CN115395181A - 焊接过程中汇流条的固定 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单池保持件(1)，用于在用于形成高压蓄电池、优选车辆的牵引蓄电池的蓄电池模块(100)中保持圆柱形蓄电池单池(7)，其中定位元件(4)设置用于将用于与保持在所述单池保持件(1)中的蓄电池单池(7)接触的汇流条(3)定位。

Description

焊接过程中汇流条的固定
技术领域
本发明涉及一种用于在用于形成高压蓄电池、例如车辆的牵引蓄电池的蓄电池模块中保持圆柱形蓄电池单池的单池保持件，一种用于在用于形成高压蓄电池、例如车辆的牵引蓄电池的蓄电池模块中与保持在单池保持件中的圆柱形蓄电池单池接触的汇流条，以及一种用于将汇流条与单池保持件连接的方法。该高压蓄电池例如可用来为运输人员和/或货物的车辆的电驱动装置提供驱动能量。
背景技术
由现有技术公开了高压蓄电池，其蓄电池单池与汇流条(也被称为集电体或母线)连接。蓄电池也被称为蓄能器。在此通常涉及电化学蓄能器，特别是锂离子蓄能器。这种蓄电池通常不是单体结构，而是由一些相互机械和电气连接的蓄电池单池模块化而成。对于电动车辆的蓄电池系统中的结构相应地公知的是，将蓄电池单池布置在蓄电池模块中并将它们组装成一个蓄电池。这增加了蓄电池的可配置性并且在建造蓄电池时允许使用相对便宜的标准蓄电池单池。
发明内容
在本公开的意义上，蓄电池单池理解为电化学存储单池，优选二次单池。术语"单池"可以在部件的物理外观方面理解为可接触的最小结构单元。相比之下，蓄电池模块被理解为一种结构单元，该结构单元结合了多个蓄电池单池。相应地，蓄电池被理解为是一种结构单元，它由一个或多个相互连接的蓄电池模块构成。这种蓄电池可以包括容纳蓄电池模块的壳体、电路以及蓄电池管理系统。多个蓄电池可以相互连接成一个蓄电池系统，用于例如提高蓄电池系统的容量。
蓄电池或蓄电池系统优选设置用于在电动车辆中使用，但是也可以在其他车辆或其他应用领域中使用。
此外，由现有技术还公开了：如果将汇流条直接与蓄电池单池焊接，则汇流条相应地预成型，从而该汇流条的设置用于连接至单池的区段接触所述单池，以便能够与该单池焊接。所述预成型是附加的制造步骤。
从已知的现有技术出发，本发明的任务是，提供一种改进的单池保持件和汇流条以及相应的方法，借助于所述汇流条简化用于形成高压蓄电池的蓄电池模块的结构。
所述任务通过具有本发明的特征的用于在用于形成高压蓄电池的蓄电池模块中保持圆柱形蓄电池单池的单池保持件、具有本发明的特征的用于在用于形成高压蓄电池的蓄电池模块中与保持在单池保持件中的圆柱形蓄电池单池接触的汇流条并且通过本发明的方法解决。在其他描述、说明书和附图中得出有利的拓展方案。
相应地，提出了一种单池保持件，该单池保持件用于在用于形成高压蓄电池、优选车辆的牵引蓄电池的蓄电池模块中保持圆柱形蓄电池单池。根据本发明，该单池保持件包括定位元件，该定位元件设置用于将用于与保持在所述单池保持件中的蓄电池单池接触的汇流条定位。
在此，“定位元件”理解为一构造为构件、例如单池保持件的整体组成部分的元件或者也理解为独立的构件，其用于将汇流条相对于包括定位元件的单池保持件定位和/或定向。
由于单池保持件包括定位元件，因此可以将汇流条在无需附加的夹持或粘接的辅助下并且尤其在无需另外的制造步骤的情况下相对于单池保持件如此定位，以至于汇流条相对于接收在单池保持件中的蓄电池单池正确地定位和/或定向。这在构建用于高压蓄电池的蓄电池模块时实现了单池保持件和汇流条的简化且精确的组装。
通过汇流条相对于接收在单池保持件中的蓄电池单池的正确定向，可以在后面的步骤中进行该汇流条与蓄电池单池的接触部的简化的焊接，因为汇流条已经相对于蓄电池单池定向。
单池保持件的定位元件可以构造为销钉或针脚(Pin)，该销钉可以将汇流条定位在至少一个空间平面中。这里所使用的“空间平面”例如可以涉及平行于单池保持件的适于接收汇流条的面撑开的平面。定位元件可以如下地设计，以至于汇流条在安放到单池保持件或单池保持件的该面上之后不再能够在该空间平面中运动。该定位元件使得汇流条相对于单池保持件不能移动。因此，不需要任何外部的固定或保持装置来将汇流条相对于保持在单池保持件中的蓄电池单池定位和/或定向。优选地，该定位如此进行，以至于汇流条相对于多个或所有接收在相应的单池保持件中的蓄电池单池已经如此定位，以至于可以实施焊接，而不必在引入每个焊点时将汇流条重新定位。
此外，定位元件使得汇流条能够直接与接收在单池保持件中的蓄电池单池焊接。因为通过可接收在汇流条的接收元件中的定位元件，汇流条相对于保持在单池保持件中的单池被如此定位，以至于可以在无需另外的固定的情况下将汇流条与蓄电池单池焊接。
同样，定位元件使得蓄电池模块可以被更快地装配。因为通过该定位元件可以在相对于由单池保持件保持的蓄电池单池定位汇流条时省去附加的制造步骤。属于此的有：例如汇流条借助于粘接或夹紧连接在单池保持件上的固定或者例如这两个部件的热嵌缝连接(或热铆接)。因此，可以进行汇流条与由单池保持件保持的单池的位置精确的焊接。因此，通过该定位元件可以实现用于高压蓄电池的蓄电池模块的更快和/或更可靠的制造。
例如，定位元件可以如此配置，以至于它能够阻止汇流条相对于单池保持件在空间平面中的至少一个方向上的运动。换言之，定位元件可以防止汇流条相对于单池保持件在空间平面中的至少一个方向上运动。定位元件例如可以具有能够阻止汇流条相对于单池保持件在空间平面中旋转的形状。换言之，定位元件防止汇流条相对于单池保持件(在空间平面中)旋转。
单池保持件可以包括一个或多个定位元件。例如，该至少一个定位元件使得在例如将蓄电池单池与汇流条焊接时当该至少一个定位元件配合到汇流条的至少一个接收元件中时防止汇流条相对于单池保持件移动。
在此，定位元件例如可以设计用于将汇流条定位在水平的空间平面中。这里所使用的水平的空间平面可以例如涉及这样一个水平的平面，其在以水平的定向组装或装配的蓄电池模块中平行于单池保持件的适于接收汇流条的面。定位元件可以如此设计，以至于其能够阻止汇流条相对于单池保持件在水平的空间平面中的至少一个方向上的运动。通过可以由单池保持件包括的例如两个或更多定位元件，汇流条可以在水平的空间平面中如此定位和/或定向，以至于该汇流条关于该水平的空间平面的方向的运动被防止或禁止。两个或更多定位元件使得能够排除或防止汇流条相对于水平的空间平面的旋转。
此外，上面所提出的任务通过具有本发明的特征汇流条解决，该汇流条用于在用于形成高压蓄电池的蓄电池模块中与保持在单池保持件中的圆柱形蓄电池单池接触。由其他说明以及附图说明得出汇流条的有利的拓展方案。
相应地，提出了一种汇流条，用于与在蓄电池模块中保持在单池保持件中的圆柱形蓄电池单池接触以形成用于构建高压蓄电池、优选车辆的牵引蓄电池的电池模块。根据本发明，该汇流条包括接收元件，该接收元件设置用于接收所述单池保持件的定位元件以相对于该单池保持件定位该汇流条。
所述汇流条可以由扁平材料制成。例如，汇流条可以由扁平的和未预成型的材料制成。接收元件例如可以如此设计，以至于所接收的定位元件与该接收元件一起产生机械的固定连接。汇流条的应与蓄电池单池焊接的接触连接部例如可以通过机械力、例如借助于焊头压到蓄电池单池上，并且在那里焊接。
与定位元件连接的接收元件例如可以接收该机械力并且该接收元件使得保持获得汇流条相对于单池保持件(并且相对于蓄电池单池)的定位。相应地，汇流条使得汇流条的用于与蓄电池单池接触的接触连接部不必通过制造步骤预成型和/或预弯曲。对于汇流条利用少数制造步骤就能实现高压蓄电池的更快速的构建。
汇流条可以由铝制成。优选地，汇流条可以由厚度为0.1mm至0.5mm、优选0.3mm的铝制成。相应地，汇流条的构件强度可以很小。这使得例如焊头可以将汇流条的接触连接部下压到蓄电池单池上，从而可以当接触连接部与蓄电池单池接触时将该接触连接部与蓄电池焊接。由此可以放弃汇流条的预成型并且可以使用扁平的、被冲压的材料。
蓄电池模块可以包括如上所述的单池保持件和汇流条。有利地，能够更快速地制造包括本发明的电池保持件和本发明的汇流条的蓄电池模块。
此外，上面所提出的任务通过具有本发明的特征的用于将汇流条与单池保持件连接的方法解决。由其他说明以及说明书和附图中得到该方法的有利的拓展方案。
相应地，提出一种用于将汇流条与单池保持件连接的方法。根据本发明，该方法包括优选在一个空间平面中将单池保持件的定位元件和汇流条的接收元件结合以将汇流条相对于单池保持件定位。
在本公开的意义上，空间平面理解为这样一个平面，其相对于单池保持件的应安置汇流条的面撑开。空间平面也可以法向于单池保持件的该面。
例如，通过定位元件实现的定位可以减少或防止汇流条(其已经以其接收元件接收了该定位元件)的相对运动，从而对于用于形成高压蓄电池的蓄电池模块的其他步骤不必进一步固定汇流条。
此外，该方法还包括用至少一个下压件下压汇流条。例如，该下压件使得汇流条对于另外的制造步骤除了单池保持件的定位元件和汇流条的接收元件的机械连接之外暂时地固定，例如用于将接触连接部与蓄电池单池焊接。此外，该方法还包括将用于与蓄电池单池接触的接触连接部压紧到蓄电池单池上。例如下压件可以使得汇流条除了由单池保持件的定位元件和汇流条的接收元件构成的机械连接之外保持在其位置中，从而使得汇流条在接触连接部压到蓄电池单池上时不能相对于单池保持件倾斜或歪斜。
此外，该方法可以包括将接触连接部与蓄电池单池焊接。该焊接例如可以使得汇流条的接触连接部与蓄电池单池持久地连接。这种连接可以使得沿竖直方向、例如在法向于单池保持件的用于汇流条的接收面的方向上保持汇流条。换言之，该焊接可以使得汇流条或接触连接部在竖直方向上的另外的固定成为多余。按照本发明，该方法可以使得粘接或夹紧连接的采用、例如夹子的放入和夹子的移除或者用于相对于单池保持件固定汇流条的粘接成为多余。
换言之，借助于所提出的单池保持件、借助于所提出的汇流条以及借助于所提出的方法能够在构建用于高压蓄电池的蓄电池模块时放弃汇流条的附加固定。
在所有上述实施方式中适用的是，蓄电池可以包括唯一一个蓄电池模块或者多个蓄电池模块。
附图说明
通过下面的附图说明详细阐述本发明的优选的其他实施方式。在此：
图1示出用于高压蓄电池的蓄电池模块的局部的示意性透视图，其具有单池保持件、汇流条、蓄电池单池和定位元件以及接收元件；
图2示出具有一个定位元件的单池保持件的示意性侧视图以及具有相应的定位元件的单池保持件的示意性俯视图；
图3示出具有接收元件的不同实施方案的汇流条的示意性俯视图；和
图4示出用于将汇流条与单池保持件相连的方法的示意图。
具体实施方式
下面借助于附图描述优选的实施例。在此，不同附图中的相同、相似或作用相同的元件设有相同的附图标记，并且部分地取消了对这些元件的重复描述以避免冗余。
在图1中示意性示出用于高压蓄电池的蓄电池模块100的局部的透视图，该蓄电池模块具有单池保持件1、汇流条3、蓄电池单池7和定位元件4以及接收元件6。此外，示意性地示出示例性的两个下压装置5和一个焊头2。下压装置5在这里示例性地下压汇流条3，从而焊头2可以将接触连接部3a与蓄电池单池7之一焊接。在此，由扁平材料制成的汇流条3被焊头2下压到相应蓄电池单池7的接触面上并且焊接。该焊接足以保持汇流条3并提供足够的接触。
在透视图中处于后面的接触连接部3a在这里示例性地作为已经被焊接示出，在透视图中处于前面的接触连接部3a在这里示例性地在部分下压的位置中示出。在这里，焊头2仅示例性在实际焊接前压下接触连接件3a时示出。例如，可以同时压下或焊接一个或多个接触连接部。
在图2中在图的上部示意性示出单池保持件1的前视图。在图的下部示出处于其上的单池保持件1的相应的俯视图。在此，该单池保持件1分别包括定位元件4。单池保持件1的左边图示示例性地示出在俯视图中圆形的定位元件，其实施为单独构件。
实施为单独的构件的定位元件4可以例如形状配合和/或材料配合地与单池保持件1连接。图2左侧的示例性图示示意性示出定位元件4，其可以固定具有相应的接收元件的汇流条相对于单池保持件1在空间平面中的定位。空间平面在这里例如平行于单池保持件1的在图2中(左边)上方示出的上棱边。由于定位元件的旋转对称性，汇流条围绕定位元件4的旋转不被这里示例性示出的定位元件4禁止。例如，在单池保持件1中可以包括两个或更多定位元件，从而汇流条围绕法向于单池保持件1的接收面的旋转轴线的旋转被禁止。
图2中右侧的示例性图示示意性地以前视图(上面)和俯视图(下面)示出具有集成的定位元件4的单池保持件1。这里示例性示出的定位元件4实施为多边形。定位元件在俯视图中可以具有例如三角形、四边形或多边形的几何形状。定位元件在俯视图中可以具有例如圆形、椭圆形或诸如此类的几何形状。定位元件能够以该形状实施为单独的构件或者单池保持件的整体组成部分。定位元件例如可以如此配置，以至于接收元件围绕定位元件的轴线的旋转被阻止。如果单池保持件包括至少两个定位元件，则例如可能的是，(汇流条的)接收元件在水平的空间平面中的旋转被阻止。
在图3中示例性示出具有接触连接部3a的汇流条3的接收元件6.1至6.4的多个设计形状。接收元件的这些不同的示例性的构造分别通过竖直的波浪线隔开地示出。虚线表示：仅仅示出汇流条的一部分并且其他部分未示出。接收元件6.1至6.4分别如此配置，以至于可以接收相应于各自的接收元件(6.1至6.4)的形状的定位元件。
接收元件6.1(如图3中所示)可以例如接收在俯视图中具有矩形横截面的定位元件。接收元件6.2和6.3可以例如接收如图2中的左侧示出的定位元件。例如，示例性的接收元件6.4可以接收在图2的右侧示出的定位元件。这里并不排除接收元件的其他形状。
在图4中示出用于将汇流条与单池保持件相连的方法40。该方法可以例如包括将单池保持件的定位元件和汇流条的接收元件结合41以相对于单池保持件定位汇流条。优选地，该定位涉及单池保持件的定位元件和汇流条的接收元件为了将汇流条相对于单池保持件定位而在一个空间平面中的定位。
此外，该方法示例性地包括用至少一个下压件下压42汇流条、将用于接触蓄电池单池的接触连接部压紧43在蓄电池单池上、以及将接触连接部与蓄电池单池焊接44。该方法40还包括：接触连接部在蓄电池单池上的压紧43借助于焊头进行。
只要是可行的，则可以将在这些实施例中示出的所有单个特征相互组合和/或替换，而不脱离本发明的范围。
附图标记列表
1 单池保持件
2 焊头
3 汇流条
3a 接触连接部
4 定位元件
5 下压件
6 接收元件
6.1-6.4 接收元件
7 蓄电池单池
40 方法
41 定位元件的结合
42 汇流条的下压
43 接触连接部在蓄电池单池上的压紧
44 连接部的焊接
100 蓄电池模块。

Claims (10)

1.一种单池保持件(1)，用于在用于形成高压蓄电池、优选车辆的牵引蓄电池的蓄电池模块(100)中保持圆柱形蓄电池单池(7)，
其特征在于定位元件(4)，该定位元件设置用于将用于与保持在所述单池保持件(1)中的蓄电池单池(7)接触的汇流条(3)定位。
2.根据权利要求1所述的单池保持件(1)，其特征在于，所述定位元件(4)构造为销钉，该销钉设计用于将汇流条(3)定位在至少一个空间平面中。
3.根据权利要求1或2所述的单池保持件(1)，其特征在于，所述定位元件(4)设计用于将汇流条(3)定位在水平的空间平面中。
4.一种汇流条(3)，用于在用于形成高压蓄电池、优选车辆的牵引蓄电池的蓄电池模块(100)中与保持在单池保持件(1)中的圆柱形蓄电池单池(7)接触，该汇流条包括用于与蓄电池单池(7)接触的接触连接部(3a)，
其特征在于接收元件(6)，该接收元件设计用于接收所述单池保持件(1)的定位元件(4)以相对于该单池保持件(1)定位该汇流条(3)。
5.根据权利要求4所述的汇流条(3)，其特征在于，所述汇流条(3)由扁平材料制成。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的汇流条(3)，其特征在于，所述汇流条(3)由铝制成，优选由厚度为0.1mm至0.5mm、优选厚度为0.3mm的铝制成。
7.一种蓄电池模块(100)，其包括根据权利要求1至3中任一项所述的单池保持件(1)和根据权利要求4至6中任一项所述的汇流条(3)。
8.一种用于将汇流条(3)与单池保持件(1)连接的方法(40)，其包括：
优选在一个空间平面中将单池保持件(1)的定位元件(4)和汇流条(3)的接收元件(6)结合(41)以将汇流条(3)相对于单池保持件(1)定位。
9.根据权利要求8所述的方法(40)，其还包括：
用至少一个下压件下压(42)汇流条(3)；
将用于与蓄电池单池(7)接触的接触连接部(3a)压紧(43)；和
将接触连接部(3a)与蓄电池单池(7)焊接(44)。
10.根据权利要求9所述的方法(40)，其中，接触连接部(3a)在蓄电池单池(7)上的压紧(43)借助于焊头实现。
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