CN115943525A - 用于单体接触系统的电子部件 - Google Patents

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CN115943525A CN202180052509.9A CN202180052509A CN115943525A CN 115943525 A CN115943525 A CN 115943525A CN 202180052509 A CN202180052509 A CN 202180052509A CN 115943525 A CN115943525 A CN 115943525A
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Abstract

本发明涉及一种用于单体接触系统(4)的电子部件(2),所述单体接触系统具有用于电池的单体连接器(6a‑e),所述电子部件包含用于单体的测量和/或管理组件的具有通信接口(22)的印刷电路板(8),所述印刷电路板(8)与所述单体连接器(6a‑e)中的恰好两个单体连接器能够电连接并且为此对于所述单体连接器(6a‑e)中的每个单体连接器具有至少一个钎焊面(10a、b),所述电子部件具有至少一个能够在所述钎焊面(10a、b)上钎焊的电气的扁平条状构造的连接元件(12a、b),其中,用于机械紧固和/或热传输的第一连接元件(12a、b)实施成相对机械刚性的并且相对短,并且用于热和/或机械的长度补偿的第二连接元件(12a、b)实施成相对机械柔性的并且长。具有单体连接器(6a‑e)的单体接触系统(4)包含至少一个电子部件(2)。在用于制造单体接触系统(4)的方法中,首先将电连接元件(12a、b)与印刷电路板(8)通过钎焊连接,接着将电连接元件(12a、b)与单体连接器(6a‑e)连接。在用于制造电池模块的方法中,首先将单体接触系统(4)在没有电子部件(2)的情况下与电池连接,并且随后将印刷电路板(8)与单体连接器(6a‑e)连接。

Description

用于单体接触系统的电子部件
技术领域
本发明涉及用于电能量存储器件、在这里尤其是电池、尤其是用于电驱动机动车的驱动电池的单体接触系统。
背景技术
电能量存储器件用于电能的存储或中间存储。这样的能量存储器件例如可以包括具有多个单体、也就是说电池单体或蓄单体单体的蓄电池组或电池组。为了简化,这种能量存储器件在本专利申请的意义上一般被称为“电池”。这种电池尤其作为用于电动机动车的驱动电池或者说行驶电池得到应用。
单体接触系统是连接系统,连接系统用于将电池的各个单体、尤其是蓄电池单体或电池单体或者由多个电池构成的电池彼此电连接。通过相应的单体接触系统将各个单体或单体联合体互相连接,从而在单体接触系统的端子或抽头上提供期望的目标电压。
单体接触系统在此通常也包含用于例如在温度、电压和电流方面监控或在充电或放电运行中不仅管理各个单体而且管理整个电池的器件。这样的器件尤其是传感器线路、传感器或者也可以是电子电路。
例如由EP 2 639 857 B1公知用于能量存储器件的连接系统,其中,该能量存储器件具有多个单体,单体具有多个通过载体系统保持的、用于电连接这些单体的单体连接器,具有用于监控这些单体的能量储备和/或充电状态的存储控制单元,其中,所述载体系统被构造成接收和/或保持所述存储控制单元,并且其中,所述存储控制单元与所述载体系统集成地或可拆卸地构造。由载体系统包括的承载件具有用于存储控制单元的接口和/或容纳部。
发明内容
本发明的任务是,提出关于单体接触系统的改进方案。
该任务通过根据权利要求1的用于单体接触系统的电子部件来解决。本发明的优选的或有利的实施方式以及其他的发明类别由另外的权利要求、以下的说明以及附图得出。
单体接触系统尤其是用于电驱动的机动车的驱动电池的这种单体接触系统。
本发明的出发点是,单体接触系统具有多个单体连接器,单体连接器用于电池的电池单体的功率接触。这意味着,通过单体连接器从电池中提取电池功率或者将电池功率馈入到电池中。电子部件尤其是在常规的单体接触系统方面实施。“常规”意味着,电子部件在结构上与确定的或确定类型的单体接触系统或电池协调并且设置用于在那里使用;例如被设计用于由此确定的几何要求、功率要求等。
因此,在上述的常规的适合性的意义上,在本申请的范围内也描述了单体接触系统或者电池的特性,尽管真正的部件严格来说不是相应发明的部分,而是相应发明的对象。然而,这些陈述在意义上也适用于下面进一步描述的根据本发明的单体接触系统或电池并且必要时在那里不再明确地重复。
因此尤其也已知单体连接器彼此之间或者在单体接触系统中的(至少之后的在安装状态下)固定的和已知的几何相对位置,至少当单体接触系统常规地与电池连接时。
电子部件包含用于电池的测量和/或管理组件的印刷电路板,其中,所述印刷电路板(或者其线路/部件)能够与所述单体连接器中的恰好两个单体连接器电连接。为此,也就是说为了与单体连接器连接,印刷电路板对于单体连接器中的每个单体连接器具有至少一个钎焊面。在该钎焊面上固定钎焊有单体连接器,以便产生电连接。在此,印刷电路板尤其也可以多件式地实施。
电子部件对于单体连接器中的每个单体连接器包含至少一个可钎焊到钎焊面中的至少一个钎焊面上的电连接元件。连接元件中的每个连接元件用于钎焊面和由此印刷电路板与单体连接器的相应的电连接。单体连接器中的至少一个单体连接器尤其是单极的。
连接元件中的至少一个连接元件、尤其所有第一和/或第二连接元件(参见下文)扁平条状地构造。“扁平条状”意味着,所述条具有相对于其侧向和纵向延伸尤其保持相同的相对小的高度。在此,“条状”可以分别沿条的纵向延伸方向看包括直的、弯折的、弯曲的、成角度的、扭曲的实施方式。或者换句话说:扁平条状构造的连接元件在一个平面中延伸。
连接元件中的至少一个第一连接元件通向单体连接器中的第一单体连接器。该(第一)连接元件用于在单体连接器与印刷电路板之间的机械紧固和/或热传输并且相对(即关于第二连接元件,见下文)机械刚性地且相对短地实施。这样的实施方案用于引起或有利于期望的特性(紧固、传递、尤其是物理桥、热桥)。
连接元件中的至少一个第二连接元件通向单体连接器中的第二单体连接器。该(第二)连接元件用于在单体连接器之间的热的和/或机械的(3D)长度补偿和/或在第二单体连接器和印刷电路板之间的相应的补偿并且相对(关于第一连接元件)机械柔性地或者更柔性地并且相对长地或者更长地(又沿条的纵向方向看)实施。在此,该实施方案这样也用于引起或有利于所期望的特性(3D长度补偿或纵向柔度,尤其是减轻应力)。
在此,在3D柔度或3D运动性的意义上理解尤其3D“长度补偿”。这可以理解成,连接元件可以补偿或屈服于在所有三个空间方向、即3D中的运动、连接元件的端部或固定部位的移动。这尤其通过连接元件的弯曲的或桥形的或U形的或S形的走向实现。相应的情况也适用于以下还要提到的导线的造型。
此外,印刷电路板具有至少一个通信接口,以用于与对方站进行信息的数据交换。信息是对于电池管理来说是有用的或者必要的所有信息,尤其是关于在安装状态下或者在电池的运行中所接触的电池的电流、电压和温度的信息。
在此,通信可以从印刷电路板出发在一个或两个方向上(进入/离开地)进行。对方站可以是其他印刷电路板(尤其是其他电子部件)的通信接口或在单体接触系统内部或外部的其他对方站,例如外部评估单元、中央控制器等。
电子部件因此具有用于恰好两个单体连接器的连接元件。电子部件因此用于关于电池的单体连接器中的恰好两个单体连接器来评估电池的状态。因此例如可以求取单个电池单体的电压或其温度、其阻抗、其电流功率等等。因此,一系列这种电子部件可以放置在整个电池中并且以通信方式互相连接,以便能够管理整个电池。
在印刷电路板上尤其接收或产生来自电池的测量信号(电压、电流、温度等)。在印刷电路板上,尤其进行这样的测量信号到可传输数据的信号的转换,以便通过通信接口传输该信号。
根据本发明,实现了将印刷电路板引入/集成到单体接触系统中,该单体接触系统实施测量信号的电转发/处理。具有电子部件(印刷电路板等)的单体接触系统通过通信接口被扩展,使得数据传输系统(有线的或通过无线电)可以被用于在各个印刷电路板或模块的单体之间以及在多个电池模块之间的通信。
根据本发明,得到从印刷电路板到单体连接器的连接元件,该连接元件是扁平的并且可选地可以防腐蚀地实施,满足3D柔度或减轻应力(柔性)的功能并且是单体连接器和印刷电路板之间的物理桥(因为相对刚性并且短,例如热桥),尤其是在印刷电路板上的传感器位置作为感测元件。通过基底材料的可选的部分的涂层,不仅在负载路径(单体连接器)上而且在印刷电路板(PCB,印刷印刷电路板)上的直接的连接被保证。
根据本发明可能的是,在单体接触系统(ZKS)连接到电池(单体/熔焊)上之后才进行印刷电路板(PCB,印刷印刷电路板/钎焊)的安装。尤其得到了铝连接元件作为冲压件以及用作物理桥。尤其,铝连接元件可以已经被实施成防腐蚀的(参见下文)。连接元件(尤其是铝)的选择性的(例如在钎焊区域中)涂层(尤其是锡涂层)能够实现接触到印刷电路板上(PCB/FPC柔性印刷电路,将镀锡的铝钎焊到钎焊面、尤其是铜上)。此外,在接触单体连接器(连接元件作为铝未涂层在单体连接器的铝上)时能够实现合适的材料对。
加工(单体接触系统/电池模块的制造)时的顺序可以有利于热输入(钎焊:高/激光熔焊:小)来选择,使得例如先前实施的钎焊位置在随后的熔焊中不会再次软化。
连接元件(尤其是第二连接元件,但也可以是例如作为通信介质的导线,见下文)允许用于热运动的3D柔度或减轻应力。尤其是(例如铜漆包线的)导线铺设作为总线传输介质允许由于3D柔度或减轻应力而引起的热运动。数据传输可以在ZKS(单体接触系统)本身中以及在ZKS直到对方站/评估单元等之间任意设计。
根据本发明,得到将电子部件(具有相应部件的印刷电路板)集成到单体接触系统中,所述单体接触系统将信号线路(连接元件)的测量信号转换成可以用于数据传输系统(通过通信接口进行传输)的信号(例如数字信号)。这得到了将数据传输系统(例如总线,线路引导的或者无线的)集成到ZKS中的可能性。
可选地,在连接元件的(尤其是钎焊)区域中产生选择性涂层,以便能够实现铝铜连接。产生了通过连接元件到印刷电路板的间接热传输的可选可能性,而不必将NTC结构件(负温度系数)直接放置在单体连接器上。
本发明基于这样的认识,即,在当前由实践已知的产品(单体接触系统)中对于信号线路使用机电线路系统。信号处理在外部(也就是在ZKS的外部)实现。传感器的连接直接在远离处理电子装置的待观察的构件上进行。模拟(测量)信号借助具有插接连接部的FPC或Cu导体来实现。控制单元/PCB大多布置在外部。
根据本发明,对于由实践已知的现有解决方案得出备选方案,用于从电池部件并且在电池部件之间转发物理状态参量,以进行分散的信号评估或者处理而没有单个部件的布线。这产生了独立子结构组和传感装置的功能集成。
这产生了电子装置在单体接触系统(单个单体/多单体设计)中的集成。得到电子装置到铝感测点(单体连接器的待测量的位置)上的连接。这使得单体接触系统扩展一个或多个导电部件,所述导电部件能够在电池系统内进行信号和传感器线路的转发和接线以进一步处理。
在本发明的优选实施方式中,连接元件中的至少一个连接元件在待与钎焊面钎焊的钎焊区域中具有选择性涂层。这里的“选择性”是指涂层被限制到连接元件的相应区域上。尤其,这恰好是钎焊区域,可能扩展有钎焊区域的公差范围/周围,例如选择该公差范围/周围,使得钎焊在考虑所有公差的情况下可靠地发生在涂层的区域内。因此在印刷电路板和连接元件之间产生可靠的钎焊。
在优选的实施方式中,连接元件的基底材料与涂层之间的至少一个过渡区域被密封以防腐蚀。由此获得连接元件的防腐蚀保护。密封尤其在以下程度上或如此进行,即,使得在考虑到全部公差的情况下完全且可靠地保护与印刷电路板完成钎焊的连接元件免受腐蚀。
在优选的实施方式中,连接元件中的至少一个连接元件由铝(尤其作为基底材料)制成。对于设置有上述涂层的情况,备选地或附加地,所述涂层是锡涂层。尤其,涂覆有锡的铝(作为连接元件的可选基底材料)能够特别好地与铜(作为钎焊面的可选材料)钎焊。
在优选的实施方式中,连接元件中的至少一个连接元件、优选所有第一连接元件和/或第二连接元件是由金属板制成的冲压件。金属板尤其是铝板。因此可以特别好地制造具有统一厚度、条状和扁平的(这尤其是自动地作为在厚度统一的金属板中的金属板区段)连接元件。
在优选的实施方式中,印刷电路板包含温度探测器,该温度探测器固定地安设在印刷电路板上。此外,温度探测器被安设成热耦联到用于第一连接元件的钎焊面上。尤其,温度探测器布置得尽可能靠近、尽可能紧密并且热耦联到钎焊面上,尤其是紧邻钎焊面、在钎焊面下方等。因此通过温度探测器在印刷电路板上产生传感器位置,该传感器位置尽可能最优地通过钎焊面和安装的连接元件热耦联到单体连接器上,而不必在印刷电路板外部直接将温度探测器放置在单体连接器上。
在优选的实施方式中,第一连接元件中的至少一个连接元件具有矩形形状。这种形状可以特别简单地制造为扁平的条或舌状件,尤其是冲压件。
在优选的实施方式中,第二连接元件中的至少一个连接元件(再次在平面中或沿着扁平条状的延伸部)实施成S形的。换言之,这是S形延伸的条或带。连接元件具有直的中间腿。在中间腿的每个端部上以180°转向连接着子腿。因此这两个子腿平行于中间腿延伸,一个子腿在中间腿的一侧,另一个子腿在中支腿的另一侧。在中间腿的又远离的端部上连接相应的供应腿,这些供应腿垂直地、即以90°弯曲从子腿分支,即与中间腿和子腿成直角地并且从它们远离地延伸。子腿仅具有部分长度,尤其是中间腿的一半长度。相应的连接元件尤其是这样产生,即直的纵向切口使子腿与中间腿分开,纵向切口尤其是终止于用于应力消除的圆形自由切口中。在供应腿从子腿的分支上也尤其设置有相应的圆形的自由切口。相应的连接元件可以特别简单地实施为金属板冲压件。
在优选的实施方式中,通信接口具有至少一个用于导线的容纳器件,所述导线作为通信信道的至少一部分或者作为用于通信的传输介质。所述通信信道尤其由两根、三根或四根导线构成。该容纳器件尤其是叉形触点。该导线或连接导线尤其被实施为铜漆包线。容纳器件和导线一起形成导线区段。该导线区段包含容纳器件、尤其是至少一个用于连接导线的夹紧叉和从夹紧叉通向对方站的连接导线。连接导线尤其是漆包线,尤其是铜漆包线。通过导线铺设,首先能够简单地适配于安装条件。导线尤其本身足够柔性以确保在通信接口和对方站之间的热或机械(振动、运动)(3D)长度补偿,如上所述。
在备选的实施方式中,通过无线电进行通信。
在优选的实施方式中,连接元件中的至少一个连接元件是在印刷电路板和单体连接器之间的一件式直接连接器。尤其是上述冲压件可以特别好地一体制造。
在优选的实施方式中,印刷电路板在安装状态下在单体接触系统中仅仅借助于连接元件机械地紧固在单体连接器上并且由此紧固在单体接触系统中。印刷电路板则不必单独地机械保持。尤其因此得到作为热桥和机械紧固元件的第一连接元件的双重功能,必要时得到作为热/机械(3D)长度补偿和紧固元件的第二连接元件的双重功能。
本发明的任务也通过根据权利要求12所述的单体接触系统来解决。单体接触系统和其实施方式的至少一部分以及相应的优点在意义上已经结合根据本发明的电子部件阐述。
该单体接触系统包含多个单体连接器和至少一个根据本发明的电子部件,所述单体连接器用于电池单体的功率接触。在相应的单体接触系统中,单体连接器和其他结构部件的数量、位置、造型、几何形状、彼此间的相对位置等是已知的。因此尤其电子部件能够与具体的和不仅常规的单体接触系统相适配。尤其在数量为n个单体连接器的情况下设置n-1个电子部件,这些电子部件总是将n个单体连接器中的两个单体连接器互相连接,从而例如可求取所有单体连接器之间的所有分电压。
本发明的任务还通过根据权利要求13所述的用于制造根据本发明的单体接触系统的方法来解决。在该方法中,提供在还未安装的状态中的根据本发明的电子部件,即作为关于印刷电路板和连接元件的单独部件。首先电连接元件于是通过钎焊与印刷电路板连接。随后电连接元件与单体连接器连接,尤其通过熔焊。如上面所阐述的那样,通过较少的热输入在稍后熔焊时不软化之前已经完成的钎焊位置。
本发明的任务还通过根据权利要求14所述的用于制造电池模块的方法来解决。该电池模块包含电池和接触该电池的根据本发明的单体接触系统。在该方法中,根据本发明的电子部件如上所述作为单独部件提供。与此分开地提供一个或多个根据本发明的单体接触系统的其余部件(没有电子部件)。首先,单体接触系统在没有电子部件的情况下与电池连接。紧接着,尤其根据如上面所阐述的根据本发明的方法,印刷电路板借助于连接元件与单体连接器电连接。
本发明基于以下认识、观察或者考虑并且还具有以下实施方式。在此,这些实施方式部分简化地也称为“本发明”。这些实施方式在此也可以包含上述实施方式的部分或组合或者相应于上述实施方式和/或必要时也包括迄今未提到的实施方式。
根据本发明,由铝制成的冲压件可以作为连接元件,冲压件可以连接在冲压带中。可以用锡对连接元件进行选择性涂层,此外可以选择性地覆盖用于防腐蚀的涂层过渡。通过连接元件的造型,尤其是通过其冲压几何形状,得到长度补偿和振动补偿的集成。通过在PCB、柔性PCB或刚柔结合的PCB上的钎焊过程实现连接(印刷电路板到单体连接器/连接元件上)。在安装机器上的自动处理是可能的。本发明用于将ZKS控制电子装置连接到单体连接器上。温度信号的传输尤其通过第一连接元件的适当的设计、尤其作为铝冲压件进行。通过在连接元件中使用铝(Alu)材料可以实现激光钎焊连接。由此在ZKS中产生(连接元件的)与单体连接器(通常也由铝制成)的材料一致性。
尤其产生铝冲压件作为PCB与单体连接器上的感应点(电压、温度、电流等的所希望的测量点)的连接元件。连接元件上的选择性的锡涂层能够实现在对单体连接器进行激光熔焊时(连接元件的基底材料的)材料一致性。防腐蚀保护已经可以施加在单部件(连接元件/具有连接元件的印刷电路板)上。在ZKS模块内部通过铜漆包线创建总线系统是可能的。除了传输电压/电流或者说相应的测量参量外,连接元件(冲压件)也可以将温度传输给印刷电路板。
附图说明
本发明的另外的特征、作用和优点由本发明的优选实施例的以下描述以及附图得出。在此,分别以示意的原理图示出:
图1以斜视图示出电子部件,
图2示出具有四个根据图1的电子部件的单体接触系统。
具体实施方式
图1示出用于单体接触系统4的电子部件2。
图2示出在电子部件在单体接触系统4中的安装状态中的图1中的电子部件2中的四个(n-1,参见下文)电子部件。单体接触系统4包含多个(n个,在此为五个(6a-e))单体连接器6。单体连接器6a-e用于单体的在附图中未示出的电池单体的功率接触。在电池系统的未示出最终安装中,通过尤其将单体连接器6a-i与电池电极熔焊将单体接触系统4安装在电池上。
电子部件2包含印刷电路板8。该印刷电路板是在附图中未更详细示出的管理组件的一部分,以便在电池运行时实现对电池的电池管理。印刷电路板8在该示例中包含两个钎焊面10a、b,在此呈铜(Cu)面的形式。钎焊面10a、b用于使印刷电路板8与单体连接器6a-e通过这里各两个连接元件12a、b电连接。两个连接元件12a、b同样是相应的电子部件2的部分。
连接元件12a、b中的每个连接元件在此都设计为单极的并且在其相应的在安装状态下朝向印刷电路板8的端部上具有钎焊区域18a、b,所述钎焊区域在附图中仅虚线地示出并且是不可见的,因为所述钎焊区域处于连接元件12a、b的在视图中向下指向的下侧上并且已经与钎焊面10a、b钎焊。
连接元件12a、b扁平地实施,即实施为(与其扁平的横向延伸相比相对薄的)铝(Alu)金属板,并且条状地实施:连接元件12a是矩形形状的直条,连接元件12b是S形延伸的条,在其端部具有相应的扩宽部。
用于单体连接器(6b、d)中的相应第一单体连接器的连接元件12a为了在单体连接器6b、d和印刷电路板8之间的机械紧固和热传递而相对地(与连接元件12b相比)机械刚性地和相对短地实施。
用于单体连接器(6a、c、e)中的相应第二单体连接器的连接元件12b为了单体连接器6a-e之间和/或第二单体连接器(6a、c、e)与印刷电路板8之间的热和/或机械的3D长度补偿而相对地(与连接元件12a相比)机械柔性地和长地实施。在该示例中,这通过如下方式实现,即,长度通过沿着S形的条的走向(即两次90°和两次180°方向变化)增大。因此,设置了直的中间腿36、与中间腿以180°方向变化邻接地在两侧分别与中间腿平行的半长的子腿38a、b、以及在子腿的两侧分别从子腿成直角地分支出(90°方向变化)的供应腿40a、b。
结构的柔性通过条的长度和在相应四个角度/方向变化处的结构的弯曲能力来实现,此外,所述四个角度/方向变化尤其为此还设有圆形的自由切口42。
此外,印刷电路板8在该示例中具有通信接口22,该通信接口同样是电子部件2的一部分。每个通信接口22在此以呈叉形触点形式的用于导线28的呈两个连接在印刷电路板8上的容纳器件24的形式来实施。叉形触点连接在印刷电路板8上或者说机械固定地与印刷电路板连接。容纳器件24中的每个容纳器件用于电接触地并且机械紧固地容纳导线28、在此为铜漆包线。然后,通过作为电通信线路/通信介质或总线系统44的相应的导线28实现通信,以用于与对方站26、在此是另外的印刷电路板8的通信接口22进行数据交换。因此,导线28形成总线系统44的通信信道30。
连接元件12a、b在该示例中是在印刷电路板8和相应的单体连接器6a-e之间的一件式直接连接器。
在该示例中,印刷电路板8仅通过连接元件12a-e并且仅在单体接触系统4中的单体连接器6a-i上机械地保持。
在实施例中,印刷电路板8实施为单印刷电路板(单电池芯片),也就是说,印刷电路板设计用于恰好两个单体连接器(图2:6a、b/6b、c/6c、d/6d、e),因此可以检测其两个必要时不同的电位或其他的特征参量。因此,对于例如n=五个单体连接器的电池系统,具有这样的印刷电路板8的仅n-1=四个电子部件2是必要的。
在未示出的最终安装状态下,ZKS 4安装在电池上。电池系统的各个电位电平(例如被接触的单体连接器6a-e的电位)的信号线路(在此通过连接元件12a、b实现)然后在单个印刷电路板8上作为处理系统(在此为PCB,备选地也为柔性/柔刚结合PCB)组合。在那里,电位电平借助于通信接口22经数据传输系统(BUS、总线系统44、这里是导线28)转换成数字信号,这里转发到对方站26。为此所需的电子部件处于印刷电路板8上。
印刷电路板8(“单电池芯片”)在两个相继的电位(单体连接器6a、b/6b、c/6c、d/6d、e)之间接收信号并且为此直接处于这两个电位或分别处于两个单体连接器6之间。两个连续的电位通过长形设计的选择性涂层的连接元件12a、b(具有3D柔度或减轻应力的12b)被引导到下一个电位。选择性的(因为不是整面地施加到连接元件12上的)涂层14在连接元件12a、b上(选择性地仅仅)处于相应的钎焊区域18a、b中并且在附图中同样不可见或者仅仅通过虚线标明。
连接元件12a、b的高的重复精度因此能够实现阻抗测量。连接元件12a、b在此可以实施为或者说被实施为冲压件,并且可以处于冲压带上并且自动化的装备因此变得可能(未示出)。选择性涂层14由于材料一致性(连接元件12的未涂层的铝和单体连接器6的铝)而简化了连接元件12在位置13处与单体连接器6的熔焊并且也满足了防腐蚀保护的要求。基于热量和振动补偿的纵向延伸通过连接元件12b的冲压几何形状实现。在印刷电路板8上的连接通过钎焊过程创建,其中,由此PCB能够被实施为刚性的、柔性的或柔刚结合的。钎焊发生在钎焊面10和钎焊区域18之间。
数据传输通过专门的Cu引脚(叉形触点、容纳器件24)引起,这些引脚用于使用激光熔焊方法以产生可串联的铝铜熔焊连接。这些引脚允许在各个印刷电路板8之间或在各个电池系统之间传输数字信号。
设置多个印刷电路板8(单电池芯片),所述印刷电路板分别处于两个相继的电位之间(参见图2)。
数据传输通过总线连接在通信接口22侧进行。
在连接元件12和单体连接器6之间的熔焊分别在连接元件12的位置13上进行。
电子部件2实施为“单电池芯片”变型方案(仅分别接触两个单体连接器6)并且通过连接元件12a分别机械固定地并且在热学上足够良好地耦联地贴靠在单体连接器6b、d中的一个单体连接器上并且通过集成的温度探测器34或者温度传感器(NTC,示出的芯片的一部分,仅象征性地示出)量取单体连接器6b、d的温度。两个彼此相继的电位(第二单体连接器6a、c至6b,6c、e至6d)通过连接元件12b(长地或柔性地实施,具有3D柔度或减轻应力)引导至下一电位(单体连接器6b、d)。因此阻抗测量也是可能的。
温度探测器34直接安设在钎焊面10a上,从而使得温度探测器在安装状态下也尽可能靠近连接元件12a。因此温度探测器在热方面尽可能最好地与从单体连接器6通过连接元件12a到钎焊面10a的温度传递相联系。
对于相应地利用未示出的电池来完成的单体接触系统4,根据图2得出单电池控制:电连接(逻辑连接/控制连接)通过总线系统44(在通信接口22上的端子)与相应下一个单电池芯片(印刷电路板8)在这里通过铜漆包线(熔焊叉、容纳器件24等)例如由两个导线28构成的双芯总线或总线系统44实现。
单体接触系统4如下制造:首先,电连接元件12a、b通过钎焊(钎焊面10和钎焊区域18)与印刷电路板8连接。随后,电连接元件12a、b与单体连接器6连接、在此熔焊。
包含电池和接触该电池的单体接触系统4的电池模块被制造如下:提供电子部件2和与电子部件分开的单体接触系统4的其余部件。首先,单体接触系统4在没有电子部件2的情况下与电池连接,也就是说,单体连接器6熔焊到电池电极上。紧接着,印刷电路板8与单体连接器6借助连接元件12尤其根据以上所阐述的方法电连接,也就是说,制造或完成单体接触系统。
附图标记列表
2      电子部件
4      单体接触系统
6a-e   单体连接器
8      印刷电路板
10a、b  钎焊面
12a、b  连接元件
13     位置
14     涂层
18a、b  钎焊区域
22     通信接口
24     容纳器件
26     对方站
28     导线
30     通信信道
34     温度探测器
36     中间腿
38a、b  子腿
40a、b  供应腿
42     自由切口
44     总线系统

Claims (14)

1.一种用于单体接触系统(4)的电子部件(2),其中,单体接触系统(4)具有多个单体连接器(6a-e),所述多个单体连接器用于电池的各电池单体的功率接触,所述电子部件:
-具有用于电池的测量和/或管理组件的印刷电路板(8),其中,印刷电路板(8)能够与所述单体连接器(6a-e)中的恰好两个单体连接器电连接,并且为此对于所述单体连接器(6a-e)中的每个单体连接器具有至少一个钎焊面(10a、b),
-对于所述单体连接器(6a-e)中的每个单体连接器具有至少一个能钎焊到所述钎焊面(10a、b)中的至少一个钎焊面上的电连接元件(12a、b),以用于相应地将钎焊面(10a、b)与该单体连接器(6a-e)电连接,
-其中,所述连接元件(12a、b)中的至少一个连接元件被构造成扁平条状,
-其中,所述连接元件(12a、b)中的用于所述单体连接器(6a-e)中的第一单体连接器的至少一个第一连接元件被构造成相对机械刚性并且相对短,以用于在单体连接器(6a-e)与印刷电路板(8)之间的机械紧固和/或热传输,并且
-所述连接元件(12a、b)的用于所述单体连接器(6a-e)中的第二单体连接器的至少一个第二连接元件被构造成相对机械柔性并且长,以用于在各所述单体连接器(6a-e)之间和/或在第二单体连接器(6a-e)与印刷电路板(8)之间的热和/或机械的长度补偿,
-其中,印刷电路板(8)具有至少一个通信接口(22),以用于与对方站(26)进行信息的数据交换。
2.根据权利要求1所述的电子部件(2),其特征在于,所述连接元件(12a、b)中的至少一个连接元件在与钎焊面(10a、b)待钎焊的钎焊区域(18a、b)中具有选择性的涂层(14)。
3.根据权利要求2所述的电子部件(2),其特征在于,在所述连接元件(12a、b)的基底材料与所述涂层(14)之间的至少一个过渡区域被密封以防腐蚀。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电子部件(2),其特征在于,所述连接元件(12a、b)中的至少一个连接元件由铝制成,和/或如果所述至少一个连接元件具有涂层(14),则所述涂层(14)是锡涂层。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电子部件(2),其特征在于,所述连接元件(12a、b)中的至少一个连接元件是由金属板制成的冲压件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电子部件(2),其特征在于,所述印刷电路板(8)包含温度探测器(34),所述温度探测器被固定地安设在印刷电路板(8)上并且被安设成热耦联到用于第一连接元件(12a、b)的钎焊面(10a、b)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电子部件(2),其特征在于,所述第一连接元件(12a、b)中的至少一个第一连接元件具有矩形形状。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电子部件(2),其特征在于,所述第二连接元件(12a、b)中的至少一个第二连接元件被构造成S形,具有直的中间腿(36),与中间腿邻接地在两侧分别具有与中间腿平行的子腿(38a、b),并且在子腿的两侧分别具有从子腿(38a、b)成直角地分支出的供应腿(40a、b)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电子部件(2),其特征在于,所述通信接口(22)具有用于导线(28)的至少一个容纳器件(24),所述导线作为通信信道(30)的至少一部分。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电子部件(2),其特征在于,所述连接元件(12a、b)中的至少一个连接元件是在印刷电路板(8)与单体连接器(6a-e)之间的一件式的直接连接器。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电子部件(2),其特征在于,所述印刷电路板(8)在单体接触系统(4)中的安装状态下仅仅借助于连接元件(12a、b)机械地紧固在单体连接器(6a-e)上并且由此紧固在单体接触系统(4)中。
12.一种单体接触系统(4),所述单体接触系统具有用于电池单体的功率接触的多个单体连接器(6a-e),并且具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的电子部件(2)。
13.一种用于制造根据权利要求12所述的单体接触系统(4)的方法,在所述方法中:
-提供根据权利要求1至11中任一项所述的电子部件(2),并且
-首先,将电连接元件(12a、b)与印刷电路板(8)通过钎焊连接,
-随后,将电连接元件(12a、b)与单体连接器(6a-e)连接。
14.一种用于制造电池模块的方法,所述电池模块包含电池和与电池接触的根据权利要求12所述的单体接触系统(4),在所述方法中:
-提供根据权利要求1至11中任一项所述的电子部件(2),并且与所述电子部件分开地提供根据权利要求12所述的单体接触系统(4)的其余部件,并且
-首先,将单体接触系统(4)在没有电子部件(2)的情况下与电池连接,并且
-随后,将印刷电路板(8)与单体连接器(6a-e)借助于连接元件(12a、b)电连接、尤其是根据权利要求13所述的方法电连接。
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