CN105226210B - 端子固定座、电池模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于为至少三个圆形电池单元(14，15，16)固持接线端子(20)的端子固定座(10)，具有以下特征：一个中心环绕肋片(11)，用于将该端子固定座(10)放置在这些圆形电池单元(14，15，16)上、并用于将该接线端子(20)与这些圆形电池单元(14，15，16)分隔开；一个弹性唇缘(12)，被安排在端部，以用于将该端子固定座(10)夹持在这些圆形电池单元(14，15，16)之间；以及一个塑料头部(13)，与该唇缘(12)相对地安排，以用于将该端子固定座(10)紧固在该接线端子(20)上。本发明另外涉及一种配备了这种端子固定座(10)的电池模块、并涉及一种用于制造这种电池模块的方法。

Description

端子固定座、电池模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种端子固定座。本发明另外涉及一种配备了这种端子固定座的电池模块、并涉及一种用于制造这种电池模块的方法。
背景技术
通用术语“电动车辆”一般包括由电能驱动的任何运输工具。上述名称由此包括道路车辆，尤其是机动车辆、轨道车辆、水运工具和飞机。在已知车辆为“混合动力车辆”的情况下，根据定义预设的电力驱动是与其他驱动方式相组合的。如果不能从外部持续供应驱动所需的能量，将通过合适的“牵引用的蓄电池组”将其储存在车辆自身中。根据现有技术，这种牵引用的蓄电池组典型地具有模块结构，其中各电池模块可包括大量次级电池单元，通常是圆形结构的。EP 2 291 874B1、DE 10 2008 034 878 B4和DE 10 2008 059 972 A1披露了所讨论类型的圆形电池单元的蓄电器。
另外一个已知的实践是通过导电板或金属片将多个电池单元的对应电极彼此连接。这种部件现在可以用作一种接线端子来在一个延伸的区域上接触一个电池模块的所有电池单元。DE 10 2009 035 487 A1对这种安排进行了描述。
在此背景下，对端子的机械固持被证明是有问题的。在此方面，DE 10 2011 009768 A1提出了在这些电池单元上焊接或焊锡相应的导轨形或板形元件。然而，这产生了误差，这种误差必须通过另外的根据现在技术的措施来对其进行补偿。
发明内容
本发明是在以上述现有技术作为背景的情况下给出的。在此背景下，根本的目的是将接线端子可靠地固定在一个有多个电池单元的组件上。本发明另外将其自身的目的设为提供一种相应的电池模块以及用于这种模块的制造方法。
本发明始自一种具有下述1的特征的端子固定座、一种具有下述8的特征的电池模块、以及一种具有下述9的特征的方法。
1.一种用于为至少三个圆形电池单元(14，15，16)固持接线端子(20)的端子固定座(10)，其特征在于以下特征：
-一个中心环绕肋片(11)，该中心环绕肋片用于将该端子固定座(10)放置在这些圆形电池(14，15，16)上、并且用于将该接线端子(20)与这些圆形电池单元(14，15，16)分隔开，
-一个弹性唇缘(12)，该弹性唇缘被安排在端部处，以用于将该端子固定座(10)固定在这些圆形电池单元(14，15，16)之间以及
-一个塑料头部(13)，该头部被安排为与该唇缘(12)相对，以用于将该端子固定座(10)固定在该接线端子(20)上。
2.如上述1所述的端子固定座，其特征为一个大体上圆柱形的主体。
3.如上述2所述的端子固定座，其特征为以下特征：
-该端子固定座(10)是以一体的方式实施的，并且
-该肋片(11)和该唇缘(12)是模制在该主体上的。
4.如上述3所述的端子固定座，其特征在于，该端子固定座(10)包括一种非导电材料。
5.如上述4所述的端子固定座，其特征在于，该材料包括一种聚合物。
6.如上述5所述的端子固定座，其特征在于，该聚合物是一种聚酰胺。
7.如上述6所述的端子固定座，其特征在于，该聚酰胺是玻璃纤维增强的。
8.一种电池模块，具体地是用于一种混合动力或电动车辆中的电池模块，其特征为以下特征：
-用于储存电能的至少三个圆形电池单元(14，15，16)，
-一个接线端子(20)，该接线端子搁置在这些圆形电池单元(14，15，16)的端面上以用于与这些圆形电池单元(14，15，16)进行电接触，该接线端子具有至少三个等距孔(24，25，26)，以及
-至少一个如上述1至7中的任何一项所述的端子固定座(10)，该端子固定座用于将该接线端子(20)机械地固持在这些圆形电池单元(14，15，16)上。
9.一种用于制造电池模块的方法，该电池模块使用了如上述1至7中的任何一项所述的端子固定座(10)，其特征为以下特征：
-该端子固定座(10)是借助于该肋片(11)放置在至少三个圆形电池单元(14，15，16)上的，
-该端子固定座(10)是借助于该唇缘(12)弹性夹持在这些圆形电池单元(14，15，16)之间的，并且
-该端子固定座(10)是借助于该头部(13)固定在该接线端子(20)上的，其中该头部(13)是塑性变形的。
10.如上述9所述的方法，其特征为以下特征：
-在该端子固定座(10)已经被夹持后，将这些圆形电池单元(14，15，16)封装在一种封装化合物(17)中，并且
-在该封装化合物(17)固化后，将该端子固定座(10)固定在该接线端子(20)上。
这个技术方案的一个优点在于可靠固位，其中通过有利的非强制性连接与强制性连接技术的组合而使根据本发明的端子固定座产生了对于一个电池模块中的这些圆形电池单元与接线端子的相对安排。同时，所提出的装置支持特别简单的制造方法，其中被插在三个圆形电池单元之间的端子固定座通过其唇缘的弹性而以一种很大程度上自动的方式将其自身对中。整体来说，这些功能和程序上的优点允许了与传统电池模块相比显著降低单价。
上述2-7和10给出了本发明的进一步有利的实施方式。
由此，根据上述2的发展使之可能将根据本发明的一种端子固定座通过利用所使用的主体的旋转对称性来以任何可想象的中心角引入这些圆形电池单元之间。
接下来，上述3的主题的特征在于其整体结构，这另外降低了制造过程的复杂性。
上述4的附加特征对相应地构建的端子固定座赋予了一种附加功能，该附加功能是作为在这些圆形电池单元与该接线端子之间的绝缘体。
根据上述5的优选实施例允许了基于一种试验和测试过的材料来选择性地适配端子固定座的所需的弹性和塑性特性。
如上述6所述的实施例的特征为这种基础材料特别高的强度、刚度和韧性，并确保端子固定座的最佳的耐化学品性和加工性。
可根据上述7进一步提高这种装置的耐磨损性(在任何情况下都是高的)和良好的抗磨擦性能，并使其与所旨在的制造方法相匹配。
最后，上述10的主题是由其低自重、高稳定和密封作用而与可比较的解决方案不同的。
附图说明
在附图中示出了本发明的一个说明性实施例，并且以下对其进行了详细的说明。
图1是根据本发明的一种端子固定座的透视图。
图2展示了根据本发明的一种制造方法的第一阶段。
图3展示了该制造方法的第二阶段。
图4展示了该制造方法的第三阶段。
图5展示了该制造方法的第四阶段。
图6是根据本发明的一种电池模块的透视剖面图。
具体实施方式
图1的透视图展示了根据本发明的一种端子固定座10的结构。在所示的实施例中，该端子固定座10是以一体的方式实施的，并且其特征为一个大体上圆柱形的主体，一个中心环绕肋片11和安排在端部处的一个弹性唇缘12被模制在该主体上。在此，该主体与该唇缘12相对的区域是指在头部13下方，没有这种指定就会导致对该端子固定座10的定向没有任何限制。
在本案中，使用玻璃纤维含量为30％的DIN简写为PA 66 GF 30的一种聚酰胺作为材料。尽管如此，替代性实施例可使用未增强的聚酰胺或其他具有延展性和对于各自的用途所需的模制的适应性的非导电聚合物。
图2至图5展示了在一种根据本发明用于制造混合动力或电动车辆的电池模块的方法中使用该端子固定座10。如图2已经很清楚的，在此用于储存电能的电池模块包括在六角形超紧凑圆筒套件中具有许多圆形电池单元的一个组件。以下将纯粹通过举例来以三角形安排的三个圆形电池单元14、15、16对所提出的方法进行说明，其中现在描述的步骤应优选地适用于电池模块内的所有这类安排。
如图2示出的，该端子固定座10起初是近似轴向平行于这些圆形电池单元14、15、16而对齐的，并且是在由它们的电极形成的三角形的形心上近似竖直地定位的，其中该唇缘12面向这些圆形电池单元14、15、16的方向，并且该头部13由此背向该方向。从这个大致初始的位置(任何偏差都是通过在这个过程中的根据本发明的端子固定座10自身的特征来进行补偿的)，该端子固定座10可以在很大程度上沿着其共用轴线而竖直地被引入这些圆形电池单元14、15、16之间。一旦所述肋片搁置在在圆形电池单元14、15、16的这些端面上，肋片11就有效地限制了在这个方向上的运动，从而使得只有头部13仍然从该组件中伸出。该端子固定座10的这种竖直最终位置如图3所示。
圆形电池单元14、15、16之间的成对接触需要其周向表面向该端子固定座10的穿透施加一个机械阻力，所述的阻力取决于该端子固定座10的直径，尤其是唇缘12的直径。在这个阶段中，该唇缘12的弹性决定性地证明了，这个特性使唇缘能够与圆形电池单元14、15、16之间留下的空腔相适配。同时，弹性变形的唇缘12在三个等角方向上将均匀的回复力施加在端子固定座10上，从而将端子固定座弹性地夹在圆形电池14、15、16之间。
根据图4，这些圆形电池单元14、15、16与以这种方式夹持的该端子固定座10的下部区域一起随后被一种封装化合物17所封装。然后可将一个具有三个等距孔24、25、26的接线端子20放置在这些圆形电池单元14、15、16的端面上，其方式为使得一个在中心的第四孔23容纳端子固定座10从该组件中伸出的头部13，优选地是只有在所述的封装化合物17固化后才进行放置。显然，根据上面阐述，该接线端子20可具有相当多的孔，以便与相应的大量圆形电池单元和端子固定座相匹配。在这种情况下，这些头部13作为整体与这些相应的孔23互相作用，同时作为对端子固定座10与接线端子20的相对定位辅助。在此，无论如何并不是绝对需要的是使得这些孔24、25、26都是空心圆柱形设计的并与圆形电池单元14、15、16共轴对齐。图5反映了这个方法步骤的暂时性的最后状态，其结果是只有该端子固定座10的头部13从接线端子20的孔13中伸出。
在最后的方法步骤中，优选的是在热的作用下，该端子固定座10的头部13塑性变形，并且如图6结合图5所展示的，该端子固定座10的头部13在该接线端子20的孔13的边缘上是被压平的。现在还垂直于该端子固定座10的轴线而与接线端子20强制连接的头部13因而将该接线端子20最后固紧在该端子固定座10上，在此其可用于在该电池模块的操作中与圆形电池单元14、15、16相接触。

Claims (10)

1.一种用于为至少三个圆形电池单元(14，15，16)固持接线端子(20)的端子固定座(10)，其特征在于，所述端子固定座包括以下特征：
-一个中心环绕肋片(11)，该中心环绕肋片用于将该端子固定座(10)放置在这些圆形电池(14，15，16)上、并且用于将该接线端子(20)与这些圆形电池单元(14，15，16)分隔开，
-一个弹性唇缘(12)，该弹性唇缘被安排在所述端子固定座的端部处，以用于将该端子固定座(10)固定在这些圆形电池单元(14，15，16)之间，以及
-一个塑料头部(13)，该头部被安排为与该唇缘(12)相对，以用于将该端子固定座(10)固定在该接线端子(20)上。
2.如权利要求1所述的端子固定座，其特征为一个圆柱形的主体。
3.如权利要求2所述的端子固定座，其特征为以下特征：
-该端子固定座(10)是以一体的方式实施的，并且
-该肋片(11)和该唇缘(12)是模制在该主体上的。
4.如权利要求3所述的端子固定座，其特征在于，该端子固定座(10)包括一种非导电材料。
5.如权利要求4所述的端子固定座，其特征在于，该材料包括一种聚合物。
6.如权利要求5所述的端子固定座，其特征在于，该聚合物是一种聚酰胺。
7.如权利要求6所述的端子固定座，其特征在于，该聚酰胺是玻璃纤维增强的。
8.一种用于混合动力或电动车辆中的电池模块，其特征为以下特征：
-用于储存电能的至少三个圆形电池单元(14，15，16)，
-一个接线端子(20)，该接线端子搁置在这些圆形电池单元(14，15，16)的端面上以用于与这些圆形电池单元(14，15，16)进行电接触，该接线端子具有至少三个等距孔(24，25，26)，以及
-至少一个如权利要求1至7中的任何一项所述的端子固定座(10)，该端子固定座用于将该接线端子(20)机械地固持在这些圆形电池单元(14，15，16)上。
9.一种用于制造电池模块的方法，该电池模块使用了如权利要求1至7中的任何一项所述的端子固定座(10)，其特征为以下特征：
-该端子固定座(10)是借助于该肋片(11)放置在至少三个圆形电池单元(14，15，16)上的，
-该端子固定座(10)是借助于该唇缘(12)弹性夹持在这些圆形电池单元(14，15，16)之间的，并且
-该端子固定座(10)是借助于该头部(13)固定在该接线端子(20)上的，其中该头部(13)是塑性变形的。
10.如权利要求9所述的方法，其特征为以下特征：
-在该端子固定座(10)已经被夹持后，将这些圆形电池单元(14，15，16)封装在一种封装化合物(17)中，并且
-在该封装化合物(17)固化后，将该端子固定座(10)固定在该接线端子(20)上。
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