CN107799704B - 电池单元和用于电池单元的布线单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池单元(1)，其包括多个电芯模块(2)，其彼此错接，其中，电芯模块(2)分别具有多个电池电芯，其中，电芯模块(2)关联有局部电芯模块控制设备(4)，其中，电芯模块控制设备(4)构造成，使得其控制且/或监控电芯模块(2)，其中，电芯模块控制设备(4)被施用在至少一个扁平导体薄膜(5)上，其中，扁平导体薄膜(5)构造有插接部(7)，其插入到电芯模块(2)的配合插接部中，以及用于电池单元(1)的布线单元。

Description

电池单元和用于电池单元的布线单元
技术领域
本发明涉及一种电池单元和用于电池单元的布线单元。
背景技术
基于单个电池电芯的电压非常低(例如在2V与3V之间)的这样的事实所已知的是，使电池电芯联合在电芯模块中。在此，根据要求使预定数量(例如12或24个)的电池电芯相互互连。在此，互连设计例如是1p、2p或3p。在1p互连的情况中，所有电池电芯串联。在2p互连的情况中，各两个电池电芯并联且之后将该这些并联串联。相应地，在3p互连的情况中，分别使3个电池电芯并联。在此，另外已知的是，将多个这样的电芯模块彼此互连(并联和/或串联)以便于实现期望的电压和电容。在此，另外已知的是，控制且监视这样的电芯模块。在此，控制尤其涉及电芯平衡(Zell-Balancing)，借助于其补偿各个电池电芯彼此电压的不平衡。监视例如涉及电压、电流或温度的测量。如果现在电芯模块的数量足够大，则不适宜的是，通过仅一个单独的中央控制设备来进行控制和监视。因此，在相应数量的电芯模块的情况中插入局部电芯模块控制设备。
由文件DE 10 2010 030 063 A1已知一种在控制设备、尤其发动机控制设备和/或传动机构控制设备与灵活的导线载体的导体电路、尤其多极的扁平导线之间的电气连接组件，其中，控制设备具有多个界面球(Interfaceball)，其由热塑性传导塑料(Leitkunststoff)构成。在此，为了实现相应地与导体电路的导体球(Leiterballen)的电气连接，界面球可与其融合。
由文件DE 103 52 946 A1已知一种带有半导体芯片和布线层(Umverdrahtungslage)的半导体构件，其中，半导体芯片以其后侧和其边缘侧嵌入到壳体模塑料(Gehaeusekunststoffmasse)中。半导体芯片的有效顶侧布置成与壳体模塑料的顶侧共面，它们形成总顶侧(Gesamtoberseite)，该总顶侧承载布线层。在此，另外设置成，扁平导体薄膜带布置在壳体模塑料以内并且从总顶侧延伸至半导体芯片的后侧并且电气地与半导体芯片的后侧处于连接中。
发明内容
本发明所基于的技术问题在于实现一种电池单元，其在结构上紧凑。另一技术问题是实现合适的布线单元。
该技术问题的解决方案通过电池单元以及布线单元来得出。
电池单元包括多个电芯模块，其彼此互连，其中，电芯模块分别具有多个电池电芯。在此，电芯模块关联有局部的电芯模块控制设备，其中，电芯模块控制设备构造成，其控制且或/监视电芯模块。在此，电芯模块控制设备被施用到至少一个扁平导体薄膜上，其中，扁平导体薄膜构造有插接部，其被插在电芯模块的配合插接部中。这允许带有较小高度的非常紧凑的结构，因为电芯模块控制设备不需要复杂的壳体。优选地，电芯模块控制设备与扁平导体薄膜焊接，然而例如还可借助于电气可导的黏胶剂相连接。基本上每个电芯模块可关联有电芯模块控制设备，然而优选地一个电芯模块控制设备关联于至少两个电芯模块。在此，除了电气连接之外，插接连接还用于扁平导体薄膜的机械连结。附加地，其可借助于夹子机械地例如连结在容纳电芯模块的壳体处。
在最简单的情况中，扁平导体薄膜仅用于容纳电芯模块控制设备和其借助于(多个)插接部到(多个)相关联的电芯模块处的电气连结，其中，电芯模块控制设备彼此的连接经由单独的、优选地成捻的线缆来实现。
在一优选的实施形式中，然而所有电芯模块控制设备布置在恰一个扁平导体薄膜上，电芯模块控制设备经由该扁平导体薄膜在信号技术上且关于电压供给部相互连接。然而中间解决方案也是可行的，在其中每个扁平导体薄膜承载有一定数量的电芯模块控制设备，其中，于是这些扁平导体薄膜例如利用线缆相连接。
在一实施形式中，关联于电芯模块控制设备的电芯模块的数量取决于电池电芯在电芯模块中的互连。在此，适用于，并联的电池电芯越多，可关联于电芯模块控制设备的电芯模块就越多，因为由于并联节省了控制导线。例如在1p互连的情况中，一个电芯模块控制设备关联于一个电芯模块，在2p互连的情况中，一个电芯模块控制设备关联于两个电芯模块等等。
在另一实施形式中，扁平导体薄膜具有至少一个总线，其使电芯模块控制设备相互连接。优选地，总线是例如用于CAN的二线材总线(Zwei-Draht-Busleitung)。于是，所有电芯模块控制设备可经由该总线将其数据传输到中央电池控制设备处。
在另一实施形式中，扁平导体薄膜具有至少一个用于电芯模块控制设备的电压供给导线。
在另一实施形式中，平行于(多个)总线和/或(多个)电压供给导线布置有屏蔽导体，其中，在扁平导体薄膜的绝缘基底薄膜与绝缘覆盖薄膜之内带入导电层。其于是与屏蔽导体一同用作尤其用于总线的屏蔽，以便于防止电磁干扰。
在另一实施形式中，扁平导体薄膜在用于电芯模块的插接部与电芯模块控制设备之间具有导线，其具有颈缩部。在此，颈缩部密封地布置在插接部处并且用作短路保护部。于是，如果来自电池模块的电流过大，则导线烧断并且如此保护电芯模块控制设备和电池系统中另外的部件以免过压。
用于电池单元的布线单元具有扁平导体薄膜，将至少一个局部电芯模块控制设备施用到扁平导体薄膜上，其中，扁平导体薄膜构造有至少一个插接部。鉴于另外的设计方案参考上述相对电池单元的设计方案。
附图说明
接下来根据优选的实施例详细阐述本发明。其中：
图1以第一实施形式示出了电池单元的示意性部分图，
图2以第二实施形式示出了电池单元的示意性部分图，
图3示出了穿过扁平导体薄膜的示意性横截面图，
图4示出了在两个电芯模块控制设备之间的导线的示意图，以及
图5示出了颈缩部的示意图。
附图标记清单
1 电池单元
2 电芯模块
3 壳体
4 电芯模块控制设备
5 扁平导体薄膜
6 导线
7 插接部
8 线缆
9 电池控制设备
10 屏蔽导线
11 总线
12 电压供给导线
13 层
14 基底薄膜
15 覆盖薄膜
16 金属层
17 颈缩部。
具体实施方式
在图1中以第一实施形式示出了电池单元1的部分图。在此，示出了六个电芯模块2，其布置在共同的壳体3中。电芯模块的互连未示出。在此，上面三个电芯模块2关联有一个电芯模块控制设备4，且下面三个电芯模块2关联有一个电芯模块控制设备4。电芯模块控制设备4分别焊接在具有导线6的扁平导体薄膜5上。导线6通过焊接与电芯模块控制设备4的入口销钉(Eingangspin)和出口销钉(Ausgangspin)相连接。在导线6的端部处分别布置有插接部7，其分别插入电芯模块2的未示出的配合插接部中，其中，中间电芯模块2的插接部7被遮盖。经由导线6可读出来自电芯模块2的测量值例如电压、电流和温度并且可传递控制指令。
于是，各个电芯模块控制设备4经由成捻的线缆8连续地相互连接，其中，最后的电芯模块控制设备4与中央电池控制设备9相连接。在此，线缆8包含用于电芯模块控制设备4的电压供给导线和总线。
在图2中示出了备选的实施形式，在其中成捻的线缆8的功能性被集成到扁平导体薄膜5中。为此，扁平导体薄膜5附加于导线6还具有用于电芯模块控制设备4的电压供给导线12、屏蔽导线10和总线11，这应根据图4来详细阐述。
扁平导体薄膜5具有屏蔽导线10，在其之间布置有两个总线11和两个电压供给导线12。在此，屏蔽导线10被放到共同的参考电势(例如接地线)上。在此，屏蔽导线10是屏蔽部的一部分，因为总线11和电压供给导线12不可如一般通常地那样来成捻并且相对电磁干扰非常敏感。
上下缺失的屏蔽部通过扁平导体薄膜5的基底薄膜14和覆盖薄膜15中的导电层13来实现，其如同三明治那样包括扁平导体5的本来的金属层16(带有导线10-12)(参见图3)。传导层例如通过薄的气相渗镀的金属层来构建。于是，层13被放到与屏蔽导线10相同的参考电势上。
在图5中示例性地示出了用于导线6的颈缩部17，经由其例如测量电池电芯在电芯模块2中的电压。

Claims (10)

1.一种电池单元(1)，其包括多个电芯模块(2)，其彼此互连，其中，所述电芯模块(2)分别具有多个电池电芯，其中，所述电芯模块(2)关联有多个局部电芯模块控制设备(4)，其中，所述电芯模块控制设备(4)构造成，使得其控制且/或监视所述电芯模块(2)，其特征在于，所述电芯模块控制设备(4)被施用在至少一个扁平导体薄膜(5)上，其中，所述扁平导体薄膜(5)构造有插接部(7)，其插入到所述电芯模块(2)的配合插接部中。
2.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所有电芯模块控制设备(4)布置在刚好一个扁平导体薄膜(5)上。
3.根据权利要求1或2所述的电池单元，其特征在于，一个电芯模块控制设备(4)关联有多个电芯模块(2)。
4.根据权利要求3所述的电池单元，其特征在于，关联于所述一个电芯模块控制设备(4)的电芯模块(2)的数量取决于所述电池电芯在所述电芯模块(2)中的互连。
5.根据权利要求1或2所述的电池单元，其特征在于，所述扁平导体薄膜(5)具有至少一个总线(11)，其使所述电芯模块控制设备(4)相互连接。
6.根据权利要求1或2所述的电池单元，其特征在于，所述扁平导体薄膜(5)具有用于所述电芯模块控制设备(4)的至少一个电压供给导线(12)。
7.根据权利要求5所述的电池单元，其特征在于，平行于所述至少一个总线(11)布置有屏蔽导线(10)，其中，在所述扁平导体薄膜(5)的起电绝缘作用的基底薄膜(14)与起电绝缘作用的覆盖薄膜(15)之内引入导电层(13)。
8.根据权利要求6中所述的电池单元，其特征在于，平行于所述至少一个电压供给导线(12)布置有屏蔽导线(10)，其中，在所述扁平导体薄膜(5)的起电绝缘作用的基底薄膜(14)与起电绝缘作用的覆盖薄膜(15)之内引入导电层(13)。
9.根据权利要求1或2所述的电池单元，其特征在于，所述扁平导体薄膜(5)在所述电芯模块控制设备(4)与所述插接部(7)之间具有导线(6)，其具有颈缩部(17)。
10.一种用于电池单元(1)的布线单元，所述电池单元包括多个电芯模块(2)，其彼此互连，其中，所述电芯模块(2)分别具有多个电池电芯，其特征在于，所述布线单元具有扁平导体薄膜(5)，将至少一个局部的电芯模块控制设备(4)施用到所述扁平导体薄膜(5)上，其中，所述扁平导体薄膜(5)构造有至少一个插接部(7)，其插入到所述电芯模块(2)的配合插接部中。
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