件实现了，至少每三个设置在一纵列的电池以及两个相邻设置的纵列的连接。通过垂直容纳部可以容纳用于连接两个相互叠加设置的电池的电池连接器。每个纵列的最后一个电池可以通过一个电池连接器相连接，该电池连接器设置在一个水平容纳部中。根据本发明，水平容纳部和垂直容纳部可以相互正交。通过使用水平和垂直的名称可以清楚表达出容纳部相互间的空间设置情况。并不局限于使垂直容纳部位于垂直线上，而使水平容纳部处于水平线上。具体地说，根据本发明，水平容纳部基本通常正交于垂直容纳部。

根据一个具有优势的实施方案，在位于纵列之间的支架中形成用于电路板的电路板容纳部。根据本发明，该电路板容纳部可以容纳电路板，由该电路板分支出测针，测针可以与各个电池连接器的连接区域相连接。通过测针可以在电路板上测得各个电池连接器的温度。根据一个实施方案，水平容纳部和/或垂直容纳部设置用于平面齐平地容纳电池连接器。在此，可以使电池连接器至少在朝向电池的侧面上与支架的朝向电池的侧面形成平面齐平。

对于不同极性的电池电极的纯分类连接，可以使电池连接器通过接合部和平板件形成与各个电极的连接。根据一个具有优势的实施方案，水平容纳部和/或垂直容纳部这样形成，即，在支架的朝向电池的侧面上，电池连接器通过平板件和第一接合部而与支架的朝向电池的侧面形成平面齐平。由此，在支架的朝向电池的侧面上、在垂直容纳部和/或水平容纳部中这样设置电池连接器，即，每个电池连接器沿着电池的方向都具有平板件和接合部。

根据一个具有优势的实施方案，水平容纳部和/或垂直容纳部具有用于形状配合固定电池连接器的卡片。这样例如实现了，电池连接器从朝向电池的侧面***支架。在此，电池连接器经由卡片“卡掣(geclipst)”在容纳部中。通过对电池连接器轻微施压使卡片向外侧弯曲，该卡片可以设置在支架的朝向电池的侧面上，从而使电池连接器到达容纳部中，并在容纳部中固定。由此可以快速机械化地将支架与电池连接器组装在一起。通过卡片防止电池连接器在与电池电极形成材料配合连接之前从支架脱离。另外，在与电池电极连接之后，由于卡片作用，使支架仅需要在由卡片产生的作用力的条件下就能从电池模件抽出。

还根据一个具有优势的实施方案，水平容纳部和/或垂直容纳部在背向卡片的侧面上具有固定凸肩，该固定凸肩作为支座用于容纳电池连接器。电池连接器具有第一接合部、偏移部和第二接合部，该第二接合部具有设置在其上的平板件。在背向电池的侧面上或在背向卡片的侧面上例如可以设有固定凸肩，该固定凸肩这样设置在第二接合部的区域中，即，使第二接合部的未被平板件盖住的区域位于固定凸肩上。还可以在连接部的区域中设置固定凸肩。最后，可以在第一接合部的区域中设置用于固定该第一接合部的固定凸肩。

根据一个具有优势的实施方案，支架由聚酰胺构成。优选采用PA6塑料。

根据一个具有优势的实施方案，支架在水平容纳部和/或垂直容纳部与电路板容纳部之间、在电池连接器的连接区域的区域中具有凹陷部。通过该凹陷部可以实现电路板与电池连接器、特别与电池连接器的连接区域之间的电连接。由此，对于每个电池连接器都借助于一个设置在电路板上的传感器实现在该电池连接器上的温度感应。

根据一个具有优势的实施方案，在凹陷部中、于电路板和连接区域之间导引有电连接导体。

还可以了解到，在支架中、于支架的与水平容纳部相对设置的侧面上设有两个水平相邻设置的斜撑容纳部。在一个模件中，例如将十二个电池借助于两个矩阵式承载件串联在一起。为了测得经过这十二个电池的电压，在端部分别设有两个水平相邻设置的触点，触点分别与相对应的电池的电极连接。通过斜撑可以从矩阵式承载件的表面引出测得的电压，并且可以在此测量。由此通过模件连接器可以使多个模件相互电连接。

根据一个具有优势的实施方案，斜撑容纳部具有用于容纳由支架的表面突伸出的斜撑的凹陷部。经由该斜撑可以利用插头测得位于该处的电压。

还根据一个具有优势的实施方案，在朝向电池的侧面上、于支架上固定有两个导向件。电池例如可以以每纵列六个进行设置，并且两个纵列相邻作为板件在一个加工步骤中设置在矩阵式承载件上。为了能够在矩阵式承载件上使电池相对于电池连接器正确定位，建议将导向件固定在支架上。如上文所述，每个电池连接器都使电池的正极和负极相互串联。两个电池可以借由导向件位置准确地导引在电池连接器上，也就是第一接合部和平板件上。因此，电池电极可以相对于电池连接器的排气孔基本上同轴导引，并由此能够便于通过激光进行焊接。

在采用圆柱形电池的情况下，还可以使导向件具有至少局部呈圆柱形的护套表面。

还根据一个具有优势的实施方案，导向件一体成型并且与支架形成形状配合连接，或者导向件由支架形成。例如实现了，形成由导向件构成的第二矩阵式机构，该矩阵式机构同样通过“投影(Clipse)”在矩阵式承载件上而形成形状配合连接。矩阵式承载件和矩阵式导向机构都可以是加压浇注件，这样的加压浇注件在批量生产中制成。

如已经所述，每个模件的电池串联连接。基于该原因，每两个设置在相邻设置的纵列中的垂直容纳部交替形成，其中，第一垂直容纳部的顶部区域设置用于容纳接合部，该第一垂直容纳部的底部区域设置用于容纳平板件，而第二垂直容纳部的顶部区域设置用于容纳平板件，第二垂直容纳部的底部区域设置用于容纳接合部。由此使每两个相邻设置的电池连接器交替设置在矩阵式承载件中。

可以形成这样的电池连接器，该电池连接器具有用于连接第一电池的电池电极而形成的第一接合部、第二接合部和连接部，该连接部设置在两个接合部之间并且与这两个接合部相互形成电连接接触，其中，第一接合部至少形成在第一导电材料的朝向电池电极的侧面上，并且，在第二接合部上材料配合地设有平板件，该平板件设置成与第二电池电极相连接，至少形成在第二导电材料的朝向第二电池电极的侧面上，该第二导电材料不同于第一导电材料。

由此使电池连接器与电池电极之间的连接通过较小的过渡电阻来实现，即，考虑使相反的电池电极采用不同的材料。对此，在电池连接器和电池电极之间可以选择纯分类过渡。与第一电池电极连接的第一接合部可以由第一导电材料构成。电池连接器使第一接合部经由连接部与第二接合部连接。在第二接合部上应该电连接第二电池的与第一电池电极极性相反的电极。因为该由其它材料构成的极性相反的电池电极作为第一电池电极，所以还必须使与该电极形成电连接和机械连接的材料采用其它不同材料，从而确保直线较小的过渡电阻。

为了实现经济的电池连接器，在此建议，在第二接合部上材料配合地设置平板件。在此，平板件由第二导电材料制成。优选，第一接合部与第一电池的第一电池电极采用相同的材料，而平板件与第二电池的第二电池电极采用相同的材料。

例如可以使第一电池电极由铝构成。在这种条件下，至少使第一接合部的表面同样由铝构成。第二电池的极性相反的电极例如可以由钢构成。在这种条件下，平板件至少可以在表面上由钢构成。经由连接部使第一接合部与第二接合部并且与平板件形成电连接，而且，电流可以流经位于两个电池的电池电极之间的电池连接器。

根据一个具有优势的实施方案，平板件的朝向电池的表面与第一接合部共面设置。在电池模件中，电池优选这样设置，即，使相邻设置的电池的极性相反的电极大体上设置在一个平面内。为了使这些大体上位于一个平面内的电极相互连接，使平板件的表面与第一接合部的表面共面。

可以了解到，上述共面特征可以在接触过程中通过连接部的灵活性而取消。例如，在接合部和平板件材料配合地连接在各个电池电极的情况下，可以利用工具使电池连接器压向电池电极。由此可以对电极之间的公差限定的偏移进行调整，特别可以使电池连接器在容限区域内进行移动。

根据一个具有优势的实施方案，第一和/或第二接合部形成为扁平件。此外，还可以使平板件形成为扁平件。通过形成扁平件可以使接合部在较小的空间需求内狭窄地设置在电池的端部上。

还根据一个具有优势的实施方案，使连接部与第一和/或第二接合部一体成型。由此实现了特别经济地制造电池连接器。例如可以使第一接合部、第二接合部和连接部由相同的材料构成。例如可以使第一接合部、连接部和接合部由板材或带材冲压而成。由此可以在一个单独的工作步骤中成本低廉地制出第一和第二接合部以及连接部。

根据一个具有优势的实施方案，至少一个接合部由铝、锡、锌、铜、镍、银、金、铁、钢或它们的合金构成，或者用这些材料镀层。接合部可以由一种整体材料制成，该整体材料选自上述金属或合金中的一种。还实现了，接合部由第一金属构成，并且用第二金属或合金进行镀层。特别地，为了确保实现良好的电接触，例如可以设有银镀层。然而在选择接合部材料时必须要注意的是，选择的这些材料要适合于待与其连接的电池电极的材料，从而在过渡区不会产生电镀结构，这样的电镀结构会破坏材料配合连接，或者具有过高的过渡电阻。

根据一个具有优势的实施方案，平板件由钢、锡、锌、铜、镍、铁、铝、银、金或它们的合金构成，或者用这些材料镀层。与接合部的结构相对应，还可以使平板件由一种整体材料制成，或者用适宜的金属镀层。

根据一个具有优势的实施方案，平板件与第二接合部焊接在一起。在此可以采用摩擦焊接方法。例如还可以采用超声焊接方法用于使平板件与接合部相接触。然而还可以考虑采用搅拌摩擦焊接、扭转摩擦焊接、旋转摩擦焊接或其它摩擦焊接方法。还可以采用多轨道摩擦焊接方法。此外，可以使平板件与接合部还借助于电阻焊接方法形成材料配合连接。

在将待连接的电池电极设置在不同平面中时，对于平板件和第一接合部之间的公差调整建议使连接部灵活地设置。

上述的灵活性例如可以这样实现，即，连接部具有相互间隔设置的肋部。在此，多个单独的肋部可以作为连接腹板而形成在接合部之间。单独的肋部相互间隔设置并且具有间隙。由此实现了连接部的增大的灵活性。

根据一个具有优势的实施方案，特别在连接部中采用波纹状肋部可以确保实现经过该连接部的接合部之间的所需灵活性。

根据一个具有优势的实施方案，肋部至少与第一接合部和/或第二接合部的背向电池的侧面共面。在此，肋部在与第一和/或第二接合部相同的平面内延伸。

还根据一个具有优势的实施方案，肋部由至少一个接合部的平面突出形成。肋部例如一方面可以在一个接合部的平面内形成波纹形状，从而使肋部不从该接合部的平面突伸出。然而还可以使肋部由一个接合部的平面突伸出来，例如向上或向下。这两种肋部形状都能实现所需的灵活性，其中，由接合部的平面突伸出的肋部确保实现通常相对于接合部的平面而具有较高的灵活性，而在接合部的平面内延伸的肋部可以确保实现在该接合部的平面内的较高的灵活性。

还根据一个具有优势的实施方案，肋部经由对连接部冲压、剪切、激光切割、喷水切割的方式来成型。如上文所述，连接部可以与两个接合部都由板材或带材冲压而成。同时例如可以冲压出肋部。还可以使肋部由连接部这样剪切制成，即，在连接部中形成肋部之间的距离。

还根据一个具有优势的实施方案，连接部由至少两个薄膜、特别是金属薄膜或镀层薄膜构成。两个或多个薄膜、例如还可以是十个薄膜可以相互叠加设置，并形成连接部。在薄膜的各个端部上可以与接合部形成材料配合连接，从而使电流经由薄膜从一个接合部流到另一个接合部。薄膜的优点在于，其确保实现了较高的灵活性而且构造简单。

还根据一个具有优势的实施方案，连接部由铝线、铜线、铝编织物或铜编织物中的一种材料构成。除了采用薄膜之外，还可以采用多条线或编织物作为连接部。这样的线或编织物可以在其各自的端部与接合部形成材料配合连接。

对于线、编织物或薄膜在接合部上的材料配合连接，建议使连接部至少局部集中在接合部的区域中。“集中”可以指的是，这样对各个层或线施压，即，使层或线基本上没有气缝。集中例如可以通过短时间的挤压和加热来实现。集中的薄膜、集中的线或集中的编织物借由工具以特别简单的方式与接合部形成材料配合连接。在连接部的端部集中在接合部的区域上时特别可以采用摩擦焊接方式、电阻焊接方式或超声焊接方式。

根据一个具有优势的实施方案，连接部至少局部在至少一个接合部的区域上与该接合部形成材料配合连接。如上文所述，该材料配合连接可以通过焊接来实现。通过材料配合连接实现了，接合部和连接部之间的过渡电阻很小，并由此使由于损失功率导致的热扩散达到最小化。

还根据一个具有优势的实施方案，连接部、第一接合部和/或第二接合部在第一接合部的平面与第二接合部的平面之间形成偏移部。如上文所述，在第二接合部上设有平板件。偏移部设置用于使平板件的朝向电池的表面与第一接合部的朝向电池的表面基本上位于一个平面内。

根据一个具有优势的实施方案，偏移部这样构成，即，使第一接合部的朝向电池的表面与平板件的朝向电池的表面共面。这样的共面实现了，通过工具使待连接的电池电极便于与电池连接器形成材料配合连接。

电池连接器与各个电池电极之间的连接例如可以通过激光焊接的方式来实现。而且在激光焊接中重要的是，在焊接过程的开始于待连接的构件之间已经建立了机械接触。因此，优选将第一接合部压向第一电池的一个电极，而将平板件压向第二电池的极性相反的一个电极。然后，对这些形成机械接触的构件利用激光进行焊接。

如上文所述，在电池模件中，各个电池的温度要保持在确定的温度范围内。如果电池过热，那么存在这样的危险，即，电池被损坏或最坏情况下甚至导致***。如果发生这类情况，整个电池模件将被损坏。因此，每个单独的电池的温度都应该受到监测。为了实现温度监测，使第一接合部在背向电池的侧面上具有一个连接区域，该连接区域由第三种导电材料构成。该连接区域还可以设置在第二接合部或连接部上。在连接区域上例如通过焊接可以连接电路板的连接线。通过该连接线使温度测针接触到电池连接器上。由此，借助于连接区域可以监测电池连接器的温度，并因此还监测到各个电池的温度。还实现了对每组电池对的分别监测，并且可以探测到超过极限值的温度升高，据此可以断开模件。

还根据一个具有优势的实施方案，连接区域与第一或第二接合部或与连接部的背向电池的表面平面齐平。由此使电池连接器的结构空间最小化。

根据一个具有优势的实施方案，连接区域可以用第三种材料镀层。该第三种材料的镀层可以在接合部以及连接部的成型之前、之中或之后进行。

还可以使连接区域以第三种材料进行滚压包层。在此，连接区域以及第三种材料可以在第一接合部或第二接合部或连接部上进行滚压包层。

根据一个具有优势的实施方案，连接区域由铜、镍、锡、锌、银、金或它们的合金构成。还可以使连接区域用金属或合金镀层。

还根据一个具有优势的实施方案，在至少一个接合部中设有用于电池的排气孔。特别是锂离子电池、然而还可以是其它化学储能器必须能够“呼吸”。对此重要的是，在至少一个电极上设有排气孔，然而优选在每个电极上都设有排气孔。如前述内容，如果平板件和第一接合部与电极形成材料配合连接，那么要注意已经设置在电极上的排气孔的排气。这样的排气通过排气孔在接合部和/或平板件中实现。

根据一个具有优势的实施方案，排气孔是圆形的。

还建议，排气孔具有截断该排气孔直径的突起部。在此，例如可以使排气孔首先形成为冲孔或其它圆形开孔，然后将由此突出的垫片由接合部或平板件上突伸出来。排气孔连同由其周围突出的偏移部或突起部还可以在接合部或平板件成型过程中、例如在冲压过程中形成。

为了使接合部以及平板件与电池电极形成材料配合连接，建议使排气孔的直径小于电池电极。由此实现了，使接合部或平板件能够压在电池电极上，并且确保实现接合部或平板件与电池电极之间的机械接触，而没有使电极由于受压而穿过排气孔。但是例如采用激光穿过排气孔可以在排气孔的周围表面区域上建立电池电极与电池连接器之间的材料配合连接。

因此根据一个具有优势的实施方案，电池以及电池电极至少局部沿着排气孔的***与第一接合部形成材料配合连接。该材料配合连接例如可以通过激光焊接来实现。还可以采用摩擦焊接或超声焊接。

如上文所述，平板件以及接合部可以具有排气孔。为了确保实现经由接合部和平板件的排气，建议使平板件具有与第二接合部中的排气孔同轴的开孔。由此使排气孔既贯穿平板件又贯穿第二接合部。

还根据一个具有优势的实施方案，电池至少局部沿着开孔的***与平板件形成材料配合连接。如上文对接合部的说明，电池以及电池电极可以通过焊接的方式与平板件形成材料配合连接。通过材料配合连接使电池连接器与各个电池电极之间的过渡电阻很小，从而使损失功率在过渡区很小，而且进一步避免或减少热扩散。

还根据一个具有优势的实施方案，第二接合部的排气孔大于第一接合部的排气孔，并且平板件的开孔尺寸对应于第一接合部的排气孔的尺寸。因此，平板件的开孔和第一接合部的排气孔相互对应，特别这样确定尺寸，即，使它们的外直径小于电池电极的尺寸。在第二接合部中可以设有较大的开孔，该开孔与平板件的开孔同轴。

根据本发明的另一技术方案提供一种电池模件，其具有至少两个如上文所述的矩阵式承载件，其中，在板面的一侧设有矩阵式承载件，该板面具有至少两个纵列，每个纵列分别相互叠加设置有电池。各个大体上设置在一个平面内的电池电极借助于各个矩阵式承载件和对应的电池连接器而彼此形成电连接。也就是说，在电池的第一侧面上设有第一矩阵式承载件，而在电池的第二侧面上设有第二矩阵式承载件。借由两个矩阵式承载件使设置在板面中的电池的电极相互串联。

本发明的又一技术方案提供了一种用于制造电池模件的方法，具有以下步骤：制作支架；将电池连接器固定在水平容纳部和垂直容纳部中；将支架连同电池连接器压制在板面电池上；以及，使电池的电极与电池连接器形成材料配合连接。

根据一个具有优势的实施方案，至少两个电池通过电池连接器形成串联式电连接。由此可以使模件的输出电压根据串联电池的数量而增加。

根据具有优势的实施方案的技术特征可以自由相互结合。而且，这些实施方案的技术特征分别可以单独使用，也可以与从属权利要求的所有技术特征自由结合。本发明并不局限于权利要求1的技术特征，因此上位概念的技术特征可以与本发明的所有其它技术特征自由结合。

附图说明

接下来，结合示出实施例的附图对本发明进行详细说明。图中示出了：

图1为电池连接器的第一截面图；

图2为电池连接器的第一俯视图；

图3为电池连接器的第二截面图；

图4为电池连接器的第三截面图；

图5为电池模件的具有五个电池的一个纵列的侧视图；

图6为具有两个纵列以及每个纵列连接五个电池的电池模件的俯视图；

图7为矩阵式承载件在没有电池连接器情况下的位于电池一侧的示意图；

图8为矩阵式承载件在具有电池连接器情况下的位于电池一侧的示意图；

图9为矩阵式承载件在没有电池连接器情况下的位于背向电池一侧的示意图；

图10为矩阵式承载件在具有电池连接器情况下的位于背向电池一侧的示意图。

具体实施方式

图1示出了电池连接器1的截面图。该截面图示出了，电池连接器1由第一接合部2、第二接合部4、连接部6和设置在第二接合部4上的平板件8构成。

在图1中可以了解到，连接部6设置在具有第二接合部4的平面内。连接部6可以与第二接合部4和第一接合部2一体成型。而且，连接部6还可以是一个单独部件，并且与第一接合部2和第二接合部4形成材料配合连接。

在第一接合部2中设有偏移部10。然而，偏移部10还可以设置在连接部6中，以及还可以设置在第二接合部4中。通过偏移部10使第一接合部2朝向电池的侧面A基本上与平板件8的朝向电池的侧面A共面。

平板件8在第二接合部4的朝向电池的侧面A上与该第二接合部4形成形状配合连接。

第一接合部2和平板件8优选由不同的导电材料、特别是金属制成，或者用这样的材料或金属进行镀层。例如，第一接合部2可以由铝制成，而平板件8由钢制成。还可以使第一接合部2采用不同于铝的、诸如锡、锌、铜、镍、铁、钢、银、金或类似的金属进行镀层，或者由一种整体材料制成。同样可以采用前述金属的合金。

平板件8同样可以由钢、锡、锌、铜、铝、镍、铁、银、金或类似的金属或它们的合金制成，或者采用这些金属进行镀层。

在图1中可以了解到，第一接合部2具有排气孔14b。第二接合部4具有排气孔14a，而平板件8具有排气孔14c。排气孔14c与排气孔14a同轴。排气孔14c的直径例如可以与排气孔14b的直径相等。排气孔14a的直径例如可以大于排气孔14c的直径。

为了将电池连接器1装配在电池20上，在电池连接器1的背向电池20的侧面B上通过两个不同的电池20压向两个在此未示出的电极22、24，这两个电极相互形成反向电极。在此，第一接合部2与第一电池20的第一电极22相接触，平板件8与第二电池20的与第一电极相反的第二电极24相接触。一旦形成接触，例如可以通过穿透排气孔14b的激光使第一接合部2与第一电极22形成材料配合连接。在此，激光射线沿着排气孔14b的周围表面导引，以形成材料配合连接。通过排气孔14a和排气孔14c，可以使平板件8借助于激光与第二电池20的第二电极24形成材料配合连接。一旦焊缝冷却或硬化，压力可以增大，并由此使电池连接器1与两个电池20的各自电极22、24形成材料配合连接。

为了能够监测到电池连接器1的温度以及相应的接合部2、4中的各个电池20的温度，在第一接合部2的背向电池20的侧面B上设置连接区域12。然而，连接区域12还可以设置在连接部6上，以及还可以设置在第二接合部4上。连接区域12可以由铜、银、金、锡、锌、它们的合金或其它金属构成。还可以使连接区域12镀在第一接合部2的表面上、镀在连接部6上或镀在第二接合部4上；或者，使该连接区域与第一接合部2、连接部6或第二接合部4滚压包层在一起。通过连接区域12可以使测针实现转换电路或电路板，在该连接区域上测针可以监测到该连接区域的温度。

连接部6实现了，第一接合部2以及平板件8的朝向电池20的侧面A能够沿着方向X彼此相对移动。由此，在电池连接器1与这里未示出的电池20的材料配合连接过程中能够实现在容限区域26内的公差调整。由此实现了，在电极22、24位置上的公差的补偿，并且此外还通过焊接方式实现第一接合部2与电极22、24之间、以及平板件8与电极22、24之间的材料配合连接。

图2示出了电池连接器1的另一替换方案的俯视图。附图中相同的附图标记分别表示相同的部件。在图2中可以了解到，连接部6由相互间隔的肋部6a构成。由图可知，这些肋部呈波浪形。在图2中，肋部在第二接合部4的平面中延伸。然而还可以使肋部由第二接合部4的平面突伸出来。通过肋部6a实现了，第一接合部2可以相对于平板件8或第二接合部4沿着方向Y移动，从而同样能够实现公差调整。在图2中可以了解到，第一接合部2具有排气孔14b。在该排气孔14b中具有由该排气孔14b的周围突伸出的突起部16a。

同样在图2中可以了解到，在平板件8中形成有对应的、优选等大的、具有偏移部16b的排气孔14c。在第二接合部4中形成有与排气孔14c同轴的排气孔14a，该第二接合部的排气孔的直径大于排气孔14c的直径。

图3示出了又一替换方案的截面图。在图3中可以了解到，偏移部10由两件式成型的第一接合部2构成，该第一接合部具有部分2a和2b。这些部分可以彼此形成材料配合连接，并且可以由相同的金属或不相同的金属制成。还可以在图2中可以了解到，连接部6由一种编织物制成。该编织物可以是铝或铜编织物。同样，编织物也可以由其它金属来实现。还应该了解到，连接部6具有两个协调区域6b，这两个协调区域分别设置在第一接合部2和第二接合部4的区域中。在协调区域6b上，连接部6可以分别与第一接合部2和第二接合部4形成材料配合连接。对此，例如可以采用摩擦焊接、电阻焊接、超声焊接或其它焊接方式，或者采用其它连接方式。

图4示出了又一实施例。在图4所示的实施例中，连接部6由薄膜6c形成，该薄膜结构同样具有协调区域6b。位于第二接合部4的区域中的协调区域6b突出于排气孔14a。在排气孔14a的区域中以及在第一接合部2和第二接合部4之间的距离的端部区域中，连接部6可以与第二接合部4形成材料配合连接。连接部6同样可以与第一接合部2形成材料配合连接。通过使连接部6的协调区域6b明显突出于第二接合部4表面的绝大部分，提供了较大的接触面积，并因此实现较小的过渡电阻。第二协调区域6b还能够沿着偏移部10延伸至连接区域12并突出于第一接合部2，而且同样在排气孔14b的区域中具有开孔。

图5示出了具有五个电池20a-e的第一纵列28的侧视图，这些电池分别具有第一电极22a-e和第二电极24a-e。可以了解到，纵列28中的电池20a-e相互叠加设置。还可以了解到，电极22、24交错设置。也就是说，例如电池20a的正极22a与电池20b的负极24b设置在一个平面内。接下来是正极22c，再是负极24d，然后又是正极22e。

而且可以了解到，电池20的电极22、24设置在较大的容限区域26内。容限区域26这样实现，即，在该容限区域内能够设置电极。各个电池的位置21、也就是电极22、24的相互距离是公差限定的。那么，电极22、24不总是共面的，所以在与电池连接器1的连接过程中必须对公差进行调整。

为了清楚起见，图5中示出了纵列28，没有示出电池连接器。第一电池连接器1a例如设置在正极22a和负极24b之间。然后，正极22b通过电池连接器1与负极24c连接。正极22c经由电池连接器与负极24d连接。正极22d经由电池连接器1与负极24e连接。正极22e经由电池连接器与另一纵列28的一个电池负极连接。电池连接器1沿着纵列28垂直设置，并且，两个纵列28的电池连接器1相互连接且水平设置。

例如在图6中示出了上述设置方案。图6示出了相邻的两纵列28a、28b。这里可以了解到，电池连接器1的各自正极22a与负极24b连接，正极22c与负极24d连接。纵列28a经由正极22e以及电池连接器1与纵列28b的负极24e连接。

图7示出了具有支架32的矩阵式承载件30。可以了解到，支架32具有容纳部34、36，在容纳部中分别可以插置一个电池连接器1。容纳部34是垂直容纳部。所示的支架32具有两纵列，每一纵列都具有两个垂直容纳部34。此外，在支架32的底端设有一个水平容纳部36。在支架32的顶端设有两个斜撑容纳部(Schwertaufnahme)38。

另外，由图7中示出的朝向电池的侧面可以了解到，在支架32上设有卡片35。卡片35设置在容纳部34、36的边缘上，并且实现了电池连接器1在容纳部34、26中的卡掣。

而且还可以看到固定凸肩37。可以了解到，固定凸肩37由支架32的表面形成反向缩进，并且该固定凸肩设置在支架的背向电池的侧面上。

在支架32的顶部区域设有斜撑容纳部38。斜撑容纳部38具有用于容纳斜撑40的容纳部，斜撑突出于支架32的表面。在支架的朝向电池的侧面上、于斜撑容纳部38中设有用于与电池电极相接触的接触元件。接触元件由不同的金属制成，以确保实现与不同极性的电池电极的纯分类连接。在斜撑40上可以设置插头42。

在图8所示的支架32的侧面上可以了解到，电池连接器1与支架32的表面形状配合地卡掣在卡片35中。特别是，电池连接器1以平板件8***到垂直容纳部34中。平板件8的表面与所示的支架32的表面齐平。电池连接器1的第一接合部2设置在垂直容纳部34中。第一接合部2的表面与所示的支架32的侧面齐平。

电池连接器1这样设置在纵列中，即，在一纵列中、于第一容纳部34内首先设置第一电池连接器1的接合部2，然后是连接部6，接下来设置平板件8，而在相邻设置的第二容纳部34内再设置第二电池连接器1的接合部2，然后是连接部6，接下来设置平板件8。

另外还可以了解到，垂直容纳部34还有水平容纳部36这样成型，即，可以使平板件8和第二接合部2共同容纳在一个区域内，而使第一接合部可以容纳在第二区域内，其中，容纳部34、36还容纳连接部6。

在支架32的中间腹板中设有导向件41。导向件41实现了电池在电池连接器1上的位置精确的设置。

在图8所示的支架32的侧面上还可以连接矩阵式导向机构。该矩阵式导向机构可以由用于电池的导向件构成。

借助于导向件，可以使电池同心地在位于电池连接器中的排气孔上导向。

图9示出了支架32的背向电池的侧面。再次示出了固定凸肩37。此外，在垂直容纳部34所在的纵列之间设有电路板容纳部41，在该电路板容纳部中可以插置电路板。

另外还可以了解到，在连接区域12的区域上设有凹陷部44，通过该凹陷部可以测得电池连接器的温度。

图10示出了支架32与插置的电池连接器1在背向电池的侧面上的示意图。

为了制造例如十二个电池的电池模件，以每六个电池为一纵列共同设置在支架32上。电池电极22、24通过导引件41相对于电池连接器1的排气孔14同心设置。借助于工具将支架32连同电池连接器1压向电池电极22、24。通过电池连接器1的活动性能，在电池电极22、24的区域内实现公差调整。此外还实现了电池电极的纯分类的接触，这是因为，平板件8可以由与第一接合部2不同的材料制成。在将支架32连同电池连接器1压向电池电极22、24之后，这些部件以力学形式贴靠在电池电极上。而且，使斜撑40的接触区域贴靠在电池模件的上方电池上。借助于激光焊接工具，沿着排气孔14的周围表面将电池电极与电池连接器焊接在一起。

在十二个电池的板面(Satz)的相反侧面上，矩阵式承载件互补成型。也就是说，设有三个垂直容纳部34，而没有水平容纳部36，也没有斜撑容纳部38。因此，电流流经所有串联电池，并且经由所有电池的电压可以在斜撑40上测得。

通过本发明的矩阵式承载件实现了多个电池的电池模件的自动化制造。

Claims (17)

1.一种用于电池连接器（1）的矩阵式承载件，其具有

-由非导电材料制成的支架；

-至少一个在一纵列中用于垂直容纳电池连接器（1）而成型的垂直容纳部（34），其中，所述垂直容纳部（34）这样构成，即，使所述电池连接器（1）能够***到该垂直容纳部（34）中；

-至少两个水平相邻设置的纵列；以及

-用于水平容纳所述电池连接器（1）而成型的水平容纳部，其中，所述电池连接器用以连接在两个纵列中相邻设置的电池，其中，所述水平容纳部这样构成，即，使所述电池连接器（1）能够***到该水平容纳部中。

2.根据权利要求1所述的矩阵式承载件，其特征在于，在位于纵列之间的支架（32）中形成用于电路板的电路板容纳部（40）。

3.根据权利要求1所述的矩阵式承载件，其特征在于，所述水平容纳部（36）和/或垂直容纳部（34）设置用于平面齐平地容纳电池连接器（1）。

4.根据权利要求1所述的矩阵式承载件，其特征在于，所述水平容纳部（36）和/或垂直容纳部（34）这样形成，即，在所述支架（32）的朝向电池的侧面上，电池连接器（1）通过平板件（8）和第一接合部（2）而与所述支架（32）形成平面齐平。

5.根据权利要求1所述的矩阵式承载件，其特征在于，所述水平容纳部（36）和/或垂直容纳部（34）具有多个用于形状配合固定所述电池连接器（1）的卡片（35）。

6.根据权利要求5所述的矩阵式承载件，其特征在于，所述水平容纳部（36）和/或垂直容纳部（34）在背向卡片（35）的侧面上具有多个固定凸肩（37），所述固定凸肩作为支座用于容纳所述电池连接器（1）。

7.根据权利要求1所述的矩阵式承载件，其特征在于，所述支架（32）由聚酰胺构成。

8.根据权利要求2所述的矩阵式承载件，其特征在于，所述支架（32）在所述电池连接器（1）的连接区域（12）的区域中具有凹陷部（44），该区域位于在所述水平容纳部（36）与电路板容纳部之间，和/或垂直容纳部（34）电路板容纳部之间。

9.根据权利要求8所述的矩阵式承载件，其特征在于，在凹陷部（44）中、于电路板和连接区域（12）之间导引有电连接导体。

10.根据权利要求1所述的矩阵式承载件，其特征在于，在所述支架（32）中、于所述支架（32）的与所述水平容纳部（36）相对设置的侧面上设有两个水平相邻设置的斜撑容纳部（38）。

11.根据权利要求10所述的矩阵式承载件，其特征在于，所述斜撑容纳部（38）具有多个用于容纳由所述支架（32）的表面突伸出的斜撑的凹陷部。

12.根据权利要求1所述的矩阵式承载件，其特征在于，在朝向所述电池的侧面上、于所述支架（32）上固定有两个导向件（41）。

13.根据权利要求12所述的矩阵式承载件，其特征在于，所述导向件（41）具有至少局部呈圆柱形的护套表面。

14.根据权利要求12所述的矩阵式承载件，其特征在于，所述导向件（41）一体成型并且与所述支架（32）形成形状配合连接。

15.根据权利要求4所述的矩阵式承载件，其特征在于，每两个设置在相邻设置的纵列（28a、28b）中的垂直容纳部（34）这样形成，即，第一垂直容纳部（34）的顶部区域设置用于容纳所述接合部，该第一垂直容纳部（34）的底部区域设置用于容纳所述平板件，而第二垂直容纳部（34）的顶部区域设置用于容纳所述平板件，第二垂直容纳部（34）的底部区域设置用于容纳所述接合部。

16.一种电池模件，其具有至少一个根据权利要求1所述的矩阵式承载件，其中，在板面的第一侧面上设有矩阵式承载件，该板面具有至少两个纵列，每个纵列分别相互叠加设置有电池，在所述板面的第二侧面上设有仅具有垂直容纳部的第二矩阵式承载件。

17.一种用于制造电池模件的方法，具有以下步骤：

-制作支架，所述支架具有两纵列，每一纵列都具有两个垂直容纳部（34），在支架（32）的底端设有一个水平容纳部（36）；

-将电池连接器固定在水平容纳部（36）和垂直容纳部（34）中，其中，所述水平容纳部（36）和垂直容纳部（34）这样构成，即，使所述电池连接器（1）能够***到该水平容纳部（36）和该垂直容纳部（34）中；

-将支架连同电池连接器压制在板面电池上；以及

-使电池的电极与电池连接器形成材料配合连接。