CN110178243A - 可充电电池子单位和可充电电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及可充电电池子单位（35），包括：至少一个可充电电池单元（36）；用于容纳电池单元（36）的至少一个电池单元壳体（37），其中电池单元壳体（37）具有通过电池单元壳体（37）的圆周侧面区域（40）彼此分离的两个相对的轴向端面（38、39），并且至少一个轴向端面（38、39）包括至少一个通孔（41、42）；以及至少一个接触单元（43、44），其是至少部分导电的并且固定到电池单元壳体（37）以关闭通孔（41、42），其中接触单元（43、44）经由通孔（41、42）与电池单元（36）的至少一个集流器（47、48）电连接，并且接触单元（43、44）包括背对电池单元（36）用于将电池子单位（35）与外部电连接的至少一个外接触表面（45、46）。
Description
技术领域
本发明涉及可充电电池子单位和可充电电池，所述可充电电池包括至少两个可充电电池子单位。
近来，诸如锂离子电池单元的可充电电池单元使用在不同应用中。例如，在电动车和混合动力车辆中安装电池单元以向这样的车辆的电驱动单元供应电功率。一般地，将若干电池单元组合以形成具有串联连接的电池单元的电池子单位或电池。
常规可充电电池子单位包括若干电池单元，其中相邻电池单元借助于电池单元连接器彼此电连接。电池单元可以通过子单位外壳而保持就位。常规地，这样的电池子单位的每个电池单元包括具有金属部件的硬电池单元外壳。
发明内容
本发明的目的是改进可充电电池子单位的体积能量密度和可充电电池的体积能量密度，以及降低可充电电池子单位的生成成本和可充电电池的生产成本。
该目的通过独立权利要求来解决。在以下描述、独立权利要求和附图中公开了有利实施例，其中单独取得或以至少两个实施例彼此的组合取得的这些实施例可以涉及本发明的优选或有利方面。可充电电池单位的实施例可以是可充电电池的实施例并且反之亦然，即便是这未在以下被明确公开。
根据本发明的可充电电池子单位包括：至少一个可充电电池单元；用于容纳电池单元的至少一个电池单元壳体，其中电池单元壳体具有通过电池单元壳体的圆周侧面区域彼此分离的两个相对的轴向端面，并且至少一个轴向端面包括至少一个通孔；以及至少一个接触单元，其是至少部分导电的并且固定到电池单元壳体以关闭通孔。接触单元经由通孔与电池单元的至少一个集流器电连接，并且接触单元包括背对电池单元用于将电池子单位与外部电连接的至少一个外接触表面。
利用本发明，一个或多个电池单元被容纳在电池单元壳体内，使得不需要用于每个电池单元的常规硬电池单元外壳。取而代之的是，利用本发明，一个或多个软电池单元被容纳在优选为硬的电池单元壳体内。在根据本发明的可充电电池子单位中，常规被各个硬电池单元外壳占据的构造空间由各个电池单元的有源部件（特别地，电极和分隔物）占据。因此，与常规可充电电池子单位相比，根据本发明的可充电电池子单位的体积能量密度得到改进。体积能量密度的该改进得自于根据本发明的可充电电池子单位的改进的体积利用。另外，由于具有金属部件的常规硬电池单元外壳未由本发明使用，所以与常规可充电电池子单位相比，根据本发明的可充电电池子单位的生产成本得到降低。此外，由于具有金属部件的常规硬电池单元外壳未由本发明使用，所以与常规可充电电池子单位相比，根据本发明的可充电电池子单位的重量得到降低。
根据本发明的可充电电池子单位可以包括容纳在电池单元壳体内的两个或更多个可充电电池单元。每个可充电电池单元可以是包括电极堆叠或构成果冻卷电池单元的锂离子电池单元。
圆柱形电池单元壳体的每个轴向端面可以形成为卵形、椭圆形、圆形、多边形、矩形或方形轴向端面。由于包括具有相同形状的至少两个可充电电池子单位的可充电电池的体积利用较高，所以当这些电池子单位的电池单元壳体具有矩形或方形轴向端面时，这些形状对于轴向端面而言是优选的。电池单元壳体可以部分地或完全地由塑料材料制成。包含在电池单元壳体内的至少一个电池单元的集流器是通过电池单元壳体的至少一个轴向端面的至少一个通孔可访问的。可替换地，电池单元壳体的每个轴向端面包括至少一个通孔。塑料材料例如是聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯等。可替换地，电池单元外壳至少部分地由例如不锈钢的金属制成。接触单元可以附着性地结合到壳体，特别地是为了将接触单元与壳体电绝缘。可替换地，接触单元与壳体之间的连接可以通过注塑成型来建立，使得接触单元与壳体电绝缘。
接触单元是部分地或完全地导电的。例如，接触单元可以至少部分地由不锈钢制成。接触单元至少固定到具有至少一个通孔的电池单元壳体的轴向端面，由此关闭通孔。由于包含在电池单元壳体内的至少一个电池单元的集流器是通过电池单元壳体的至少一个轴向端面的至少一个通孔可访问的，所以接触单元可以经由通孔容易地与电池单元的至少一个集流器电连接。取代常规提供的可以机械地连接到常规电池单元连接器的电池端子的是，本发明提供通过接触单元形成的至少一个外接触表面。外接触表面背对电池单元，并且优先地至少面向可充电电池子单位的轴向方向。在外接触表面处未提供像常规电池端子那样的安装构件。借助于外接触表面，可充电电池子单位可以通过简单的触摸接触而电接触到外部。如果电池单元壳体的每个轴向端面包括至少一个通孔，则可充电电池子单位包括两个接触单元，对于电池单元壳体的每个轴向端面有一个接触单元，并且每个接触单元固定到电池单元壳体。在这样的情况中，接触单元是异极的。一个接触单元（例如，正极化接触单元）可以与导电壳体电连接，并且另一个接触单元可以与壳体电绝缘。
根据有利实施例，仅在电池单元壳体的轴向端表面处提供接触单元，或者既在电池单元壳体的轴向端表面处又在电池单元壳体的侧面区域的一部分处提供接触单元。如果仅在电池单元壳体的轴向端表面处提供接触单元，则在电池单元壳体的每个轴向端处包括一个接触单元的对应电池子单位可以经由它们的接触单元被带到与彼此接触以串联连接电池子单位。如果既在电池单元壳体的轴向端表面处又在电池单元壳体的侧面区域的一部分处提供接触单元，则在电池单元壳体的每个轴向端处包括一个接触单元的对应电池子单位可以经由它们的接触单元被带到与彼此接触以串联和并联连接电池子单位。电池子单位的这些连接可以通过简单地将电池子单位带到与彼此接触并借由任何合适手段将电池子单位按压在一起来实现。
根据另外的有利实施例，接触单元至少部分地物质到物质结合到电池单元壳体。例如，可以通过胶合、激光焊接或感应加热来实现物质到物质结合。
根据另外的有利实施例，电池单元壳体至少部分地由纤维复合材料制成。借此，可以改进电池单元壳体的刚度和硬度。例如，纤维复合材料的纤维可以是碳纤维或玻璃纤维。纤维被嵌入基质材料中，例如聚酰胺中。
根据另外的有利实施例，用金属层部分地覆盖电池单元壳体的内表面或外表面。借此，可以从内部或外部实现电池单元壳体的防水屏障。金属层可以通过金属电镀（例如镀铬）来形成。可替换地，可以通过塑料材料来提供并围绕金属片。为了避免造成短路，不应当在整个电池单元壳体处提供金属层。
根据另外的有利实施例，电池单元壳体包括具有减小的横截面面积的至少一个轴向端区段，其中接触单元包围轴向端区段。借此，可以在不增加电池子单位的外形状的情况下将接触单元固定到电池单元壳体。另外，利用接触单元可以更容易地关闭电池单元壳体。此外，可以容易得多地施行用于将电池单元的集流器固定到相应接触单元的激光焊接。此外，可以实现在针对锂离子电池子单位组装的接触阻抗方面的改进。
根据另外的有利实施例，接触单元包括布置在电池单元壳体的轴向端面上的至少一个板元件和彼此分隔开的至少两个支腿元件，所述至少两个支腿元件与板元件的相对的端区段电连接并且在相同方向从板元件正交地突出。这样的接触单元包围电池单元壳体的轴向端区段。
根据另外的有利实施例，接触单元包括至少一个接触元件，所述至少一个接触元件与板元件电连接、面向电池单元并与电池单元的集流器电连接。例如，接触元件是金属箔。接触元件使得有可能在将电池单元插入电池单元壳体中之后，使用超声焊接来更容易地将接触元件与电池单元的集流器进行连接。
根据另外的有利实施例，板元件包括两个导电接触区段和将接触区段彼此分离的非导电区段，并且接触区段与电池单元的不同集流器电连接。如果电池单元的集流器被布置在电池单元的相同侧，则可以使用该配置。
根据另外的有利实施例，接触单元包括接触电池单元壳体的内表面，其中内表面至少部分地被粗糙化。借此，增加接触单元与电池单元壳体之间的接触面积。这改进接触单元与电池单元壳体之间的连接。可以使用激光来粗糙化接触单元的内表面。借此，有可能在可以填充有电池单元壳体的熔融材料的接触单元的内表面处产生底切，由此进一步增强接触单元与电池单元壳体之间的连接。
根据另外的有利实施例，接触单元包括至少一个安全通气设备。例如，可以通过激光切割板元件来实现通风设备，由此在板元件处生成预定断点。
根据另外的有利实施例，可充电电池子单位包括布置在电池单元壳体内的两个或更多个电池单元，其中至少两个电池单元的单极集流器彼此组合以形成用于这些电池单元的单个公共集流器，接触单元包括布置在板元件面向电池单元的侧上的至少一个夹紧元件，并且公共集流器的端区段夹紧在板元件与夹紧元件之间。电池单元的集流器可以使用超声焊接或通过用机械臂简单地将它们保持在一起而与彼此组合。夹紧元件可以由例如金属的导电材料制成，或者由例如塑料材料的非导电材料制成。
根据本发明的可充电电池包括：根据以下情况中任何一种情况的至少两个可充电电池子单位：根据前述实施例中任何一个实施例或者这些实施例中至少两个实施例与彼此的任何组合；以及至少一个夹紧设备，其将电池子单位彼此抵靠按压，使得直接相邻的电池子单位的接触单元彼此电接触。
以上描述的可充电电池子单位的优点对应于可充电电池的优点。电池单位的电池子单位不需要常规电池单元连接器来将电池子单位与彼此电连接。取而代之的是，电池子单位通过简单地将电池子单位彼此抵靠按压而彼此电接触，以这样的方式，直接相邻的电池子单位的接触单元彼此接触。
附图说明
在以下描述和附图中公开了本发明的进一步细节、特征和优点，所述附图示出：
图1 是根据本发明的电池单元的实施例的示意性和透视视图；
图2是根据本发明的可充电电池子单位的实施例的示意性横截面；
图3是根据本发明的可充电电池子单位的另外实施例的示意性横截面；
图4是根据本发明的电池单元壳体的另外实施例的示意性视图；
图5是图4中示出的电池单元壳体的另一示意性视图；
图6是图4中示出的电池单元壳体的一部分的示意性和透视视图；
图7 是根据本发明的接触单元的另外实施例的示意性和透视视图；
图8是根据本发明的可充电电池子单位的另外实施例的示意性横截面；
图9是根据本发明的可充电电池子单位的另外实施例的一部分的示意性横截面；
图10是根据本发明的可充电电池子单位的另外实施例的一部分的示意性横截面；
图11是根据本发明的可充电电池的实施例的示意性视图；
图12是根据本发明的接触单元的另外实施例的示意性和透视视图；
图13是根据本发明的可充电电池子单位的另外实施例的示意性和透视视图；
图14是根据本发明的可充电电池子单位的另外实施例的示意性横截面；
图15是根据本发明的可充电电池子单位的另外实施例的示意性和透视视图；
图16是图15中示出的可充电电池单位的示意性横截面；
图17是图15中示出的可充电电池单位的另一示意性横截面；
图18是根据本发明的电池单元的实施例的示意性视图；
图19是根据本发明的电池单元的另外实施例的示意性视图；
图20是根据本发明的电池单元的另外实施例的示意性视图；
图21是根据本发明的可充电电池的另外实施例的示意性视图；
图22是根据本发明的可充电电池子单位的另外实施例的一部分的示意性横截面；
图23是根据本发明的可充电电池子单位的另外实施例的示意性横截面；
图24是根据本发明的可充电电池子单位的另外实施例的示意性和透视视图；
图25是根据本发明的可充电电池子单位的另外实施例的示意性横截面；
图26是根据本发明的夹紧元件的实施例的示意性视图；以及
图27是根据本发明的夹紧元件的另外实施例的示意性视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的用于容纳至少一个电池单元（未示出）的可充电电池子单位（未示出）的电池单元壳体1的实施例的示意性和透视视图。例如，电池单元壳体1是方石形的并且至少部分地由塑料材料制成。电池单元壳体1具有两个相对的轴向端面2和3，它们通过电池单元壳体1的圆周侧面区域4彼此分离。每个轴向端面2和3是矩形的。每个轴向端面2和3包括通孔5，图1中仅示出了它们中的一个。电池单元壳体1可以至少部分地由纤维复合材料制成。可以用金属层（未示出）部分地覆盖电池单元壳体1的内表面或外表面。
图2是根据本发明的可充电电池子单位6的实施例的示意性横截面。电池子单位6包括至少一个可充电电池单元（未示出）和用于容纳至少一个电池单元的圆柱形电池单元壳体7。电池单元壳体7例如至少部分地由塑料材料制成，并且具有两个相对的轴向端面8和9，轴向端面8和9通过电池单元壳体7的圆周侧面区域10彼此分离。每个轴向端面8和9包括至少一个通孔（未示出）。电池单元壳体7可以至少部分地由纤维复合材料制成。可以用金属层（未示出）部分地覆盖电池单元壳体7的内表面或外表面。
可充电电池子单位6还包括两个接触单元11和12，每个接触单元是至少部分导电的并且被固定到电池单元壳体7以关闭相应通孔。每个接触单元11和12经由相应通孔电连接到电池单元的至少一个集流器（未示出）。每个接触单元11和12包括背对电池单元用于将电池子单位6与外部电连接的外接触表面13和14。既在电池单元壳体7的相应轴向端表面8和9处又在电池单元壳体7的侧面区域10的一部分处提供每个接触单元11和12。每个接触单元11和12可以至少部分地物质到物质结合到电池单元壳体7。电池单元壳体7包括两个相对的轴向端区段15和16，每个轴向端区段具有减小的横截面面积。每个接触单元11和12包围一个轴向端区段15和16。
每个接触单元11和12包括布置在电池单元壳体7的相应轴向端面8和9上的板元件17和与彼此分隔开的两个支腿元件18，两个支腿元件18与相应板元件17的相对的端区段电连接、从相应板元件17正交地突出并沿着电池单元壳体7的侧面区域10的一部分延伸。每个接触单元11和12可以包括至少一个接触元件（未示出），所述至少一个接触元件与相应板元件17电连接、面向电池单元并与电池单元的集流器电连接。每个接触单元11和12包括接触电池单元壳体7的内表面，其中内表面可以至少部分地被粗糙化。至少一个接触单元11和12可以包括至少一个安全通风设备（未示出）。
可充电电池子单位6可以包括布置在电池单元壳体7内的两个或更多个电池单元，其中至少两个电池单元的单极集流器彼此组合以形成用于这些电池单元的单个公共集流器（未示出）。每个接触单元11和12可以包括布置在相应板元件17面向电池单元的侧上的至少一个夹紧元件（未示出）。公共集流器的端区段可以夹紧在板元件17与夹紧元件之间。
图3示出了根据本发明的可充电电池子单位19的另外实施例的示意性横截面。电池子单位19与图2中示出的实施例不同之处在于每个接触单元11和12包括另外的板元件20，另外的板元件20固定到相应板元件17并接合相应轴向端面8和9的相应通孔（未示出）。因此，与图2中示出的实施例相比，可充电电池子单位19的紧度得到增强。这里，参考图2的上述描述，以防止可充电电池子单位19与图2中所示的实施例的那些相同的组件的重复描述。
图4示出了根据本发明的用于容纳至少一个电池单元（未示出）的可充电电池子单位（未示出）的电池单元壳体21的另外实施例的示意性视图。电池单元壳体21例如至少部分地由塑料材料制成，并且具有两个相对的轴向端面22和23，轴向端面22和23通过电池单元壳体21的圆周侧面区域24彼此分离。每个轴向端面22和23包括至少一个通孔（未示出）。电池单元壳体21包括具有减小的横截面面积的两个相对的轴向端区段25和26。电池单元壳体21可以至少部分地由纤维复合材料制成。可以用金属层（未示出）部分地覆盖电池单元壳体21的内表面或外表面。
图5示出了图4中示出的电池单元壳体21的另一示意性视图。图5示出了每个轴向端区段25和26具有另外的轴向端区段27和28，另外的轴向端区段27和28具有进一步减小的横截面面积。图4和5中所示的相应轴向端区段25和26的不同等级的高度可以可替换地具有相同的值。
图6示出了图4和5中示出的电池单元壳体21的一部分的示意性和透视视图。示出了轴向端面22的通孔29。
图7示出了根据本发明的可充电电池子单位（未示出）的接触单元30的另外实施例的示意性和透视视图。接触单元30是至少部分导电的并且包括用于将电池子单位与外部电连接的外接触表面31。接触单元30包括可以布置在电池子单位的电池单元壳体（未示出）的轴向端面上的板元件32和两个支腿元件33，两个支腿元件33与彼此分隔开、与板元件32的相对的端区段电连接并且在相同方向从板元件32正交地突出。接触单元30还包括两个另外的支腿元件34，两个另外的支腿元件34彼此分隔开、与板元件32的相对的端区段电连接并且以与支腿元件33相同的方向从板元件32正交地突出。另外的支腿元件34的高度小于支腿元件33的高度。另外的支腿元件34与支腿元件33正交地延伸。接触单元30可以包括与板元件32电连接的至少一个接触元件（未示出）。接触单元30可以包括至少部分地被粗糙化的内表面。接触单元30可以包括至少一个安全通风设备（未示出）。
图8示出了根据本发明的可充电电池子单位35的另外实施例的示意性横截面。电池子单位35包括具有堆叠的电极（未示出）或果冻卷电极（未示出）的可充电电池单元36。另外，电池子单位35包括用于容纳电池单元36的电池单元壳体37。电池单元壳体37例如至少部分地由塑料材料制成，并且具有两个相对的轴向端面38和39，轴向端面38和39通过电池单元壳体37的圆周侧面区域40彼此分离。每个轴向端面38和39包括通孔41和42。电池单元壳体37可以至少部分地由纤维复合材料制成。可以用金属层（未示出）部分地覆盖电池单元壳体37的内表面或外表面。
可充电电池子单位35包括至少部分导电的两个相对的接触单元43和44。接触单元44已经固定到电池单元壳体37以关闭通孔42。在用接触单元43关闭通孔41之前并且在将接触单元43固定到电池单元壳体37之前，接触单元43被示出处于安装状态。每个接触单元43和44包括背对电池单元36用于将电池子单位35与外部电连接的外接触表面45和46。在电池单元壳体37的相应轴向端表面38和39处且在电池单元壳体37的侧面区域40的一部分处提供每个接触单元43和44。每个接触单元43和44可以至少部分地物质到物质结合到电池单元壳体37。
每个接触单元43和44经由相应通孔41和42电连接到电池单元36的集流器47和48之一。当接触单元43固定在电池单元壳体37处时，集流器47被扭结或折叠。集流器47和48使用超声焊接与相应接触单元43和44连接。可充电电池子单位35包括两个塑料盘51，两个塑料盘51轴向布置在电池单元36的相对侧上并防止短路。
每个接触单元43和44包括布置在电池单元壳体37的相应轴向端面38和39上的板元件49和与彼此分隔开的两个支腿元件50，两个支腿元件50与相应板元件49的相对的端区段电连接、从相应板元件49正交地突出并沿着电池单元壳体37的侧面区域40的至少一部分延伸。每个接触单元43和44包括接触电池单元壳体37的内表面，其中内表面可以至少部分地被粗糙化。每个接触单元43和44可以包括至少一个安全通风设备（未示出）。
图9示出了根据本发明的可充电电池子单位52的另外实施例的一部分的示意性横截面。电池子单位52与图8中所示的实施例的不同之处在于，接触单元53包括金属箔形式的接触元件54，接触元件54与板元件49电连接、面向电池单元36并与集流器电连接。提供该接触元件54使得超声焊接容易得多地将电池单元36与接触单元53电连接，特别是在将电池单元36引入电池单元壳体（未示出）之后。这里，参考图8的上述描述，以防止可充电电池子单位52与图8中所示的实施例的那些相同的组件的重复描述。
图10示出了根据本发明的可充电电池子单位55的另外实施例的一部分的示意性横截面。电池子单位55与图9中所示的实施例的不同之处在于，电池单元36包括两个集流器48，两个集流器48与接触元件56电连接，接触元件56与板元件49电连接。为此，电池单元36可包括用于每个集流器48的一个果冻卷。这里，参考图9的上述描述，以防止可充电电池子单位55与图9中所示的实施例的那些相同的组件的重复描述。
图11示出了根据本发明的可充电电池57的实施例的示意性视图。可充电电池57包括若干可充电电池子单位58和夹紧设备59，夹紧设备59将电池子单位58彼此抵靠按压，使得直接相邻的电池子单位58的接触单元60彼此电接触。电池子单位58在箭头61指示的方向上串联连接，并在箭头62指示的方向上并联连接。电池子单位58可以根据其他图中的一个示出的任何实施例来构造，或者根据这些实施例中的至少两个实施例与彼此的任何组合来构造。
图12示出了根据本发明的可充电电池子单位（未示出）的接触单元63的另外实施例的示意性和透视视图。接触单元63与图7中所示的实施例不同之处在于，另外的支腿元件64的高度大于支腿元件65的高度。该实施例关于在操作对应电池子单位时发生的一个或多个电池单元（未示出）的膨胀是有利的。在图7中，归因于更长的支腿元件（图7中的附图标记33），限制了一个或多个电池单元的该膨胀。这里，参考图7的以上描述，以防止接触单元63与图7中所示的实施例的那些相同的组件的重复描述。
图13示出了根据本发明的可充电电池子单位66的另外实施例的示意性和透视视图。电池子单位66包括至少一个可充电电池单元（未示出）和用于容纳电池单元的电池单元壳体67。电池单元壳体67例如至少部分地由塑料材料制成，并且具有两个相对的轴向端面68（仅示出了一个），两个相对的轴向端面通过电池单元壳体67的圆周侧面区域69彼此分离。每个轴向端面68包括通孔70（仅示出了一个）。电池单元壳体67可以至少部分地由纤维复合材料制成。可以用金属层（未示出）部分地覆盖电池单元壳体67的内表面或外表面。
可充电电池子单位66还包括至少部分导电的两个相对的接触单元71和72。接触单元72已经固定到电池单元壳体67以关闭通孔（未示出）。接触单元71被示出为处于安装状态，其中还未关闭通孔70。每个接触单元71和72经由相应通孔70电连接到电池单元的一个集流器（未示出）。每个接触单元71和72包括背对电池单元用于将电池子单位66与外部电连接的外接触表面73和74。在电池单元壳体67的相应轴向端表面68处且在电池单元壳体67的侧面区域69的一部分处提供每个接触单元71和72。每个接触单元71和72可以至少部分地物质到物质结合到电池单元壳体67。
每个接触单元71和72包括布置在电池单元壳体67的相应轴向端面68上的板元件75和围绕电池单元壳体67的相应轴向端区段的矩形接触元件76。矩形接触元件76与相应板元件75（针对接触单元72示出）电连接、从相应板元件75正交地突出并沿着电池单元壳体67的侧面区域69的至少一部分延伸。每个接触单元71和72可以包括至少一个接触元件（未示出），所述至少一个接触元件与相应板元件75电连接、面向电池单元并与电池单元的相应集流器电连接。每个接触单元71和72包括接触电池单元壳体67的内表面，其中内表面可以至少部分地被粗糙化。每个接触单元71和72可以包括至少一个安全通风设备（未示出）。
通过使用这样的两件式接触单元71和72，可以优化电池单元壳体67的关闭以及电池单元壳体67上的接触单元71和72的布置。而且，可以优化体积占用。此外，归因于每个接触单元71和72的两个部件75和76之间的金属-金属接触，激光焊接非常容易。
图14示出了根据本发明的可充电电池子单位77的另外实施例的示意性横截面。电池子单位77与图3中示出的实施例不同之处在于，支腿元件18被做得更长。借此，接触单元11和12与电池单元壳体7之间的塑料-金属接触的稳定性得到改进。这里，参考图3的上述描述，以防止可充电电池子单位77与图3中所示的实施例的那些相同的组件的重复描述。
图15示出了根据本发明的可充电电池子单位78的另外实施例的示意性和透视视图。电池子单位78包括至少一个可充电电池单元（未示出）和用于容纳电池单元的电池单元壳体79。电池单元壳体79例如至少部分地由塑料材料制成，并且具有两个相对的端面80和81，端面80和81通过电池单元壳体79的圆周侧面区域82彼此分离。仅轴向端面80包括通孔84。电池单元壳体79可以至少部分地由纤维复合材料制成。可以用金属层（未示出）部分地覆盖电池单元壳体79的内表面或外表面。
可充电电池子单位79仅包括一个至少部分导电的接触单元85。在图15中，接触单元85被示出为在用接触单元85关闭通孔84之前处于安装状态。接触单元85在固定到电池单元壳体79的状态下经由通孔84电连接到电池单元的异极集流器。接触单元85包括背对电池单元用于将电池子单位78与外部电连接的至少一个外接触表面86。在电池单元壳体79的轴向端表面80处且在电池单元壳体79的侧面区域82的一部分处提供接触单元85。接触单元85至少部分地物质到物质结合到电池单元壳体79。接触单元85包括接触电池单元壳体79的内表面，其中内表面可以至少部分地被粗糙化。接触单元85可以包括至少一个安全通风设备（未示出）。
接触单元85包括可布置在电池单元壳体79的轴向端面80上的板元件87和与彼此分隔开的两个L形支腿元件88，两个L形支腿元件88与板元件87的相对的端区段电连接、从板元件87正交地突出并沿着电池单元壳体79的整个侧面区域82延伸。板元件87包括两个导电接触区段89和将接触区段89彼此分离的非导电区段90。接触区段89与电池单元的不同集流器电连接。接触单元85可以包括两个接触元件（未示出），所述两个接触元件与板元件87的相应接触区段89电连接、面向电池单元并与电池单元的相应集流器电连接。
图16示出了图15中示出的可充电电池子单位78的示意性横截面。图16示出了电池子单位78的电池单元83。电池单元83包括布置在电池单元83的相同侧（顶侧）上的两个集流器91和92。当板元件87固定到电池单元壳体79时，集流器91与接触区段89电接触，在图16左边示出，并且集流器92与接触区段89电接触，在图16右边示出。
图17示出了图15中示出的可充电电池子单位78的另一示意性横截面。图17示出了电连接到板元件87的接触区段89的集流器92。
图18示出了根据本发明的可充电电池子单位（未示出）的电池单元93的实施例的示意性视图。电池单元93包括在电池单元93的相对端处的异极集流器标志94和95。每个集流器标志94和95大致沿电池单元93的整个宽度延伸。这导致非常好的电流分布，但也导致集流器标志94和95的更高刚度。后者可能在对应可充电电池子单位的组装期间阻碍集流器标志94和95的扭结或折叠。
图19示出了根据本发明的可充电电池子单位（未示出）的电池单元96的实施例的示意性视图。电池单元96包括在电池单元96的相对端处的异极集流器标志97和98。每个集流器标志94和95大致沿电池单元96的一半宽度延伸。与图18中所示的实施例相比，这导致更差的电流分布。但是与图18中所示的那些相比，集流器标志97和98的刚度减小。这可以在对应可充电电池子单位的组装期间简化集流器标志97和98的扭结或折叠。
图20示出了根据本发明的可充电电池子单位（未示出）的电池单元99的实施例的示意性视图。电池单元99包括在电池单元99的相同端处的异极集流器标志100和101。每个集流器标志100和101大致沿电池单元99的三分之一宽度延伸。与图19中所示的实施例相比，这导致更差的电流分布。但是由于集流器标志100和101在电池单元99的相同侧，所以可以改进体积占用。
图21示出了根据本发明的可充电电池102的实施例的示意性视图。可充电电池102包括六个可充电电池子单位103和夹紧设备104，夹紧设备104将电池子单位103彼此抵靠按压，使得直接相邻的电池子单位103的接触单元105彼此电接触。电池子单位103在箭头106指示的方向上串联连接，并在箭头107指示的方向上并联连接。电池子单位103可以根据其他图中的一个示出的任何实施例来构造，或者根据这些实施例中的至少两个实施例与彼此的任何组合来构造。
图22示出了根据本发明的可充电电池子单位108的另外实施例的一部分的示意性横截面。图22示出了电池子单位108的接触单元109和电池单元壳体110。接触单元109包括接触电池单元壳体110的内表面，其中内表面至少部分地被粗糙化以增强接触单元109与电池单元壳体110之间的连接。
图23示出了根据本发明的可充电电池子单位111的另外实施例的示意性横截面。电池子单位111与图14中示出的实施例不同之处在于，仅在电池单元壳体118的相应轴向端面116和117处提供接触单元114和115的接触表面112和113。这里，参考图14的上述描述，以防止可充电电池单位111与图14中所示的实施例的那些相同的组件的重复描述。
图24示出了根据本发明的可充电电池子单位119的另外实施例的示意性和透视视图。电池子单位119与图13中示出的实施例不同之处在于，板元件120包括使用激光切割形成的两个安全通风设备121。这里，参考图13的上述描述，以防止可充电电池子单位119与图13中所示的实施例的那些相同的组件的重复描述。
图25示出了根据本发明的可充电电池子单位122的另外实施例的示意性视图。电池子单位122包括软护套123中包含的多个可充电电池单元（未示出）。分别由五个电池单元构成的群组的单极集流器标志124和125与彼此组合以形成用于这些电池单元的单个公共集流器标志126和127。组合的集流器标志124和125可以例如通过机械臂而保持在一起，或者可以与彼此物质到物质结合，以形成相应公共集流器标志126和127。
可充电电池子单位122还包括用于容纳电池单元的电池单元壳体128。电池单元壳体128例如至少部分地由塑料材料制成，并且具有两个相对的轴向端面129和130，轴向端面129和130通过电池单元壳体128的圆周侧面区域131彼此分离。每个轴向端面129和130包括通孔。电池单元壳体128可以至少部分地由纤维复合材料制成。可以用金属层（未示出）部分地覆盖电池单元壳体128的内表面或外表面。
可充电电池单位122包括两个相对的接触单元132和133，每个接触单元是至少部分导电的并且被固定到电池单元壳体128以关闭相应通孔。每个接触单元132和133经由相应通孔电连接到电池单元的单极集流器（未示出）。每个接触单元132和133包括背对电池单元用于将电池子单位122与外部电连接的至少一个外接触表面134和135。在电池单元壳体128的相应轴向端表面129和130处且在电池单元壳体128的侧面区域131的一部分处提供每个接触单元132和133。每个接触单元132和133至少部分地物质到物质结合到电池单元壳体128。每个接触单元132和133包括接触电池单元壳体128的内表面，其中内表面可以至少部分地被粗糙化。至少一个接触单元132和133可以包括至少一个安全通风设备（未示出）。
每个接触单元132和133包括布置在电池单元壳体128的相应轴向端面129和130上的板元件136和与彼此分隔开的至少两个支腿元件137，至少两个支腿元件137与板元件136的相对端区段电连接、从板元件136正交地突出并沿着电池单元壳体128的侧面区域131的至少一部分延伸。每个接触单元132和133包括布置在相应板元件136面向电池单元的侧上的夹紧元件138和139。每个公共集流器126和127的端区段夹紧在相应板元件136与相应夹紧元件138和139之间。每个夹紧元件138和139包括四个纵向通孔140。电池单元的集流器标志124和125延伸通过通孔140。
优选地，组合的集流器标志124和125的数量尽可能大。例如，组合的集流器标志124与125之间的最大角度为90°。夹紧元件138和139的高度取决于所需的稳定性和所期望的体积占有来选择。
每个板元件136包括用于每个公共集流器标志126和127的一个凹槽141。可替换地或附加地，每个夹紧元件138和139可以包括用于每个集流器标志126和127的一个凹槽。可以根据所期望的接触阻抗来调整相应公共电流标志126和127与相应板元件136之间的接触区域的长度。
图26示出了根据本发明的夹紧元件142的实施例的示意性视图。该夹紧元件142可以用于图25中示出的实施例。夹紧元件142包括四个纵向通孔143。
图27示出了根据本发明的夹紧元件144的另外实施例的示意性视图。该夹紧元件144可以用于图25中示出的实施例。夹紧元件144包括轴向打开的四个纵向通孔145。借此，夹紧元件144具有比图26中示出的实施例更低的机械稳定性，但是夹紧元件144可以更容易集成到可充电电池子单位（未示出）中。
Claims (13)
1.一种可充电电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122），包括：
-至少一个可充电电池单元（36、83、93、96、99）；
-用于容纳电池单元（36、83、93、96、99）的至少一个电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128），其中电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）具有通过电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）的圆周侧面区域（4、10、24、40、69、82、118、131）彼此分离的两个相对的轴向端面（2、3、8、9、22、23、38、39、68、80、81、116、117、129、130），并且至少一个轴向端面（2、3、8、9、22、23、38、39、68、80、81、116、117、129、130）包括至少一个通孔（5、29、41、42、70、84）；以及
-至少一个接触单元（11、12、30、43、44、53、60、63、71、72、85、105、109、115、132、133），其是至少部分导电的并且固定到电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）以关闭通孔（5、29、41、42、70、84），
-其中接触单元（11、12、30、43、44、53、60、63、71、72、85、105、109、115、132、133）经由通孔（5、29、41、42、70、84）与电池单元（36、83、93、96、99）的至少一个集流器（47、48、91、92、94、95、97、98、100、101、124、125）电连接，并且
-接触单元（11、12、30、43、44、53、60、63、71、72、85、105、109、115、132、133）包括背对电池单元（36、83、93、96、99）用于将电池单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122）与外部电连接的至少一个外接触表面（13、14、31、45、46、73、74、86、112、113、134、135）。
2.根据权利要求1所述的可充电电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122），其中仅在电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）的轴向端表面（2、3、8、9、22、23、38、39、68、80、81、116、117、129、130）处提供接触单元，或者既在电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）的轴向端表面（2、3、8、9、22、23、38、39、68、80、81、116、117、129、130）处又在电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）的侧面区域（4、10、24、40、69、82、118、131）的一部分处提供接触单元。
3.根据权利要求1或2所述的可充电电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122），其中接触单元（11、12、30、43、44、53、60、63、71、72、85、105、109、115、132、133）至少部分地物质到物质结合到电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的可充电电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122），其中电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）至少部分地由纤维复合材料制成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的可充电电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122），其中用金属层部分地覆盖电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）的内表面或外表面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的可充电电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122），其中电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）包括具有减小的横截面面积的至少一个轴向端区段（15、16、25、27），并且接触单元（11、12、30、43、44、53、60、63、71、72、85、105、109、115、132、133）包围轴向端区段（15、16、25、27）。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的可充电电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122），其中接触单元（11、12、30、43、44、53、60、63、71、72、85、105、109、115、132、133）包括布置在电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）的轴向端面（2、3、8、9、22、23、38、39、68、80、81、116、117、129、130）上的至少一个板元件（17、32、49、75、87、120、136）和彼此分隔开的至少两个支腿元件（18、33、34、50、64、65、88、137），所述至少两个支腿元件（18、33、34、50、64、65、88、137）与板元件（17、32、49、75、87、120、136）的相对的端区段电连接、从板元件（17、32、49、75、87、120、136）正交地突出并且沿着电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）侧面区域（4、10、24、40、69、82、118、131）的至少一部分延伸。
8.根据权利要求7所述的可充电电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122），其中接触单元（11、12、30、43、44、53、60、63、71、72、85、105、109、115、132、133）包括至少一个接触元件（54、56），所述至少一个接触元件（54、56）与板元件（17、32、49、75、87、120、136）电连接、面向电池单元（36、83、93、96、99）并与电池单元（36、83、93、96、99）的集流器（47、48、91、92、94、95、97、98、100、101、124、125）电连接。
9.根据权利要求7或8所述的可充电电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122），其中板元件（17、32、49、75、87、120、136）包括两个导电接触区段（89）和将接触区段（89）彼此分离的非导电区段（90），并且接触区段（89）与电池单元（36、83、93、96、99）的不同集流器（47、48、91、92、94、95、97、98、100、101、124、125）电连接。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的可充电电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122），其中接触单元（11、12、30、43、44、53、60、63、71、72、85、105、109、115、132、133）包括接触电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）的内表面，其中内表面至少部分地被粗糙化。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的可充电电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122），其中接触单元（11、12、30、43、44、53、60、63、71、72、85、105、109、115、132、133）包括至少一个安全通气设备（121）。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的可充电电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122），包括布置在电池单元壳体（1、7、21、37、67、79、110、118、128）内的两个或更多个电池单元（36、83、93、96、99），其中至少两个电池单元（36、83、93、96、99）的单极集流器（47、48、91、92、94、95、97、98、100、101、124、125）彼此组合以形成用于这些电池单元（36、83、93、96、99）的单个公共集流器（126、127），接触单元（11、12、30、43、44、53、60、63、71、72、85、105、109、115、132、133）包括布置在板元件（17、32、49、75、87、120、136）面向电池单元（36、83、93、96、99）的侧上的至少一个夹紧元件（138、139），并且公共集流器（126、127）的端区段夹紧在板元件（17、32、49、75、87、120、136）与夹紧元件（138、139）之间。
13.一种可充电电池（57、102），包括：
-至少两个根据权利要求1至12中任一项的可充电电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122）；以及
-至少一个夹紧设备（59、104），其将电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122）彼此抵靠按压，使得直接相邻的电池子单位（6、19、35、52、55、58、66、77、78、103、108、111、119、122）的接触单元（11、12、30、43、44、53、60、63、71、72、85、105、109、115、132、133）彼此电接触。
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