CN105190942B - 用于导电地接触多个蓄电池单池端子的单池连接器、用于制造这样的单池连接器的方法及具有至少一个这样的单池连接器的蓄电池模块 - Google Patents

用于导电地接触多个蓄电池单池端子的单池连接器、用于制造这样的单池连接器的方法及具有至少一个这样的单池连接器的蓄电池模块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于导电地接触多个蓄电池单池端子(2)的单池连接器(1)，其中，所述单池连接器(1)具有多个相互抵接地设置的分段(5、6、7)。其中，第一数量的第一分段(5、6)由导电的金属材料制成并且第二数量的第二分段(7)由电绝缘的合成材料制成，其中，至少一个第二分段(7)分别设置在至少两个第一分段(5、6)之间。此外本发明涉及一种用于制造依据本发明的单池连接器的方法，其中，所述至少一个第二分段(7)与所述至少两个第一分段(5、6)借助于纳米成型方法相连接。再者，本发明涉及一种蓄电池模块(4)，其具有多个相互电连接的蓄电池单池(3)，其中，所述蓄电池单池(3)分别具有至少一个与所述蓄电池单池(3)的电极导电地连接的用于导电地接触所述蓄电池单池(3)的单池端子(2)，并且其中，至少第一数量的单池端子(2)借助于依据本发明的单池连接器(1)加以连接。

Description

用于导电地接触多个蓄电池单池端子的单池连接器、用于制 造这样的单池连接器的方法及具有至少一个这样的单池连接 器的蓄电池模块
技术领域
本发明涉及一种用于导电地接触多个蓄电池单池端子的单池连接器，其中，所述单池连接器具有多个相互抵接地设置的分段并且第一数量的第一分段由导电的金属材料制成。
此外本发明涉及一种用于制造具有多个相互抵接地设置的分段的单池连接器，其中，第一数量的第一分段由导电的金属材料制成。
再者，本发明涉及一种具有多个相互电连接的蓄电池单池的蓄电池模块，其中，所述蓄电池单池分别具有至少一个与所述蓄电池单池的电极导电地连接的用于导电地接触所述蓄电池单池的单池端子并且其中至少第一数量的单池端子借助于单池连接器来连接。
背景技术
蓄电池模块(如尤其是被构造为混合动力、插电式混合动力或者电动车辆的驱动装置的能量存储器的蓄电池模块)通常包括多个蓄电池单池，其中，蓄电池单池分别具有负的电极和正的电极。为了导电地接触蓄电池单池，该些蓄电池单池通常具有第一单池端子，其与蓄电池单池的负的电极导电地连接，并且该些蓄电池单池具有第二单池端子，其与蓄电池单池的正的电极导电地连接。借助于用作接触元件的所谓的单池连接器，该些蓄电池单池通过单池端子相互与蓄电池模块电连接。
为了连接蓄电池单池或蓄电池模块已知了不同的连接类型。特别地，单池连接器和单池端子如此地加以设计，使得它们相互能够拧在一起或者单池连接器拧在单池端子之上。替代于拧在一起能够通过将单池连接器与蓄电池单池的单池端子焊接来制造蓄电池单池的导电的连接。优选地，焊接连接具有相对于拧接通常更低的电气接触过渡电阻并且能够持续地稳定连接单池连接器和单池端子。特别地，为了导电地连接单池端子和棱柱形蓄电池单池通常将金属带用作单池连接器，其中，借助于此类的单池连接器通常连接两个相邻的单池端子。
由文献DE 10 2010 030 809 A1已知了一种示例性的单池连接器，借助于该单池连接器能够在多个蓄电池单池端子之间制造导电的连接。其中该单池连接器包括至少两个由不同的导电金属材料所制成的连接分段。特别地设置有一个连接分段由铜制成并且另外的连接分段由铝制成。
此外，由文献DE 10 2010 043 885 A1已知了借助于多个单池连接器平面导体来连接一组蓄电池单池，其中，单池连接器平面导体将蓄电池单池的多于两个单池端子相互连接。
在至今已知的单池连接器之中的缺点在于一组蓄电池单池端子导电地相互连接，从而使得该组的每个单池端子与该组的每个另外的单池端子导电地加以连接。因此，在蓄电池单池电气地连接成蓄电池模块时通常必须要有多个单池连接器，因为通常并非蓄电池模块的所有的单池端子都允许相互电接触。应用多个单池连接器将会相反地影响到降低部件的数量尤其是简化手工制造的努力。
鉴于此背景本发明的任务在于提供一种单池连接器，其降低了针对蓄电池单池尤其是棱柱形蓄电池单池的电气连接所必须的单池连接器的数量，优选地使得唯一的优选地一体成型地加以构造的用于电气连接多个蓄电池单池的单池连接器便已足够了。
发明内容
为了解决该任务提出了一种用于导电地接触多个蓄电池单池端子的单池连接器，其中，所述单池连接器具有多个相互抵接地设置的分段并且第一数量的第一分段由导电的金属材料制成，其中，第二数量的第二分段由电绝缘的合成材料制成并且至少一个第二分段分别设置在至少两个第一分段之间。有利地，借助于此类的单池连接器来简化多个蓄电池单池至蓄电池模块的连接，尤其是因为不是多个单个的单池连接器，其分别仅仅连接两个蓄电池单池端子，借助于所述两个蓄电池单池端子接触待连接的蓄电池单池的单池端子。特别地，依据本发明的单池连接器由于起电绝缘作用的分段的缘故而如此地加以设计，使得仅仅一个单个的依据本发明的单池连接器与蓄电池模块的蓄电池单池端子连接，以便将蓄电池单池相互电连接成蓄电池模块。
优选地，依据本发明的单池连接器如此地加以构造，即其借助于激光焊接方法与相互待电连接的蓄电池单池的单池端子相连接。所述单池连接器的实际的设计方案即尤其是将导电的和不导电的分段相互抵接地设置将有利地通过一定的方式和方法来确定如何将所述蓄电池单池电连接成所述蓄电池模块。其中，所述蓄电池单池相互地连接成蓄电池模块有利地借助于依据本发明的单池连接器较少地产生故障，这是因为通过所述单池连接器来如此地已经加以设置了如何将所述蓄电池单池相互连接。因此特别地能够避免错误的单池端子故意与单池连接器接触或者单池端子故意不与单池连接器接触。
本发明的有利的设计方案设置有所述至少一个第二分段分别借助于纳米成型方法与所述至少两个第一分段相连接。特别地，纳米成型方法为浇筑方法，其中，通过金属的化学的预处理例如铝合金在纳米范围内生成空腔。在如此地预处理的金属之上浇筑与该金属尤其是固定连接的合成材料。依据本发明的单池连接器的电绝缘的分段以及导电的分段能够因此有利地尤其是平地并且材料节约地加以制造。
依据本发明的一个优选的设计方案，至少一个第一分段由第一金属材料制成并且至少一个另外的第一分段由第二金属材料制成。所述第一金属材料其中优选地为铜。所述第二金属材料优选地为铝。依据本发明的单池连接器的导电的分段的材料有利地相应于所述蓄电池单池的材料，相应的导电的分段与该蓄电池单池端子相接触。
优选地，所述至少一个第一分段与所述至少一个另外的第一分段借助于铆合方法导电地连接。优选地，铆合方法为冲压(Toxen)或者铆钉。其中所述第一分段的连接借助于铆合方法实现了特别具有性价比的并且持续稳定的分段的连接。特别地，铆合方法和纳米成型方法有利地是适于将多个金属组合相互连接，其中，该方法有利地尤其是相较于焊接或者焊合方法来说需要非常少的执行能量。
依据本发明的另外的有利的设计方案，所述单池连接器平面地构造有基本上为矩形的横截面。所述单池连接器的长度尤其是取决于相互电连接的蓄电池单池的数量。所述单池连接器的厚度优选地在其长度上是恒定的，优选地所述单池连接器的宽度也是一样的。导电的分段有利地如此长地加以构造，使得一定数量为n的单池端子能够导电地接触。也就是说导电的分段取决于蓄电池单池如此连接成蓄电池模块，能够仅仅导电地接触一个单池端子、或者两个、三个、四个或者多个单池端子。
依据本发明的一个优选的设计方案，所述单池连接器根据边框类型的不同来加以构造，在导电的分段和电绝缘的分段之中设置交替的顺序，其中，该些分段的顺序通过待连接至蓄电池模块的蓄电池单池的连接的类型的不同来加以确定。特别地也能够设置有单池连接器几乎构造网络结构。为了接触多个排的单池端子，该单池连接器在此具有相应的边框类型的相互抵接地设置的排的分段，其通过尤其是非导电地加以构造的连接分段连接至唯一的单池连接器。其中所述单池连接器的连接分段优选地同样边框类型地相互加以设置，其中，多排的连接分段优选地与前面提及的边框类型的单池连接器正交地加以走向。此类的单池连接器其中优选地替代多个传统的单池连接器。由此有利地简化了所述蓄电池单池至所述蓄电池模块的连接。在相互非导电地连接的单池端子或者一组单池端子之间依据本发明设置有电绝缘的分段，从而使得在这些单池端子之间不存在任何导电的连接。
为了解决在开始时所提及的任务还提供了一种用于制造具有多个相互地设置的分段的单池连接器的方法，尤其是依据本发明的单池连接器，其中，第一数量的第一分段由导电的金属材料制成并且在至少两个第一分段之间设置有由电绝缘的合成材料制成的第二分段，其中，所述至少一个第二分段与所述至少两个第一分段借助于纳米成型方法相连接。优选地，纳米成型方法是高效节能的。此外，借助于纳米成型方法有利地来实现具有不同的金属材料的合成材料-金属-连接。
所述方法的一个有利的设计方案设置有至少一个第一分段由第一导电的金属材料制成并且至少一个另外的第一分段由第二导电的金属材料制成，其中，所述至少一个第一分段与所述至少一个另外的第一分段借助于铆合方法相连接。其中，尤其是铜作为第一材料并且铝作为第二材料。
再者，为了解决在开始时所提及的任务提供了一种具有多个相互电连接的蓄电池单池的蓄电池模块，其中，所述蓄电池单池分别具有至少一个与所述蓄电池单池的电极导电地连接的用于导电地接触所述蓄电池单池的单池端子，其中，至少第一数量的单池端子借助于依据本发明的单池连接器相连接。由此所述蓄电池单池有利地至少部分地借助于所述依据本发明的单池连接器相互电连接。
依据所述蓄电池模块的一个有利的设计方案，所述蓄电池单池分别具有第一单池端子和第二单池端子，其中，所述蓄电池单池如此地临近彼此加以设置，以便构造两个相互平行地加以走向的排的单池端子，其中，第一排单池端子与依据本发明的单池连接器相连接并且第二排的单池端子与第二依据本发明的单池连接器相连接。由此使得所述蓄电池单池有利地借助于所述第一单池连接器和所述第二单池连接器相互电连接。
特别地设置有所述至少一个依据本发明的单池连接器尤其是所述第一依据本发明的单池连接器和所述第二依据本发明的单池连接器借助于激光焊接方法与所述蓄电池单池的单池段子相连接。所述蓄电池单池的单池端子其中优选地被构造有平的表面。特别地设置有所述蓄电池单池为锂离子单池，优选地为再充电的锂离子单池。优选地，所述蓄电池单池被构造为棱柱形单池。
特别地设置有单个的蓄电池单池分别由单池壳体来围绕，由该单池壳体来使得单池端子突出。特别地，所述蓄电池单池能够通过借助于依据本发明的单池连接器来相应地将蓄电池单池设置成XsYp-配置地加以连接。也就是说，数量Y的蓄电池单池分别电地并联连接，并且数量为X的电地并联连接的蓄电池单池电地串联连接至蓄电池模块。
附图说明
本发明的另外的有利的单元、特征和设计细节将结合在附图中所示出的实施例来进一步加以阐述。其中：
图1a以示意性的图示示出了具有依据本发明的单池连接器的依据本发明的蓄电池模块的一个实施例的顶视图；
图1b以示意性的图示示出了在图1a之中示出的具有依据本发明的单池连接器的蓄电池模块的一个实施例的前视图；以及
图2以示意性的图示示出了具有依据本发明的单池连接器的依据本发明的蓄电池模块的另外的实施例的顶视图。
具体实施方式
在图1a之中，依据本发明的单池连接器1与多个蓄电池单池3的蓄电池单池端子2相连接。其中，借助于该单池连接器1将多个蓄电池单池3相互电连接成蓄电池模块4。其中，单池连接器1分别具有多个相互抵接地设置的分段5、6、7并且被带状地加以构造。其中，该分段5和分段6分别由导电的金属材料制成。其中分段5优选地同样如单池端子2一样由铜制成，该些单池端子与单池连接器1的分段5相连接。其中分段6优选地如单池端子2一样由铝制成，该些单池端子与单池连接器1的分段6相连接。虚线8象征性地示出了在两个由不同的金属材料制成的导电地加以构造的分段5、6之间的连接。该单池连接器1的另外的分段7由电绝缘的合成材料制成。
如在图1a之中所示出的那样，电绝缘的分段7分别由两个导电的分段5、6所环绕。单池连接器1的电绝缘的分段7在图1a所示出的实施例之中借助于纳米成型方法与导电的分段5和6相连接。该单池连接器1或者单池连接器1的导电的分段5和6借助于激光焊接方法而与蓄电池单池3的单池端子2导电地加以接触。其中，在图1a之中象征性地通过矩形9描绘了焊缝。
在图1a之中示例性地示出的蓄电池模块4具有四个棱柱形的蓄电池单池3，它们分别具有第一单池端子2和第二单池端子2。其中蓄电池单池3的单池端子2与蓄电池单池3的正的电极导电地加以接触(在图1a之中刚分别通过符号“+”来象征性地加以示出)并且该蓄电池单池3的另外的单池端子2与蓄电池单池的负的电极导电地加以接触(在图1之中分别通过符号“-”来象征性地加以示出)。其中在图1a之中所示出的蓄电池模块4的蓄电池单池3如此地临近彼此地加以设置，以便构造两个临近彼此平行地加以走向的排的单池端子。通过设置蓄电池单池3分别在与蓄电池单池3的正的电极相连接的单池端子2之上实现了与蓄电池单池3的负的电极相连接的单池端子2。与蓄电池单池3的正的电极导电连接的单池端子2在图1b之中所示出的实施例之中由铝制成并且与负的电极相连接的单池端子2由铜制成。
其中在图1a的左侧示出的单池连接器1从上往下看将第一个两个蓄电池单池3的单池端子2和最后一个两个蓄电池单池3的单池端子2导电地加以连接。其中接触单池端子2的单池连接器1的分段5、6分别由与相应的单池端子2相同的材料制成。所以，单池连接器1的分段6在所示出的实施例之中例如由铝制成并且单池连接器1的分段5例如由铜制成。通过该合成材料分段7使得该单池连接器1的上面的分段6和5相对于该单池连接器1的下面的分段6和5相互电绝缘。
在图1a右侧示出的单池连接器1从上往下来看将中间的两个蓄电池单池3的单池端子2导电连接。单池连接器1的上面的分段5相对于该单池连接器1的中间的分段6和5通过合成材料分段7电绝缘。同样地，该单池连接器1的下面的分段6相对于该单池连接器1的中间的分段6和5通过合成材料分段7电绝缘。
在图1b之中示出了在图1a之中示出的蓄电池模块4的前视图。如从图1a和图1b之中所看出的那样，单池连接器1分别基本上带状地加以构造。其中单池连接器1为平的并且具有基本上矩形横截面。单池连接器1的厚度和宽度能够在其长度上为恒定的。在一个设计方案变型之中单池连接器1的分段7被设计为比单池连接器1的分段5和6更薄。该蓄电池模块4当前以所谓的4s1p-配置来加以连接。也就是说四个单个的蓄电池单池3电地串联连接。
在图2之中示出了依据本发明的蓄电池模块4的另外的实施例，其中，蓄电池模块4的蓄电池单池3的单池端子2构造了两个相互平行地走向的排，其中，第一排单池端子(在图2左侧加以示出)与第一依据本发明的单池连接器1相连接并且第二排单池端子2(在图2右侧加以示出)与第二依据本发明的单池连接器1相连接。
在图2所示出的蓄电池模块4中的六个蓄电池单池3如此地临近彼此加以设置，使得第一蓄电池单池3的第一单池端子2和第二蓄电池单池3的第二单池端子2分别临近彼此地加以设置，其中，第一单池端子2和第二单池端子2分别具有相同的极性。其中在图2之中分别通过位于单池端子旁边的符号“+”和符号“-”来象征性地示出该些单池端子2的极性。其中，蓄电池模块4的蓄电池单池3借助于单池连接器1以所谓的3s2p-配置来相互电连接。也就是说，两个临近彼此设置的蓄电池单池3分别电地并联连接，该些蓄电池单池的单池端子2分别具有相同的极性。其中，三对蓄电池单池3电地串联连接。
为了实现该3s2p-配置，在图2左侧所示出的单池连接器1从上往下看将四个上面的蓄电池单池3的单池端子2和两个下面的蓄电池单池3的两个单池端子2分别导电地相互连接。单池连接器1的分段7由第一电绝缘合成材料制成能够避免所有的单池端子2在左侧之上相互导电地加以连接并且使得上面的四个蓄电池单池3的左边的单池端子2分别相对于相应的蓄电池模块4的下面的两个蓄电池单池3的左边的单池端子2绝缘。在图2右边所示出的单池连接器1再次从上往下看地分别将上面的两个蓄电池单池3的右边的单池端子2连接并且由此相应地连接该蓄电池模块4的下面的四个蓄电池单池3的右边的单池端子2。该单池连接器1的非导电的分段7再次避免所有的单池端子2在右边的侧之上相互导电地加以连接。
在图2之中所示出的单池连接器1分别具有四个分段。从上往下看在图2左侧示出的单池连接器具有由铝制成的第一分段6，其与该蓄电池模块4的上面的两个蓄电池单池3的相应的左边的单池端子2导电地加以连接。在该单池连接器1的该第一分段6处借助于铆合方法来添加(象征性地通过虚线8加以示出)由铜制成的第二分段5，该第二分段与该蓄电池模块4的中间的两个蓄电池单池3的相应的左边的单池端子2导电地加以接触。第一分段5和第二分段6其中相互导电地加以连接。在单池连接器1的第二分段5处借助于纳米成型方法添加由合成材料制成的起电绝缘作用的分段6，其导电地接触该蓄电池模块4的下面的两个蓄电池单池3的相应的左边的单池端子2。
在图2右边所示出的单池连接器1从上往下看具有由铜制成的导电的分段5，在其上设置有由合成材料制成的非导电的分段7、在其上设置有由铝制成的导电的分段6以及借助铆合方法例如借助于铆钉而设置于其上的由铜制成的分段5。
依据在附图中未示出的有利的设计方案变型，该单池连接器1通过至少一个优选地非导电的连接分段相互连接至唯一的单池连接器。该至少一个连接分段其中优选地由铜制成并且优选地借助于纳米成型方法设置在两个导电的分段之间。
在附图中所示出的并且结合附图所阐述的实施例用于阐述本发明而非限制本发明。

Claims (8)

1.一种用于导电地接触多个蓄电池单池端子(2)的单池连接器(1)，其中，所述单池连接器(1)具有多个相互抵接地设置的分段(5、6、7)并且第一数量的第一分段(5、6)由导电的金属材料制成，其特征在于，第二数量的第二分段(7)由电绝缘的合成材料制成，其中，至少一个第二分段(7)分别被设置在至少两个第一分段(5、6)之间，其中所述至少一个第二分段(7)分别借助于纳米成型方法与所述至少两个第一分段(5、6)相连接。
2.根据权利要求1所述的单池连接器(1)，其特征在于，至少一个第一分段(5)由第一金属材料制成并且至少一个另外的第一分段(6)由第二金属材料制成。
3.根据权利要求2所述的单池连接器(1)，其特征在于，所述至少一个第一分段(5)与所述至少一个另外的第一分段(6)借助于铆合方法导电连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的单池连接器(1)，其特征在于，所述单池连接器(1)平面地被构造具有基本上矩形的横截面。
5.一种用于制造具有多个相互抵接地设置的分段(5、6、7)的单池连接器(1)的方法，其中，第一数量的第一分段(5、6)由导电的金属材料制成，其特征在于，在至少两个第一分段(5、6)之间设置有由电绝缘的合成材料制成的至少一个第二分段(7)，其中，所述至少一个第二分段(7)与所述至少两个第一分段(5、6)借助于纳米成型方法相连接。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，至少一个第一分段(5)由第一导电金属材料制成并且至少一个另外的第一分段(6)由第二导电金属材料制成，其中，所述至少一个第一分段(5)与所述至少一个另外的第一分段(6)借助于铆合方法相连接。
7.一种具有多个相互电连接的蓄电池单池(3)的蓄电池模块(4)，其中，所述蓄电池单池(3)分别具有至少一个与所述蓄电池单池(3)的电极导电连接的、用于导电地接触所述蓄电池单池(3)的单池端子(2)，并且其中，至少第一数量的单池端子(2)借助于单池连接器(1)来连接，其特征在于，至少所述第一数量的单池端子(2)借助于根据权利要求1至4中任一项所述的单池连接器来连接，从而使得多个蓄电池单池(3)至少部分地借助于所述单池连接器(1)相互导电地加以连接。
8.根据权利要求7所述的蓄电池模块(4)，其特征在于，所述多个蓄电池单池(3)分别具有第一单池端子(2)和第二单池端子(2)，其中，所述多个蓄电池单池(3)如此地邻近彼此地加以设置，以便构造两排相互平行地走向的单池端子，其中，第一排单池端子与根据权利要求1至4中任一项所述的第一单池连接器(1)相连接并且第二排单池端子与根据权利要求1至4中任一项所述的第二单池连接器(1)相连接，从而使得所述多个蓄电池单池借助于所述单池连接器相互电连接。
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