CN106207062A - 用于连接电池单元的设备和方法及电池组电池模块和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于连接电池单元(30)的设备(10；10′)，其特征在于：多个用于所述电池单元(30)的终端(36)的电连接的电池单元连接件(14)、以及用于所述电池单元连接件(14)相互之间的机械连接的载体(12；12′)、一种用于连接电池单元的方法以及电池组、电池模块和车辆。

Description

用于连接电池单元的设备和方法及电池组电池模块和车辆
技术领域
本发明以一种按照独立权利要求的所属类型的设备或方法为出发点。本发明的主题也是一种电池组、电池模块和车辆。
背景技术
由DE 10 2012 223 812 A1已知一种电池单元，所述电池单元被电池单元壳体包围并且为了所述电池单元的电接触而具有至少一个电池单元终端，其中，所述电池单元终端与所述电池单元的电极相连接，并且所述电池单元终端的一个区域以自由端由所述电池单元壳体突出，其中，该区域具有自所述电池单元壳体延伸的第一部段、一直延伸到所述自由端的第二部段和将所述第一部段与所述第二部段连接起来的第三部段，其中，以下述方式设计所述第三部段：使得所述第二部段通过所述第三部段以弹性复位的方式被布置在所述第一部段处。另外，已知一种电池单元连接件，其用于对这些电池单元的电池单元终端的能电传导的接触，其中，所述电池单元连接件具有多个接触点，以便能电传导地接触所述电池单元终端，其中至少两个接触点相互连接成能电传导的连接，并且其中，至少两个能电传导的连接通过隔离元件电地隔离地互相连接。此外，已知一种具有这些电池单元的其中至少两个电池单元的电池，其借助电池单元连接件而能电传导地相互连接，其中，所述电池单元连接件与所述电池单元终端借助咬口连接方法(Durchsetzfügeverfahrens)连接。
由DE 10 2009 050 315 A1已知一种连接设备，其中，至少两个电池单元连接件在所述连接设备的安装状态下在所述电池单元连接件由原材料(Ausgangsmaterial)中分离出来之后单件式地相互连接，以便获得用于电化学设备的电化学单元的多个电池单元终端的导电连接的连接设备，其包括两个或多个电池单元连接件，用于不同的电化学单元的每两个电池单元终端的相互之间的导电连接，其能够实现所述电池单元连接件在所述电化学单元上简单的且快速的安装。
由DE 10 2011 076 889 A1已知一种电池单元接触***，其中，为一种包括多个电化学单元的电化学设备设置一种盖，所述盖包括载体元件，在所述载体元件上布置有至少一个用于第一电化学单元的第一电池单元终端与第二电化学单元的第二电池单元终端之间的导电连接的电池单元连接件，并且包括用于遮盖所述至少一个电池单元连接件的遮盖元件，其中，所述遮盖元件包括遮盖膜，以便为电化学设备提供所述电池单元接触***，该***具有减少的重量，并且相对于损坏而言仍然具有高的安全性。
由DE 10 2011 085 467 A1已知一种电化学设备，包括至少一个具有第一电池单元终端的电化学单元、具有第二电池单元终端的第二电化学单元和至少一个用于所述第一电池单元终端与所述第二电池单元终端的导电连接的电池单元连接件，其中，所述电池单元终端的其中至少一个电池单元终端具有至少一个侧表面，在已安装的状态下，所述电池单元连接件的相配属的侧面的边缘面基本上无间隙地贴靠在该侧表面上，其中，所述电池单元终端的侧表面和所述电池单元连接件的相配属的侧面的边缘面在已安装的状态下材料配合地相互连接，以便在所述电化学设备中以简单的方式建立起在所述电池单元连接件和与此相连接的电池单元终端之间可靠且良好的导电连接。
发明内容
具有独立权利要求的特征的设备和方法具有以下优势：提供了一种集成式的电池单元连接件。由此，电池单元的电连接可以被简化。另外，可以省去可能包括多个零部件的组件、例如电池盖和/或零部件、例如固定元件如螺钉。因此，可以减少电池组和/或电池模块的重量和/或体积。此外，在制造所述电池组和/或电池模块时的工作步骤、例如所述电池单元连接件在所述终端上的定位可以得到简化或减少。因此可以减少成本，如制造成本和运行成本。
通过在从属权利要求中列举的措施，可以实现具有独立权利要求的特征的设备和方法的有利的改型方案和改进方案。
如果所述电池单元连接件包括金属、铝或铜，这一点具有以下优势：所述电池单元连接件的电阻可以被减少或者说所述电池单元连接件的可电传导性可以被提高。此外，所述电池单元连接件的材料可以与所述终端的材料相匹配。由此，可以避免由于腐蚀元件(Korrosionselements)的腐蚀或电化学腐蚀。
如果所述电池单元连接件被构造为带状、片状、薄膜状、编织状、网状或条带状，这一点具有以下优点：所述电池单元连接件的可变形性能够得到改进。因此，其可加工性能够得到提高，和/或所述设备的制造能够得到简化。
如果所述电池单元连接件具有0.01mm至8mm、0.1mm至0.8mm或0.5mm的厚度，这一点具有以下优点：所述电池单元连接件的可变形性能够得到进一步改进。
如果所述电池单元连接件被构造为柔性的，这一点具有以下优点：能够减少或者避免力作用到或者说力导入到所述终端中。由此，能够防止所述电池单元的相应的受损。因此，可以提高所述电池单元的寿命和可靠性。
如果所述电池单元连接件沿着所述载体布置，这一点具有以下优点：多个同样的电池单元可以被连接成电池组或者电池模块。
如果所述电池单元连接件被固定在载体上，这一点具有以下优点：所述载体的大小并且因而其大小和其重量能够减少。此外，所述设备的安装高度也能够被减少。在此，所述电池单元连接件与所述载体之间的连接线能够例如借助波状线或者曲折线(Zickzacklinie)而被增大。因此，所述电池单元连接件与所述载体之间的连接能够被强化。
如果所述电池单元连接件被固定在所述载体上，这一点具有以下优点：所述电池单元连接件与所述载体之间的连接面积能够被增大。因此，所述电池单元连接件与所述载体之间的连接能够被进一步增强。另外，所述电池单元连接件能够通过所述载体被遮盖并且得到保护。由此，能够提高可靠性。
如果所述载体包括塑料，这一点具有以下优点：能够达到所述电池单元连接件之间的电隔离。此外，所述载体例如能够借助注塑(Anspritzens)和/或压注(Spritzgieβens)而与所述电池单元连接件连接。因此，可以提高其可加工性，和/或，能够简化所述设备的制造。
如果所述载体被构造为带状、薄膜状或条带状，这一点具有以下优点：所述载体的可变形性可以得到改进。因此，能够提高其可加工性，和/或，所述设备的制造能够得到简化。
如果所述载体具有0.01mm至8mm、0.1mm至0.8mm或0.5mm的厚度，这一点具有以下优点：所述载体的可变形性能够得到进一步改进。
如果所述载体被构造为柔性的，这一点具有以下优点：能够减少或者避免力作用到或者说力导入到所述终端中。由此，可以防止所述电池单元的相应的受损。因此，能够提高所述电池单元的寿命和可靠性。
如果所述设备被构造为复合材料，包括载体部段和一个连接件部段或者多个连接件部段，这一点具有以下优点：能够进一步简化其制造。例如可以提供所述复合材料，作为用米测量的物品(Meterware)或连续材料(Endlosware)或者说类似连续材料(Quasi-Endlosware)，如卷料。在此，所述一个连接件部段或者所述多个连接件部段能够被批量生产成所述电池单元连接件。为此，所述一个连接件部段或者说所述多个连接件部段例如可以通过切割或冲裁被划分成所述电池单元连接件。由此，所述设备可以分别与所述电池单元的规定或者说要求相匹配。
如果所述载体包括多个开口，用于使所述电池单元放气，这一点具有以下优点：能够改进所述电池单元在危险状况下的放气。其中，所述开口能够由所述载体切割或冲裁而成。在此，所述开口的位置有利地对应在电池单元内的开口或者说爆裂阀门(Berstventilen)的位置。
如果所述设备另外包括多条线路，用于检测所述电池单元的电压测量值或电流测量值，这一点具有以下优点：能够简化对所述电池单元的监视。如果所述线路被布置在所述载体内，这一点具有以下优点：所述线路被集成化。因此，能够改进所述设备的结构。
如果所述设备另外包括多个传感器、如温度传感器，该温度传感器用于检测所述电池单元的测量值、如温度测量值，这一点具有以下优点：能够改进对所述电池单元的监视。如果所述传感器被布置在所述载体内，这一点具有以下优点：所述传感器被集成化。因此，能够进一步改进所述设备的结构。
如果所述设备另外包括放气通道，所述放气通道与多个开口连接，用于使所述电池单元放气，这一点具有以下优点：能够进一步改进所述电池单元在危险状况下的放气。如果所述放气通道被构造在所述载体内，这一点具有以下优点：所述放气通道被集成化。因此，能够再次改进所述设备的结构。
所述车辆例如可以被构造为机动车如电动车、混合动力车、插电式混合动力车、电动摩托车(电动自行车(Elektro-Bike)、电动脚踏车(E-Bike))或者电单车(电动踏板车(Pedal Electric Cycle)、电动助力车(Pedelec))、海上运输工具如电船或者潜艇(U型潜水艇)、空中运输工具(Luftfahrzeug)或者太空运输工具(Raumfahrzeug)。
如果借助钎焊、熔焊、激光焊接、超声波焊接或者电阻焊接实现了所述终端与所述电池单元连接件的连接，就可以进一步减少结构元件如固定元件的数量。此外，在制造时的工作步骤也可以进一步被简化。
附图说明
本发明的实施例在附图中予以示出并且在下面的说明中予以更详细地阐释。
图1示出了一种根据本发明的一种实施方式的、用于连接电池单元30的设备10的示例性的透视图；
图2示出了一种根据本发明的其他一种实施方式的、用于连接电池单元30的设备10′的示例性的透视图；以及
图3至7示出了根据本发明的另一种实施方式的、用于连接电池单元30的方法的示例性的步骤。
具体实施方式
图1示出了一种根据本发明的一种实施方式的、用于连接电池单元30的设备10的示例性的透视图。
所述设备10，参照图6和7，包括多个电池单元连接件1411、...、1422，用于所述电池单元30的终端361、362的电连接，以及包括载体12，用于所述电池单元连接件1411、...、1422相互之间的机械连接。
所述电池单元连接件1411、...、1422被设计为条带状并且包括金属例如铝。
所述载体12被设计为条带状，并且包括塑料。所述载体12，再次参照图6和7，包括多个开口18，用于使所述电池单元30放气，其位置与所述电池单元30的爆裂阀门38的位置相对应。
所述电池单元连接件1411、...、1422相互交错地呈梳状地沿着所述载体12的两侧布置，并且在关于所述电池单元30的按照规定的应用方面，被固定在所述载体12的纵向侧面上。所述电池单元连接件1411、...、1422和所述载体12被设计为柔性的。
图2示出了一种根据本发明的其他一种实施方式的、用于连接电池单元30的设备10′的示例性的透视图。
所述设备10′，参照图6和7，包括多个电池单元连接件1411、...、1422，用于所述电池单元30的终端361、362的电连接，以及包括载体12′，用于所述电池单元连接件1411、...、1422相互之间的机械连接。
所述电池单元连接件1411、...、1422再次被设计为条带状并且包括金属例如铝。
所述载体12′被设计为薄膜状，并且包括塑料。所述载体12′，再次参照图6和7，包括多个开口18，用于使所述电池单元30放气，其位置与所述电池单元30的爆裂阀门38的位置再次相对应。
所述电池单元连接件1411、...、1422以两行相互交错呈梳状地被布置在所述载体12′的下方，并且在关于所述电池单元30的按照规定的应用方面，被固定在所述载体12′的下侧上。所述电池单元连接件1411、...、1422和所述载体12被设计为柔性的。
图3至7示出了根据本发明的另一种实施方式的、用于连接电池单元30的方法的示例性的步骤。
该示例性的方法包括提供复合材料20。所述复合材料20例如可以被提供为用米测量的物品、连续材料或者说类似连续材料、或者如图3中所示例性示出的那样的卷料。
所述复合材料20包括载体部段22、一个连接件部段241和另一个连接件部段242。
所述载体部段22被设计为条带状并且包括塑料。所述载体部段12可以已经包括用于使所述电池单元30放气的开口18。
所述连接件部段241、242被设计为条带状并且包括金属例如铝。所述连接件部段241、242可以被打孔和/或包括额定切割位置(Solltrennstellen)。作为替代方案，所述连接件部段241、242可以包括多个单个元件如连接件臂或者连接件舌(Verbinderzungen)。所述载体部段241、242沿着所述载体部段22的两侧布置，并且在关于所述电池单元30的按照规定的应用方面，被固定在所述载体部段22的纵向侧面上。所述连接件部段241、242和所述载体部段22被设计为柔性的。
所述示例性的方法另外包括批量生产用于连接电池单元30的设备10。
为此，所述方法，如图4中所示例性示出的那样，可以首先包括由所述复合材料20定尺寸剪切复合材料部段20′。所述定尺寸剪切可以包括如锯断、剪断、切断、激光切割或者冲裁这样的分离。
接着，所述方法，如图5中所示例性示出的那样，可以包括构造所述电池单元连接件1411、...、1422。在此，所述电池单元连接件1411、...、1422的大小和位置与有待连接的电池单元30及其终端361、362相对应。这种构造可以例如包括所述连接件部段241、242的如锯入、剪断、熔融、切入、激光切割或者冲裁这样的切开(Durchtrennen)。作为替代方案，这种构造可以分别包括多个单个元件如所述连接部段241、242的连接件臂或连接件舌的如焊接的连接。
所述方法另外可以包括在所述载体12内构造用于使所述电池单元30放气的开口18。这种构造过程可以例如包括冲切(Ausschneiden)或冲裁。构造所述电池单元连接件1411、...、1422以及构造所述开口18的步骤能够以相反的顺序进行。作为替代方案，对所述电池单元连接件1411、...、1422的构造以及对所述开口18的构造能够在一个步骤内实现。
图6示出了所述设备10和多个电池单元301、...、303。所述电池单元301、...、303，如图6所示例性示出的那样，能够被构造为棱柱形的电池单元。所述电池单元301、...、303能够分别包括电池壳体下部32和电池壳体上部(电池盖)34。所述电池单元301、...、303，如图6中所示例性示出的那样，能够沿着其侧面并排地被布置为电池组。所述电池单元301、...、303分别包括电终端(接口)361、...、362。所述终端361、...、362，在关于按照规定的应用方面，能够被布置在所述电池单元301、...、303的上侧上。所述电池单元301、...、303的终端361、...、362能够以下述方式相互连接：所述电池单元301、...、303串联和/或并联地相互电连接。
所述方法另外包括所述设备10在所述电池单元301、...、303上的定位。通过所述设备10在所述电池单元301、...、303上的定位，多个电池单元连接件1411、...、1422能够被定位到所述电池单元301、303的终端361、...、362上。
所述方法最后包括所述电池单元连接件1411、...、1422在所述电池单元301、...、303的终端361、...、362上的连接或者说固定。所述固定能够包括卡上(Anclipsen)、粘上、拧上、焊上、例如激光焊接、摩擦焊接、超声波焊接或者电阻焊接。
另一种用于连接电池单元30的方法可以包括所述电池单元1411、...、1422在所述载体12上的固定。所述固定可以例如包括夹住、胶粘、焊接、激光焊接、摩擦焊接、超声波焊接、注入(Spritzen)、注塑或者插接。

Claims (9)

1.用于连接电池单元(30)的设备(10；10′)，其特征在于：
-多个电池单元连接件(14)，用于所述电池单元(30)的终端(36)的电连接；以及
-载体(12；12′)，用于所述电池单元连接件(14)相互之间的机械连接。
2.根据权利要求1所述的设备(10；10′)，其中：
-所述电池单元连接件(14)包括金属、铝或者铜；
-所述电池单元连接件(14)被构造为带状、片状、薄膜状、编织状、网状或条带状；
-所述电池单元连接件(14)具有0.01mm至8mm、0.1mm至0.8mm或者0.5mm的厚度；
-所述电池单元连接件(14)被构造为柔性的；
-所述电池单元连接件(14)沿着所述载体(12；12′)布置；
-所述电池单元连接件(14)被固定在所述载体(12；12′)的旁边或上面；
-所述载体(12；12′)包括塑料；
-所述载体(12；12′)被构造为带状、薄膜状或者条带状；
-所述载体(12；12′)具有0.01mm至8mm、0.1mm至0.8mm或者0.5mm的厚度；
-所述载体(12；12′)被构造为柔性的；
-所述设备(10；10′)被构造为复合材料(20)，包括载体部段(22)和一个连接件部段(24)或者多个连接件部段(24)，其中，所述一个连接件部段(24)或所述多个连接件部段(24)能够被批量生产成所述电池单元连接件(14)；或者
-所述载体(12；12′)包括多个开口(18)，用于使所述电池单元(30)放气，其中，所述开口(18)能够由所述载体(12；12′)切割或冲裁。
3.根据权利要求1或2所述的设备(10；10′)，另外包括：
-多个线路，所述线路能够被布置在所述载体(12；12′)内，用于检测所述电池单元(30)的电压测量值或电流测量值；
-多个传感器，例如温度传感器，其能够被布置在所述载体(12；12′)内，用于检测所述电池单元(30)的测量值、例如温度测量值；或者
-放气通道，所述放气通道与多个开口(18)连接并且能够被构造在所述载体(12；12′)内，用于使所述电池单元(30)放气。
4.电池组，包括：
-根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10；10′)。
5.电池模块，包括：
-根据权利要求1至3中任一项所述的设备(10；10′)；或者
-根据权利要求4所述的电池组。
6.车辆，包括：
-根据权利要求1至3中任一项所述的设备((10；10′))；
-根据权利要求4所述的电池组；或者
-根据权利要求5所述的电池模块。
7.用于连接电池单元(30)的方法，其特征在于：
-提供一种用于连接电池单元(30)的设备(10；10′)，包括多个电池单元连接件(14)，用于所述电池单元(30)的终端(36)的电连接，以及包括载体(12；12′)，用于所述电池单元连接件(14)相互之间的机械连接；以及
-将所述终端(36)与所述电池单元连接件(14)连接，其中，能够借助钎焊、熔焊、激光焊接、超声波焊接或电阻焊接实现所述连接。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，
-所述电池单元连接件(14)包括金属、铝或者铜；
-所述电池单元连接件(14)被构造为带状、片状、薄膜状、编织状、网状或条带状；
-所述电池单元连接件(14)具有0.01mm至8mm、0.1mm至0.8mm或者0.5mm的厚度；
-所述电池单元连接件(14)被构造为柔性的；
-所述电池单元连接件(14)沿着所述载体(12；12′)布置；
-所述电池单元连接件(14)被固定在所述载体(12；12′)的旁边或上面；
-所述载体(12；12′)包括塑料；
-所述载体(12；12′)被构造为带状、薄膜状或者条带状；
-所述载体(12；12′)具有0.01mm至8mm、0.1mm至0.8mm或者0.5mm的厚度；
-所述载体(12；12′)被构造为柔性的；
-所述设备(10；10′)被构造为复合材料(20)，包括载体部段(22)和一个连接件部段(24)或者多个连接件部段(24)，其中，所述一个连接件部段(24)或多个连接件部段(24)能够被批量生产成所述电池单元连接件(14)；或者
-所述载体(12；12′)包括多个开口(18)，用于使所述电池单元(30)放气，其中，所述开口(18)能够由所述载体(12；12′)切割或冲裁。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，
-对于所述设备(10；10′)的提供，能够包括在所述载体(12；12′)内多个线路的布置，用于检测所述电池单元(30)的电压测量值或电流测量值；
-对于所述设备(10；10′)的提供，能够包括在所述载体(12；12′)内多个传感器的布置、例如温度传感器，用于检测所述电池单元(30)的测量值、例如温度测量值；或者
-对于所述设备(10；10′)的提供，能够包括对于放气通道所进行的构造，所述放气通道与多个开口(18)连接，以便使所述电池单元(30)放气。
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