CN102598361B - 电池连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池连接器(1)，具有：第一连接部(2)，设置用于连接第一电池的电池电极；第二连接部(4)；以及，接合部(6)，接合部设置在所述两个连接部(2、4)之间并分别与这两个连接部(2、4)相互形成电接触。电池电极(22、24)的类型纯粹的连接这样实现，即，第一连接部(2)至少在朝向电池电极(22、24)的侧面(A)由第一导电材料构成；以及，在第二连接部(4)上材料配合地设有平板件(8)，平板件设置用于连接第二电池电极(22、24)，并且该平板件至少在朝向第二电池电极的侧面(A)由第二导电材料构成，第二导电材料与第一导电材料不同。

Description

电池连接器
技术领域
本发明涉及一种电池连接器，具有：用于连接第一电池的电池电极的第一连接部；第二连接部；以及接合部，该接合部设置在两个连接部之间并分别与这两个连接部相互形成电接触。本发明还涉及一种用于制造前述电池连接器的方法，以及一种具有电池连接器和多个电池的系统。
背景技术
电池，特别是锂离子电池，还可以是金属氢化电池、诸如镍金属氢电池，或锂聚合物电池或其它化学蓄能器，在汽车工业中具有越来越高的地位。特别是根据对可替换的动力方案的需求，例如混合动力或电力驱动，电能的存储在未来的汽车制造业中具有越来越重要的意义。
新型电池的利用，例如锂离子电池，作为蓄电器用于汽车制造的电发动机中已经被证实具有优势。一方面，蓄电池以较小的体积存储了大量电量，而另一方面，这样的电池仅受到老化过程的制约。尤其是这里不涉及“记忆效应”。因此可以进行多次充电循环，从而使电池的使用寿命基本上对应于汽车的使用寿命。
然而，多数电池具有很小的电压，仅在1伏到几十伏之间。这样小的电压不足以用来驱动电动汽车的电发动机。此外，多数电池仅适于1000和5000mAh之间的充电，这并不能足以长时间驱动汽车。基于这些原因，将电池组装成电池包。在此，使多个单独的电池相互串联在一起，由此使电池包的输出电压对应于串联的电池的数量而倍增。优选电池包总共安装有96个电池。在此例如将八个模块相互连接在一起，每个模块具有12个电池。每个模块中，例如在一纵列垂直相互叠加设置六个电池，这些电池彼此串联。这样的一纵列与同一模块中的水平相邻设置的另一纵列串联。因此，例如在每个电池的输出电压为4V的情况下，每个模块的总的输出电压为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，上述模块构造的问题在于每两个串联电池在其各自极性相反的电极上的接触。一方面，由于在电池中存储化学能，所以第一极性的电池电极与同电池中第二极性的电池电极由不同的金属构成。例如，锂离子电池中，一个电池电极由钢构成，而另一个电池电极由铝构成。然而还可以采用常用的其它金属组合方式。在多数的电池类型中可以了解到，不同极性的电极由不同的金属制成。
此外，由于生产条件的波动，在电池的生产过程中，在两个相对设置的电极之间的距离存在一定的公差。也就是说，当两个电池大体上相邻设置在一个平面中时，电极并不能精确地共面。而且通常，电池的正电极以一个突起部形成在一端的电池盖上，而负电极以一个凹陷部形成在相对一端的电池盖上。若要将第一电池的正电极与第二电池的负电极连接，那么必须一方面考虑到采用不同的金属，而另一方面要考虑基于公差决定的电极相对的偏移。
此外，这样的接触使电流非常大，这是因为多个电池串联，在加载条件下，电流为几安培、甚至几十安培或几百安培。这样大的电流必须流经所有电池以及各个电池连接器。因此，电池电极在电池连接器上的电接触必须要低欧姆，从而使连接器中的热量损失最小化。由此必须确保实现经由整个电池模块使用寿命的干净的电接触。为了实现该目的，通常使电池连接器与电池电极形成材料配合连接。
在公知的电池模块中，具体存在这样的问题，考虑到电池电极的不同金属而建立电池电极与电池连接器之间的较小的过渡电阻。另外还存在的问题是，对电池长度的公差调整。还具有的问题是，使多个电池在一个简单的手工操作的加工步骤中形成电接触和材料配合连接。
在公知的电池模块中，还存在这样的问题，特别在汽车运行过程中，在各个电池连接器上会产生剪切力/压力和/或拉力，这会导致各个电池连接器和电池电极之间的连接被破坏。在装配过程中也会产生上述作用力。因此，本发明的目的在于提供一种电池连接器，该电池连接器能够吸收所产生的作用力，并且使电池电极的连接点处的作用力耦合减小。
发明内容
上述目的通过独立权利要求之一的电池连接器来实现。
根据第一技术方案，第一连接部至少在朝向电池电极的侧面由第一导电材料构成；以及,在第二连接部上材料配合地设有平板件，平板件设置用于连接第二电池电极，并且该平板件至少在朝向第二电池电极的侧面由第二导电材料构成，第二导电材料与第一导电材料不同。
可以了解到，然后，电池连接器和电池电极之间的连接以较小的过渡电阻来实现，前提是需要考虑极性相反的电池电极的不同材料。对此，可以确保实现电池连接器与电池电极之间的类型纯粹的过渡。与第一电池电极连接的第一连接部可以由第一导电材料构成。电池连接器使第一连接部经由接合部与第二连接部连接。在第二连接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。因为该极性相反的电池电极由不同于第一电池电极的另一材料构成，所以还必须使与该电极形成电和机械接触的材料是不同于该电极的材料，以确保实现较小的过渡电阻。
为了提供一种成本低廉的电池连接器，在此还建议，在第二连接部上材料配合地设有平板件，例如通过焊接方式来设置。在此，该平板件由第二导电材料构成。第一连接部与第一电池的第一电池电极的材料相同，而平板件与第二电池的第二电池电极的材料相同。
例如，第一电池电极可以由铝制成。在这种情况下，可以至少使第一连接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制成。在这种情况下，可以至少使平板件的表面同样由钢构成。经由接合部使第一连接部与第二连接部以及相关的平板件形成电连接，而且电流能够经由电池连接器于两个电池的电池电极之间流动。
特别使由铝构成的连接部经过软化退火。连接部可以由软化退火的铝板或铝带制成。连接部的铝的软化退火可以使连接部具有增强的弹性，由此特别提高轴向上的调整能力。电池的轴向运动由此可以得到调整。还可以使结合部由软化退火的铝构成。特别使软化退火在200和600℃之间、优选在400℃的条件下进行。特别使软化退火在保护气氛围中进行。
根据一个优选的实施方案，平板件与第一连接部的各自朝向电池的表面共面。在一个电池模块中，电池优选这样设置，即，使相邻设置的电池的各自极性相反的电极大体上设置在一个平面内。为了使大体上在一个平面内的电极相互连接，使平板件和第一连接部的各自表面共面。
可以了解到，前述的共面特征可以通过接触过程中接合部的挠性而得到促进。在连接部与平板件于各个电池电极上形成材料配合连接的情况下，例如可以利用工具，将电池连接器压向电池电极。由此可以对电极之间由于公差导致的偏移进行调整，特别可以使电池连接器在公差范围内移动。
根据一个优选的实施方案，第一和/或第二连接部形成为扁平部。此外，平板件也可以形成为扁平部。由于扁平部的设计可以使连接部在很小的空间需求下狭长地设置在电池的端部上。
根据一个优选的实施方案，接合部与第一和/或第二连接部一体形成。由此实现了电池连接器的特别低成本的制造。例如可以使第一连接部、第二连接部和接合部由相同材料构成。例如可以使使第一连接部、接合部和第二连接部由板材或带材冲模制成。由此可以在一个单独的加工步骤中成本低廉地制成第一和第二连接部以及接合部。
根据一个优选的实施方案，连接部中至少之一由铝、锡、锌、铜、镍、银、金、铁、钢或这些成分的合金构成；或者，用这些成分或它们的合金进行涂层。连接部可以由前述一种金属或其合金构成的整个材料制成。还可以使连接部由第一金属构成，而用第二金属或其合金进行涂层。特别地，为了确保实现良好的电接触，例如可以设有银涂层。然而在连接部外层材料的选择方面要注意的是，使所选择的材料与连接在该连接部上的电池电极材料相对应，以防止在过渡区产生电离电解(galvanische Zelle)，因为电离电解会破坏材料配合连接或具有过高的过渡电阻。
根据一个优选的实施方案，平板件由钢、锡、锌、铜、镍、铁、铝、银、金或这些成分的合金构成；或者，用这些成分或它们的合金进行涂层。与连接部的设计相同，也可以使平板件或者由一整块材料制成，或者由适宜的金属进行涂层。
根据一个优选的实施方案，平板件与第二连接部焊接连接。在此，可以采用摩擦焊接方式。例如可以采用超声焊接方式用于实现平板件与连接部的接触。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(Multi-Orbital-Reibschweiβverfahren)。另外，可以使平板件与连接部还通过电阻焊接方式形成材料配合连接。
对于平板件和第一连接部之间的公差调整，在处于不同平面的待连接的电池电极的设置过程中建议：接合部具有挠性结构。
上述挠性例如可以这样实现，即，接合部具有相互间隔设置的肋部。在此，可以使多个单独的肋部作为接合腹板而形成在连接部之间。这些单独的肋部相互间隔设置并具有间隙。由此使接合部的挠性增大。
根据一个优选的实施方案，在接合部中特别采用波浪式的肋部，以确保在连接部之间通过接合部实现必要的挠性。
根据一个优选的实施方案，肋部至少与第一连接部和/或第二连接部的背向电池的侧面共面。在此，肋部在与第一和/或第二连接部相同的平面内延伸。
还根据一个优选的实施方案，肋部从至少一个连接部的平面突出形成。这样的肋部一方面可以在一个连接部的平面内呈波浪式形成，以使肋部不从该连接部的平面内突伸出。然而还可以使肋部从一个连接部的平面突伸出，例如向上或向下突出。两种肋部结构都实现了所需的挠性，其中，由连接部的平面突出的肋部确保实现垂直于连接部的平面的增大的挠性；而在连接部的平面内延伸的肋部确保实现在该连接部的平面内的增大的挠性。
还根据一个优选的实施方案，肋部通过以下一种方法由接合部形成，即：冲模、切割、激光切割、水喷射切割。如上文所述，接合部连同两个连接部可以由一块板材或带材冲制成型。同时例如可以使肋部冲制成型。还可以使肋部由接合部切割而成，即，在接合部中切割形成肋部之间的间隔。
还根据一个优选的实施方案，接合部由至少两个薄膜构成，特别是金属薄膜或涂层薄膜。可以相互叠加设置两层或多层薄膜、例如还可以为十层薄膜，由这些层薄膜构成接合部。可以使这些薄膜与连接部在薄膜的各个端部上形成材料配合连接，从而使电流从一个连接部经由薄膜流到另一个连接部。薄膜的优势在于，能够确保实现挠性且便于安装。
还根据一个优选的实施方案，接合部由铝线、铜线、铝编织物或铜编织物的其中之一构成。除了使用薄膜以外，还可以采用多条线或编织物作为接合部。前述的线和编织物可以在各自的端部与连接部形成材料配合连接。
对于线、编织物或薄膜在连接部上的材料配合连接建议，接合部至少部分在连接部的区域上具有紧凑结构。紧凑的结构可以指的是，使单独的涂层或线这样压紧，以使所形成的紧凑结构基本上没有缝隙。紧凑结构例如还可以通过短暂施压或加热来实现。紧凑的薄膜、紧凑的线或紧凑的编织物能够借由工具以特别简单的方式与连接部形成材料配合连接。在接合部的端部与连接部的区域形成接触的过程中，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。
还根据一个优选的实施方案，接合部至少部分在至少一个连接部的区域上与该连接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连接部和接合部之间的过渡电阻很小，并由此使由于损失效率导致的热扩散最小化。
还根据一个优选的实施方案，接合部、第一连接部和/或第二连接部于第一连接部的平面和第二连接部的平面之间形成有偏移部。如上文所述，在第二连接部上设有平板件。偏移部设置用于使平板件的朝向电池的表面大体上位于第一连接部的朝向电池的表面所在的平面内。
根据一个优选的实施方案，偏移部使第一连接部的朝向电池的表面与平板件的朝向电池的表面共面。该共面性使待连接的电池电极借由工具与电池连接器特别简单地形成材料配合连接。
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法来实现。而且在激光焊接中重要的是，对于要进行的焊接过程于待连接的部件之间已经存在有机械接触。因此，优选将第一连接部压向第一电池的电极，而将平板件压向第二电池的极性相反的电极。然后通过激光对由此形成机械接触的部分进行焊接。
如上文所述，在电池模块中要使各个电池的温度保持在确定的温度范围内。如果电池过热，那么会导致电池损坏或最坏的情况导致爆炸。如果发生上述情况，那么整个电池模块就会报废。所以应该对于各个电池的温度进行监测。为了实现对温度的监测建议，第一连接部在背向电池的侧面上具有连接区域，该连接区域由第三导电材料构成。连接区域还可以设置在第二连接部或接合部上。温度测量可以通过温度传感器来实现。那么可以将温度传感器安装在电池连接器上，例如通过SMD进行安装。可以对各个成对电池分别进行监测，并可以探测到超过临界值的温度升高，由此可以切断模块。
在连接区域上可以连接电路板的连接导线，例如通过焊接的方式。通过连接导线实现对电池连接器上的电压测量。由此可以借助于连接区域对电池连接器的电压以及与此相关的各个电池的电压进行监测。
还根据一个优选的实施方案，连接区域与第一或第二连接部或接合部的背向电池的表面平面齐平地连接。由此使电池连接器的构造空间最小化。
根据一个优选的实施方案，可以使连接区域用第三种金属涂层。用第三种金属的涂层可以在连接部和接合部的成型之前、之中或之后进行。
还可以使连接区域用第三种金属滚压包层。在此可以使连接区域或第三金属滚压包层在第一连接部或第二连接部或接合部上。
根据一个优选的实施方案，连接区域由以下一种金属构成，即：铜、镍、锡、锌、银、金或这些成分的合金。还可以对连接区域用金属或合金进行涂层。
还根据一个优选的实施方案，在至少一个连接部中设有用于电池的开孔。特别对于锂离子电池，或者还有其它的化学蓄能器，必须能够“呼吸”而且由此具有断裂薄膜。
至少在一个电极上设有开孔，优选在电池的两个电极的每一个上都具有开孔。如已经建议，使平板件和第一连接部与电极形成材料配合连接，那么就要考虑排气方案。排气方案通过在连接部和/或平板件上的开孔或空隙来实现。
开孔还可以使连接部通过激光沿着开孔周围与电池电极焊接在一起。
根据一个优选的实施方案，排气孔为圆形。对于电池的尽可能的排气，使空隙与断裂薄膜优选等大且叠合。
还建议，开孔具有贯穿其周围的突起部。在此，例如使开孔首先形成为冲孔或其它圆形孔，然后从连接部或平板件切出一块突出的突起部。在周边切出凸起或突起部的开孔还可以在连接部或平板件的成型过程中、例如在冲制过程中形成。
为了使连接部和平板件与电池电极形成材料配合连接建议，开孔的直径小于电池电极。由此实现了，连接部或平板件能够压在电池电极上，确保在连接部或平板与电池电极之间形成机械接触，而使电极由于被压而穿过该开孔。然后，可以穿过该开孔例如采用激光在开孔的周边区域上使电池电极与电池连接器形成材料配合连接。
根据一个优选的实施方案，电池或电池电极至少局部沿着开孔的内部周围与第一连接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，平板件或者还有连接部具有开孔。为了通过连接部和平板件实现排气建议，使平板件的开孔与第二连接部中的开孔共轴。由此使开孔既贯穿平板件又贯穿第二连接部。
还根据一个优选的实施方案，电池至少局部沿着开孔的周围与平板件形成材料配合连接。如上文关于连接部的描述，电池或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。通过该材料配合连接，使电池连接器和各个电池电极之间的过渡电阻很小，从而使过渡区的损失效率较少，而且进一步避免或减小热扩散。
还根据一个优选的实施方案，第二连接部的开孔大于第一连接部的排气孔，并且平板件的开孔与第一连接部的排气孔等大。由此使平板件的开孔与第一连接部的排气孔相等，特别设置成使孔的直径小于电池电极的尺寸。在第二连接部中可以设有较大的开孔，该开孔与平板件的开孔共轴。
根据一个技术方案，本发明的目的通过根据权利要求1所述的电池连接器而实现。
可以了解到，接合部的波浪形的纵截面使该接合部的挠性提高。特别具有优势的是，接合部的挠性至少在两个空间方向上得到提高。通过提高的挠性可以使拉力和压力在水平和垂直方向上容易被接合部吸收，从而使这些作用力不会在电池连接器与电池电极之间的连接处耦合。此外，波浪形的纵截面还会使扭转力也被接合部吸收。因此，两个连接部既可以水平或垂直地相对运动，还可以相对扭转，其中，上述作用力被接合部吸收。接合部优选这样设计，即，相对于平面式接合部，本发明的接合部的平面转动惯量至少在两个空间方向上减小。接合部优选呈波浪形，这种结构的弹性相对于平面式接合部至少在两个空间方向上有所提高。
还优选，这样实现波浪式纵截面，即，使接合部首先相对于第一连接部成角度地由该连接部的展开平面突伸出。在接合部的中间部，然后使接合部这样弯曲，即，使该中间部大体上垂直于展开平面延伸，还优选以45°和90°之间的角度延伸。该中间部可以使接合部的波峰与波谷连接。接下来，接合部继续由波谷再次成角度地导引至第二连接部。
接合部在其波浪形纵截面的区域中形成变形区域，该变形区域优选可弹性变形。该变形区域能够吸收连接部之间轴向和径向的拉力和压力。而且，接合部还可以吸收连接部之间的侵蚀作用力。
本发明范围内，波浪式结构可以指的是，接合部从连接部的展开平面向上和向下伸出。
本发明范围内，纵截面可以指的是穿过两个连接部和接合部的截面。纵截面可以是这样的平面，该平面平行于展开方向，并且垂直于连接部和接合部的宽度表面。
根据一个优选的实施方案，接合部的纵截面具有至少一个波峰和波谷。波峰通常指的是接合部从连接部的表面平面向上突起的最大偏移。波谷通常指的是接合部从连接部的表面平面向下突起的最大偏移。通过波峰和波谷构成波浪形的纵截面，使接合部能够吸收水平和垂直方向的拉力和压力。
特别优选，接合部的纵截面呈Z字形。本发明范围内，Z字形可以指的是中间腹板基本上是垂直的，或者相对于垂直方向以最大10-40°的角度倾斜，“Z”字结构的上、下横杆相对于水平方向呈角度地形成。
还根据一个优选的实施方案，接合部的纵截面在基本垂直于展开方向延伸的部分上变窄。特别是在接合部的中间部上可以设有变窄区域。该变窄区域用于使接合部具有提高的挠性。由此可以使接合部的吸收力的能力提高。
根据一个优选的实施方案，接合部的纵截面具有至少两个90°大的弯曲角度。该弯曲角度优选是这样的角度，即，以该角度使接合部的中间部相对于接合部的外部进行弯曲。接合部的外部分别相对于连接部的表面成角度地构成。特别是相对于连接部的宽度表面成角度地构成。为了能够形成基本垂直的中间部，必须使成角度设置的接合部分别以大于90°的角度弯曲。
根据一个实施方案，提供一种电池连接器，其具有第一和/或第二连接部以及平板件。
根据一个实施方案，提供一种电池连接器，其具有至少一个连接部，该至少一个连接部由
A)铝,
B)锡，
C)锌，
D)铜，
E)银，
或这些成分的合金构成；或者，用这些成分或它们的合金进行涂层。
根据一个实施方案，提供一种电池连接器，其具有平板件，该平板件由
A)钢,
B)锡，
C)锌，
D)铜，
E)银，
或这些成分的合金构成；或者，用这些成分或它们的合金进行涂层。
根据一个实施方案，提供一种电池连接器，其具有肋部,该肋部通过以下一种方法由接合部形成，即，
A)冲模,
B)切割。
根据另一个实施方案，该切割是激光切割或水喷射切割。
根据一个实施方案，提供一种电池连接器，其中,在至少一个连接部中设有用于对连接部和电池电极进行激光焊接的开孔。
根据本发明的另一个技术方案，提供一种用于制造前述电池连接器的方法，包括：形成由第一导电材料构成的第一连接部；形成第二连接部；使平板件材料配合地连接在第二连接部的朝向电池电极的侧面上，该平板件由第二导电材料构成。
根据本发明的又一个技术方案，提供一种系统，包括：至少两个相邻的、极性相反设置的电池，其中，每两个电池的极性相反的电池电极形成公差地设置在公差范围中；并且其中，第一极性的电池电极由第一导电材料构成，而第二极性的电池电极由第二导电材料构成；以及，至少一个前述的电池连接器，该电池连接器通过第一连接部与第一电池的第一极性的第一电池电极形成材料配合连接；而通过平板件与第二电池的第二极性的第二电池电极形成材料配合连接，该第二电池电极与第一电池电极相对应。通过该系统可以使模块由多个电池制成。
根据一个优选的实施方案，至少两个电池通过电池连接器串联。由此可以使一个模块的输出电压根据串联电池的数量而增大。
还根据一个优选的实施方案，在两个纵列中分别垂直叠加设有至少两个电池，至少两个电池通过一电池连接器连接，各自纵列的最后一个电池通过一电池连接器相连接。
还建议，在内燃机的启动电池中采用本发明的电池连接器。
根据具有优势的实施方案，本发明的技术特征可以自由相互组合。实施方案的技术特征既可以分别独立使用，也可以与独立权利要求的所有技术特征自由组合。特别是本发明的实施并不局限于独立权利要求的特定技术特征，因此，上位概念的技术特征也能够与权利要求或说明书的所有其它技术特征组合使用。所有从属权利要求的技术特征与所有独立权利要求的技术特征可以组合使用。
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1a为电池连接器的第一实施例的截面图；
图1b为电池连接器的第二实施例的截面图；
图2a为电池连接器的第一实施例的示意图；
图2b为电池连接器的第二实施例的示意图；
图2c为电池连接器的第二实施例的另一示意图；
图3a为电池连接器的第一实施例的截面图；
图3b为电池连接器的第二实施例的截面图；
图4a为电池连接器的第一实施例的截面图；
图4b为电池连接器的第二实施例的截面图；
图5为电池模块的具有五个电池的一个纵列的侧视图；
图6为电池模块的俯视图，该电池模块具有两个纵列，每个纵列具有五个连接在一起的电池。
具体实施方式
图1a、b示出了电池连接器1的纵向截面图。由截面图可知，电池连接器1由第一连接部2、第二连接部4、接合部6和设置在第二连接部4上的平板件8构成。
由图1a可知，接合部6设置在第二连接部4所在的平面内。接合部6可以与第二连接部4和第一连接部2一体成型。接合部6还可以是一个单独的部件并且与第一连接部2和第二连接部4形成材料配合连接。
由图1b可知，接合部6呈Z字形设置在第一连接部和第二连接部4之间。该接合部6可以与第二连接部4和/或第一连接部2一体成型。该接合部6还可以是一个单独的部件并且与第一连接部2和第二连接部4形成材料配合连接。
在第一连接部2中设有偏移部10。然而，该偏移部10还可以设置在接合部6中，或设置在第二连接部4中。通过该偏移部10，使第一连接部2的朝向电池的侧面A大体上与平板件8的朝向电池的侧面A共面。
平板件8在第二连接部4的朝向电池的侧面A上与该第二连接部4形成材料配合连接。
第一连接部2和平板件8优选由不同的导电材料、特别为金属成型制成，或者用这样的材料或金属进行涂层。例如可以使第一连接部2由铝制成，而平板件8由钢制成。还可以实现，对第一连接部2用不同于铝的金属、诸如锡、锌、铜、镍、铁、钢、银、金或类似金属进行涂层，或者使第一连接部由前述这些材料制成。同样还可以采用所提及的这些金属的合金。
平板件8同样可以由钢、锡、锌、铜、铝、镍、铁、银、金或类似金属及其合金制成，或用这些金属进行涂层。
还由图1b可知，接合部6呈Z字形结构，其中，接合部6的两个外部相对于连接部2和4分成以α和β角而呈角度设置。接合部在该接合部6的中间区域6a上变窄。此外，还设有弯角13a和13b。沿着弯角13使接合部6以大于90°的角度弯曲，从而形成接合部6的大体上垂直延伸的中间区域6a。
角α和β通常在1和10°之间。角α和β可以相等。还可以使角α大于角β，在这种情况下，偏移部10形成在接合部6中，这是因为，接合部6的朝向连接部2的端部倾斜程度较小，而接合部6的朝向连接部4的端部倾斜程度较大。
还可以了解到，纵截面上呈波浪形的结构具有波峰和波谷。还可以了解到，波峰位于连接部4的宽表面的表面平面之外。由图1b可知，波谷位于连接部2的宽表面的表面平面以下。
由图1a、b可知，第一连接部2具有开孔，例如为焊接孔、定位孔14b或排气孔。第二连接部4具有焊接孔14a或排气孔，而平板件8具有焊接孔或排气孔14c。焊接孔用于在激光焊接工艺中使激光可以穿过该开孔而对准平板件和/或电池电极，从而使该连接部能够利用激光射线与电池电极焊接在一起。
排气孔14c与焊接孔14a同轴。排气孔14c例如能够与定位孔14b的直径相等。焊接孔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装配到电池20上，从背向电池的侧面B将电池连接器1压向两个在此未示出的电极22、24，这两个电极极性相反并且分属于两个不同的电池20。在此，在此，第一连接部2与第一电池20的第一电极22相接触，而平板件8与第二电池20的第二电极24相接触，该第二电极与第一电极的极性相反。一旦形成接触，那么例如可以利用激光通过定位孔14b使第一连接部2与第一电池电极22形成材料配合连接。在此，激光射线沿着定位孔14b的周面导引，从而形成材料配合连接。通过焊接孔14a和排气孔14c可以使平板件8利用激光与第二电池20的第二电极24形成材料配合连接。一旦焊缝冷却或变硬，那么压力就会消除，而且使电池连接器1与两个电池20的各自电极22、24形成材料配合连接。
为了能够对电池连接器1以及相应的在连接部2、4中的各个电池20的温度和/或电压进行监测和/或传感，在第一连接部2的背向电池20的侧面B上设置一个连接区域12。然而，该连接区域12还可以设置在接合部6上，或设置在第二连接部4上。连接区域12可以由铜、银、金、钢、锡、锌、它们的合金或其它金属构成。而且，连接区域12还可以镀层在第一连接部2、接合部6或第二连接部4的表面上，或者使连接区域与第一连接部2、接合部6或第二连接部4形成滚压包层连接。经由连接区域12可以使测量装置导向集成的开关电路或电路板40，在该开关电路上可以对电池的电压、电流强度和/或温度进行监测和/或产生影响。
接合部6使第一连接部2以及平板件8的各自朝向电池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形成材料配合连接的情况下，可以在公差范围26内实现公差调整。因此实现了，对电池电极22、24位置上的公差进行调整，并且此外，通过焊接工艺实现第一连接部2与电池电极22、24之间以及平板件8与电池电极22、24之间的材料配合连接。
图2a示出了电池连接器1的另一替换实施例的俯视图。附图中，相同的附图标记分别表示相同类型的部件。由图2可知，接合部6由相互间隔的肋部6a构成。如图可知，这些肋部呈波浪形。在图2中，肋部在第二连接部4的平面内延伸。然而还可以使肋部突出于第二连接部4的平面。借由肋部6a可以使第一连接部2相对于平板件8或相对于第二连接部4沿着方向Y相对移动，同样由此实现公差调整。在图2a中可知，第一连接部2具有定位孔14b。在定位孔14b中设有由定位孔14b周围突出的突起部16a。
图2b示出了电池连接器1的又一替换实施例的示意图。附图中，相同的附图标记分别表示相同类型的部件。由图2b可知，在接合部6中形成/设有沟槽/贯穿部6b。如图可知，这些沟槽在接合部6的展开方向上延伸。借由沟槽/贯穿部6b使接合部6在方向Y的挠性提高，从而实现公差调整。沟槽6b可以穿透接合部6。
同样由图2可知，在平板件8中形成一个相应的、优选等大的排气孔14c，该排气孔具有偏移部16b。在第一连接部4中与排气孔14c同轴地形成焊接孔14a，该焊接孔的直径大于排气孔14c的直径。
图2c示出了电池连接器1的再一实施例的示意图。与图2a相对应地，该电池连接器1也设有沟槽6b。这里的沟槽6b优选穿过整块材料。
还可以了解到，接合部6在中间部6a的区域上变窄。也就是说，该中间部区域的横截面小于接合部的朝向外的区域的横截面。
另外还由图2c可知，连接部2、4分别设有指向内部的狭缝状的缝隙部7a、7b。缝隙部7a、7b以图示的形式设置在连接部2、4中，然而也可以毫无疑问地设置在接合部6中。缝隙部7优选短于电池连接器的宽度的一半。而且，优选缝隙部7a、7b分别从彼此相对的一侧各设置在连接部2、4上。缝隙部7a、7b用于使电池连接器1横向相对于展开方向的挠性提高。缝隙部7优选垂直于电池连接器1的外侧边缘延伸。
图3a示出了又一替换实施例的截面图。由图3可知，偏移部10由一个两件式结构的第一连接部2构成，该第一连接部具有部分2a和2b。这两个部分可以彼此材料配合连接，并由相同的金属制成，或者由不同的金属制成。还由图2可知，接合部6由编织物制成。该编织物可以是铝编织物或铜编织物。编织物同样也可以由其它的金属形成。还可以了解到，接合部6具有两个紧凑的区域6b，这两个紧凑的区域分别位于第一连接部2和第二连接部4的区域中。接合部6在紧凑的区域6b分别与第一连接部2和第二连接部4各形成材料配合连接。对此，例如可以使用摩擦焊接、电阻焊接、超声焊接或其它焊接方式，或者其它的连接方法。
图3b示出了另一个可替换实施例的截面图。由图3可知，偏移部10由一个两件式结构的第一连接部2构成，该第一连接部具有部分2a和2b。这两个部分可以彼此材料配合连接，并由相同的金属制成，或者由不同的金属制成。还由图2可知，接合部6由编织物制成波浪式结构。这里的波浪式结构不是呈Z字形，而是呈S形。在所有的实施例中还可以采用其它的波浪式结构。该编织物可以是铝编织物或铜编织物。编织物同样也可以由其它的金属形成。还可以了解到，接合部6具有两个紧凑的区域6c，这两个紧凑的区域分别位于第一连接部2和第二连接部4的区域中。接合部6在紧凑的区域6c分别与第一连接部2和第二连接部4各形成材料配合连接。对此，例如可以使用摩擦焊接、电阻焊接、超声焊接或其它焊接方式，或者其它的连接方法。
图4a示出了又一个实施例。在图4a所示的实施例中，接合部6由薄膜6c制成，该薄膜同样具有紧凑的区域6b。紧凑的区域6b在第二连接部4的区域上延伸覆盖在焊接孔14a上。在焊接孔14a的区域上以及在第一连接部2和第二连接部4之间的间隔的端部区域上，接合部6与第二连接部4形成材料配合连接。接合部6同样可以与第一连接部2形成材料配合连接。通过使接合部6的紧凑的区域6b大体上覆盖在第二连接部4的大部分表面上，形成了较大的接触面，并由此具有较小的过渡电阻。第二紧凑区域6b还可以沿着偏移部10、经由第一连接部2而一直延伸到连接区域12，并且同样在定位孔14b的区域上具有开孔。
图4b示出了再一个实施例。在图4b所示的实施例中，接合部6由波浪式薄膜制成，该薄膜同样具有紧凑的区域6c。紧凑的区域6c在第二连接部4的区域上延伸覆盖在焊接孔14a上。
图5示出了由5个电池20a-e构成的第一纵列28结构的侧视图，每个电池分别都具有第一电极22a-e和第二电极24a-e。可以了解到，第一纵列28中的电池20a-e相互叠加设置。还可以了解到，电极22、24相互交替排纵列设置。也就是说，例如电池20a的正电极22a设置在电池20b的负电极24b所在的平面中。接下来是正电极22c、然后是负电极24d，接着又是正电极22e。
此外还可以了解到，电池20的电极22、24设置在一定的公差范围26内，该公差范围在本发明中放大示出。公差范围26的作用是使电极可以设置在公差范围的区域内部。各个电池的长度21，也就是电极22、24的相互距离是存在公差的。因此，电极22、24不总是共面的，从而在与电池连接器1连接的过程中必须对这些公差进行调整。
为了清楚起见，在图5中示出了纵列28，而没有示出电池连接器。第一电池连接器1a例如设置在正电极22a和负电极24b之间。然后，正电极22b通过电池连接器1与负电极24c连接。正电极22c再经由电池连接器与负电极24d连接。正电极22d又经由电池连接器1与负电极24e连接。正电极22e通过电池连接器与第二纵列28的电池的负电极连接。沿着一个纵列28的电池连接器1垂直设置，而将两个纵列28相互连接的电池连接器1水平设置。
例如在图6中示出了前述设置方案。图6示出了两个相邻设置的纵列28a、28b。这里可以了解到，电池连接器1分别将正电极22a与负电极24b连接，将正电极22c与负电极24d连接。纵列28a经由正电极22e和电池连接器1与纵列28b的负电极24e连接。
通过本发明的电池连接器1确保实现了电池连接器1与各个电池电极22、24之间的类型纯粹的连接。由此实现了较小的过渡电阻。通过本发明的电池连接器同样还实现了公差调整，这是因为优选剪切力/拉力/压力和扭力通过波浪式的接合部能够被吸收。本发明的电池连接器1可以成本低廉地制成，而且实现了不同极性的电池电极22、24的材料配合连接。

Claims (52)

1.一种电池连接器，具有：
-第一连接部(2)，设置用于连接第一电池的电池电极；
-第二连接部(4)；
-接合部(6)，所述接合部设置在所述两个连接部(2、4)之间并分别与这两个连接部(2、4)相互形成电接触；其中，所述第一连接部(2)至少在朝向电池电极的侧面(A)由第一导电材料构成；以及其中，在所述第二连接部(4)上材料配合地设有平板件(8)，所述平板件设置用于连接第二电池电极，并且该平板件至少在朝向第二电池电极的侧面(A)由第二导电材料构成，所述第二导电材料与所述第一导电材料不同；
其特征在于，
-所述接合部(6)在所述连接部(2、4)之间具有Z字形的纵截面，以使所述接合部在至少两个空间方向上具有弹性，其中Z字形的纵截面具有中间区域，并设有弯角，沿着弯角使接合部以大于90°的角度弯曲，并且接合部的两个外部相对于所述连接部(2、4)以1和10°之间的角度呈角度设置；
-其中，所述接合部(6)的纵截面具有至少一个波峰和波谷；以及
-其中，所述波峰和波谷分别位于至少一个所述连接部的平面之外。
2.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述平板件(8)和所述第一连接部(2)的各自朝向电池的表面共面。
3.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述第一和/或所述第二连接部(2、4)形成为扁平部。
4.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述接合 部(6)与所述第一和/或所述第二连接部(2、4)一体形成。
5.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述连接部(2、4)中至少之一由
A)铝,
B)锡，
C)锌，
D)铜，
E)银，
或这些成分的合金构成；或者，用这些成分或它们的合金进行涂层。
6.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述平板件(8)由
A)钢,
B)锡，
C)锌，
D)铜，
E)银，
或这些成分的合金构成；或者，用这些成分或它们的合金进行涂层。
7.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述平板件(8)与所述第二连接部(4)焊接连接。
8.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)具有挠性结构。
9.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)具有相互间隔设置的肋部(6a)。
10.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)具有呈波浪形的肋部(6a)。
11.根据权利要求9所述的电池连接器，其特征在于，所述肋部(6a)至少与所述第一连接部(2)和/或所述第二连接部(4)的背向电池的侧面(B)共面。
12.根据权利要求9所述的电池连接器，其特征在于，所述肋部(6a)从至少一个所述连接部(2、4)的平面突出形成。
13.根据权利要求9所述的电池连接器，其特征在于，所述肋部(6a)通过以下一种方法由所述接合部(6)形成，即，
A)冲模,
B)切割。
14.根据权利要求13所述的电池连接器，其特征在于，所述切割是激光切割或水喷射切割。
15.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)由至少两个薄膜(6c)构成。
16.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)由
A)铝线,
B)铜线，
C)铝编织物，
D)铜编织物，
其中之一构成。
17.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)至少部分在所述连接部(2、4)的区域上具有紧凑结构。
18.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)至少部分在至少一个所述连接部(2、4)的区域上与该连接部(2、4)形成材料配合连接。
19.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)、所述第一连接部(2)和/或所述第二连接部(4)于所述第一连接部(2)的平面和所述第二连接部(4)的平面之间形成有偏移部(10)。
20.根据权利要求19所述的电池连接器，其特征在于，所述偏移部(10)使第一连接部(2)的朝向电池的表面与平板件(8)的朝向电池的表面共面。
21.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述第一连接部(2)在背向电池的侧面(B)上具有连接区域(12)，该连接区域由第三导电材料构成。
22.根据权利要求21所述的电池连接器，其特征在于，所述连接区域(12)与所述第一连接部(2)的背向电池的表面平面齐平地连接。
23.根据权利要求21所述的电池连接器，其特征在于，所述连接区域(12)用第三种金属涂层。
24.根据权利要求21所述的电池连接器，其特征在于，所述连接区域(12)用第三种金属滚压包层。
25.根据权利要求21所述的电池连接器，其特征在于，所述连接区域(12)由以下一种金属构成，即，
A)铜,
B)镍，
C)锡，
D)锌，
E)银，
F)金，
或这些成分的合金。
26.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，在所述第一连接部(2)中设有用于电池的定位孔(14b)和/或在所述第二连接部(4)中设有焊接孔(14a)。
27.根据权利要求26所述的电池连接器，其特征在于，所述定位孔(14b)和焊接孔(14a)为圆形。
28.根据权利要求26所述的电池连接器，其特征在于，所述定位孔(14b)和焊接孔(14a)具有贯穿其直径的突起部(16)。
29.根据权利要求26所述的电池连接器，其特征在于，所述定位孔(14b)和焊接孔(14a)的直径小于电池电极。
30.根据权利要求26所述的电池连接器，其特征在于，电池至少局部沿着所述定位孔(14b)的外围与所述第一连接部(2)形成材料配合连接。
31.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，所述平板件(8)具有排气孔(14c)，该排气孔与位于第二连接部(4)中的焊接孔(14a)共轴。
32.根据权利要求31所述的电池连接器，其特征在于，电池至少局部沿着所述排气孔(14c)的外围与所述平板件(8)形成材料配合连接。
33.根据权利要求31所述的电池连接器，其特征在于，所述第二连接部(4)的焊接孔(14a)大于第一连接部(2)的定位孔(14b)，并且所述平板件(8)的排气孔(14c)与所述第一连接部(2)的定位孔(14b)等大。
34.根据权利要求1所述的电池连接器，其特征在于，至少一个所述连接部进行软化退火，和/或，所述接合部由软化退火的铝构成。
35.一种电池连接器，具有：
-第一连接部(2)，设置用于连接第一电池的电池电极；
-第二连接部(4)；
-接合部(6)，所述接合部设置在所述两个连接部(2、4)之间并分别与这两个连接部(2、4)相互形成电接触；
其特征在于，
-所述接合部(6)在所述连接部(2、4)之间具有Z字形的纵截面，以使所述接合部在至少两个空间方向上具有弹性，其中Z字形的纵截面具有中间区域，并设有弯角，沿着弯角使接合部以大于90°的角度弯曲，并且接合部的两个外部相对于所述连接部(2、4)以1和10°之间的角度呈角度设置；
-其中，所述接合部(6)的纵截面具有至少一个波峰和波谷；以及
-其中，所述波峰和波谷分别位于至少一个所述连接部的平面之外。
36.根据权利要求35所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)的纵截面在基本垂直于展开方向延伸的部分上变窄。
37.根据权利要求35所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)的纵截面具有至少两个大于90°的弯曲角度。
38.根据权利要求35所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)与所述第一和/或所述第二连接部(2、4)一体形成。
39.根据权利要求35所述的电池连接器，其特征在于，所述连接部(2、4)中至少之一由
A)铝,
B)锡，
C)锌，
D)铜，
E)银，
或这些成分的合金构成；或者，用这些成分或它们的合金进行涂层。
40.根据权利要求35所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)具有挠性结构。
41.根据权利要求35所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)具有相互间隔设置的肋部(6a)。
42.根据权利要求41所述的电池连接器，其特征在于，所述肋部(6a)至少与所述第一连接部(2)和/或所述第二连接部(4)的背向电池的侧面(B)共面。
43.根据权利要求41所述的电池连接器，其特征在于，所述肋 部(6a)从至少一个所述连接部(2、4)的平面突出形成。
44.根据权利要求41所述的电池连接器，其特征在于，所述肋部(6a)通过以下一种方法由所述接合部(6)形成，即，
A)冲模,
B)切割
。
45.根据权利要求44所述的电池连接器，其特征在于，所述切割是激光切割或水喷射切割。
46.根据权利要求35所述的电池连接器，其特征在于，所述接合部(6)、所述第一连接部(2)和/或所述第二连接部(4)于所述第一连接部(2)的平面和所述第二连接部(4)的平面之间形成有偏移部(10)。
47.根据权利要求35所述的电池连接器，其特征在于，在所述第一连接部(2)中设有用于电池的定位孔(14b)和/或在所述第二连接部(4)中设有焊接孔(14a)。
48.根据权利要求47所述的电池连接器，其特征在于，电池至少局部沿着所述定位孔(14b)和焊接孔(14a)的外围与所述连接部(2、4)形成材料配合连接。
49.用于制造根据权利要求1所述的电池连接器的方法，包括：
-形成由第一导电材料构成的第一连接部(2)；
-形成第二连接部(4)；
-使连接所述连接部的接合部(6)的纵截面这样形成，即，使所述接合部在至少两个空间方向上具有弹性，其中，所述接合部(6)的纵截面具有至少一个波峰和波谷，以及其中，所述波峰和波谷分别 位于至少一个所述连接部的平面之外；
-使平板件(8)材料配合地连接在第二连接部(4)的朝向电池电极的侧面(A)上，该平板件由第二导电材料构成。
50.一种具有如权利要求1-48所述的电池连接器和多个电池的系统，包括
-至少两个相邻的、极性相反设置的电池(20)，其中，每两个电池(20)的极性相反的电池电极(22、24)形成公差地设置在连接区域(26)中；并且其中，第一极性的电池电极(22)由第一导电材料构成，而第二极性的电池电极(24)由第二导电材料构成；以及
-至少一个根据权利要求1所述的电池连接器，该电池连接器通过第一连接部(2)与第一电池(20)的第一极性的第一电池电极(22)形成材料配合连接；而通过平板件(8)与第二电池(20)的第二极性的第二电池电极(24)形成材料配合连接，该第二电池电极与第一电池电极(22)相对应。
51.根据权利要求50所述的系统，其特征在于，至少两个电池(20)通过所述电池连接器串联。
52.根据权利要求50所述的系统，其特征在于，在两个纵列(28)中分别垂直叠加设有至少两个电池(20)，所述至少两个电池通过一电池连接器连接，各自纵列(28)的最后一个电池(20)通过一电池连接器相连接。
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