CN113056840A - 用于使两个蓄电池单池可拆卸接触的装置 - Google Patents

用于使两个蓄电池单池可拆卸接触的装置 Download PDF

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Abstract

描述了一种用于使两个蓄电池单池独立接触的装置，该装置具有基体，该基体具有通孔(6)。为了不仅能够实现更简单、更模块化的组装过程，而且还能够实现单独的蓄电池单池的快速更换，在此建议，所述基体(1)具有关于通孔(6)相对置的两个容纳体(2、3)，用于在周侧分别包围沿接合方向插入容纳体(2、3)中的蓄电池单池的端部区段，其中，接触弹簧(7)插入第一容纳体(2)的导引通道(9)中，该导引通道(9)通入所述通孔(6)中，以便将接触弹簧(7)与插入第二容纳体(3)中的蓄电池单池材料接合地连接，并且所述接触弹簧(7)形成接触舌片(8)，以便可拆卸地连接插入第一容纳体(2)中的蓄电池单池。

Description

用于使两个蓄电池单池可拆卸接触的装置
技术领域
本发明涉及一种用于使两个蓄电池单池独立接触的装置，该装置具有基体，该基体具有通孔。
背景技术
为了将单独的蓄电池单池连接成电池模块，已知(EP3096372A1)的是，蓄电池单池在头部侧布置在接触板的容纳空间中，并且蓄电池单池通过解除弹簧与沿接合方向排在第一蓄电池单池之后的第二蓄电池单池串联地电连接。多个这样的串联连接的蓄电池单池对的并联连接通过导电的并联板实现，该并联板将接触弹簧彼此连接。然而，这种构造的缺点在于，除了为更换仅一个例如有故障的蓄电池单池而产生的相关的组装耗费外，还必须拆卸所有蓄电池单池的材料接合的连接，以便能够将有故障的蓄电池单池从组合体中取出并且替换。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是：建议一种用于使可连接成电池模块的蓄电池单池接触的装置，该装置不仅能够实现更简单、更模块化的组装过程，而且还能够实现单独的蓄电池单池的快速更换。
本发明通过如下方式解决所提出的技术问题，即，所述基体具有关于通孔相对置的两个容纳体，用于在周侧分别包围沿接合方向插入容纳体中的蓄电池单池的端部区段，其中，接触弹簧插入第一容纳体的导引通道中，该导引通道通入所述通孔中，以便将接触弹簧与插入第二容纳体中的蓄电池单池材料接合地连接，并且所述接触弹簧形成接触舌片，以便可拆卸地连接插入第一容纳体中的蓄电池单池。按照本发明的装置的基体具有两个容纳体，这两个容纳体在周侧包围两个蓄电池单池的端部区段。为了将这些蓄电池单池的相反的两极在短距离上电连接，基体还包括用于接触弹簧的通孔，该接触弹簧与插入第一容纳体的容纳空间中的蓄电池单池可拆卸地连接，并且该接触弹簧穿过基体的通孔与插入第二容纳体的容纳空间中的蓄电池单池材料接合地并且因此不可拆卸地连接。为了使材料接合的连接变得容易，接触弹簧插入导引通道中以便定位，该导引通道在第一容纳体的底部上延伸并且邻接通孔。与插入第一容纳体中的蓄电池单池的可拆卸的连接基本上可以以不同的方式进行，然而当接触弹簧形成弹性地贴靠在插入的蓄电池单池上的接触舌片时，产生特别有利的接合条件。当接触舌片逆着接合方向突出并且在预紧作用下在周侧包围插入的蓄电池单池时，产生蓄电池单池在第一容纳体的容纳空间中的特别牢固的配合。因此，基于按照本发明的特征，产生特别有利的接合过程，因为可以首先将待电接触的蓄电池单池插入第二容纳体的容纳空间中，随后将接触弹簧插入关于通孔相对置的第一容纳体的导引通道中。此后，将接触弹簧的突出到通孔中的端部区段与插入的蓄电池单池的单池电极材料接合地连接。随后可以将如此准备好的第一蓄电池单池与另外的蓄电池单池简单地连接，方式是将该另外的蓄电池单池插入第一容纳体的容纳空间中，其中，接触舌片能够实现与该另外的蓄电池单池的电接触。
为了将蓄电池单池既横向于接合方向又沿接合方向更好地彼此机械脱耦，在此建议，导引通道螺旋形地围绕通孔延伸并且以横向于接合方向的游隙容纳接触弹簧。这意味着，接触弹簧也设计为螺旋形，并且因此接触弹簧沿接合方向的拉伸变得容易。另外，在弹簧横截面适当地设计尺寸的情况下产生熔断丝。
为了防止在故障情况下相邻的单池受损，导引通道可以朝向第一容纳体的容纳空间被防火装置覆盖。一方面，这防止了接触弹簧中产生的热量尤其在设计为熔断丝的情况下传递到插入第一容纳体中的蓄电池单池上。另一方面，当防火装置不仅覆盖导引通道而且覆盖通孔时，在插入第二容纳体中的蓄电池单池受损的情况下可以避免连锁反应、即逸出的热气体或者甚至逸出的火焰通过通孔进入第一容纳体的容纳空间中。
尽管蓄电池单池节省空间地形状配合地容纳在第一容纳体的容纳空间中，但为了避免接触弹簧的机械超定
Figure BDA0003068548360000021
并且同时将非全部需要的夹紧力引入接触弹簧中，在此建议，所述接触弹簧的接触舌片从所述导引通道逆着所述接合方向突出到第一容纳体的与容纳空间邻接的周侧的凹空部中。因此可以实现蓄电池单池的外套与第一容纳体的外套面的内侧的大部分的直接接触，从而获得插塞机构的足够高的稳定性，方式是蓄电池单池的外套一方面被接触舌片以足够高的预紧力包围，另一方面促进了第一容纳体和蓄电池单池之间的永久的形状配合的连接。但根据该设计方案，接触舌片相对于基体或第一容纳体仍然以游隙可移动。
为了防止损坏在接触弹簧和由第二容纳体容纳的蓄电池单池之间的材料接合的连接，在按照本发明的装置的特别有利的设计方案中建议，第二容纳体形成突出到其容纳空间中的卡锁体，用于嵌接到插入该容纳体的容纳空间中的蓄电池单池的槽中。由此，与接触弹簧材料接合地连接的蓄电池单池沿接合方向的移动自由度被限制，从而防止接触弹簧或材料接合的断裂。
为了在插入第二容纳体的容纳空间中的蓄电池单池的排气的情况下能够将产生的气体量可靠地排出并且仍可以实现按照本发明的装置的紧凑的结构，在此建议，所述基体在第二容纳体、所述导引通道和所述通孔之间具有排气通道，该排气通道将第二容纳体的容纳空间与基体的至少一个外套侧的排气孔连接。这意味着，至少所述排气孔沿接合方向布置在导引通道的高度上或通孔的高度上。为了避免逐点的压力峰值并且同时降低流出速度，排气通道的横截面可以朝向单独一个或多个排气孔扩宽。
为了防止朝向第一容纳体的气流，所述基体可以形成导向面，用于将从插入第二容纳体的容纳空间中的蓄电池单池流出的热气体引入所述排气通道中。为此目的，导向面设计为，使得从插入第二容纳体的容纳空间中的蓄电池单池的排气阀流出的热气体从基体的通孔排出并且引入排气通道中。为了改善流动条件，第二容纳体的容纳空间可以在构造有流动孔的情况下相对于排气通道被防火装置限定边界，其中，该防火装置例如可以由云母或对本领域技术人员而言容易想到的替代材料构成。
为了使将蓄电池单池插入第二容纳体的容纳空间中变得容易，在此建议，第二容纳体形成卡锁臂，该卡锁臂在周侧包围容纳空间并且从所述基体突出。在此，在卡锁臂之间产生的自由空间可以构成用于排气通道的排气孔。
为了在进行所探讨的材料接合的连接之前精确地定位待连接的接触弹簧区段，有利的是，接触弹簧在其通入通孔中的端部区段上形成夹紧片。由于接触弹簧然而因此仅在预紧下被定位在通孔中，接触弹簧继续保持以游隙可移动，从而尽管有定位辅助装置还是避免了电气的接触弹簧的机械负载。
一方面为了在由多个蓄电池单池构成的模块中使组装过程变得容易并且另一方面为了使各个单独的蓄电池单池能够与其在模块中的位置无关地被更换，可以提供具有多个按照本发明的装置的模块，该模块具有支架，该支架具有多个凹空部，用于在周侧可拆卸地包围第二容纳体。当这些凹空部构成用于第二容纳体的横向于接合方向的限制止挡时，如此布置的支架可以防止在第二容纳体和蓄电池单池之间的槽-卡锁体-连接的拆卸。在最简单的情况下，这些凹空部在此形状配合地包围第二容纳体。为了组装，首先可以将蓄电池单池如上所述地插入按照本发明的装置中的第二容纳体中，随后在接触弹簧和第一蓄电池单池之间建立材料接合的连接。此后可以将带有第一蓄电池单池的装置插入支架的凹空部中，之后将另外的蓄电池单池插入突伸超出支架的第一容纳体中。如果模块的蓄电池单池受损，则可以将涉及的装置独立于其它装置从支承板取出并且进行相应的更换。为了不同的按照本发明的装置的均匀的高度对齐，相应的第二容纳体可以形成沿接合方向作用的止挡面。
尽管模块化的设计但还为了能够实现电位补偿，在此建议，插入第一容纳体中的蓄电池单池通过这些蓄电池单池的单池外套由电接触的接触单元连接。该接触单元可以与支架间隔开并且与该接触单元共同形成流动通道，按照本发明的装置的各个单独的排气孔通入该流动通道中。
附图说明
在附图中示例性地示出本发明的技术方案。在附图中：
图1示出按照本发明的装置连同容纳在第二容纳体的容纳空间中的蓄电池单池，
图2示出沿图1的II-II线剖切通过按照本发明的装置串联连接的两个蓄电池单池得到的相应剖面，和
图3示出由按照本发明的装置组装的模块的局部。
具体实施方式
按照本发明的用于两个蓄电池单池的独立接触的装置包括基体1，该基体具有第一容纳体2和第二容纳体3，该第一容纳体和第二容纳体在周侧包围相应的蓄电池单池的端部区段。插入容纳体2、3的容纳空间4、5中的蓄电池单池通过导引穿过通孔6的接触弹簧7接触。为此，接触弹簧7具有接触舌片8，这些接触舌片逆着接合方向突起并且夹紧地包围配属于第一容纳体2的蓄电池单池，并且该接触弹簧突伸穿过基体1的通孔6，由此能够通过例如熔焊或钎焊过程实现接触弹簧7与插入容纳体3的容纳空间5中的蓄电池单池的材料接合的连接。为了使材料接合的接触变得容易，接触弹簧7布置在于第一容纳体2的底部上延伸的导引通道9中。
通过按照本发明的装置产生特别有利的组装条件。因此，在第一组装步骤中，将接触弹簧7插入导引通道9中，随后将第一蓄电池单池插入第二容纳体3的容纳空间5中。由于第一容纳体2的容纳空间4的初始自由的可接近性，该蓄电池单池与接触弹簧7的材料接合的接触可以以简单的方式实施。在最后的步骤中，将另外的蓄电池单池插入第一容纳体2的容纳空间4中，其中，该接触通过夹紧式的接触舌片8可拆卸地实现。为了全部的需要的夹紧力不必仅由接触舌片8施加，这些接触舌片可以从凹空部10中突伸出来，这些凹空部加工到第一容纳体2中并且与第一容纳体的容纳空间4邻接。由此，被接触弹簧7的接触舌片8夹紧地包围的蓄电池单池额外地通过第一容纳体2和蓄电池单池之间的形状配合的连接被固定。
从图1中可以看到，导引通道9和布置在导引通道9中的接触弹簧7均可以设计为螺旋形，由此实现了沿接合方向的机械脱耦。如果不仅要沿接合方向而且要横向于接合方向上实现机械的脱耦，则导引通道9的尺寸可以设计为，使得布置在该导引通道中的接触弹簧7以横向于接合方向的游隙可移动，如图2所示的那样。为了尽管存在该游隙但接触弹簧7和被第二容纳体3容纳的蓄电池单池之间的材料接合的连接还是可以精确地实施，接触弹簧7在其伸入通孔6的端部区段上形成夹紧片11。如果第二容纳体形成在周侧包围蓄电池单池的卡锁臂12，则可以将蓄电池单池特别简单且省力地插入第二容纳体3中。
图2示出通过按照本发明的装置串联连接的两个蓄电池单池。为了能够防止相邻的蓄电池单池的彼此损坏，在图2中示出的装置具有防火装置13，该防火装置覆盖导引通道9并且在该实施方式中还覆盖通孔6。可以在容纳于第二容纳体3的容纳空间5中的蓄电池单池和与之邻接的排气通道14之间布置另外的防火装置13，其中，该防火装置13必须具有穿孔(Durchbruch)，以便将蓄电池单池与接触弹簧7材料接合地连接，该防火装置例如由云母或其它对本领域技术人员而言容易想到的耐火材料构成。布置在容纳空间5、导引通道9和通孔6之间的排气通道14的横截面朝着在外套侧布置在第二容纳体3上的排气孔朝基体1的方向扩宽，从而尽管按照本发明的装置的紧凑的结构，还是可以避免逐点的压力峰值。如同例如在图2和图3中示出的那样，排气通道14可以与由基体1形成的导向面15邻接，由此促进从蓄电池单池流出的热气体有针对性地偏转到排气通道14中。
在图3中示出由多个按照本发明的装置组成的模块的局部。为此，用作支架的支承板16具有多个凹空部，这些凹空部包围所述装置的第二容纳体3，从而防止第二容纳体3的卡锁体17意外地从加工到蓄电池单池中的槽18脱离。为了均匀的高度对齐，相应的第二容纳体3可以形成沿接合方向作用的止挡面19。在支承板16的备选的、在图3中示出的实施方式中，该支承板的凹空部既可以包围容纳体3，也可以包围布置在其中的蓄电池单池。插入第一容纳体2中的蓄电池单池可以通过其单池外套由接触单元20彼此连接，该接触单元可以布置在用作支撑件的并联板21上。为了实现按规定的可拆卸的接触，适宜的是，接触单元20具有凹空部，这些凹空部在周侧包围蓄电池单池。为了确保特别牢固的配合，如图3所示，接触单元20可以形成接触舌片8，这些接触舌片弹性地包围布置在凹空部中的蓄电池单池。
通过按照本发明的装置使得各个单独的蓄电池单池能够与其在模块中的位置无关地更换。在一个蓄电池单池损坏的情况下，将接触单元20从连接成模块的蓄电池单池的单池外套拆下。在将这个可拆卸地连接的蓄电池单池从容纳体2的容纳空间4拉出之后，可自由接近按照本发明的具有还剩余的、有损坏的并且材料接合地连接的蓄电池单池的装置。随后可以通过拉出将该装置从支承板16拆卸，从而可以更换有损坏的蓄电池单池。完好无损的蓄电池单池的按照本发明的装置的位置保持不变。按照本发明的装置连接成模块以相反的顺序进行。

Claims (11)

1.一种用于使两个蓄电池单池独立接触的装置，该装置具有基体(1)，该基体具有通孔(6)，其特征在于，所述基体(1)具有关于通孔(6)相对置的两个容纳体(2、3)，用于在周侧分别包围沿接合方向插入容纳体(2、3)中的蓄电池单池的端部区段，其中，接触弹簧(7)插入第一容纳体(2)的导引通道(9)中，该导引通道(9)通入所述通孔(6)中，以便将接触弹簧(7)与插入第二容纳体(3)中的蓄电池单池材料接合地连接，并且所述接触弹簧(7)形成接触舌片(8)，以便可拆卸地连接插入第一容纳体(2)中的蓄电池单池。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导引通道(9)螺旋形地围绕所述通孔(6)延伸并且以横向于所述接合方向的游隙容纳所述接触弹簧(7)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述导引通道(9)朝向第一容纳体(2)的容纳空间(4)被防火装置(13)覆盖。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述接触弹簧(7)的接触舌片(8)从所述导引通道(9)逆着所述接合方向突出到第一容纳体(2)的与容纳空间(4)邻接的、周侧的凹空部(10)中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二容纳体(3)形成突出到其容纳空间(5)中的卡锁体(17)，用于嵌接到插入该容纳体的容纳空间中的蓄电池单池的槽(18)中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述基体(1)在第二容纳体(3)、所述导引通道(9)和所述通孔(6)之间具有排气通道(14)，该排气通道将第二容纳体(3)的容纳空间(5)与基体(1)的至少一个外套侧的排气孔连接。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述基体(1)形成导向面(15)，用于将从插入第二容纳体(3)的容纳空间(5)中的蓄电池单池流出的热气体引入所述排气通道(14)中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二容纳体(3)形成卡锁臂(12)，该卡锁臂在周侧包围容纳空间(5)并且从所述基体(1)突出。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述接触弹簧(7)在其通入所述通孔(6)中的端部区段上形成夹紧片(11)。
10.一种模块，具有多个根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，设有支架，该支架具有多个凹空部，用于在周侧可拆卸地包围第二容纳体(3)。
11.根据权利要求10所述的模块，其特征在于，设有接触单元(20)，该接触单元将插入第一容纳体中的蓄电池单池B通过这些蓄电池单池的单池外套彼此电接触。
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