CN101946362A - 具有集成的电气部件的电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池(B)，所述电池具有多个形成一单体组(Z)的扁平单体(1)，所述扁平单体接续地布置并相互电并联和/或串联，其中，至少一个电气部件通过下述方式集成到所述单体组(Z)中，即，所述电气部件至少部分地设置在所述单体组(Z)的两个扁平单体(1)之间或者设置在所述单体组(Z)的端部上，并与所述单体组(Z)特别是形状锁合地和/或力锁合地连接。

Description

具有集成的电气部件的电池模块

技术领域

本发明涉及一种具有多个形成一单体组的扁平单体的电池，所述扁平单体接续地设置并相互电并联和/或串联。

背景技术

已知一种具有多个单体的电池，所述单体的极触点相互电并联和/或串联并形成一单体组。

在这种类型的电池中，电气部件如接触器和保险元件通过汇流排或线缆固定在单体块的触点上。这些部件例如以机械的方式固定在壳体上。

发明内容

因此本发明的目的是：提出一种具有尽可能小的结构宽度的电池。

根据本发明，所述目的通过具有在权利要求1中给出的特征的布置结构来实现。

本发明的有利的设计方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的电池包括多个形成一单体组的扁平单体，所述扁平单体接续地设置并相互电并联和/或串联。所述电池的特征在于：至少一个电气部件通过下述方式集成到所述单体组中，即，所述电气部件至少部分地设置在单体组的两个扁平单体之间或者设置在单体组的端部上，并与单体组特别是形状锁合地(formschlüssig)和/或力锁合地(kraftschlüssig)连接。

在此，集成到单体组中的电气部件例如是一用于防止电池电流过载和/或短路的电保险元件。为此，该电保险元件优选具有一电熔断器以及两个电触点，所述两个电触点分别与各一个扁平单体电连接。

在本发明电池的一种有利的设计方案中，电保险元件的两个电触点设计成两个导电的且彼此绝缘的触板，所述触板设置在单体组的两个扁平单体之间、例如在中央设置在单体组内部，其中两个触板中的每一个都与一邻接所述触板的扁平单体力锁合地连接。

在此，电熔断器设置在单体组的外部，或者可选地设置在两个触板之间。

作为另一种或可选的集成到单体组中的电气部件，设有一接触器元件，所述接触器元件包括一用于使电池与一电路电连接的接触器，并且所述接触器元件例如设置在单体组的端部上。

优选地，接触器元件还具有第一压紧板，所述第一压紧板的外尺寸基本上与扁平单体的外尺寸相对应。在此，所述单体组力锁合地设置在所述第一压紧板与一第二压紧板之间，所述第二压紧板的外尺寸同样基本上与扁平单体的外尺寸相对应。

在此，在单体组和所述两个压紧板之间的力锁合优选通过至少一个夹紧元件来形成，所述夹紧元件围绕单体组和这两个压紧板，并使单体组和这两个压紧板相互压紧。一种适合的夹紧元件例如是张紧带或夹紧框架。

此外，在本发明的一种有利的设计方案中，还将压紧板设计成金属的，并使压紧板在单体组侧与扁平单体导电连接。由此，所述压紧板除了其压紧功能外同时还能用作单体组的电触点。

在本发明电池的一种特别有利的设计方案中，接触器元件设计成平面接触器，所述平面接触器的外尺寸与扁平单体的外尺寸相对应。在此，所述平面接触器具有能导电的外表面，所述平面接触器通过所述外表面与扁平单体导电地连接。可选地，平面接触器可具有接触元件，通过所述接触元件，所述平面接触器能从单体组的外部被电接触，并特别是能与单体组相连接。

此外，平面接触器还能具有热过载保护装置，所述过载保护装置在超过温度阈值时通过所述平面接触器使电池断开。这之所以是特别有利的，是因为平面接触器与扁平单体紧密地热接触，这使得能够在不从外部输入温度信号的情况下检测扁平单体的过热。

此外，电池能具有多个平面接触器。例如能在单体组的两个端部上分别各设置一平面接触器。通过将接触器直接设置在单体组的极上的这种布置，可靠地避免了：单体组的两个极能通过其与接触器的连接而进行接触。由此提高了电池的安全性。

此外，还能附加地在单体组的内部在两个扁平单体之间设置另一平面接触器。由此，还能断开或接通电池的部分区域。

此外，设置在单体组的端部上的平面接触器在其背离单体组的外侧上可具有压板面，通过所述压板面能将所述平面接触器压紧到单体组上。由此可以省略上述第一压紧板，从而进一步简化了电池的结构。

综上所述，根据本发明，将至少一个电气部件集成到单体组中的设计方案与传统的电池构造形式相比具有一系列优点：

-可以减小电池的结构宽度，因为根据本发明集成到单体组中的电气部件与传统的构造形式相比需要较小的空间区域。

-简化了电池的结构，由此特别是使电池易于装配。

-降低了电池的制造和装配成本。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明的实施例。其中示出了：

图1示出从接触器侧观察的、具有接触器元件和电保险元件的电池的透视图，

图2示出从与接触器侧对置的一侧观察的、具有接触器元件和电保险元件的电池的透视图，

图3示出从接触器侧观察的、具有接触器元件和电保险元件的电池的透视分解图，

图4示出从与接触器侧对置的一侧观察的、具有接触器元件和电保险元件的电池的透视分解图，

图5示出保险元件的透视图，

图6从侧面示出保险元件的剖视图，

图7示意性示出具有三个平面接触器的电池的纵剖视图，

图8示意性示出具有能导电的外表面的平面接触器的透视图，和

图9示意性示出具有接触元件的平面接触器的透视图。

具体实施方式

在所有附图中，相应的部件具有相同的附图标记。

图1和图2以两个不同的视图示出具有多个形成一单体组Z的扁平单体1的本发明电池B的透视图。扁平单体按堆叠的形式接续地设置。

电池B具有接触器元件3和电保险元件2。接触器元件3设置在单体组Z的端部上。在此实施例中，电保险元件2在单体组Z的中央设置在两个扁平单体1之间。电池还具有冷却板15，所述冷却板设置在单体组Z的下侧并用于冷却电池B。

接触器元件3包括一接触器，电池B能借助所述接触器与一电路连接。此外，接触器元件3还包括第一压紧板6，所述第一压紧板6的外尺寸基本上与扁平单体1的外尺寸相对应。在此，扁平单体1的外尺寸理解成扁平单体1在垂直于单体组Z的轴线方向的平面中的竖直截面的尺寸。相应的定义对第一压紧板6的外尺寸也适用。

在单体组Z的与接触器元件3对置的端部上设置有第二压紧板7，所述第二压紧板7的外尺寸同样基本上与扁平单体1的外尺寸相对应。此外，电池B还具有两个夹紧元件8，所述夹紧元件8设计成张紧带并各自围绕单体组3、两个压紧板6和7以及冷却板15。借助夹紧元件8，压紧板6和7力锁合地压紧在单体组Z上且同时使各相邻的扁平单体1彼此压紧。

在此，扁平单体1的相接触的侧面如从现有技术中已知的那样是金属的且设计成扁平单体1的极触点，并例如布置成使得扁平单体1相互电串联。

压紧板6和7以有利的方式同样设计成金属的，从而所述压紧板6和7通过其与单体组Z的相应外部扁平单体1的接触而形成单体组Z的电触点。

电保险元件2具有一常规设计的电熔断器5，所述电熔断器5出于构造空间的原因设置在单体组Z的上部，并以在下文中详细描述的方式与两个包围电保险元件2的扁平单体1相连接。

图3和图4示出在图1和图2中示出的电池B的透视分解图。在此可以看出：电保险元件2具有两个触板4，所述触板4分别与电熔断器5连接，所述触板4的外尺寸基本上与扁平单体1的外尺寸相对应。

在图5和图6中进一步示出电保险元件2的结构。在此，图5示出电保险元件2的透视图，图6示出电保险元件2的剖视图。触板4通过绝缘层17彼此电绝缘，并分别通过凸耳状延长部(5.1、5.2)与电熔断器5连接。

图7示意性示出具有分别设计成平面接触器9的三个接触器元件3的本发明电池B的另一实施例。在此，平面接触器9是这样一种接触器，即该接触器在其外尺寸方面接近于扁平单体的外尺寸而其厚度并不远大于扁平单体1的厚度，例如至多是扁平单体1的厚度的三倍。这种平面接触器特别好地适用于单体组Z的几何形状，由此特别适合于减小电池的结构宽度。

平面接触器9在其内部结构方面与当今已知的接触器结构型式相当，其具有线圈、电磁体、可移动的汇流条和/或电子开关元件如晶体管、例如具有绝缘栅极的双极晶体管(IGBT＝绝缘栅双极晶体管)。

根据图7，在单体组Z的每个端部上各设置有一平面接触器9。如所示出的那样，在单体组Z的内部，在两个扁平单体1之间设置有另一可选平面接触器9。

平面接触器9经由电池壳体14引导至电连接部13，平面接触器9能通过所述电连接部13与用电器电连接。

图8示意性示出通过能导电的外表面10与扁平单体1电接触的平面接触器9。

图9示出平面接触器9的一种可选实施方式，该平面接触器9在其窄的外侧中的一个上具有电触点11，例如用于接触与平面接触器9电绝缘的扁平单体1。

此外，在根据图8和图9的平面接触器9的实施方式中，平面接触器9的外侧设计成压板面12，通过压板面12能将平面接触器9压紧到单体组Z上。为此，平面接触器9的外侧由与要选择的强度和硬度相适合的材料形成。如此设计的平面接触器9用于定位在单体组Z的端部上。

附图标记列表：

1          扁平单体

2          电保险元件

3          接触器元件

4          触板

5          电熔断器

5.1、5.2   凸耳状延长部

6          第一压紧板

7          第二压紧板

8          夹紧元件

9          平面接触器

10         能导电的外表面

11         接触元件

12         压板面

13         电连接部

14         电池壳体

15         冷却板

16         导热膜

17         绝缘层

B          电池

Z          单体组

Claims (23)

1.一种电池(B)，所述电池具有多个形成一单体组(Z)的扁平单体(1)，所述扁平单体接续地布置并相互电并联和/或串联，其特征在于，至少一个电气部件通过下述方式集成到所述单体组(Z)中，即，所述电气部件至少部分地设置在所述单体组(Z)的两个扁平单体(1)之间或者设置在所述单体组(Z)的端部上，并与所述单体组(Z)特别是形状锁合和/或力锁合地连接。

2.根据权利要求1所述的电池(B)，其特征在于，集成到所述单体组(Z)中的电气部件是一用于防止所述电池(B)过电流和/或短路的电保险元件(2)。

3.根据权利要求1所述的电池(B)，其特征在于，集成到所述单体组(Z)中的电气部件是一接触器元件(3)，所述接触器元件具有用于使所述电池(B)与一电路电连接的接触器。

4.根据权利要求2所述的电池(B)，其特征在于，所述电保险元件(2)具有两个电触点，所述两个电触点分别与各一个扁平单体(1)电连接。

5.根据权利要求4所述的电池(B)，其特征在于，所述两个电触点是两个导电的且相互绝缘的触板(4)，所述触板设置在所述单体组(Z)的两个扁平单体(1)之间，其中所述两个触板(4)中的每一个都与一邻接所述触板的扁平单体(1)力锁合地连接。

6.根据权利要求5所述的电池(B)，其特征在于，所述触板(4)在中央设置在所述单体组(Z)中。

7.根据权利要求5所述的电池(B)，其特征在于，所述电保险元件(2)包括电熔断器(5)。

8.根据权利要求6所述的电池(B)，其特征在于，所述电熔断器(5)设置在所述单体组(Z)的外部。

9.根据权利要求6所述的电池(B)，其特征在于，所述电熔断器(5)在所述单体组(Z)的内部设置在所述两个触板(4)之间。

10.根据权利要求3所述的电池(B)，其特征在于，所述接触器元件(3)设置在所述单体组(Z)的一端部上。

11.根据权利要求10所述的电池(B)，其特征在于，所述接触器元件(3)包括第一压紧板(6)，所述第一压紧板的外尺寸基本上与扁平单体(1)的外尺寸相对应。

12.根据权利要求11所述的电池(B)，其特征在于，所述单体组(Z)力锁合地设置在所述第一压紧板(6)和一第二压紧板(7)之间，其中所述第二压紧板(7)的外尺寸基本上与扁平单体(1)的外尺寸相对应。

13.根据权利要求12所述的电池(B)，其特征在于，所述电池(B)具有至少一个夹紧元件(8)，所述夹紧元件围绕所述单体组(Z)和两个压紧板(6、7)，并使所述单体组(Z)和两个压紧板(6、7)力锁合地相互连接。

14.根据权利要求13所述的电池(B)，其特征在于，所述至少一个夹紧元件(8)是张紧带或夹紧框架。

15.根据权利要求10所述的电池(B)，其特征在于，所述接触器元件(3)在单体组侧与扁平单体(1)导电连接。

16.根据权利要求12所述的电池(B)，其特征在于，所述第二压紧板(7)由金属制成并且导电地与所述单体组(Z)连接，从而所述第二压紧板形成所述单体组(Z)的电触点。

17.根据权利要求3所述的电池(B)，其特征在于，所述接触器元件(3)设计成平面接触器(9)，所述平面接触器的外尺寸与扁平单体(1)的外尺寸相对应。

18.根据权利要求17所述的电池(B)，其特征在于，所述平面接触器(9)具有一能导电的外表面(10)，所述平面接触器通过该外表面导电地与扁平单体(1)连接。

19.根据权利要求17所述的电池(B)，其特征在于，所述平面接触器(9)具有接触元件(11)，所述平面接触器能通过所述接触元件从所述单体组(Z)的外部被电接触。

20.根据权利要求17所述的电池(B)，其特征在于，所述平面接触器(9)具有一热过载保护装置，所述过载保护装置在超过温度阈值时通过所述平面接触器(9)使所述电池(B)断开。

21.根据权利要求17所述的电池(B)，其特征在于，在所述单体组(Z)的两个端部上分别设有各一个平面接触器(9)。

22.根据权利要求21所述的电池(B)，其特征在于，在所述单体组(Z)的内部在两个扁平单体(1)之间设置有一平面接触器(9)。

23.根据权利要求17所述的电池(B)，其特征在于，设置在所述单体组(Z)端部上的平面接触器(9)在其背离所述单体组(Z)的外侧上具有压板面(12)，能通过所述压板面将所述平面接触器(9)压紧到所述单体组(Z)上。

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