CN106575740B - 用于通过使用导体引线在储能电池和导体板结构之间形成电触点接通的装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过能导电的导体引线(4)在电的储能电池(2)和能导电的导体板结构(3)之间形成电触点接通的装置(1)，所述装置包括用于在能导电的导体引线(4)和电的储能电池(2)之间形成电触点接通以及用于在所述或一个能导电的导体引线(4)和所述或一个能导电的导体板结构(3)之间形成电触点接通的工具(6)，其中，所述工具(6)包括至少可以以自由端部运动穿过导体板结构侧的穿通部(7)的工具元件(5)，其中，在所述工具元件(5)的可运动穿过导体板结构侧的穿通部(7)的自由端部的区域上或中布置或构造有至少一个用于在所述或一个能导电的导体引线(4)和所述或一个电的储能电池(2)之间形成电触点接通以及用于在所述能导电的导体引线(4)和所述或一个能导电的导体板结构(3)之间形成电触点接通的触点接通装置(8)。

Description

用于通过使用导体引线在储能电池和导体板结构之间形成电 触点接通的装置以及方法
技术领域
本发明涉及一种用于通过能导电的导体引线在电的储能电池和能导电的导体板结构之间形成电触点接通的装置，所述装置包括用于在能导电的导体引线和电的储能电池之间形成电触点接通以及用于在所述或一个能导电的导体引线和所述或一个能导电的导体板结构之间形成电触点接通的工具。
背景技术
结合由多个通过能导电的导体板结构彼此电触点接通的电的储能电池组成的电组件的制造、也就是说特别是包括多个电的储能电池的储能电池模块的制造，已知的是，相应的电的储能电池通过能导电的导体引线与导体板结构触点接通。
为此使用包括这样的工具的装置，该工具用于在能导电的导体引线和电的储能电池之间形成电触点接通以及用于在所述或一个能导电的导体引线和所述或一个能导电的导体板结构之间形成电触点接通。
属于该装置的还有相对于工具单独地构造的机构，通过该机构提供形成所描述的电触点接通所需的能量。因此，该装置在设备技术方面相对麻烦地构造。
发明内容
本发明提出的目的是，给出经改善的用于在电的储能电池和能导电的导体板结构之间形成电触点接通的装置。
该目的通过开头所述类型的装置实现，所述装置的特征在于，工具包括至少可以以自由端部运动穿过导体板结构侧的穿通部的工具元件，其中，在工具元件的可运动穿过导体板结构侧的穿通部的自由端部的区域上或中布置或构造有至少一个用于在所述或一个能导电的导体引线和所述或一个电的储能电池之间形成电触点接通以及用于在能导电的导体引线和所述或一个能导电的导体板结构之间形成电触点接通的触点接通装置。
装置通常被构造或设置用于通过能导电的导体引线在电的储能电池和能导电的导体板结构之间形成或建立电触点接通。为此，装置包括用于在能导电的导体引线和电的储能电池之间形成电触点接通以及用于在所述或一个能导电的导体引线和所述或一个能导电的导体板结构之间形成电触点接通的工具。在能导电的导体引线和电的储能电池之间形成电触点接通以及在能导电的导体引线和能导电的导体板结构之间形成电触点接通典型地通过键合或引线键合进行；因此，工具典型地为键合或引线键合工具。
工具包括至少一个至少可以以自由端部运动穿过导体板结构侧的穿通部的工具元件。因此，工具元件一方面至少在自由端部的区域中在几何结构方面如此构造，使得所述工具元件基本上可运动穿过相应的导体板结构侧的、也就是说构造在导体板结构中的穿通部或开口。另一方面，工具元件通过相应的支承部分如此可动地支承，使得所述工具元件可运动穿过相应的导体板结构侧的、也就是说构造在导体板结构中的穿通部。因此，通过支承部分实现工具元件在至少一个运动方向或空间方向上的确定的运动可能性，由此，所述工具元件至少在自由端部的区域中可运动穿过相应的导体板结构侧的穿通部。典型地，支承部分配置有手动地或至少部分自动化地可驱动或被驱动的驱动装置，例如呈调节马达的形式，通过所述驱动装置可实现工具元件的运动。
用于在所述或一个能导电的导体引线和所述或一个电的储能电池之间形成电触点接通以及用于在能导电的导体引线和所述或一个能导电的导体板结构之间形成电触点接通的触点接通装置属于工具元件。因此，通过触点接通装置，在相应的储能电池和相应的导体板结构之间真正地形成相应的电触点接通。因此，通过触点接通装置，可形成用于形成相应的电触点接通所需的能量。由于电触点接通如所提及的那样典型地借助于键合或引线键合来构造，所以触点接通装置典型地为键合或引线键合装置。
重要的是，触点接通装置布置或构造在工具元件的可运动穿过所述或通常一个导体板结构侧的穿通部的自由端部的区域上或中并且由此直接布置或构造在工具元件上。因此，触点接通装置是工具元件的固定组成部分。由此，装置在设备技术方面紧凑地且由此有利地构造。
配备有触点接通装置的工具元件可被称为或视为第一工具元件。
触点接通装置特别是构造成用于产生和/或引入振动、特别是机械振动(震动)至少到能导电的导体引线中的振动装置或者包括至少一个这种振动装置。因此，通过振动装置可形成呈振动、也就是说特别是震动的形式的用于形成相应电触点接通所需的能量。因此，振动装置可被称为或视为键合头。因此，可直接地或局部地在分别待形成的触点接通区域上产生振动。因此，在键合过程方面，直接地或局部地在分别待形成的触点接通区域上产生键合所需的振动。
可如此控制振动装置，使得通过所述振动装置可实现不同的振动、特别是不同的振动幅度或频率。因此，可在两个接合副、也就是说例如导体引线和导体板结构的具体配对方面匹配或优化振动。
为了产生振动，原则上可实现不同的技术方案。仅仅示例性地参考压电地和磁性地产生的振动或震动。相应地，振动装置例如可构造成压电元件和/或磁性元件，或者包括至少一个压电元件和/或至少一个磁性元件。
在结构方面，工具元件可具有成角度地、特别是垂直地从长形的基本区段中伸出的钳区段，触点接通装置布置或构造在所述钳区段上。因此，工具元件可具有通过长形的基本区段和成角度地、特别是垂直地从所述基本区段中伸出的钳区段形成的L形的几何造型。具有或包括触点接通装置的钳区段可被称为或视为工具的第一钳区段。
适宜地，工具实施成多件式的，也就是说，除了所描述的(第一)工具元件，所述工具适宜地包括至少一个另外的工具元件。
在此，另外的工具元件也可具有成角度地、特别是垂直地从长形的基本区段中伸出的钳区段。钳区段可形成用于另外的工具元件贴靠在所述导体板结构、尤其是一个导体板结构的背离储能电池的面或侧上的贴靠区域。即，另外的工具元件可同样具有通过长形的基本区段和成角度地、特别是垂直地从所述基本区段中伸出的钳区段形成的L形的几何造型。具有或包括贴靠区段的钳区段可被称为或视为工具的另外的钳区段。
所述或一个另外的工具元件的钳区段可具有至少一个用于尤其是形状锁合地配合到对应的导体板结构侧的凹部中的保险突出部，是如此地配合，使得防止贴靠在能导电的导体板结构上的另外的工具元件和能导电的导体板结构之间的相对运动、特别是滑动运动。由此，通过相应的保险突出部，可防止另外的工具元件相对于导体板结构特别是沿着导体板结构的运动、特别是滑动运动，并且由此实现另外的工具元件在导体板结构处或上的稳定布置。为此，导体板结构适宜地被准备具有相应的与工具元件侧的保险突出部对应的凹部、也就是说例如槽形的凹陷部。显然，也可设想相反的原理，也就是说工具元件侧的凹部和与此对应的导体板结构侧的突出部。
适宜地，所述至少两个工具元件、也就是说第一工具元件和所述至少一个另外的工具元件可彼此相对运动地支承着。工具元件的可运动支承实现：所述工具元件在彼此相对运动的状态中搭接或包围导体板结构的特别是限制导体板元件侧的穿通部的自由区域。典型地，第一工具元件为此向所述或一个导体板结构的面对储能电池的(下部的)面或下侧运动，并且所述或另外的工具元件向所述或一个导体板结构的背离储能电池的(上部的)面或上侧运动，从而整体导致导体板结构或者说导体板结构的自由区域被搭接或包围。在就此而言也可被称为或视为工具的闭合位置的彼此相对运动的状态中，可施加确定的压紧力，为了在相应的导体引线和相应的导体板结构之间形成稳定的电触点接通，所述压紧力可为需要的或适宜的。原则上，工具的各个工具元件可彼此独立地运动地支承着，也就是说，所述工具元件可彼此独立地在不同的运动方向或空间方向上运动。
此外，本发明涉及一种用于在电的储能电池和能导电的导体板结构之间形成电触点接通的方法，其中，电的储能电池通过至少一个能导电的导体引线与导体板结构触点接通。根据本发明，为了电的储能电池与能导电的导体板结构电触点接通，至少一个能导电的导体引线借助于上述装置连接在能导电的导体板结构的面对电的储能电池的面或侧上。原则上，在方法意义上的所有实施方案类似地在装置意义上适用。相反地，在装置意义上的所有实施方案类似地在方法意义上适用。
总地来说，该方法涉及在至少一个电的储能电池和至少一个能导电的导体板结构之间形成能导电的触点接通或连接。该方法特别是可在构造包括多个电的储能电池的储能电池模块的意义上使用，所述储能电池模块例如安装在机动车中以便为机动车侧的电负载供给电能。
总地来说，根据方法，通过以下方式在相应的储能电池和所述或通常一个导体板结构之间形成相应的能导电的触点接通：储能电池分别通过至少一个能导电的导体引线与所述或通常一个导体板结构电触点接通，也就是说电连接在所述导体板结构上。导体板结构也可被称为或视为汇流板。
方法的特点在于，相应的导体引线仅仅连接在相应的导体板结构的直接面对相应的待触点接通的储能电池的所述或一个面或侧上。因此，仅仅在导体板结构的也可被称为或视为导体板结构的下侧的面对所述或一个相应的储能电池的面或侧上进行导体引线的电触点接通。因此，导体引线不被引导穿过导体板结构。而是一个或多个导体引线典型地从储能电池起直接被引导到导体板结构的直接面对储能电池的面或侧。
在制造技术方面，所描述的根据方法的方案有利的是，可省去将相应的导体引线麻烦地穿过导体板结构侧的穿通部。
在方法的范围内，可使用至少区段地构造成具有多个穿通部的孔板结构的导体板结构。虽然使用这种通常也可被称为或视为孔板的导体板结构，根据方法未提出，将相应的导体引线引导穿过孔板结构侧的穿通部。在此，导体引线也在导体板结构侧连接在导体板结构的相应的直接面对储能电池的面或侧上。
典型地，在方法的范围内使用的所述或通常一个导体板结构具有平的或面式的造型。因此，特别是使用板式的或板形的导体板结构。然而，原则上，相应的导体板结构也可至少区段地具有弯曲的或拱曲的区域。
关于所述或通常一个导体引线在所述或通常一个储能电池上的电连接或触点接通，在方法的范围内适宜地提出，导体引线在储能电池侧连接在电的储能电池的电连接元件、特别是电池极上。因此，相应的储能电池侧的电连接元件、也就是说特别是负的或正的电池极适宜地用作适用于相应的导体引线在相应的储能电池上电触点接通的触点接通区域。
所述或通常一个导体引线在所述或通常一个能导电的导体板结构上的连接适宜地借助于键合或引线键合来进行。原则上考虑所有键合或引线键合方法。因此，特别是例如可借助于热压键合、热声波球-楔键合或超声波楔-楔键合进行所述或通常一个导体引线在所述或通常一个导体板结构上的连接。
适宜地，所使用的导体引线由能良好导电的金属制成。显然同样应理解成金属合金的金属应适合在相应的键合方法的范围内使用。因此，特别是考虑由铝、金或铜制成的或包括铝、金或铜的导体引线。这种列举仅仅是示例性的并且因此不是最终的。
所使用的导体板结构也适宜地由能良好导电的金属制成。在此也显然同样应理解成金属合金的金属应适合在相应的键合方法的范围内使用。因此，特别是考虑由铝或铜制成的或包括铝或铜的导体板结构。这种列举也仅仅是示例性的并且因此不是最终的。
导体板结构也可由多种不同的能导电的材料制成，所述材料以多层或多层次的结构存在。然而，至少导体板结构的待面对或已面对储能电池的面或侧应由能良好导电的适合在相应的键合方法的范围内使用的材料或金属制成。
在形成电触点接通期间，导体引线特别是作为连续引线可绕工具元件侧的触点接通装置、特别是绕配备有触点接通装置的工具元件被引导。如此，可在形成电触点接通期间良好地且可靠地操作导体引线。
此外，本发明涉及一种电组件，所述电组件包括至少一个电的储能电池和至少一个能导电的导体板结构，其中，所述至少一个电的储能电池根据如上所述的方法与能导电的导体板结构电触点接通。因此，在方法意义上的所有实施方案类似地适用于电组件。
电组件例如可以是具有多个彼此电触点接通或连接的储能电池的储能电池模块，该储能电池模块例如安装在机动车中以便为机动车侧的电负载供给电能。
附图说明
从以下描述的实施例中并且根据附图得到本发明的其它优点、特征和细节。其中：
图1至3分别示出了根据本发明的实施例的用于在储能电池和导体板结构之间形成电触点接通的装置的原理图。
具体实施方式
图1至3分别示出了根据本发明的实施例的用于在电的储能电池2和能导电的导体板结构3之间形成电触点接通的装置1的原理图。
在图1至3中在此示出了用于在例如基于锂或锂化合物的储能电池2和导体板结构3之间形成电触点接通的方法的不同方法步骤。可看出，导体板结构3为面式的或板式的具有多个典型地以均匀的布置方案构造的穿通部7的孔板。导体板结构3也可被称为或视为汇流板。
装置1包括用于在能导电的导体引线4和电的储能电池2之间形成电触点接通以及用于在所述或一个能导电的导体引线4和所述或一个能导电的导体板结构3之间形成电触点接通的工具。
如根据以下解释得到的那样通常也可被称为或视为可在键合法或引线键合法中使用的键合或引线键合工具的工具包括两个工具元件5、6。在图1和2中，第一工具元件5伸过导体板结构侧的穿通部7并且因此以其自由端部直接位于导体板结构3的面对储能电池2的下侧的区域中。另外的工具元件6直接位于导体板结构3的背离储能电池2的上侧的区域中或者贴靠在所属上侧上。
工具元件5、6分别具有L形的几何造型，其具有成角度地从长形的基本区段5a、6a中伸出的钳区段5b、6b。相应的钳区段5b、6b形成工具元件5、6的相应的自由端部。
第一工具元件5的钳区段5a以及由此第一工具元件5的自由端部设有触点接通装置8。触点接通装置8被构造或设置用于在所述或一个能导电的导体引线4和所述或一个电的储能电池2之间形成电触点接通以及用于在能导电的导体引线4和所述或一个能导电的导体板结构3之间形成电触点接通。
为此，触点接通装置8包括未详细示出的振动装置，用于产生和/或引入振动、特别是震动至少到所述或一个能导电的导体引线4中。因此，通过振动装置可直接地或局部地在分别待形成的触点接通区域10上产生振动。振动装置可构造成压电元件和/或磁性元件。振动装置也可被称为或视为键合头。
两个工具元件5、6通过合适的支承装置9可彼此相对运动地支承。在此，两个工具元件5、6可彼此独立地在不同的运动方向或空间方向上运动。
在图1中示出了工具元件5、6的也可被称为或视为闭合位置的彼此相对运动的状态，在该状态中，工具元件5、6搭接或包围导体板结构3的在此限制导体板结构侧的穿通部7的自由区域。在此，第一工具元件5向导体板结构3的面对储能电池2的(下部的)面或下侧运动并且工具元件6向导体板结构3的背离储能电池2的(上部的)面或上侧运动，从而整体导致导体板结构3或者说导体板结构3的自由区域被搭接或包围。
通过在图1中示出的工具元件5、6的彼此相向的相对运动，可将特别是下部的工具元件5的通过在图1中相向指向的箭头F表示的压紧力施加到导体板结构3上，为了在导体引线4和导体板结构3之间形成稳定的电触点接通，所述压紧力可为需要的或适宜的。
可看出，另外的工具元件6在钳区段6b的区域中设有保险突出部6c，如从图1、2中得到的那样，所述钳区段形成用于另外的工具元件6贴靠在导体板结构3的背离储能电池2的侧上的贴靠区域。保险突出部6c特别是形状锁合地配合到在导体板结构侧准备的对应的凹部3a中。因此，保险突出部6c如此与导体板结构侧的凹部3a共同作用，使得防止另外的工具元件6相对于导体板结构3特别是沿着导体板结构3的运动、特别是滑动运动，并且由此实现至少另外的工具元件6在导体板结构3处或上的稳定布置。
可看出，典型地作为连续材料存在的导体引线4绕第一工具元件5的钳区段5b被引导。由此，导体引线4可良好且可靠地被操作。
在图2中，构造有在导体引线4和导体板结构3的面对储能电池2的面或侧之间形成电触点接通的触点接通区域10。例如，触点接通区域10可构造成点形的或线形的。为此，已经借助于工具元件5将导体引线4直接引导到导体板结构3的面对储能电池2的面或下侧。为了形成储能电池侧的触点接通区域10，工具元件5已经利用一定的通过箭头F表示的压紧力向储能电池2运动。
第一工具元件5在朝储能电池2的方向上被引导，以便在那里同样构造在导体引线4和储能电池2之间形成电触点接通的触点接通区域10。为此，第一工具元件5可以利用确定的压紧力向储能电池2运动。可看出，触点接通区域10在储能电池侧的电连接元件11、也就是说电池极的区域中形成。触点接通区域10例如也可构造成点形的或线形的。
在图3中去掉了多余的导体引线材料，并且通过触点接通区域10在储能电池2和导体板结构3的直接面对所述储能电池的侧之间形成电触点接通。工具、也就是说工具元件5、6也已经运动，例如以便在另一部位类似地执行所描述的方法。
通过所描述的方法，可制造特别是呈包括多个电的储能电池2的储能电池模块形式的电组件，该储能电池模块例如安装在机动车中以便为机动车侧的电负载供给电能。
在图中示出的导体引线4由能良好导电的金属、例如铝或铝合金制成。金属适合在相应的键合方法的范围内使用。
导体板结构3也由能良好导电的金属、例如铜或铜合金制成。金属适合在相应的键合方法的范围内使用。导体板结构3也可由多种不同的能导电的材料制成，所述材料以多层或多层次的结构存在。然而，至少导体板结构3的待面对或已面对储能电池2的面应由能良好导电的适合在相应的键合方法的范围内使用的材料或金属制成。
尽管在图中仅仅示出了布置在储能电池2之上的(上部的)导体板结构3，显然也可行的是，将另外的(下部的)导体板结构3布置在储能电池2之下，并且使储能电池2相应地特别是备选地或补充地与(下部的)导体板结构3触点接通。电触点接通在此也可如此，使得导体引线4为了电的储能电池2与能导电的导体板结构3电触点接通而连接在能导电的导体板结构3的面对电的储能电池2的面上。

Claims (17)

1.一种用于通过能导电的导体引线(4)在电的储能电池(2)和能导电的导体板结构(3)之间形成电触点接通的装置(1)，所述装置包括用于在能导电的导体引线(4)和电的储能电池(2)之间形成电触点接通以及用于在所述能导电的导体引线(4)和所述能导电的导体板结构(3)之间形成电触点接通的工具，其特征在于，所述工具包括至少能够以自由端部运动穿过导体板结构侧的穿通部(7)的工具元件(5)，其中，在所述工具元件(5)的可运动穿过导体板结构侧的穿通部(7)的自由端部的区域上或中布置或构造有至少一个用于在所述能导电的导体引线(4)和所述电的储能电池(2)之间形成电触点接通以及用于在所述能导电的导体引线(4)和所述能导电的导体板结构(3)之间形成电触点接通的触点接通装置(8)，其中所述工具元件(5)具有成角度地从长形的基本区段(5a)中伸出的钳区段(5b)，所述触点接通装置(8)布置或构造在所述钳区段上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述触点接通装置(8)构造成用于至少向能导电的导体引线(4)中产生和/或引入振动的振动装置或者包括至少一个这种振动装置。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述振动装置构造成压电元件和/或磁性元件，或者包括至少一个压电元件和/或至少一个磁性元件。
4.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述钳区段(5b)垂直地从长形的基本区段(5a)中伸出。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于至少一个另外的工具元件(6)，所述另外的工具元件具有成角度地从长形的基本区段(6a)中伸出的钳区段(6b)，所述钳区段形成用于所述另外的工具元件(6)贴靠在所述导体板结构(3)的背离储能电池(2)的面上的贴靠区域。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述另外的工具元件(6)的钳区段(6b)具有至少一个用于配合到对应的导体板结构侧的凹部(3a)中的保险突出部(6c)，配合方式为，使得防止贴靠在所述能导电的导体板结构(3)上的所述另外的工具元件(6)和所述能导电的导体板结构(3)之间的相对运动。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述两个工具元件(5、6)可彼此相对运动地支承着，支承方式为，使得所述工具元件在彼此相对运动的状态中包围所述导体板结构(3)的限制导体板元件侧的穿通部(7)的自由区域。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述另外的工具元件(6)的钳区段(6b)垂直地从所述另外的工具元件的长形的基本区段(6a)中伸出。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述保险突出部(6c)和所述凹部(3a)之间的配合方式为，使得防止贴靠在所述能导电的导体板结构(3)上的所述另外的工具元件(6)和所述能导电的导体板结构(3)之间的滑动运动。
10.一种用于在电的储能电池(2)和能导电的导体板结构(3)之间形成电触点接通的方法，其中，所述电的储能电池(2)通过至少一个能导电的导体引线(4)与所述导体板结构(3)触点接通，其中，为了所述电的储能电池(2)与所述能导电的导体板结构(3)电触点接通，至少一个能导电的导体引线(4)借助于根据上述权利要求中任一项所述的装置(1)连接在所述能导电的导体板结构(3)的面对所述电的储能电池(2)的面上。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述能导电的导体引线(4)绕所述工具元件侧的触点接通装置(8)被引导。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，使用至少区段地构造成具有多个穿通部(7)的孔板结构的能导电的导体板结构(3)。
13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，将所述能导电的导体引线(4)直接引导到所述能导电的导体板结构(3)的面对所述电的储能电池(2)的面。
14.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述能导电的导体引线(4)在储能电池侧连接在所述电的储能电池(2)的电连接元件(5)上。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述能导电的导体引线(4)作为连续引线绕配备有所述触点接通装置(8)的工具元件(5)被引导。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述能导电的导体引线(4)在储能电池侧连接在所述电的储能电池(2)的电池极上。
17.一种电组件，所述电组件包括至少一个电的储能电池(2)和能导电的导体板结构(3)，其中，所述至少一个电的储能电池(2)根据权利要求10至16中任一项所述的方法与所述能导电的导体板结构(3)电触点接通。
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