CN115312984A - 用于能量存储装置的叠层母排 - Google Patents

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Abstract

互连来自蓄电池的模块(10)的一包(20)棱柱形电池(22)的叠层母排(100)。电池配置成成组(30)布置，每个组具有相同数量的电池。母排包括：具有至少一个导电元件(112)的第一导电层(110)，每个导电元件(112)配置为连接两个相邻组的电池的电极(28)，层压在第一导电层上的第一电绝缘层(130)，配置成连接到第一组(30A)电池的第一电连接器(114)。有利地，叠层母排包括层压到第一绝缘层上且包括第二电连接器(142)和第三电连接器(144)的第二导电层(140)，第二电连接器配置成连接到最后一组(30B)电池，第三电连接器距第一电连接器比距第二电连接器更靠近。第一绝缘层包括配置为允许第二电连接器与最后一组电池电连接的切口窗口(134)。

Description

用于能量存储装置的叠层母排
技术领域
本发明总体上涉及一种用于互连蓄电池中的一包棱柱形电池的叠层母排，以及一种包括这样的包和母排的用于蓄电池的模块。
背景技术
电能存储系统或蓄电池用于各种场合，并且蓄电池包是这样的系统的核心部件。例如，固定的电存储系统可以包括用于存储从太阳能电池板产生的能量的蓄电池包。电存储系统也可以用于移动应用，诸如电动车辆。电存储系统的基本单位是电池，电池有几种形状。电池可以是三种常见类型的：袋状、棱柱形或圆柱形。
取决于电池的技术和大小，电池具有给定的电压和电能存储容量。因此，对于许多应用，单独的电池们必须使用母排连接在一起，以便构建能够存储和输送比单个蓄电池单元更多动力的能量存储系统。因此，能量存储系统包括模块，每个模块包括组装在一起形成一包电池(也简称为“包”)的多个电池。不同类型的母排用于连接蓄电池内的模块，并且用于连接模块内同一包的电池。
在现有的各种类型的电池中，棱柱形电池由于其易于制造和处理而在当今被广泛使用。每个电池呈棱柱形形状，其上表面有两个可接近电极。这两个电极包括正极和负极。上表面通常具有矩形形状，具有两个短边和两个长边，每个电极紧邻相应短边布置。在模块内，几个棱柱形电池通常布置在一起，使得它们的上表面都定向在相同的方向上，并且沿着它们的长边堆叠，形成一行电池。
根据模块设计的需要，母排配置为串联和并联地电连接一行中的所有电池。
这样的棱柱形电池互连母排是蓄电池模块的重要部件。为了降低蓄电池包的总成本，母排必须易于生产，并且由于必须连接大量的单独的蓄电池单元而易于连接。用于电池互连的常规母排采用叠层母排和/或非叠层组件。
US-A1-2016073506描述了叠层母排的几种设计，其中导电层层压到绝缘层上。然而，返回电路必须单独布置，这是昂贵且耗时的。
因此，需要改进用于棱柱形电池互连的母排。
发明内容
为此，本发明的方面涉及一种用于互连来自蓄电池的模块中的一包方形蓄电池的叠层母排，其中：
所述叠层母排具有沿着主轴线并在中间平面中延伸的细长且扁平的形状，
所述包电池配置成使得：
所述电池配置成沿着所述主轴线布置成一行，
每个电池具有带有两个电极的上侧，所述两个电极具有相反的极性并且布置在纵向平面的相对侧上，所述纵向平面平行于所述主轴线并且正交于所述中间平面，每个电池的所述电极布置在所述中间平面中，每个电池的所述上侧定向在相同的方向上，
所述电池布置成至少两组，每组中具有相同数量的电池，其中第一组电池和最后一组电池位于所述包的相对端处，
在同一组电池内，具有相同极性的所述电极布置在所述纵向平面的同一侧上，
对于两个相邻的组电池，具有相同极性的所述电极布置在所述纵向平面的相对侧上，
所述叠层母排包括：
第一导电层，所述第一导电层包括至少一个导电元件，每个导电元件配置为电连接两个相邻的组电池的所述电极，所述电极位于所述纵向平面的同一侧上，
第一电绝缘层，所述第一电绝缘层层压在所述第一导电层上，第一电连接器，所述第一电连接器配置成连接到所述第一组电池的所述电极，所述第一组电池的电极未连接到所述第一导电层的导电元件，
根据本发明：
所述叠层母排还包括第二导电层，所述第二导电层沿着所述主轴线延伸并且包括分别带有第二电连接器和第三电连接器的两个相对末端，
所述第二导电层层压到所述第一绝缘层上并且通过所述第一绝缘层与所述第一导电层电分离，当所述叠层母排连接到所述包电池时，所述第一导电层夹在所述第一绝缘层与所述电极之间，
所述第二电连接器配置成连接到所述最后一组电池的所述电极，所述第一组电池的电极未连接到所述第一导电层的导电元件，同时所述第三电连接器比所述第二电连接器更靠近所述第一电连接器，并且
所述第一绝缘层包括切口窗口，所述切口窗口配置为允许所述第二电连接器与所述最后一组电池的相对应电极电连接。
根据本发明的母排是有利的，因为它被优化用于将所述母排快速组装到电池的所述模块。因为所述第一连接器和所述第三连接器能容易地用于将电池的所述模块与其他模块连接，所以仅需要一个母排用于所述模块的电池的互连，这是高效且经济的。由于其叠层结构，所述母排有助于降低蓄电池模块的成本、大小和重量。此外，通过简单地将所述母排制造成所需的尺寸，可以容易地修改配置以适应各种大小的模块。
根据有利但可选的方面，单独考虑或根据任何技术上允许的组合，这样的母排可以结合以下特征中的一者或多者：
每个导电元件包括至少两个连接端子，每个连接端子包括配置为焊接到电池的一个相应电极的焊接区域，而所述第一绝缘层包括开口，所述开口配置成允许接近每个连接端子的所述焊接区域，而所述第二导电层布置成使得所述第二导电层不阻止接近所述第一绝缘层的所述开口。
对于每个导电元件：
两个相邻的连接端子通过连结构件连结在一起，
对于两个相邻的连接端子，所述导电元件包括布置在所述两个相邻的连接端子之间的凹口，并且
每个凹口正交于所述主轴线延伸，从而允许每个连接端子相对于所述连结构件沿着平行于所述主轴线的旋转轴线独立于相邻的连接端子旋转。
所述连结构件还包括至少一个柔性部分，其中：
每个柔性部分正交于所述主轴线延伸并且与相应凹口对齐，每个柔性部分将所述连结构件分成两个相邻的连结部分，并且
每个柔性部分能弹性变形，使得每个连结部分相对于所述相邻的连结部分沿着与相对应柔性部分对齐的枢转轴线旋转。
所述叠层母排还包括底部绝缘层，其中：
所述底部绝缘层层压在所述第一导电层上，
所述底部绝缘层包括孔，所述孔配置为允许所述导电元件电连接到相对应电极。
所述叠层母排还包括顶部绝缘层，其中：
所述顶部绝缘层层压在所述第二导电层上，
所述顶部绝缘层包括顶部孔，所述顶部孔配置为允许接近每个连接端子。
所述第二导电层由金属片制成。
所述第二导电层具有与所述第一导电层的表面重叠超过30％，优选超过50％，更优选超过75％的表面。
本发明还涉及一种用于蓄电池的模块，所述模块包括一包棱柱形电池，其中：
所述电池通过根据前述内容中任一项所述的叠层母排互连，
所述电池沿着主轴线布置成一行，
每个电池具有带有两个电极的上侧，所述两个电极具有相反的极性并且布置在纵向平面的相对侧上，每个电池的所述电极布置在中间平面中，其中每个电池的所述上侧定向在相同的方向上，
所述电池布置成至少两组，每组中具有相同数量的电池，其中第一组电池和最后一组电池位于所述行的相对端处，
在同一组电池内，具有相同极性的所述电极布置在所述纵向平面的同一侧上，并且
对于两个相邻的组电池，具有相同极性的所述电极布置在所述纵向平面的相对侧上。
有利地：
所述模块包括外壳，所述外壳配置为容纳所述电池，同时第一连接器和第三连接器布置在所述外壳的外部，优选地彼此相邻布置。
附图说明
根据下文对叠层母排和电池模块的三个实施例的描述，将会更好地理解本发明，并且本发明的其他优点将会更加清楚，这些描述仅作为非限制性示例提供，并且参照附图进行，其中：
-图1是棱柱形电池的示例性模块的透视图，该示例性模块包括根据本发明的第一实施例的叠层母排；
-图2是图1的模块的分解图；
-图3是类似于图2的视图，其中母排的几个元件被隐藏，并且示出了母排的第一导电层和第二导电层；
-图4在两个插图a)和b)上分别示出了母排的第二导电层和第一导电层的俯视图；
-图5在两个插图a)和b)上分别示出了第二导电层的细节和第一导电层的导电元件的透视图；
-图6是类似于图4的透视图，其示出了根据本发明的第二实施例的母排的第一导电层和第二导电层，
-图7是类似于图4的视图，并且在两个插图a)和b)上分别示出了根据第二实施例的母排的第二导电层和第一导电层的俯视图，
-图8是根据本发明的第三实施例的示例性第二导电层的俯视图，以及
-图9是根据本发明的第四实施例的示例性第二导电层的俯视图。
具体实施方式
现在将参考附图来描述本发明的实施例，其中相同的附图标记始终用于指代相同的元件。应当理解，附图不一定是按比例绘制的。
参照图1至图5描述本发明的第一实施例。
图1示出了用于蓄电池的模块10。蓄电池例如用于诸如汽车应用的移动应用中，例如用于存储电能和向电动车辆或混合电动车辆的牵引电机供应电能。根据一些实施例，蓄电池属于电动车辆。蓄电池通常包括几个模块10，这几个模块10被电连接在一起。
模块10包括由混合线的方框示意性表示的外壳12、一包20棱柱形电池22和叠层母排100。包20位于外壳12内，外壳12配置成容纳电池22，使得在包20内，电池22被认为相对于彼此不动。如下所述，包20的棱柱形电池22通过叠层母排100互连。叠层母排100也简单地简称为“母排100”，而棱柱形电池22也简单地简称为“电池22”。
在所示的非限制性示例中，包20包括八个电池22，尽管在其他实施例中，每个包20中的电池22的数量可以不同。在本说明书的范围内，除非另有说明，“电池22”是指棱柱形电池22。同一包20中的电池22具有相同的几何形状，以相同的方式工作，并且优选地彼此相同。针对电池22中的任何一者所解释的内容可以转置到其他电池22。
图2示出了模块10的分解图，省略了外壳12。在图3中，未示出母排100的几个元件，并且更容易看到包20。
每个电池22具有矩形棱柱的形状，具有沿着电池轴线A22投影的矩形横截面。在图上，电池轴线A22应该是水平的。每个电池22具有两个横向侧24，它们正交于电池轴线A22延伸并且彼此相对定向。
每个电池22具有上侧26和两个电极28，两个电极28布置在上侧26上。两个电极28包括具有相反极性并且彼此不同的第一电极28A和第二电极28B。电极28能用于与外部元件连接，特别是用于与母排100连接。换言之，每个电池22的电极28配置为电连接到叠层母排100。
在包20内，电池22沿着包20的纵向轴线A20堆叠在一起。每个电池22的电池轴线A22总体上与纵向轴线A20对齐，并且每个电池22的上侧26定向在与其他电池22相同的方向上。对于两个相邻的电池22，两个电池22中的第一个电池的横向侧24面向两个电池22中的另一个电池的横向侧24。
换言之，在包20内，电池22沿着纵向轴线A20布置成一行，并且包20包括第一电池22A和最后一个电池22B，第一电池22A和最后一个电池22B布置在包20的两个相对末端处。在图1至图3中，图中最左侧的电池22被认为是第一电池22A，而图中最右侧的电池33被认为是最后一个电池22B。
对于包20的每个电池22，两个电极28布置在包20的纵向平面P20的相对侧上，纵向平面P20是竖直的并且平行于纵向轴线A20。
电极28在几何上由包20的中间平面P21承载，中间平面P21平行于纵向轴线A20并正交于纵向平面P20。在图示的示例中，每个电池22的上侧26应该是面朝上的，并且中间平面P21是水平的。
在包20内，电池22布置成至少两组30电池22，每组30中具有相同数量的电池22。在图示的示例中，组30彼此串联连接。在本发明的第一实施例中，每个组30仅包括一个电池22。换言之，包20包括八组30，每组一个电池22，并且所有电池22彼此串联连接。
包括第一电池22A的组30也被称为第一组30A，并且包括最后一个电池22B的组30也被称为最后一组30B。换言之，第一组30A和最后一组30B位于包20的相对末端处。在图1至图3中，第一组30A位于左手侧，最后一组30B位于右手侧，并且第一组30A与最后一组30B被六个其他组30分开。
在电池22的同一组30内，具有相同极性的电极28布置在纵向平面P20的同一侧上。换言之，在同一组30内，第一极28A布置在纵向平面P20的一侧上，而第二极28B布置在纵向平面P20的另一侧上。
对于电池22的两个相邻的组30，具有相同极性的极28布置在纵向平面P20的相对侧上。换言之，对于电池22的两个相邻的组30，两个组30中的一个组的第一电极28A和两个组30中的另一个组的第一电极28A布置在纵向平面P20的相对侧上。
现在参照图1至图3描述叠层母排100。
叠层母排100具有沿着主轴线A100并在中间平面P101中延伸的细长且扁平的形状。为了方便起见，还定义了母排100的纵向平面A100，纵向平面A100平行于主轴线A100并且正交于中间平面P101。如图1所示，当叠层母排100处于与包20连接的配置时，主轴线A100平行于包轴线A20，母排100的纵向平面P100明显与纵向平面P20共面，并且母排100的中间平面P101平行于包20的中间平面P21。
叠层母排100包括第一导电层110、层压在第一导电层110上的第一电绝缘层130、以及层压在第一绝缘层130上并通过第一绝缘层130与第一导电层110电分离的第二导电层140。当叠层母排100连接到电池的包20时，第一导电层110夹在第一绝缘层130与电极28之间。在本说明书的范围内，第一绝缘层130和其他绝缘层(稍后描述)每一者都由柔性且电绝缘的材料制成，优选为聚合物材料，例如聚酯或聚酰亚胺。每个绝缘层的厚度在25μm至250μm之间。
第一导电层110的俯视图也示出在图4的插图b)上。第一导电层110包括至少一个导电元件112，每个导电元件112配置为电连接分别属于两个相邻的组30电池的电极28，所述电极28位于纵向平面P20的同一侧上。
第一导电层110还包括第一电连接器114，第一电连接器114配置成连接到第一组30A电池的电极28，该第一组30A电池的电极28未连接到第一导电层110的导电元件112。
在图示的示例中，包20包括八组30电池22，并且第一导电层110包括七个导电元件112。第一连接器114在这里连接到第一组30A电池22的第一电极28A。
任选地，第一连接器114包括机械接口116，这里为铆钉，用于将第一连接器114机械连接到外部元件，诸如未示出的母排。
第一导电层110的导电元件112以相同的方式工作，并且优选地具有相同的形状，更优选地彼此相同。在图5的插图b)上以较高比例示出了导电元件112中的一者。对导电元件112中的一者的描述对于其他导电元件112也是有效的。
每个导电元件112包括至少两个连接端子118和连结构件120，每个连接端子118配置成连接到电池22的一个电极28。在导电元件112内，两个相邻的连接端子118通过连结构件120连结在一起。在图示的示例中，连结构件120具有三角形形状，而每个连接端子118具有矩形形状。
在所示的非限制性示例中，每个导电元件112的连接端子118布置在纵向平面P100的同一侧上，并且配置成连接到属于两个相邻的组30电池22并且位于纵向平面P20的同一侧的电极28。电池22为棱柱形电池，位于纵向平面P100同一侧的连接端子118沿着平行于纵向平面P100的方向彼此对齐。每个连结构件120跨在纵向平面P100上，并且连接端子118布置成与纵向平面P100分开。
每个连接端子118包括焊接区域122，焊接区域122配置为焊接到相应电极28。在图示的示例中，每个连接端子118有利地包括中心孔124，中心孔124布置在连接端子118的中心区域中，而焊接区域122围绕中心孔124延伸。在图5b)中，每个焊接区域122由虚线的椭圆示意性地表示。
每个中心孔124配置成允许在母排100与包20连接期间，在实际焊接操作之前视觉检查焊接区域122是否与相对应电极28正确对准。
连接端子118到相应电极28的焊接过程优选为激光焊接。在连接端子118与相应电极28的连接操作期间，为了确保良好的电连接，连接端子118首先被机械地压到相对应电极28上，然后完成焊接本身。
在图示的示例中，第一绝缘层130和电极28位于第一导电层110的相对侧上。第一绝缘层130包括第一开口132，第一开口132配置为允许接近每个连接端子118的焊接区域122。
由于制造公差，每个电极28的实际位置可能偏离理论位置，其中每个电极28在几何上由中间平面P21承载。
对于每个导电元件112，两个相邻的连接端子118通过连结构件120连结在一起，并且导电元件112包括布置在两个相邻的连接端子118之间的凹口126。
每个凹口126正交于主轴线A100延伸，并且配置为促进导电元件112的弹性变形，使得每个连接端子118被允许相对于连结构件120沿着平行于主轴线A100的旋转轴线A118独立于相邻的连接端子118旋转。
任选地，连结构件还包括至少一个柔性部分128。柔性部分128在这里由具有半圆形截面的折叠示意性地表示。可替换地，柔性部分128是平坦的，例如通过冲压导电元件112来生产。
每个柔性部分128将连结构件120分成两个相邻的连结部分130。每个柔性部分128正交于主轴线A100延伸，并与相应凹口126对齐。每个柔性部分128能弹性变形，使得每个连结部分130相对于相邻的连结部分130沿着与相对应柔性部分128对齐的枢转轴线A130旋转。
由于布置在两个相邻连接端子118之间的凹口126，并且由于与每个凹口126对齐的柔性部分128，每个导电元件112弹性变形以适应母排100所连接的电极28的位置偏差。
当第一导电层110层压到第一绝缘层130上时，导电元件112层压到第一绝缘层130上，并且彼此不重叠。导电元件112优选地通过在层压到第一绝缘层上之前切割和/或冲压单片导电材料(例如金属片)来生产，这是一种有效的工艺。
导电元件112具有足够薄的厚度，使得导电元件112可以在焊接过程中屈曲并适应电极28的位置偏差，但是足够厚以应对电池内的模块10在使用时的电流密度。在图示实施例中，导电元件112具有0.25mm至2mm之间的厚度。
作为非限制性示例，导电元件112由金属制成，金属例如铜、或铝、或镍或它们的合金之一。优选地，第一导电层110的表面，例如为了防止氧化，使用电镀材料电镀，电镀材料诸如锡、或镍、或银、或它们的合金之一。
第二导电层140沿着主轴线A100延伸，并且包括两个相对末端，分别具有第二电连接器142和第三电连接器144。第二电连接器142和第三电连接器144优选通过焊接(例如激光焊接)连接到相应电极28。
第二电连接器142配置成连接到最后一组30B电池22的电极28，最后一组30B电池22的电极28未连接到第一导电层110的导电元件112。
在图3所示的示例中，第二电连接器142连接到最后一个电池22B的第二电极28B，而最后一个电池22B的第一电极28A连接到导电元件112。
第三电连接器144比第二电连接器142更靠近第一连接器114，而第三电连接器144配置为通过第二导电层140的其余部分连接到最后一组30B电池22的电极28，最后一组30B电池22的电极28未连接到第一导电层110的导电元件112。
优选地，如在图示的示例中，第三连接器144紧邻第一连接器114布置。换言之，第一连接器114和第三连接器144布置在包20的同一侧上。第二导电层140为母排100的返回电路。
由于母排100在层压结构中包括第一导电层110和第二导电层140，包20的每个电极28可以以自动方式连接(优选通过激光焊接)到第一或第二导电层110或140，这是非常有效的。如图1所示，当组装模块10时，第一连接器114和第三连接器144有利地布置在外壳12的外部，优选彼此相邻布置。模块10的每个电池22可以通过母排100连接，这非常方便。
任选地，第三连接器144包括机械接口145，这里为螺柱，用于将第一连接器114机械连接到外部元件，诸如未示出的母排。
夹在第一导电层110与第二导电层140之间的第一绝缘层130包括切口窗口134，切口窗口134在这里具有矩形形状，并且配置成允许第二电连接器142与最后一组30B电池22的相对应电极28电连接。
第二电连接器142包括至少一个连接端子146，至少一个连接端子146配置为焊接到相应电极28。在第一实施例中，第二电连接器142包括一个连接端子146。
如图5a)所示，第二电连接器142的连接端子146具有矩形形状，并包括中心孔145，中心孔145配置成允许在母排100与包20连接期间，在实际焊接操作之前视觉检查第二电连接器142是否与相对应电极28正确对准。
第二导电层140由导电材料制成，导电材料优选为具有良好导电性的金属，以避免电能的损失。作为非限制性示例，第二导电层140由金属制成，金属例如铜、或铝、或镍或它们的合金之一。优选地，第二导电层140的表面被电镀以防止氧化，例如用锡、或镍、或银、或它们的合金之一电镀。第二导电层140优选通过切割和/或冲压金属片制成。
当使用模块10时，为了在电池22内存储电能或者为了从电池22输送电能，电池22和导电元件112具有变热的趋势。层压在第一绝缘层130上的第二导电层140与第一导电层110部分重叠，并接收第一导电层110的热能的一部分。换句话说。第二导电层140有助于消散第一导电层110的热能。为了使这种耗散效果更强，第二导电层140具有与第一导电层110的表面重叠超过30％，优选超过50％，更优选超过75％的表面。
第二导电层140的厚度根据第二导电层140在第一导电层110上的重叠比例来选择，以应对蓄电池内的模块10在使用时的电流密度。根据一些示例，第二导电层140的厚度在0.25mm至2mm之间。
第二导电层140布置成使得第二导电层140不阻止接近第一绝缘层110的开口132。在第一实施例中，第二导电层140包括第二开口148，第二开口148配置为允许接近每个连接端子118的焊接区域122。在母排100的第一实施例中，第一导电层110和第二导电层140具有正交于纵向平面P100测量的明显相同的宽度，并且第二开口148具有封闭的轮廓。在图示的示例中，每个第二开口148具有圆形轮廓，并且沿着正交于中间平面P101的轴线与相应中心孔124对准。
换言之，第二开口148与第一绝缘层130的第一开口132对准。第一开口132优选小于第二开口148，以便降低通过第一开口132短路的风险。
在图示的示例中，第二导电层140包括附加凹口150，附加凹口150布置在位于纵向平面P100的同一侧上的两个相邻开口148之间，每个附加凹口150正交于纵向平面P100延伸，并且配置为改善第二导电层140的柔性，并且因此改善母排100的整体柔性。
如图2所示，叠层母排100还包括底部绝缘层160，底部绝缘层160沿着母排100的中间平面P100延伸并且层压在第一导电层110上。换言之，第一导电层110夹在第一绝缘层130与底部绝缘层160之间。
优选地，底部绝缘层基本上在包20的所有电池22的上表面26上延伸。底部绝缘层160包括孔162，孔162配置成允许每个电极28与母排100的电连接。
每个孔162具有与电极28的外形相似的外形，使得当母排100被放置在包20的顶部上时，每个电极28穿过相应孔162，并且与相应连接端子118或第一连接器114或第二连接器142直接接触。在图示的示例中，每个电极28具有矩形外形，并且每个孔162具有相同的矩形外形。
当母排100被组装到包20时，底部绝缘层160搁置在电池22的上表面26上，同时导电元件112连接到电极28。底部绝缘层160包括孔162，孔162配置成允许导电元件112与电池22的电极28电连接。
优选地，叠层母排100还包括监控电路170，监控电路170配置为监控蓄电池10的运行状态，例如温度。
在图示的示例中，监控电路170包括感测电路172和连接器174，感测电路172具有沿着主轴线A100延伸的细长形状，连接器174连接到感测电路172的末端。
在使用中，感测电路172在电池22的上侧26上延伸。感测电路172包括传感器，优选地每个电池22有至少一个传感器，传感器配置为监控位于紧邻感测电路172地方的电池22的状态。
感测电路172优选地沿着主轴线100从第一电池22A延伸到最后一个电池22B，并且配置成监控包20的每个电池22的操作状态。例如，感测电路172的传感器为温度传感器，并且监控电路170配置成监控包20的每个电池22的温度。
叠层母排100有利地包括顶部绝缘层180，顶部绝缘层180沿着母排100的中间平面P100延伸，并且层压在第二导电层140上。换言之，第二导电层140夹在第一绝缘层130与顶部绝缘层180之间。
优选地，顶部绝缘层180基本上覆盖包20的所有电池22的上表面26。顶部绝缘层180包括顶部孔182，顶部孔182配置成在将母排100焊接到电极28期间允许接近每个连接端子118或第一或第二连接器114或144。在图示的示例中，每个顶部孔182具有圆形形状，与相应第一开口132同轴。
在图示的示例中，感测电路172夹在第一导电层110与底部绝缘层160之间。例如，在底部绝缘层160被层压到第一导电层110上之前，感测电路172被层压到底部绝缘层160上。这样的组装过程可以自动化，并且效率高、成本低。
可替换地，感测电路172夹在第一导电层110与第一绝缘层130之间，或者夹在第一绝缘层130与第二导电层140之间，或者夹在第二导电层140与顶部绝缘层180之间。
更一般地，感测电路172层压在母排100的任何层上，例如夹在母排100的两个相邻的层之间，这两个层包括绝缘层160、130或180中的一者，以及相对应导电层110或140。
图6和图7示出了根据本发明的蓄电池10的可替换第二实施例。在这个第二实施例中，与第一实施例相同或相似的蓄电池的零件具有相同的附图标记。此后，主要详述第一实施例与第二实施例之间的差异。
在本发明的第二实施例中，包20的电池22成组300布置，每个组300包括两个电池22。包20在这里包括四组300电池22。
包括第一电池22A的组300也被称为第一组300A，包括最后一个电池22B的组300也被称为最后一组300B。换言之，第一组300A和最后一组300B位于包20的相对末端处。在图6中，第一组300A位于左手侧，最后一组300B位于右手侧，并且第一组300A与最后一组300B被另外两个组300分开。
蓄电池10包括叠层母排200。
叠层母排200具有类似于第一实施例的母排100的结构的层压结构，其中导电层夹在绝缘层之间。然而，在图6和图7中仅示出了导电层。
叠层母排200包括第一导电层210和第二导电层240。
第一导电层210包括至少一个导电元件212，每个导电元件212配置为电连接分别属于两个相邻的组300电池22的电极28，所述电极28位于纵向平面P20的同一侧上。
每个导电元件212包括至少两个连接端子118和连结构件220，每个连接端子118配置成连接到电池22的一个电极28。因为每个组300包括两个电池22，所以每个导电元件212包括连结到连结构件220的四个连接端子118。
更一般地，属于同一组300的电池22彼此并联电连接，而通过同一导电元件212彼此连接的两个相邻的组300彼此串联连接。
第一导电层210还包括第一电连接器214，第一电连接器214配置成连接到第一组300A电池的电极28，第一组300A电池的电极28未连接到导电元件212。因为每个组300包括两个电池22，包括第一组300A，所以第一连接器214配置成连接到两个电极28。
第二导电层240沿着主轴线A100延伸，并且包括两个相对末端，两个相对末端分别具有第二电连接器242和第三电连接器244。
第二电连接器242配置成连接到最后一组300B电池22的电极28，最后一组300B电池22的电极28未连接到第一导电层210的导电元件212，而第三电连接器244比第二电连接器242更靠近第一连接器214。
在第二实施例中，每组300(包括最后一组300B)电池22包括两个电池22。第二连接器242配置成连接到两个电极28，并且为此目的包括两个连接端子146。
在第二实施例中，第一导电层210和第二导电层240具有正交于纵向平面P100测量的明显相同的宽度，并且第二开口148具有闭合轮廓，这里为圆形轮廓，每个第二开口148沿着正交于中间平面P101的轴线与相应中心孔124对准。
图8示出了根据本发明的第三实施例的母排300。母排300包括第二导电层340，而母排300的其他部件(未示出)被认为与第二实施例的母排200的那些部件相同。
第二导电层340沿着主轴线A100延伸，并且包括两个相对末端，两个相对末端分别具有第二电连接器242和第三电连接器244。
在第三实施例中，第二导电层340的正交于纵向平面P100测量的宽度明显等于第二实施例的第二导电层240的宽度的70％。
当组装母排300时，第二导电层340与第一导电层大约70％重叠，使得母排300与第二实施例的母排200相比更轻，同时通过第二导电层340保持良好的散热效果。
第二导电层340布置成使得第二导电层340不阻止接近第一绝缘层的开口。在第三实施例中，第二导电层340包括第二开口348，第二开口348配置成允许在焊接操作期间接近第一导电层。由于第二导电层340的宽度减小，每个第二开口148具有开口轮廓，这里为半圆形轮廓。两个相邻的第二开口348被附加凹口350分开，附加凹口350比前述实施例的附加凹口150短。
图9示出了根据本发明的第四实施例的母排400。母排400包括第二导电层440，而母排400的其他部件(未示出)被认为与第一实施例的母排100的那些部件相同。
第二导电层440包括中心部分442，第二电连接器142和第三电连接器144附接到中心部分442。第二导电层440布置成使得第二导电层440不阻止接近第一绝缘层110的开口132。更准确地说，在第四实施例中，第二导电层440不包括开口，诸如前面实施例的第二开口148或348，但是中心部分442具有更容易生产的直线形状。
更一般地，第二导电层的形状和轮廓可以根据设计要求改变，改变为具有直的外形或包括开口。可以改变和/或组合和/或省略第二开口148或348和附加凹口150或350，同时记住导电性、导热性和减轻质量的限制。
可以组合在本说明书中所考虑的模块10和母排100的不同实施例和变型的相应特征。

Claims (13)

1.一种用于互连来自蓄电池的模块(10)中的一包(20)棱柱形电池(22)的叠层母排(100；200；300；400)，其中：
所述叠层母排(100；200；300；400)具有沿着主轴线(A100)并在中间平面(P101)中延伸的细长且扁平的形状，
所述包(20)电池(22)配置成使得：
所述电池(22)配置成沿着所述主轴线(A100)布置成一行，
每个电池(22)具有带有两个电极(28)的上侧(26)，所述两个电极(28)具有相反的极性并且布置在纵向平面(P100)的相对侧上，所述纵向平面(P100)平行于所述主轴线(A100)并且正交于所述中间平面(P101)，每个电池(22)的所述电极(28)布置在所述中间平面(P101)中，每个电池(22)的所述上侧(26)定向在相同的方向上，
所述电池(22)布置成至少两组(30；300)，每组中具有相同数量的电池，其中第一组(30A；300A)电池和最后一组(30B；300B)电池(22)位于所述包(20)的相对端处，
在同一组(30；300)电池内，具有相同极性的所述电极(28)布置在所述纵向平面(P100)的同一侧上，
对于两个相邻组(30；300)的电池，具有相同极性的所述电极(28)布置在所述纵向平面(P100)的相对侧上，
所述叠层母排(100；200；300；400)包括：
第一导电层(110；210)，所述第一导电层(110；210)包括至少一个导电元件(112；212)，每个导电元件配置为电连接两个相邻组(30；300)的电池(22)的所述电极(28)，所述电极位于所述纵向平面(P100)的同一侧上，
第一电绝缘层(130)，所述第一电绝缘层(130)层压在所述第一导电层(110；210)上，
第一电连接器(114；214)，所述第一电连接器(114；214)配置成连接到所述第一组(30A；300A)电池的所述电极(28)，所述第一组(30A；300A)电池的电极(28)未连接到所述第一导电层的导电元件(112；212)，
其特征在于：
所述叠层母排(100；200；300；400)还包括第二导电层(140；240；340；440)，所述第二导电层(140；240；340；440)沿着所述主轴线(A100)延伸并且包括分别带有第二电连接器(142；242)和第三电连接器(144；244)的两个相对末端，
所述第二导电层(140；240；340；440)层压到所述第一绝缘层(130)上并且通过所述第一绝缘层与所述第一导电层(110；210)电分离，当所述叠层母排连接到所述包(20)电池(22)时，所述第一导电层夹在所述第一绝缘层与所述电极(28)之间，
所述第二电连接器(142；242)配置成连接到所述最后一组(30B；300B)电池(22)的所述电极(28)，所述最后一组(30B；300B)电池(22)的电极(28)未连接到所述第一导电层的导电元件(112；212)，同时所述第三电连接器(144；244)距所述第一电连接器(114；214)比距所述第二电连接器更靠近，并且
所述第一绝缘层包括切口窗口(134)，所述切口窗口(134)配置为允许所述第二电连接器与所述最后一组(30B；300B)电池(22)的相对应电极(28)电连接。
2.根据权利要求1所述的叠层母排(100；200；300；400)，其中：
每个导电元件(112；212)包括至少两个连接端子(118)，每个连接端子包括配置为焊接到电池(22)的一个相应电极(28)的焊接区域(122)，
所述第一绝缘层(130)包括开口(132)，所述开口(132)配置成允许接近每个连接端子的所述焊接区域，并且
所述第二导电层(140；240；340；440)布置成使得所述第二导电层不阻止接近所述第一绝缘层的所述开口(132)。
3.根据权利要求2所述的叠层母排(100；200；300；400)，其中，对于每个导电元件(112；212)：
两个相邻的连接端子(118；218)通过连结构件(120；220)连结在一起，
对于两个相邻的连接端子，所述导电元件包括布置在所述两个相邻的连接端子之间的凹口(126)，并且
每个凹口正交于所述主轴线(A100)延伸，从而允许每个连接端子相对于所述连结构件沿着平行于所述主轴线(A100)的旋转轴线独立于相邻的连接端子旋转。
4.根据权利要求3所述的叠层母排(100；200；300；400)，其中：
所述连结构件(120)还包括至少一个柔性部分(128)，
每个柔性部分正交于所述主轴线(A100)延伸并且与相应凹口(126)对齐，每个柔性部分将所述连结构件(120)分成两个相邻的连结部分(130)，并且
每个柔性部分(128)能弹性变形，使得每个连结部分(130)相对于所述相邻的连结部分沿着与相对应柔性部分对齐的枢转轴线(A130)旋转。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的叠层母排(100；200；300；400)，所述叠层母排(100；200；300；400)还包括底部绝缘层(160)，其中：
所述底部绝缘层层压在所述第一导电层(110；210)上，并且
所述底部绝缘层包括孔(162)，所述孔(162)配置为允许所述导电元件(112；212)电连接到相对应电极(28)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的叠层母排(100；200；300；400)，所述叠层母排(100；200；300；400)还包括顶部绝缘层(180)，其中：
所述顶部绝缘层层压在所述第二导电层(140；240；340；440)上，并且
所述顶部绝缘层包括顶部孔(182)，所述顶部孔(182)配置为允许接近每个连接端子(118)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的叠层母排(100；200；300；400)，其中所述第二导电层(140；240；340；440)由金属片制成。
8.根据权利要求7所述的叠层母排(100；200；300；400)，其中：
所述第二导电层(140；240；340；440)具有与所述第一导电层(110；210)的表面重叠超过30％的表面。
9.根据权利要求7所述的叠层母排(100；200；300；400)，其中所述第二导电层(140；240；340；440)具有与所述第一导电层(110；210)的表面重叠超过50％的表面。
10.根据权利要求7所述的叠层母排(100；200；300；400)，其中所述第二导电层(140；240；340；440)具有与所述第一导电层(110；210)的表面重叠超过75％的表面。
11.一种用于蓄电池的模块(10)，所述模块(10)包括一包(20)棱柱形电池(22)，其中：
所述电池(22)通过根据权利要求1至4中任一项所述的叠层母排(100；200；300；400)互连，
所述电池(22)沿着主轴线(A100)布置成一行，
每个电池(22)具有带有两个电极(28)的上侧(26)，所述两个电极(28)具有相反的极性并且布置在纵向平面(P100)的相对侧上，每个电池(22)的所述电极(28)布置在中间平面(P101)中，其中每个电池(22)的所述上侧(26)定向在相同的方向上，
所述电池(22)布置成至少两组(30；300)，每组中具有相同数量的电池(22)，其中第一组(30A；300A)电池和最后一组(30B；300B)电池位于所述行的相对端处，
在同一组电池内，具有相同极性的所述电极(28)布置在所述纵向平面(P100)的同一侧上，并且
对于两个相邻组(30；300)的电池(22)，具有相同极性的所述电极(28)布置在所述纵向平面(P100)的相对侧上。
12.根据权利要求11所述的模块(10)，其中：
所述模块包括外壳(12)，所述外壳(12)配置为容纳所述电池(22)，并且
第一连接器(114)和第三连接器(144)布置在所述外壳(12)的外部。
13.根据权利要求12所述的模块(10)，其中所述第一连接器(114)和所述第三连接器(144)彼此相邻布置。
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