TW201222941A - HV battery connector - Google Patents

Description

201222941 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種連接裝置，其經由至少兩個連接部件 而電連接至少兩個電池單元(尤其是高電壓(Hv)電池），該 等連接部件各具有經設計以能夠連接至該等電池單元之電 池接點的-接觸部分，且至少在該連接裝置之一安裝狀態 中，該等連接部件係藉由至少部分橋接該等電池接點之間 之間隔的一電導體而連接在一起。 此外，本發明係關於一種一連接裝置之連接部件，其可 經由-接觸部分而連接至一電池接點，該接觸部分係經設 计以肖b夠連接至该電池接點及固持一電導體之一連接 分。 · 。 此外，本發明係關於一種具有至少一電池接點之電池單 元0 最後，本發明係關於一種用於導體棒或背板之一接觸元 件之用途。 70 【先前技術】 在汽車工業中，HV電池越來越多地用於儲存電動汽車 推進系統之能量。因為電力驅動在短時間内需要巨大 流，所以用纟電池單元之間t連接裝置必須具有—相當^ 之導電率。此外，連接裝置必須補償電池單元之間之= 之製造公差。此外，在汽車振動時，連接裝置必須可；： 觸電池接點’即完全不中斷”盡管對連接裝置之物理要求 很高，但連接裝置應易安裝且使生產儘可能便宜。 二 156I33.doc 201222941 吾人實際上已知用於電連接電池單元之連接裝置、此等 連接裝置之連接部件、電池接點及接觸元件之用途。通 常，電镜制料連接裝置，該#電€之端部具有緊釘至 電池接點之連接部件。由於電纜具撓性，所以可確保電池 之製造公差之補償。然而，電纜連接之生產及安裝昂貴。 電魔可焊接或捲曲至連接部件，此導致生產f用增加及電 纜與接觸元件之間之接觸區中之故障頻發。 由申請人提供之「快速鎖定」系統被稱為釘至接點之連 接部件之-替代m系統而言，接觸元件係插塞至一 電裝置之一接點（設計為一插腳或短軸）上。在安裝位置 中’接觸元件可閃鎖至該插腳。沿橫截面而受插口凹壓縮 之一彈簧構件可配置在用於該短軸之接觸元件之一圓柱插 在「快速鎖定」系統中，連接部件或其内所容納之接觸 元件同樣具有-電纜。迄今，吾人尚不瞭解「快速鎖定」 系統在HV電池之一連接裝置或電池橋接器中之用途。 【發明内容】 鑒於上述先前技術之缺點，本發明之一目的為提供一種 用於電池單元之可靠連接裝置，其補償公差且使處置及生 產儘可能簡易。 在涉及前述内容之連接裝置中，實現此目的使得至少在 安裝狀態中電導體係藉由至少—連接部件而沿間隔方向可 移位地固持。 對於涉及前述内容之連接部件，實現目的使得電導體被 156133.doc 201222941 設計為一插腳接點。 在涉及前述内容之電池單元中，實現目的使得至少一電 池接點係經設計以與根據本發明之一連接裝置之至少一連 接部件互補。 對於涉及前述内容之本身已知之—接觸元件之用途，藉 由在用於電連接兩個電池接點之一連接裝置中將接觸元件 用作為用於可移位地容納一電導體（設計為一插腳接點）之 -連接部件令之一插口接點而實現目的。 可進一步補充及改良根據本發明之解決方案，如本身各 有優點之以下另外實施例所期望。 因此’根據本發明之—連接裝置之-第-有利實施例， 可以簡易方式實現電導體在連接部件上之可移位地容納使 得電導通與連接部件之至少_者形成__插人式連接。為 連接。(M牛可（例如）具有用於連接電導體之連接部分， 其等被設計為可沿連接裝置之一間隔方向而裝配在一起之 一插塞凡件與配合插塞元件。該間隔方向可為與待耦合之 兩個電池接點之間之一亩绐―、 ’·、良或電池接點之中心線平行運行 之方向。 特定^之，可藉由具有包括電導體之連接部分之至少一 者而以簡易方式生產連接裝 為此’藉此所包括之連接 Μ或-接觸元件及電導體可（例如）形成_體。 根據連接裝置之另一可能音& V 1 Κ另了此貫施例，至少-連接部件或其 連接部分（作為一插口接點）之組能 一、 r a ^ . 心了允卉連接部件與電導 體簡易裝配在-起。為此，連接 丨仵之一連接接點可以簡 156I33.doc 201222941 易方式組態為一插口接點》 根據連接裝置之另一有利實施例，連接部件之至少一者 可具有一牢固元件，該至少一連接部件可憑藉該牢固元件 而鎖定在電池接點之一者上。例如，該牢固元件可為受推 壓之-螺栓或可接合電池接點上之_栓接或閃鎖辅助設備 之一閂鎖元件。因此，連接部件或連接裝置亦可以簡易方 式不可拆卸及可拆卸地緊固至電池。 連接部件之至少m有-牢固元件，其可與電 點之至少一者接合且至少在連接部件或連接裝置之一牢固 狀態中（在沿連接裝置之-連接方向之一投影中）可與各自 電池接點至少部分重疊。 根據另一可能實施例，連接奘 产“ ± 裝置可更好地補償公差及補 β振動使得至少在安裝狀離中 固持。 装狀&中電導體係以彈性可移動方式 導= 根據另一有利實施例，可以簡“式㈣ ==移動固持’使得至少在安裝狀態中至少-、 簧構件係配置於電導體與連接部分之至 =於連接部件之至少-者與各自電池接點之間且 /、各自電池接點相闕之至少—連 、、 而以彈性可移動方式固持二〉、-連接部件 分。因此，電導體或連接接/置之-電流傳輸路線之-部 好地補償公差及補償_安裝且允許更 定電阻值。 振動，此意謂可確保連續接點具有怪 156133.doc 201222941 根據另一可能實施例，可以 電部分免受接觸’使得在各裝置之帶 連接接點且使得殼體 中重璺。可以簡易方式實現 *女裝狀態 而可移位地接合彼此。因此，吏得殼體相對於彼此 可補償公差。 s妾裝置被密封，但仍 就涉及前述内容之連接部件而 例而改良根據本發明之解決方案，==一第一貫施 連接部件之一連接方向實㈣部分指定之 接部件之一产接方^ 垂直於由連接部分指定之連 文丨丨偷接方向而延伸。兮捲拉 置之卩古Α °亥橋接方向可平行於連接裝 置之間方向而延伸。因此，連 或-電導體或在某種程度上沿連接；：固持-電池接點 而可移位地固持，藉此(例 “橋接方向兩者 差。在此情況I若接觸部分被設度以補償公 了為有利。因此，可將連接部件簡易地插塞為 一插腳接點之電池接點上。可藉由將連接部件插塞至電、： ==而簡易快速地安裝連接部件或包括連接部件之一連 因此，可想到一安裝方法，其中連接部件之連接部分可 導體而連接以連接兩個電池翠元，且在各情況中 裝置之L分（其係_合以與連接部分-起導 =連接至各自電池接點’且在各情況中電導體係相對 i 之連接部分而至少沿間隔方向可移位地容納在 連接部分之至少一者上。 156133.doc 201222941 【實施方式】 以下使用參考附圖之若干實施例而以舉例方式更詳細地 解釋本發明。該等實施例僅表示可能之組態，其中可彼此 獨立地取得及省略如上所述之個別特徵。在該等實施例之 心述中，為簡單起見，相同特徵及元件具有相同元件符 號。 首先，參考顯示一連接裝置丨及複數個電池單元1〇〇之圖 1而描述根據本發明之連接裝置丨。連接裝置丨包括一第一 連接。卩件2a及一第二連接部件2b。連接部件以、2b係裝配 在一起且在各情況中被插塞至相鄰電池單元1〇〇之一電池 接點101上。因此，連接裝置!係處於一安裝狀態c，其中 連接裝置1 /β連接裝置1之一間隔方向X而將電池接點1 〇 1連 接在一起且可補償沿間隔方向X與沿連接裝置i之一側向方 向γ及一連接方向z兩者之公差。 圖2顯示處於一預安裝狀態A之連接裝置丨。在預安裝狀 態A中，連接部件2&、2b係經—定程度組裝使得其等可經 接合以沿間隔方向又進一步安裝。在各情況中，連接部件 2:、2b分別具有一第一接觸部分城_第二接觸部分外及 分別具有一第一連接部分4a及一第二連接部分仆。可經由 接觸部分3a、3b而沿連接方向Z將連接部件“、孔插塞至 電池接點HH上。在連接部分4a' 4b處’連接部件h、沘 可沿間隔方向X而裝配在一起。 一電導體5沿間隔方向X而自第二連接部件孔之一插塞部 分6b突出。插塞部分6b係經形成以與第一連接部件以之一 156133.doc -10- 201222941 插座心補m連接料2a於連接部分仏中形成 一插塞元件7a且第二連接部件21)於連接部分扑中形成一配 合插塞元件7b » 此外1-連接部件2a之接觸^3a具彳經設計以能夠 ，電池接點101接合之—牢固元件83。同樣地，第二連接 部件2b之接觸部分3b配有經設計以能夠與電池接點⑻接 合之一牢固元件8b。 圖3顯示處於一組裝狀態B之連接裝置丨，其中配合插塞 疋件7b破插入至插塞元件以中，因此自外側不再看得見插 塞疋件7b。準備沿連接方向2而將處於組裝狀態8之連接裝 置1推壓至電池接點1 0 1上。 電池接點1 01沿連接方向Z之反方向而自電池單元丨〇〇突 出且具有一圓柱形橫截面。在電池接點1〇1之一周邊表面 1〇2與一端面1〇3之間之過渡段中，電池接點1〇1具有促進 連接裝置1插塞至電池接點101上之一斜面1〇4。一板形牢 固輔助D又備1 〇 5沿連接方向z之反方向而自電池接點1 〇 1之 端面103突出且經設計以與牢固元件8a、肋配合。 圖4顯示處於安裝狀態c之連接裝置1，其中連接裝置1被 插塞至電池接點101上且跨過可根據各自製造公差而變動 之電池單元100之間之一間隔Xl〇〇。 圖5顯示處於安裝狀態c之沿圖4中所示之截面線d_d之 圖4中所繪示之連接裝置1。連接部件2a包括一接觸元件 9a ’其形成接觸部分3a中之一中空圓柱形電池接點插口 l〇a。沿橫截面而兩面凹收縮之一圓柱狀彈簧構件丨i係配 156133.doc 201222941 置在電池接點插口 1 〇a中。接觸部分3a之電池接點插口 i〇a 中之彈簧構件11沿間隔方向X及沿側向方向γ而以彈性可 移動方式牢固電池接點丨〇 1 ’且沿連接方向Z而可移位地牢 固電池接點101。因此，電池接點插口 1 〇a中之彈簧構件j i 促成沿間隔方向X、侧向方向γ及連接方向Z之公差之補 償。 接觸元件9a形成連接部件2a之連接部分4a中之一連接接 點12a。插口接點之一連接接點插口 13a(其中配置另一彈 簧構件11)係形成於連接接點i h上。另外彈簧構件i丨（其同 樣為圓柱形且沿橫截面而兩面凹收縮）圍住電導體5，因此 在連接部件2a之連接部分4a中，電導體5沿間隔方向χ而被 可移位地容納且沿側向方向γ及連接方向Ζ而以彈性可移 動方式被容納。 電導體5係形成為一連接插塞接點13b或插腳接點，其係 形成於連接部件2b之一配合接觸元件9b之一連接接點i2b 上。一電池接點插口 l〇b(其同樣為中空圓柱形）係形成於配 合接觸元件9b上。另一彈簧構件u(其為圓柱形且沿橫截 面而兩面凹收縮）係配置在電池接點插口 1〇b中，該構件徑 向接合在其内侧上之電池接點1〇1周圍且被徑向向外支撐 在電池接點插口 l〇b中。 由於圖5中所示之接觸元件9a與配合接觸元件外之配 置，電導體5至少部分橋接電池接點1〇1之中心線河…之間 之一間隔Χιοι。分別在各自接點插口 1〇a、i〇b或13a中，電 池接點101係沿連接方向2而可移位地固持，且設計為一插 I56I33.doc 12 201222941 腳接點之呈連接插塞接點13b形式之電導體5係沿間隔方向 X而可移位地固持》由於可移位地固持而確保公差之補 償，彈簧構件11既補償公差又補償由各自接點1〇1及13b周 圍之彈性接合引起之振動。此外，各自接點插口丨以、i〇b 及13a中之彈簧構件11藉由接觸元件％或配合接觸元件外 之連接接點14a、14b而以彈性方式將接觸力引入至電池接 點插口 10a、10b中。 因此，彈簧構件11不僅執行一機械支撐及滑動功能，且 形成-電流傳輸路線之部分，該電流傳輸路線經由電池接 點插口 10a中之彈簧元件1丨、經由接觸元件、連接接点 插口 13a中之彈簧元件u、連接插塞接點nb '電導體$、 配置在電池接點插口 10b中之彈簧構件丨丨而延伸於電池接 點插口 10 a中所容納之電池接點i Q i與電池接點插口 i 〇 b中 所容納之電池接點1 〇 1之間。 此外，接觸元件9a及配合接觸元件处分別被容納在一殼 體15a或15b中。@體15a形成插座6ae殼體15b形成插塞部 分6b。在組裝狀態B中及在連接袭置之安裝狀態c中，插 座6a與插塞部分6b形成—重疊區16，其中殼體…與⑸沿 連接方向ZfM皮此可移位地部分重#。因此，殼體…及 _ 呆首先補償沿間隔方向乂之公差及其次藉由密封全部 帶電部件（即，電池接點101與接觸元件％及配合接觸元件 9b兩者）而保護免受接觸。 此外，圖5中清晰顯示在各情況中牢固元件、此係沿 間隔方向X而可移位地固持在分別形成於殼體⑸及w之 i56133.doc -13- 201222941 -孔中之-導引件m或⑺中。在各情況中，牢固元件 8a、8b具有检接元件18a及18b。拴接元件心、⑽係經設 計以接合形成於電池接點101之板形牢固輔助設備1〇5與端 面103之間之電池接點1〇1之一栓接插口 1〇6。 牢固元件8a係處於一未栓接位置u，在該位置中牢固元 件8a係與权接谷器1 〇6脫離。牢固元件8a之栓接元件1上 之一接合輪廓19a係經設計以與固持牢固輔助設備1〇5之電 池接點101之一圓柱形柄部1 〇 7互補。 栓接元件8b係處於一栓接位置l，在該位置中栓接元件 8b接合栓接插口 1〇6。因此，牢固元件扑之一栓接元件i8b 上之不可見接合輪廓19b至少部分圍住電池接點1〇1之端面 1〇3與牢固輔助設備105之間之柄部1〇7，且因此確保牢固 元件8b與牢固輔助設備105在沿連接方向乙之反方向之一投 景> 中或牢固元件8b與端面103在沿連接方向z之一投影中重 疊於最大可能區域中。此保證連接裝置丨在電池接點】〇】上 之牢固固持且將連接裝置1不可拆卸地固持在電池接點1 〇1 上’但叶算平行於連接方向Z所量測之栓接插口 1 〇6之一高 度使付其南度超過沿連接方向Z所量測之检接元件18 a、 18b之一高度且因此允許存在某一間隙，此促進沿連接方 向Z之公差之補償。 與上述實施例之偏差可落在本發明範圍内。 因此，只要能夠將連接部件2a、2b有利地裝配在一起， 連接部分4a、4b就未必具有一插座6a或一插塞部分6b。電 導體5未必與配合接觸元件9b形成一體。替代地，（例如）可 156133.doc 24 201222941 將一插腳或短軸用作為電導體5，該插腳或短軸係可移位 地固持在朝向彼此打開之兩個連接接點插口 13a中，在各 情況中，連接接點插口 13a係由一接觸元件9a提供β亦可 不藉由一插塞機構而實現導體5之可移位地容納。 連接接點14a、14b未必分別具有一電池接點插口 I〇a或 l〇b，但可（例如）被設計為插腳接點，該等插腳接點可經設 计以能夠被插塞至對應被設計為插腳接點插口之電池接點 101中。又，電池接點J i及電池接點插口 1 〇a、^⑽可具有 另外替代形式，只要其等係經設計以彼此互補且允許補償 么差以及沿連接部件2&及2b之連接方向z之可移位地安 裝。亦可想到將連接部件2&、2b閂鎖或釘至電池接點ι〇ι 以取代與拴接元件18a、18b之輔助設備之栓接。 在各it况中，殼體15a、15b係經設計以未必將接觸元件 %或配合接觸70件9b圍成—體，但可由複數個部件組成。 因此（例如)可想到藉由至少部分囊封接觸元件、外而 實現一免受接觸保護。 【圖式簡單說明】 圖1顯示將兩個電池單元之電池接點連接在一起之根據 本發明之-連接裝置之-圖解透視圖； 連 圖2顯示根據本發明之一連接裴置之一第一及一第 接部件之一圖解透視圖； 兩個電池單元之電池接點上之根 不之兩個電池接點之間之間隔之根 圖3顯示準備被插塞至 據本發明之一連接裝置； 圖4顯示橋接圖3中所 156133.doc 201222941 據本發明之一連接裝置之一圖解透視圖；及 圖5顯示沿圖4中之截面線D-D之圖4中所示之連接裝置 之一圖解透視橫截面圖。 【主要元件符號說明】 1 連接裝置 2a 第一連接部件 2b 第二連接部件 3a 第一接觸部分 3b 第二接觸部分 4a 第一連接部分 4b 第二連接部分 5 電導體 6a 插座 6b 插塞部分 7a 插塞元件 7b 配合插塞元件 8a 牢固元件 8b 牢固元件 9a 接觸元件 9b 配合接觸元件 10a 電池接點插口 10b 電池接點插口 11 彈簧構件 12a 連接接點 156133.doc -16· 201222941 12b 連接接點 13a 連接接點插口 13b 連接插塞接點 14a 連接接點 14b 連接接點 15a 殼體 15b 殼體 16 重疊區 17a 導引件 17b 導引件 18a 栓接元件 18b 栓接元件 19a 接合輪廓 100 電池單元 101 電池接點 102 周邊表面 103 端面 104 斜面 105 牢固輔助設備 106 检接插口 107 柄部 A 預安裝狀態 B 組裝狀態 C 安裝狀態 156133.doc -17- 201222941 L 栓接位置 Μιοι 中心線 u 未栓接位置 XlOO、XlOl 間隔 X, 橋接方向 -18- 156133.doc

Claims (1)

1. 201222941 七、申請專利範園： 1. 一種連接裝置⑴，丨經由至少兩個連接部件（2a、2b)而 電連接至兩個電池單元），該等連接部件…、叫 • U丄°又°十以此夠連接至該等電池單元（1GG)之-電池 • 接點（1〇1)的一接觸部分（3a、3b)，且至少在該連接裝置 ⑴之安裝狀態（c)中’該等連接部件（2a、叫係藉由至 少部分橋接該等電池接點⑽）之間之間隔（χι〇ι)的一電 導體⑺而連接在-起，該連接裝置⑴之特徵在於至少 在該安裝狀態（C) +該電導體⑺係藉由至少—連接部件 (2a、2b)而沿間隔01〇1)之方向可移位地固持。 2. 如吻求項1之連接裝置（丨），其特徵在於該電導體（5)與該 等連接部件(2a、2b)之至少一者形成—插入式連接/、 3. 如清求項1或2之連接裝置（1)，其特徵在於該等連接部件 (2a、2b)之至少一者形成其中可移位地容納該電導體〇) 之一插口接點（13a)。 4. 如請求項丨或2之連接裝置（1)，其特徵在於該等連接部件 (2a、2b)之至少一者具有一牢固元件（8a、化），該至少一 連接部件可憑藉該牢固元件而鎖定在該等電池接點（1〇1) 之一者上。 5. 如請求項1或2之連接裝置（1)，其特徵在於至少在該安裝 狀態（C)中該電導體（5)係以彈性可移動方式固持。 6. 如請求項1或2之連接裝置（1)，其特徵在於至少—彈簧構 件（11)係配置於該電導體（5)與至少一連接部分（4a、4b) 之間及/或配置於該等連接部件（2a、2b)之至少—者與今 156133.doc 201222941 各自電池接點（101)之間，且相對於與該各自電池接點 (1 01)相關之该至少一連接部分（4a、4b)或該至少一連接 部件（2a、2b)而以彈性可移動方式固持該電導體（5)。 7. 如請求項I或2之連接裝置（1)，其特徵在於在各情況中至 少一豉體（15a、15b)至少部分包圍該等連接部件（2a、仏） 之至少一連接接點（12a、121))且其特徵在於該等殼體 (15a、15b)至少在該安裝狀態（c)中重疊。 8. 種連接裝置（1)之連接部件（2a、2b)，其可經由一接觸 部分（3a、3b)而連接至一電池接點（丨〇丨），該接觸部分 (3a、3b)經设計以能夠連接至該電池接點（丨〇丨）及固持— 電導體（5)之一連接部分（4a、4b)，該連接部件（2&、2匕） 之特徵在於該電導體（5)被設計為一插腳接點（13b)。 9. 如清求項8之連接部件（2a、2b)，其特徵在於由該接觸部 刀（3a 3b)才日疋之β亥連接部件（2a、2b)之一連接方向（z) ~貫質上垂直於由該連接部分（4a、4b)指定之該連接部 件（2a、2b)之一橋接方向（χ，）而延伸。 10. 一種具有至少一電池接點（101)之電池單元（1〇〇)，其特 徵在於該至少一電池接點（1〇1)係經設計以與如請求項丄 至9之連接裝置（1)之至少一連接部件（2a、2b)互補。 11. 一種用於導體棒或背板之一接觸元件（9a)之用途，在用 於電連接兩個電池接點（1〇1)之一連接裝置中，該接 觸元件（9a)用作為一連接部件（2a、2b)中之一插口接點以 了移位地谷納設計為一插腳接點（丨3b)之一電導體（5)。 156133.doc • 2 ·